Создание программы "Расчет фундаментов"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Общая часть
• 1.1 Постановка задачи
• 1.2 Технико-математическое описание
• 1.3 Методический раздел
• 1.4 Вычислительная система
• 2. Специальная часть
• 2.1 Описание алгоритма
• 2.2 Описание работы программы
• 2.3 Тестирование и отладка
• 3. Экономическая часть
• 4. Техника безопасности
• Заключение
• Список литературы
• Приложение
• Введение

программа фундамент интерфейс тестирование

Дипломное проектирование является заключительным этапом подготовки специалистов по специальности 230105 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем".

Дипломное проектирование предназначено для углубления и закрепления знаний, полученных студентом в процессе обучения в колледже. Важнейшей задачей является подготовка студентов к самостоятельной работе в конкретных производственных условиях в соответствии с квалификационной характеристикой специальности 230105 "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем". Цель дипломного проекта заключается в умении показать свои теоретические знания и применить на практике навыки разработки программного продукта, создания интерфейса пользователя, оформления технической документации.

Задачей данного дипломного проекта является создание программы "Расчет фундаментов".

Строительство здания начинается с учтройства фундамента. Важнейшим для застройщика вопросом является определение типа фундаментов, правильный расчет технических характеристик, позволяющие разрабатывать конструктивные решения. Современное строительносто является сферой активного приложения достижений высоких технологий. Сегодня уже немыслимо выполнение проектных работ без участия компьютерной техники и специализированного программного обеспечения. Программа для расчета фундамента, позволяет достаточно быстро произвести все необходимые вычисления.

Программа для проектирования фундамента выбирается в зависимости от возможностей и потребностей пользователя. Профессиональные проектные организции или специалисты, разрабатывающие ответственные сооружения, конечно же, используют дорогостоящие программные комплексы с широкими возможностями, позволяющие расчитывать, конструировать и проектировать самые различные фундаменты с учетом всех формальных требований и предоставлением итоговой документации.

Данный дипломный проект посвящен разработки программы "Расчет фундаментов", предназначенной для произведения требуемых расчетов, таких как определение размеров подошвы фундамента, расчет оснований по деформациям, проектирование свайных фундаментов и т.д.

Документация к разрабатываемой программе представлена в виде пояснительной записки и графической части (схемы взаимодействия программ и схемы работы системы) согласно заданию на дипломное проектирование.

1. Общая часть

1.1 Постановка задачи

Дипломный проект программа "Расчет фундаментов" разрабатывается по заказу ИПСЦ "Ступени Созидания".

Назначение задания

Программа предназначена для использования сотрудниками строительных компаний. Данная программа позволит сэкономить время работы. Простой интерфейс делает программу более понятной и доступной пользователю. Эта программа позволит наиболее эффективно и быстро производить расчеты.

Она упрощает множество различных действий. Наличие в программе инженерного калькулятора, заметок и графики обеспечивают меньший объём работы.

Своей стоимостью программа не значительно повлияет на бюджет предприятия.

Общие требования

Заказчиком были предъявлены к программе следующие требования:

- предоставление краткого описания формул вычисления;

- предоставление инженерного калькулятора;

- полноценный вывод информации на печать;

- наличие графики;

- интерфейс программы должен быть максимально упрощен, не перегружен излишними компонентами.

Интерфейс системы должен быть понятным и удобным, не должен быть перегружен графическими элементами и должен обеспечивать быстрое отображение экранных форм. Навигационные элементы должны быть выполнены в удобной для пользователя форме. Ввод-вывод данных системы, прием управляющих команд и отображение результатов их исполнения должны выполняться в интерактивном режиме. Интерфейс должен соответствовать современным эргономическим требованиям и обеспечивать удобный доступ к основным функциям системы. Экранные формы должны отображаться корректно на всех видах мониторов и информационных киосков. Интерфейс должен быть рассчитан на использование манипулятора типа "мышь", то есть управление должно осуществляться с помощью набора экранных меню, кнопок, значков и т. п. элементов. Все надписи экранных форм, а также сообщения, выдаваемые пользователю (кроме системных сообщений) должны быть на русском языке. Экранные формы должны проектироваться с учетом требований унификации:

- все экранные формы пользовательского интерфейса должны быть выполнены в едином графическом дизайне, с одинаковым расположением основных элементов управления и навигации;

- для обозначения сходных операций должны использоваться сходные графические значки, кнопки и другие управляющие (навигационные) элементы;

- термины, используемые для обозначения типовых операций, должны быть унифицированы;

- внешнее поведение сходных элементов интерфейса (реакция на наведение указателя "мыши", переключение фокуса, нажатие кнопки) должны реализовываться одинаково для однотипных элементов.

1.2 Технико-математическое описание

В "Программе расчета фундаментов" присутствуют вычисления, основанные на следующих формулах.

Ширина подошвы фундамента R? , T/м² вычисляется по формуле

	(1.1)

где m - безразмерный коэффициент условий работы;

A, B, D - безразмерные определения нормативного давления на грунт основания; h - глубина заложения подошвы фундамента, м;

y - вес грунта в пределах слоя, T/м³;

с - нормативное напряжение, T/м².

Расчет площади фундамента F , м², вычисляется по формуле

	(1.2)

где - нормативная нагрузка, T;

R? - нормативное давление на грунт основания, T/м²;

Y_ср - средний объемный вес грунта, T/м³;

h - глубина заложения фундамента, м;

- безразмерный коэффициент продольного изгиба, принимаемый равным единице или определяемый как для стержня в упругой среде.

Ширина подошвы неприрывного (ленточного) фундамента b, м под стену определяется по формуле

	(1.3)

где l - длина участка стены, в пределах которого подсчитана нагрузка, м.

Несущая способность свай по материалу железобетонной сваи Р, T определяется по формуле

	(1.4)

где m_b - коэффициент принимаемый для сечений меньше 3030 см, равным 0,85, в остальных случаях равным 1,0;

R_пр - расчетное сопротивление бетона при сжатии, кг/см²;

F - площадь поперечного сечения сваи, см²;

R_ac - расчетное определение сжатой арматуры, кг/см²;

F_a - площадь сечения сжатой арматуры, см².

