Задания к контрольной работе

Общий для всех вариантов и тем план выполнения работ разбит на следующие этапы:

1. Формирование требований. Представьте себя заказчиком и потенциальным пользователем программы, которая решала бы задачу Вашего варианта. Сформируйте требования пользователя к ней. Можно использовать как неформальное описание на естественном языке (русском, английском), так и какой-либо формальный язык для спецификаций. В любом случае важен не объем текста (это может быть, например, всего 0.5-2 страницы), а содержательное описание функций с обоснованием их выбора.

2. Проектирование
2.1. Выберите и обоснуйте аппаратную платформу, ОС, язык программирования и компилятор для него (или некоторую интегрированную среду разработчика). При необходимости, также  можно выбрать какую-либо заемную библиотеку функций. Выбор производится, исходя из сформированных в задании 1 требований, имеющихся у Вас аппаратных ресурсов, знания языков программирования и имеющегося набора программного обеспечения. В данном разделе желательно избегать подробное изложение достоинств выбираемых сред, которые не относятся непосредственно к обоснованию их выбора (достаточно указания ссылок на печатные или электронные материалы).

2.2. Нарисуйте в виде блок-схемы алгоритм работы программы.

2.3. Если использован объектно-ориентированный подход, перечислите все классы, их атрибуты и методы, отношение наследования (в виде текста на естественном языке или текста на выбранном языке программирования, поддерживающем объектно-ориентированное программирование, или в виде диаграммы классов).

2.4. Нарисуйте диаграмму с набором модулей, на которые будет разбита программа. Стрелками для каждого модуля укажите, какие модули используются данным модулем.

3. Реализация

3.1. Программирование

По результатам проектирования реализуйте программу на выбранной платформе и на выбранном языке.

В процессе реализации для устранения ошибок пользуйтесь отладчиком. Для этого соберите программу в отладочном варианте. Если Вы выбрали GNU C/C++, то командная строка для сборки может быть такой: gcc –g –o program.bin program.c. Запустите собранный бинарный файл в отладчике. Пример для GCC и GDB приведен в гл. 6.

Результат выполнения задания 3 – все тексты программы и использовавшаяся для ее компиляции команда. Тексты программы оформляются в соответствии с рекомендациями по стилю, которые приведены в гл. 4 конспекта лекций данного курса.

3.2. Документирование – разработка модели. Возьмите за основу модель документации из приложения 2. Предложите измененную версию модели, которая на Ваш взгляд была бы удобна для описания программ, подобных построенной в задании 3. Для каждого добавленного, измененного и исключенного пункта объясните причину, почему это было необходимо сделать.

3.3. Документирование. На основе полученной в предыдущем пункте модели документации, составьте документацию для программы, реализованной в этом задании (п. 3.1).

4. Оценка производительности. Проведите измерение времени выполнения получившейся в задании 4 программы зависимости от объема данных. Если Вы выбрали в качестве языка программирования C/C++, то для замеров можно воспользоваться функциями из файла benchmark.1.c (или benchmark.2.c). При этом функция main будет иметь такой вид:
main(){
	benchmark_start();
	…
	рrintf(“duration = %d\n”, benchmark_stop());
}

Сделайте это для нескольких вариантов, изменив флаги для компилятора, которые отвечают за уровни оптимизации. Можно попробовать и флаги, включающие и выключающие отдельные виды оптимизации. Если Вы выбрали GNU C/C++, то минимальный рекомендуемый набор вариантов для тестирования таков:
gcc –o program.bin program.c
gcc –O2 –o program.bin program.c
gcc –O3 –o program.bin program.c
gcc –O4 –o program.bin program.c

Постройте графики, где по ось X задана в соответствии с Вашим вариантом, а ось Y – время выполнения программы в миллисекундах.

Выполнение этапов 1, 2.1, 2.2., 3.1. и 3.3. - обязательно. Выполнение остальных этапов желательно. Важность их выполнения варьируется в зависимости от выбранной темы.

Типовые темы заданий 

Вариант 4. Шестнадцатеричный калькулятор для выражений с инфиксной формой записи. В минимальном виде калькулятор – это утилита, которой в качестве параметров передается имя входного файла, содержащего выражение. Утилита 1) считывает входные параметры и проверяет их корректность, 2) открывает исходный, обрабатывая возможные ошибочные ситуации, 3) производит вычисление результата выражения, 4) печатает и завершает работу.

Выражение для калькулятора– это:
·	беззнаковая шестнадцатиричная константа;
·	(выражение)
·	выражение + выражение
·	выражение - выражение
·	выражение * выражение
·	выражение / выражение
·	not(выражение) – операция побитовой инверсии
·	and(выражение, выражение) – операция побитового И
·	or(выражение, выражение) – операция побитового ИЛИ
·	xor(выражение, выражение) – операция исключающего побитового ИЛИ

Для задания 4 ось X – размер входного файла со строкой выражения.