Об’єктно-орієнтоване проектування програмних систем. Послідовність розробки програмного продукту на основі об’єктноорієнтованого підходу, страница 3

4.1. Підсилювальна ланка  Настроювані параметри: k – коефіцієнт підсилення, по замовчанню k = 1. Алгоритм функціонування 

y = kx.

4.2. Інтегруюча ланка. 

Настроювані параметри відсутні. 

Реалізує динамічну ланку з передаточною функцією W_I ( )p ^{= 1} .

p

Алгоритм функціонування 

t y t    x t dt .

0

Рекурентна формула для реалізації в програмній системі: y i[ ] = y i[ −1]+ Dt x i( [ ]+ x i[ −1]) ,

2

де  ^{y i}[ ], ^{y i}[ −¹]– значення вихідного сигналу інтегруючої ланки на iму та (i −¹)-му кроках моделювання відповідно;  ^{x i}[ ], ^{x i}[ −¹]– значення вхідного сигналу інтегруючої ланки на i-му та

(i −¹)-му кроках моделювання відповідно;

Dt – крок модельного часу.

4.2. Диференціююча ланка

Настроювані параметри відсутні. 

Реалізує диференціюючу динамічну ланку  Алгоритм функціонування 

y t( mod ) = dx .

dt_mod

Рекурентна формула для реалізації в програмній системі: _{y i}[ ] ₌ x i[ ]− x i[ −1^] _, Dt

де  ^{y i}[ ] – значення вихідного сигналу інтегруючої ланки на i-му кроці моделювання;  ^{x i}[ ], ^{x i}[ −¹]– значення вхідного сигналу інтегруючої ланки на i-му та

(i −¹)-му кроках моделювання відповідно;

Dt – крок модельного часу.

Модель системи задається шляхом структурного поєднання блоків наведених типів та генераторних блоків, що генерують задаючий вплив (вхідний сигнал моделі). Наприклад, для механічної системи, наведеної  на рис.

1а, блочно-структурна модель необхідного типу наводиться на рис. 1б.

а) механічна система                                          б) блочно-структурна динамічна модель механічної системи

Рис. 1. Представлення математичних моделей динамічних систем в програмному продукті для автоматизованого моделювання

В наступних лабораторних роботах розглядається процес розробки програмного продукту для моделювання нелінійних неперервних динамічних систем, заданих блочно-структурними математичними моделями. В результаті виконання робіт кожен студент повинен отримати скомпільований проект, що має всі можливості, передбачені даним технічним завданням.   

Лабораторна робота № 1

Об’єктна  декомпозиція предметної області, оголошення класів та об’єктів в мові Object Pascal

Теоретичні відомості

Об’єктно-орієнтована технологія ґрунтується на так званій об'єктній моделі. Основними її принципами є: абстрагування, інкапсуляція, модульність, ієрархічність, типізація, паралелізм і зберігаємість. Кожний з цих принципів сам по собі не новий, але в об'єктній моделі вони вперше застосовані в сукупності. 

Об’єктно-орієнтований аналіз і проектування принципово відрізняються від традиційних підходів структурного проектування: тут потрібно по-іншому уявляти собі процес декомпозиції, а архітектура програмного продукту, що виходить, у значній мірі виходить за рамки традиційних для структурного програмування уявлень. 

Методи структурного проектування допомагають спростити процес розробки складних систем за рахунок використання алгоритмів як готових будівельних блоків. Аналогічно, методи об’єктно-орієнтованого проектування створені, щоб допомогти розроблювачам застосовувати могутні виразні засоби об'єктного й об’єктно-орієнтованого програмування, що використовує як блоки класи й об'єкти. 

Але в об'єктній моделі відбиваються і безліч інших факторів. Як показано в вирізку нижче, об'єктний підхід зарекомендував себе як уніфікована ідея всієї комп'ютерної науки, застосовна не тільки в програмуванні, але також у проектуванні інтерфейсу користувача, баз даних і навіть архітектури комп'ютерів. Причина такої широти в тому, що орієнтація на об'єкти дозволяє нам справлятися зі складністю систем самої різної природи. 

Маючи багатьох попередників, об'єктний підхід, на жаль, перейняв і заплутану термінологію. Програміст у Smalltalk користується терміном метод, у C++ - терміном віртуальна функція, у CLOS - узагальнена функція. У Object Pascal використовується термін приведення типів, а в мові Ada те ж саме називається перетворення типів.