Cреднее давление на основание под ростверком P_P, нм, вычисляется по формуле

	(1.4)

где Р - принятая несущая способность сваи.

Площадь подошвы ростверка F_P, м² вычисляется по формуле

	(1.5)

где - расчетная нагрузка по обрезу фундамента, Т;

- средний объемный вес материала фундамента и грунта, Т/м³;;

n - коэффициент перегрузки;

h - глубина заложения ростверка, м.

Тогда ориентировочный расчетный вес ростверка и грунта определяется из уравнения

	(1.6)

где - нормативная нагрузка, Т;

Для опредления коэффициента Ж используется формула

	(1.7)

где с? - нормативное напряжение, T/м²;

Y? - вес грунта в пределах слоя, T/м³;

m - безразмерный коэффициент условий работы;

Y_ср - средний объемный вес материала фундамента и грунта расположенного над уступами фундамента, Т/м³;

- глубина заложения фундамента, м;

Ф, Л, Г - коэффициенты зависящие от величины нормативного угла внутреннего трения, принимаемые по таблице коэффициентов.

При прямоугольной форме подошвы фундамента необходимо задаться соотношением ее сторон. Совместное решение выражений вычисления нормативного давления на грунт основания, площадь подошвы центрально нагруженного фундамента и размера прямоугольной подошвы фундамента приводят к следующему кубическому уравнению

	(1.8)

Решая это уравнение с помощью преобразований Кардано для кубических уравнений, можно найти значение нормативного давления на грунт основания.

1.3 Вычислительная система

Требования к составу и параметрам технических средств

При использовании технических средств, не установленных на эксплуатационном компьютере, пользователь должен быть поставлен в известность в их необходимости.

Минимальные системные требования для работы программы представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1- Минимальный состав технических средств

Конфигурация	Характеристика
Процессор	Pentium 800 МГц
ОЗУ	DIMM 256 МБ
Винчестер	10 ГБ
Видеокарта	nVIDIA GeForce 300
Монитор	SVGA 17?
CD-ROM	16x/52/32/52x
Клавиатура	Стандартные 101/102 клавиши
Манипулятор "мышь"	PS/2

Минимальные системные требования позволяют работать с программой, но скорость доступа ко всем модулям программы будет низкой.

Рекомендуемые системные требования представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 - Рекомендуемый состав технических средств

Конфигурация	Характеристика
Процессор	Pentium 1,5 ГГц
ОЗУ	DIMM 512 МБ
Винчестер	20 ГБ
Видеокарта	nVIDIA GeForce FX 5500
Монитор	SVGA 17?
CD-ROM	16x/52/32/52x DVD/CD
Клавиатура	Стандартные 101/102 клавиши
Манипулятор "мышь"	PS/2

Для самой "Программы расчета фундаментов" необходимо 100 МБ на жёстком диске.

Рекомендуемый состав технических средств позволяет быстро запускать программу и повысить скорость в работе с входящими в состав программы модулями.

Для стабильной работы данной программы предусмотрен следующий состав программного обеспечения:

- операционная система Windows;

- пакет программ Microsoft Office.

Для работы программы инструментальную среду Delphi устанавливать необязательно.

Описание средства создания WEB-документов

При разработке "Программы расчета фундаментов" использовалось несколько инструментальных, программных и офисных приложений.

Теоретический и практический материал программы представлен в виде гипертекстовых документов (HTML-страниц). Для их создания, редактирования и просмотра используются специальные редакторы, такие как Adobe DreamWeaver, Microsoft FrontPage. Они позволяют работать с гипертекстовыми документами как визуально, так и непосредственно с кодом. В данном дипломном проекте в качестве основного инструментального средства работы с гипертекстовыми документами использовался редактор Microsoft FrontPage.

Microsoft FrontPage - это интегрированная среда, содержащая редактор WEB-страниц, модули управления структурой узла и инструменты публикации узла на сервере.

Microsoft FrontPage оснащен средой разработки, макетами и средствами разработки, шаблонами и улучшенными темами.

Microsoft FrontPage предоставляет графические возможности, мощные средства кодирования, а также различные способы создания интерактивных сценариев. Microsoft FrontPage выдает эффективный и оптимизированный код HTML, обеспечивает дополнительные средства для контроля за кодом [6].

Для работы с WEB-документами предусмотрены следующие режимы:

- конструктор. Разрабатывать и редактировать WEB-документы рекомендуется в режиме "Конструктора". Этот режим предоставляет практически все возможности WYSIWYG (What you see is what you get) при создании WEB-документов, такие же как при работе со средствами разработки;

- код. Позволяет самостоятельно просматривать, записывать и редактировать тэги HTML. Используя средства оптимизации кода в Microsoft FrontPage можно создать чистый код HTML, также упрощается процедура удаления ненужного кода;

- с разделением. Проверять и редактировать содержимое WEB-документа можно в формате с разделением экрана, предоставляющем одновременный доступ к режимам "Код" и "Конструктор";

- просмотр. Позволяет просматривать внешний вид страницы в WEB-обозревателе, не сохраняя ее. Данное представление рекомендуется использовать для просмотра результатов изменений, внесенных в WEB-документ во время ее создания.

Описание языка программирования

Delphi - это среда разработки программ, ориентированных на работу в Windows. В основе Delphi лежит технология визуального проектирования, методология объектно-ориентированного программирования и программирование процедур обработки событий, применение которых, позволяет существенно сократить время разработки и облегчить процесс создания приложений (программ, работающих в Windows). И Delphi, и Visual Basic базируются на языках программирования, изначально предназначенных для обучению программирования. Delphi - потомок Pascal, Visual Basic происходит от Basic. Оба продукта обладают удобным интерфейсом, который исключает значительную часть рутинной работы, и все же Delphi имеет значительные преимущества перед Visual Basic.

Visual Basic может использовать библиотеки функций (так называемые DDL), но не в состоянии создавать новые DDL. Visual Basic может реагировать на события, происходящие внутри Windows, но только если Microsoft предусмотрела реакцию на такие события. В программах могут применяться пользовательские управляющие средства для улучшения их функциональных свойств, но не может создавать пользовательские управляющие средства [7].

Delphi умеет не только использовать, но и создавать DLL, а программы написанные в Delphi могут как инициировать, так и обрабатывать практически любые события Windows. Компоненты Delphi (эквивалент пользовательских управляющих средств) написаны в среде Delphi, поэтому не нужно выходить из системы, чтобы создавать новые компоненты или дорабатывать существующие. Более того, находясь в среде Delphi, можно использовать пользовательские управляющие средства из Visual Basic.

Для написания программы была выбрана система объектно-ориентированного программирования Delphi 7, основанная на языке Object Pascal, т.к по сравнению с другими средами программирования она предоставляет больше возможностей, благодаря большому количеству стандартных компонентов.

Среда программирования Delphi позволяет быстро создавать приложения различной степени сложности на основе применения технологии визуального программирования. Создание прикладных программ Delphi выполняется в интегрированной среде разработки, которая служит для организации взаимодействия с программистом и включает в себя ряд окон, содержащих различные управляющие элементы. С помощью средств интегрированной среды разработчик может удобно проектировать интерфейсную часть приложения, а также создавать программный код и связывать его с управляющими элементами.

Delphi относится к системам визуального программирования, которые также называют системами RAD (Rapid Application Development - быстрая разработка приложений). Среда Delphi включает в себя полный набор визуальных инструментов для скоростной разработки приложений, поддерживающих разработку пользовательского интерфейса и подключение к корпоративным базам данных.

Библиотека визуальных компонентов (VCL) включает в себя стандартные объекты построения пользовательского интерфейса, объекты управления данными, графические объекты, объекты мультимедиа, диалоги и объекты управления файлами, управление OLE.

Благодаря открытой компонентной архитектуре приложения, разработанные при помощи Delphi, работают надежно и устойчиво. Кроме того, поскольку Delphi имеет полностью объектную ориентацию, разработчик может создавать свои повторно используемые объекты для того, чтобы уменьшить затраты на разработку.

Delphi полностью поддерживает передовые программные концепции, включая инкапсуляцию, наследование, полиморфизм и управление событиями.

Delphi позволяет разработчикам настроить среду для максимального удобства. Существует возможность легкого изменения палитры компонент, инструментальной линейки, а также настройки выделения синтаксиса цветом.

Создание прикладных программ, или приложений, Delphi выполняется в интегрированной среде разработки IDE (Integrated Development Environment). IDE служит для организации взаимодействия с программистом и включает ряд окон, содержащих различные управляющие элементы. С помощью средств интегрированной среды разработчик может проектировать интерфейсную часть приложения, а также писать программный код и связывать его с управляющими элементами. При этом вся работа по созданию приложения, включая отладку, происходит в IDE.

Среда программирования Delphi 7 позволяет:

- улучшен пользовательский интерфейс;

- введен редактор кода, обеспечивающий создание гиперссылок;

- расширены возможности отладчика;

- обновлены общие элементы управления;

- расширен состав компонентов, предназначенных для работы с WEB-документами;

- добавлен ряд пользовательских событий;

- введены объекты, предназначенные для создания апплетов панели управления Windows.

Как и большинство языков программирования высокого уровня Delphi имеет набор элементов. К элементам относятся:

- алфавит;

- идентификаторы;

- константы;

- выражения;

- операции.

Алфавит - включает буквы (латинского алфавита от a до z и от A до Z, а также знак подчеркивания), цифры (арабские цифры от 0 до 9), шестнадцатеричные цифры (от 0 до 15), специальные символы (+ - · / = ,<> := . : ; и др.), пробелы, зарезервированные слова. Delphi имеет множество зарезервированных слов. Зарезервированные слова - это английские слова, указывающие компилятору на необходимость выполнения определенных действий.

В программе используются следующие зарезервированные слова:

- begin - начало составного оператора;

- end - конец составного оператора;

- if (если) - часть условного оператора;

- then (то) - часть условного оператора;

- else (иначе) - часть условного оператора;

- for (для) - часть оператора повторений;

- to (до) - часть оператора повторений;

- do (выполнить) - часть оператора повторений;

- not - отрицание.

Идентификаторы - слова, которыми программист обозначает любой другой элемент программы, кроме идентификатора, комментария и зарезервированного слова. Идентификаторы в Delphi могут состоять из латинских букв, арабских цифр и знака подчеркивания.

Константы - целые, вещественные, шестнадцатеричные числа, логические константы, символы, строки символов, конструкторы множеств и признак неопределенного указателя Nil.

Выражения - константы, переменные, обращения к функциям, соединенные знаками операций и скобками.

Операции: унарные, мультипликативные, аддитивные, отношения [8].

Для разработки "Программы расчета фундаментов" использовались следующие стандартные компоненты:

- SpeedButton - кнопка, может содержать надпись, иконку, поясняющую назначение и описание действий, выполняемых при ее нажатии. Кнопка позволяет выполнять какие-либо действия при нажатии на нее во время выполнения программы. Может изменять свой вид при установлении свойства Flat в True, после чего кнопка становится прозрачной остается только надпись или иконка, при наведении мыши на надпись или иконку вокруг появляется рамка;

- Label - статичный текст, с который пользователь не может манипулировать;

- Image - отображает картинки, а также имеет событие OnClick, что позволяет использовать её ещё как кнопку;

- Panel - панель которая может содержать разные элементы на форме;

- GroupBox - панель для хранения элементов одного типа;

- WebBrowser - предоставляет доступ к функциям Интернет Браузера;

- MainMenu - создаётся панель управления для формы, может содержать пункты и подпункты;

- Timer - таймер. Этот компонент служит для отсчета интервалов реального времени;

- скалярные переменные. Скалярная переменная может содержать единственное значение;

- массивы. Массивы представляют собой переменные, принимающие в качестве значения список из скалярных величин, ссылка на переменные сопровождается значениями в квадратных скобках. Переменные целого типа, которые обычно начинаются с нулевого значения.;

- условные операторы. Оператор условия может использовать простую инструкцию без фигурных скобок.

На сегодняшний день работа в Delphi является самым продуктивным методом создания приложений для Windows [9].

2. Специальная часть

2.1 Описание алгоритма

Интерфейс пользователя

Интерфейс - это механизм взаимодействия между пользователем и машиной.

При разработке интерфейса пользователя использовались различные прикладные средства, такие как:

- графический редактор Microsoft Paint;

- графический редактор Adobe Photoshop 6.0;

- графический редактор Adobe Image Reader 3.0;

- построитель WEB-документов Microsoft Front Page 2003;

- Microsoft Office 2007;

- среда программирования Delphi и его встроенные возможности.

Для создания интерфейса были использованы следующие компоненты инструментальной среды Delphi:

- Image - отображения рисунка;

- SpeedButton - меняющаяся кнопка (в программе прозрачная);

- WebBrowser - отображение WEB-документов;

- Label - отображение текста;

- Edit - ввод текста;

- Memo - отображение текста.

Логическая структура

Программа имеет сложную логическую структуру, т.е. ведётся постоянный контроль за действиями пользователя. Эти действия сопровождаются графическими изображениями и текстовой информацией.

Логическая структура программы представлена на схеме взаимодействия программ ВАМК.230105.БДП-114 С1.

Программа состоит из 15 модулей представленных в Таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Модули программы

Наименование модуля	Функциональное назначение
main.pas	Модуль главной формы
zastavka.pas	Модуль заставки программы
about.pas	Модуль справки о программе
note.pas	Модуль заметкок в программе
setting.pas	Модуль настройки в программе
teoria.pas	Модуль модуль теаритического материала
calculiator.pas	Модульвызова калькулятора
calculation 1.pas	Модуль расчетов (1)
calculiation 2.pas	Модуль расчетов (2)
calculiation 3.pas	Модуль расчетов (3)
calculiation 4.pas	Модуль расчетов (4)
calculiation 5.pas	Модуль расчетов (5)
calculiation 6.pas	Модуль расчетов (6)

В main.pas находится главная форма, которая появляется при запуске программы. Из этой формы доступны все остальные.

В модуле about.pas содержится форма для справки о разработчике.

В модуле note.pas содержится форма заметок. При активации данной формы загружается WebBrowser.

В модуле zastsvka.pas располагается форма загрузки заставки.

В модуле calculiator.pas содержится инженерный калькулятор.

В модуле setting.pas содержатся настройки для программы.

В модуле teoria.pas содержится краткая теория по программе "Расчет фундаментов". С данной формы можно перейти к расчетам. Необходимо выбрать нужный раздел, в зависимости от выбора раздела загружается форма расчета calculation.pas.

2.2 Описание работы программы

Входные и выходные данные

Входными данными являются данные, вводимые с клавиатуры при вычислении параметров фундаментов. Все они имеют числовый тип данных. Вид формы с вычисляемыми полями представлен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Форма с вычисляемыми полями

Выходными данными являются результаты вычислений по формулам, представленным в разделе "Технико-математическое описание".

Работа программы

После запуска приложения открывается форма загрузки, представленная на рисунке 2.2.

После завершения загрузки открываются главное окно программы, представленное на рисунке 2.3. На главной форме можно выбрать следующие пункты:

- РАСЧЕТ, где содержится теоретический материал по выбираемому разделу. Форма показана на рисунке 2.4;

- ИНЖЕНЕРНЫЙ КАЛЬКУЛЯТОР, для различных математических расчтов. Форма показана на рисунке 2.5;

- ЗАМЕТКИ, куда заносятся какие либо записи. Форма показана на рисунке 2.6;

- НАСТРОЙКИ, в этом разделе можно поменять скин. Форма показана на рисунке 2.7;

- СПРАВКА реализована в виде формы с информацией о разработчике. Форма показана на рисунке 2.8.

Рисунок 2.2 - Форма загрузки программы

Рисунок 2.3 Главное меню программы

При нажатии на кнопку РАСЧЕТ рисунок 2.4 откроется форма рисунок 2.5 с кратким теоретическим материалом.

Каждая тема разбита на подтемы. При выборе одной из тем пользователю будут предложено выбрать подтему, с которой он хочет ознакомиться рисунок 2.5.

Рисунок 2.4

Рисунок 2.5 Краткий теоретический материал

При помощи кнопки ПЕРЕЙТИ К ВЫЧИСЛЕНИЯМ происходит переход на вычислительную форму в зависимости от выбора раздела рисунок 2.6

Рисунок 2.6 Вычислительная форма

Так же на вычислительной форме имеются вкладки такие как таблица коэффициентов рисунок 2.7, схема фундамента рисунок 2.8 и контрольный пример рисунок 2.9.

Рисунок 2.7 Таблица коэффицентов



Рисунок 2.8 Схема фундамента

Рисунок 2.9 Контрольный пример

При нажатии кнопки КАЛЬКУЛЯТОР появляется форма инженерный калькулятор рисунок 2.10

Рисунок 2.10 Инженерный калькулятор

При нажатии кнопкуЗАМЕТКИ появляется форма рисунок 2.11

Рисунок 2.11 Форма Заметки

При нажатии кнопки НАСТРОЙКИ появляется форма где можно изменить скин программы рисунок 2.12

Рисунок 2.12 Настройки

Справка о разраюотчике программы рисунок 2.13



Рисунок 2.13 Справка о разработчике

Контрольный пример

Нормативное давление R? определяется по формуле

Rn=m{(A*b-B*h)y+D*c}.

Даны величины m = 1, A = 2,46, b = 3,8, B = 10,84, h = 2, y = 2,0, D = 11,73, c = 0,3.

Производится расчет R? = 1(2,46 * 3,8 - 10,84 * 2) * 2,0 + 11,73 * 0,3 = 67,1 Т/м?

Расчет производится на рисунке 2.14

Рисунок 2.14 Расчет

Нормативное давление R? на грунт основания равно 67,1 Т/м?

Зная величину R? можно вычислить площадь подошвы фундамента F, которая вычисляется по формуле

Даны величины N?? = 1000, R? = 67,1, Ycp = 2,2, hф = 2,0.

Производится расчет = 15,94.

Расчет производится на рисунке 2.15

Рисунок 2.15 Расчет

Площадь подошвы фундамента F равна 15,94 Т/м?

Текст программы

Программа "Расчет фундаментов" разработан на языке программирования Borland Delphi7. Листинг программного кода программы представлен в Приложении.

2.3 Тестирование и отладка

Методы отладки

В Delphi имеется мощный встроенный отладчик, значительно упрощающий отладку программ. Отладка - это деятельность, направленная на установление точной причины обнаруженной ошибки и её устранение. Основными инструментами отладки являются точки контрольного останова и окно наблюдения за переменными.

Точка контрольного останова определяет оператор в программе, перед выполнением которого программа прервет свою работу, и управление будет передано среде Delphi. Точка останова задается командой View - Debug windows - Breakponts. Окно точек останова содержит список всех установленных в проекте точек, перед выполнением которых происходит прекращение работы программы и управление получает среда Delphi. Для добавления новой точки следует щелкнуть в окне правой кнопкой мыши и выбрать в контекстном меню команду Add. В этом случае появляется окно, с помощью которого можно задать параметры добавляемой точки, а именно: путь и имя файла, номер строки от начала файла, условие останова.

Наблюдать за состоянием переменной или выражения можно с помощью специального окна, вызываемого командой View - Debug windows - Watches. Окно наблюдения используется в отладочном режиме для наблюдения за изменением значений выражений, помещенных в это окно. Для добавления нового выражения следует щелкнуть в окне наблюдения правой кнопкой мыши и выбрать в контекстном меню команду New Watch.

Если программа запущена из среды Delphi, ее работу можно прервать в любой момент с помощью клавиш Ctrl + "F2", команды Run - Program pause или, наконец, установив точку контрольного останова. В этом случае можно производить трассировку программы, то есть выполнить пошаговое исполнение программы. При нажатии клавиши "F8" будут выполнены запрограммированные в текущей строке действия, и работа программы прервется перед выполнением следующей строки текста. Если программа остановлена в контрольной точке, когда текущая строка совпадает со строкой останова, строка выделяется красным цветом. После трассировки нужного фрагмента программы можно продолжить нормальную ее работу, нажав клавишу "F9".

В ряде случаев бывает неудобно или невозможно пользоваться пошаговой отладкой программ. В таких ситуациях могут помочь контрольные точки, которые не прерывают работу программы, а лишь помещают некоторую информацию в специальный файл трассировки. Для реализации такой точки надо раскрыть окно Source Breakpoint Properties, снять флажок Break и ввести сообщение в поле раскрывающегося списка Log message. Этот протокол можно просмотреть с помощью команды View - Debug windows - Event Log [8].

Тестирование и отладка

В процессе разрабртки программы "Расчет фундаментов" возникали следующие ошибки:

- указание неправильного пути;

- отключение функции "Показывать рисунки" в свойствах браузера.

Для устранения первого типа ошибок необходимо проверить првильность указания пути подключаемых файлов. Чтобы исправить эту ошибку нужно в программном коде проверить правильность написания следующей команды: webbrowser1.Navigate(ExtractFilePath(Application.ExeName)+'Primeri\1.mht'), где аргумент, записанный в скобках, указывает путь до файла, Primeri - указывает текущий каталог. Для устранения второго типа ошибки необходимо включить функцию "Показывать рисунки" в свойствах браузера (рисунок 2.30) или установить основные настойки по умолчанию.



Рисунок 2.16

Ошибки, возникшие в процессе разработки и тестирования программы, не заняли много времени для их устранения, так как они были незначительными. В основном они возникали из-за неправильного указания пути файлов, неверного использования свойств и методов, невнимательности разработчика.

3. Экономическая часть

Себестоимость - это стоимостная оценка используемых в процессе производства продукции (работ, услуг) природных ресурсов, сырья, материалов, топлива, энергии, основных фондов, трудовых ресурсов и других затрат на ее производство и реализацию. Чтобы дать оценку, во что обойдётся для исполнителя выполнение поставленного задания, нужно учесть все затраты на основные и расходные материалы, заработную плату, налоги, содержание и эксплуатацию основных фондов, производственного оборудования и производственных площадей, также общехозяйственные расходы и коммерческие затраты, связанные с реализацией программного продукта.

В данном разделе пояснительной записки описывается механизм расчёта коммерческой себестоимости программы "Расчет фундаментов". Коммерческая себестоимость Сб_ком, руб. рассчитывается по формуле

Сб_ком = М + ОЗП + ДЗП + СВ +СО + ОХР + КЗ

где М - затраты на приобретение сырья, материалов, полуфабрикатов, руб.;

ОЗП - основная заработная плата рабочих, руб.;

ДЗП - дополнительная заработная плата, премии и надбавки за выполнение плана работы, руб.;

СВ - страховой взнос (сбор), руб.;

СО - расходы на содержание и эксплуатацию оборудования, амортизация, руб.;

ОХР - общехозяйственные расходы, руб.

КЗ - коммерческие затраты, руб.

Проведем расчёт трудоёмкости работы над программой.

Для определения затрат на выполнение производственного задания в первую очередь определяется степень сложности задания и предполагаемое время работы над поставленной задачей. Оба фактора в процессе работы могут редактироваться как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения.

Процесс разработки программы "Расчет фундаментов" следует отнести в большей степени к категории интеллектуального труда, а это означает, что каких-либо фиксированных нормативных документов, регулирующих трудовую активность и трудовую отдачу, не существует. Таким образом, оценка эффективности трудовой активности работника и его временных затрат по выполнению задания может носить приближенный характер.

В данной обстановке рекомендуется использовать информацию по выполненным аналогичным заданиям и целесообразно выбрать метод сравнения.

В этом случае проводится анализ по многим факторам, позволяющим определить трудоёмкость с наибольшей степенью точности. Суть метода сравнения заключается в том, что все факторы аналогового задания принимаются за базу, а программный продукт называют базовым, степень его сложности определяют с помощью процентной ставки, принимаемой за 100% Для вычисления расчетов используют коэффициент процентной ставки, т.е. (К_баз=1).

По образу и подобию, поставленную задачу разбивают на этапы и методом сравнения определяют время выполнения задания. За основу берут три фактора:

- степень интеграции инструментальной базы (ПК и принтер);

- уровень квалификации привлеченного работника или нескольких работников;

- степень сложности задачи (программы).

В качестве сравнительного показателя может выступать поправочный коэффициент. Далее используют метод поправочных коэффициентов, который применяют к характерным факторам, влияющим на трудоёмкость выполнения поставленной задачи.

Конфигурация компьютера, используемого для базовой программы "Расчет осадок" является недостаточной.

На первом этапе рассмотрим более подробно различия инструментария (конфигурации компьютера) между базовой программой "Расчет осадок" и разрабатываемой программой "Расчет фундаментов" .

Вследствие сложности используемого программного обеспечения, увеличивается уровень загрузки процессора, а также происходит перегрузка платы оперативной памяти. Для уменьшения времени обработки данных, целесообразно использовать процессор с более высокими техническими характеристиками и увеличить объем оперативной памяти. Использование увеличенного объема оперативной памяти позволит сократить время разработки на 35%, в этом случае оставшаяся доля трудоемкости будет определяться поправочным коэффициентом 0,65. Аналогичные рассуждения применяются для остальных параметров.

Видеокарта представляет собой устройство для выведения изображения в памяти компьютера на экран монитора. Разрабатываемая программа "Расчет фундаментов" имеет красочный интерфейс. Следовательно, чтобы программа работала "без зависаний" и сбоев, для быстрого вывода изображений на экран требуется видеокарта с высокими характеристиками, точнее, с достаточным объемом памяти.

Устройства компьютера, обеспечивающие процесс ввода-вывода информации такие как: клавиатура, манипулятор типа "мышь", CD-ROM и монитор приемлемы для работы с магазином и в данной работе не изменяются. Принтер следует применять лазерный, поскольку обеспечивает высокую скорость печати, даёт качественные цветные и чёрно - белые отпечатки, а также является наиболее экономичным в сравнении со струйным принтером. Стоит учесть, что необоснованное улучшение конфигурации компьютера с завышенными параметрами, приведет к удорожанию программного продукта. Исходя из выше изложенных рассуждений, формируется конфигурация компьютера и периферийных устройств, рекомендуемая для разработки данной программы, оформленная в виде таблицы 3.1. В этой же таблице отражаются поправочные коэффициенты интеграции компьютера на каждом этапе.

Таблица 3.1 - Поправочный коэффициент (интеграция) компьютера, рекомендуемый для разработки программы на каждом этапе.

Исходя из данных таблицы 3.1, рассчитывается обобщающий коэффициент по конфигурации компьютера и периферийных устройств К_об., руб., по формуле

К_об = (К₁ + К₂ +...+ К_N)/n,

где К₁, К₂, ..., К_N - поправочные коэффициенты из таблицы 3.1;

n - количество коэффициентов по оборудованию.

По формуле 3.2 вычисляем обобщающий коэффициент по конфигурации компьютера без учета принтера и с его применением

К_{об(без принтера)} = (0,88 + 0,86 + 0,81 + 0,92)/4 = 0,87

К_об = (0,88 + 0,86 + 0,81 + 0,92 + 0,96)/5 = 0,89

На втором этапе рассчитывается поправочный коэффициент квалификации работника. Базовая программа была разработана программистом третьего категории, коэффициент квалификации которого равен единице (К_б=1). Под этим следует понимать, что тот программист не обладал высоким уровнем знаний и навыков в программировании. Стоит предположить, что настоящую поставленную задачу программист третьего разряда сможет выполнить, потратив много времени и некачественно. Следовательно, квалификация работника разрабатываемой программы должна быть выше квалификации работника базовой программы. Рекомендуется к выполнению настоящего поставленного задания привлечь программиста первой категории. Степень влияния его квалификации на выполнение этапов задания в сопоставимой форме с программистом третьей категории, можно отразить в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Коэффициент поправки на квалификацию работника на этапах программирования.

На третьем этапе определяется степень сложности программы, которая может характеризоваться следующими критериями:

- выбором более совершенной среды программирования;

- степенью сложности алгоритма программы;

- требованиями к функциональным возможностям программы;

- и другие.

Сравнительный анализ степени сложности разрабатываемой программы (программа "Расчет фундаментов") относительно базовой, можно вынести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 - Коэффициент поправки на степень сложности разрабатываемой программы на этапах программирования.

Результаты обсуждения рассмотренных факторов (поправочные коэффициенты на всех этапах работы над заданием) в сравнительной форме с базовой программой сводятся в обобщенную таблицу 3.4, где

T_{баз. i}, - трудоёмкость базовой программы на этапах программирования, ч.;

К_{баз. i} - поправка на этапах программирования, условно принимаемая за единицу;

К_1i - коэффициент сложности программы относительно базовой на i-тых этапах программирования;

К_2i - коэффициент поправки на квалификацию работника на i-тых этапах программирования;

К_3i - коэффициент интеграции компьютера на i-тых этапах программирования;

Т_разр.i - трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на i-том этапе программирования с учётом корректирующих коэффициентов относительно базы, ч.;

Т_{разр. общ.} - общая трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы с учётом корректирующих коэффициентов относительно базы, ч.;

Обобщающая поправка с учётом рассмотренных факторов на всех этапах программирования К_общ.i. рассчитывается по формуле

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа получения задания

К_общ.1 = 2,00 · 0,60 · 0,87 = 1,04

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа рассмотрения и изучения аналогов программы

К_общ.2 = 3,00 · 0,70 · 0,87 = 1,83

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа составления алгоритма

К_общ.3 = 3,00 · 0,60 · 0,87 = 1,57

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа написания кода программы

К_общ.4 = 4,00 · 0,60 · 0,87 = 2,09

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа отладки и тестирования

К_общ.5 = 4,00 · 0,50 · 0,87 = 1,74

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа написания документации

К_общ.6 = 3,00 · 0,70 · 0,89 = 1,87

По формуле 3.4 рассчитаем обобщающую поправку этапа предоставления заказчику

К_общ.7 = 2,00 · 0,70 · 0,87 = 1,22

Трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на всех этапах программирования с учётом корректирующих коэффициентов относительно базы Т_разрi рассчитывается по формуле

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе получения задания

Т_разр1 = 0,5 · 1,04 = 0,52 (час.)

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе рассмотрения и изучения аналогов программы

Т_разр2 = 1,5 · 1,83 = 2,75 (час.)

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе составления алгоритма

Т_разр3 = 6,0 · 1,57 = 9,42 (час.)

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе написания кода программы

Т_разр4 = 32,0 · 2,09 = 66,88 (час.)

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе отладки и тестирования

Т_разр5 = 24,0 · 1,74 = 41,76 (час.)

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе написания документации

Т_разр6 = 16,0 · 1,87 = 29,92 (час.)

По формуле 3.5 рассчитаем трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы на этапе предоставления заказчику

Т_разр7 = 2,0 · 1,22 = 153,69 (час.)

Общая трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы с учётом корректирующих коэффициентов относительно базы Т_{раз. общ.} рассчитывается по формуле

По формуле 3.6 рассчитаем общую трудоёмкость выполнения разрабатываемой программы с учётом корректирующих коэффициентов относительно базы

Т_{разр.общ.} = 0,52+2,75+9,42+66,88+41,76+29,92+2,44=153,69 (час.)

Исходные данные и результаты расчетов приведены в таблице 3.4.

Произведем расчёт материальных затрат.

В предлагаемой работе состав материальных затрат может быть определен с учётом некоторых особенностей, касающихся разработки программного продукта. В данном случае необходимо учитывать затраты на расходные материалы и комплектующие изделия, расходы на энергоносители, содержание или амортизацию производственных площадей.

Таблица 3.4 - Определение трудоёмкости разработки программного продукта.

Объём материальных затрат на изделие М_общ, руб., рассчитывается по формуле

М_общ = М₁ + М₂ + М₃ ,

где М₁ - затраты на расходные материалы, руб.;

М₂ - затраты электроэнергии на технологические цели, руб.;

М₃ - затраты на аренду помещения в месяц.

Затраты на расходные материалы М₁, руб., рассчитываются по формуле

М₁ = x₁ + x₂ + x₃ + x₄ + x₅ + x₆ + x₇ + x₈ ,

где x₁ - затраты на бумагу при распечатке отчета, руб;

x₂ - затраты на распечатку блок-схем в формате А1, руб;

x₃ - затраты на приобретение диска DVD-R, руб;

x₄ - затраты на приобретение гелевой ручки, руб;

x₅ - затраты на приобретение корректирующий карандаш, руб;

x₆ - затраты на приобретение папки-скоросшивателя, руб;

x₇ - затраты на приобретение файлов, руб;

x₈ - затраты на тонер при распечатке документации, руб.

Данный набор основных и расходных материалов является оптимальным с экономической точки зрения, так как не содержит каких-либо ненужных материалов.

Бумага формата А4 используется для распечатки пояснительной записки. Для дипломного проекта требуется 80 листов, с учетом брака необходимо 100 листов бумаги. Средняя стоимость пачки бумаги (500 листов) составляет 120 руб. Следовательно, стоимость одного листа из пачки составляет 0,3 руб.

Услуги сторонних организаций включают в себя распечатку формата А1 в количестве трех листов, стоимость бумаги формата A1, 24"(610 мм) x 45,7 м, плотностью 80 г/м включена в стоимость услуги и составляет 50 руб., тогда затраты на оформление графической части дипломного проекта будут составлять 150 руб.

Диск DVD-R выбран с учётом размера программного продукта (стоимость диска 20 руб.).

Для оформления документации используется папка, количество которых зависит от объема документации (стоимость папки составляет 90 руб., стоимость одного файла 0,5 руб., объем документации составляет 90 листов).

Заправляемая емкость картриджа составляет 200 гр. при стоимости 200,00 руб. Ресурс заправленного картриджа составляет 1600 страниц. Используя эти данные, можно сделать вывод, что расход тонера на один лист составляет 0,05 г, то есть стоимость тонера для распечатки одного листа равна 0,125 руб. Отсюда рассчитывается сколько потрачено граммов на фактическую распечатку 100 листов, то есть 5 гр., и стоимость потраченного тонера, которая составляет 12,5 руб.

Количество квадратных метров производственной площади взято с учётом санитарных норм при работе с персональным компьютером, стоимость одного квадратного метра взята с учётом, если данная площадь используется в качестве арендуемого помещения.

Исходя из данных сводной ведомости затрат на основные и расходные материалы, оформленной в виде таблицы 3.5, затраты на расходные материалы рассчитаем по формуле 3.8

М₁ = 45+150 + 20 + 30 + 90 + 45 + 15 = 395,00 (руб.)

Выполним расчёт затрат на электроэнергию.

Затраты на электроэнергию М₂, руб., рассчитываются по формуле

М₂ = З_ЭВМ + З_пр.,

где З_ЭВМ - затраты на электроэнергию для работы ЭВМ, руб;

З_пр - затраты на электроэнергию для работы принтера, руб.

Затраты на ЭВМ определяются по формуле

З_ЭВМ = Т_р · Ц_1кВт · У_мощ.,

где Т_р - время работы оборудования при составлении программы, час, принимается 153,69 часов;

У_мощ - установочная мощность ЭВМ принимается 220 Вт/ч;

Ц_1кВт - стоимость 1 кВт/ч энергии, на расчётный период времени принимается 3,34 руб./ч.

Время работы оборудования при составлении программы складывается из времени разработки программы (66,88 ч.), тестирования и отладки (41,76 ч.), разработки документации (29,92 ч.). В итоге, время работы оборудования составляет 153,69 часов.

В соответствии с формулой 3.10 получаем

З_ЭВМ =153,69 · 3,34 · 0,22 = 112,93 (руб.)

Затраты на принтер З_пр,ру6., определяются по формуле

З_пр = Т_р · Ц_1кВт · У_мощ.,

где Т_р - время работы составляет 0,5 часа;

У_мощ - установочная мощность принтера, в соответствии с техническими показателями, принимается 700 Вт/ч (принтер HP LaserJet 1020);

Ц_1кВт - стоимость 1 кВт/ч энергии, на расчётный период времени принимается 3,34 руб./ч. (на территории г. Владимира);

В соответствии с формулой 3.11 получаем

З_пр = 0,5 · 3,34 · 0,7 = 1,16 (руб.)

В соответствии с формулой (3.9) рассчитываем затраты электроэнергии на технологические цели:

М₂ = 112,93 + 1,16 = 114,09 (руб.)

Выполним расчёт затрат на аренду помещения

Затраты на аренду помещения М₃, руб., рассчитываются по формуле

,

где S_ф - фактически используемая площадь, м², по санитарным нормам принимается 6 м²;

Т_ф - фактическое время (в часах) затраченное на выполнение задачи, равное 153,69 часов;

А_м² - средняя стоимость квадратного метра аренды площади в месяц, принимается 300 руб./мес;

Д_ф - количество рабочих дней в месяце (22 дня);

t - продолжительность рабочего дня, ч., принимается 8 ч.

Исходя из вышеизложенных данных, рассчитаем по формуле (3.12) затраты на аренду помещения

(руб.)

Общая стоимость затрат на программу М_общ, в соответствии с вышеописанными расчётами, рассчитывается по формуле 3.7

М_общ = 348,70 + 92,82 + 1571,83 = 2013,25 (руб.)

Расчёт применяемых материалов, сырья и комплектующих изделий оформлен в виде сводной таблицы 3.5.

Таблица 3.5 - Ведомость затрат на основные и расходные материалы.

Наименование материала	Единица измерения	Цена за единицу измерения, руб.	Коли-чество	Сумма, руб.
Бумага для принтера	лист	0,30	100,0	30,00
Распечатка формата А1 - услуги сторонней организации, без учета бумаги	шт	50,00	3,0	150,00
Диск DVD-R	шт	20,00	1,0	20,00
Папка	шт	90,00	1,0	90,00
Тонер для картриджа	гр	0,125	100,00	12,5
Электроэнергия на ЭВМ	кВт	3,34	69,11	230,82
Электроэнергия на принтер	кВт	3,34	0,10	0,33
Арендуемая площадь (за 153,69 часа использования)	м2	135,50	4,5	609,75
Итого:	4560,71

Расчёт основной заработной платы.

Базовая программа разрабатывалась программистом третьей категории. Однако, при работе над данной задачей, увеличилась сложность используемого программного обеспечения, увеличилась трудоёмкость и время работы над программой на всех этапах. Исходя из сложности разрабатываемой программы, разряд разработчика базовой программы недостаточен. Для наиболее качественного и быстрого выполнения поставленной задачи, квалификация работника должна соответствовать пятой категории.

Минимальная оплата труда составляет 15000,00 руб. в месяц в соответствии со средним окладом в ИПСЦ "Ступени Созидания" тарифный план оплаты труда работника составляет 56,82 руб/час.

Основная заработная плата ОЗП, руб. определяется по формуле

	(3.8)

где З_пр.общ - прямая заработная плата, руб.;

К_ОЗП - поправочный коэффициент;

На непредвиденные затраты времени выбирается в интервале от 20% до 40%, в данной работе определяется на основе процентной ставки 30% то есть К_ОЗП = 0,3.

Прямая заработная плата З_пр.общ , руб. исходя из общих затрат по операциям вычисляется по формуле

	(3.9)

где З_пр.i - прямая заработная плата на отдельном этапе работы над программой, руб.

Прямая заработная плата на каждом отдельном этапе работы над программой З_{пр. i} , руб. рассчитывается по формуле

	(3.10)

где O_час - тарифная ставка за 1 час, ч.;

Т_i - время i - ого этапа выполнения задания, ч.;

Затраты на постановку задачи, З_пр.1, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Затраты на исследование задачи и сбор информации, З_пр.2, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Затраты на составление алгоритма, З_пр.3, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Затраты на разработку программы, З_пр.4, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Затраты на тестирование и отладку, З_пр.5, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Затраты на оформление документации, З_пр.6, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Затраты на разработку блок-схем, З_пр.7, руб., вычисляются по формуле (3.10)

(руб.)

Прямая заработная плата З_пр.общ, руб. рассчитывается по формуле (3.9)



Полученные данные используются для вычисления основной заработной платы. Основная заработная плата рассчитывается по формуле

(руб.)

Фактические затраты по операциям, связанным с разработкой дипломного проекта, в зависимости от оклада работника представлены в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - Расчет основной заработной платы

Наименование операции	Трудоемкость, час	Оклад работника, руб./час	Фактические затраты по операциям, руб.
Постановка задачи	0,52	56,82	29,55
Сбор информации	2,75	56,82	156,25
Составление алгоритма	9,42	56,82	535,23
Разработка программы	66,88	56,82	3800,00
Тестирование и отладка	41,76	56,82	2372,73
Разработка документации	29,92	56,82	1700,00
Разработка блок-схем	2,44	56,82	138,64
Итого	153,69		8732,40
Поправочный коэффициент КОЗП = 0,3
Итого ОЗП с учетом поправочного коэффициента	11352,12

Расчет дополнительной заработной платы.

Дополнительная заработная плата - это фактическая надбавка за выполненную операцию с должным качеством и срок. Дополнительная заработная плата ДЗП, руб. рассчитывается по формуле