Автор молодец, просто работа не нужна больше
Информация о работе
Подробнее о работе
Разработка программного комплекса для интерполирования эмпирических данных с помощью сплайнов
- 79 страниц
- 2016 год
- 308 просмотров
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы интенсивно развивается новый раздел современной вычислительной математики – теориясплайнов.Сплайны позволяют эффективно решать задачи обработки экспериментальных зависимостей между параметрами, имеющих достаточно сложную структуру.
Основоположником теории сплайнов можно считатьЛ.Эйлера, который еще в 18-м веке разработал "метод ломаных" для интегрирования дифференциальных уравнений. В методе ломаныхрешение дифференциальною уравнения представляется с помощью ломаной линии, которая по существу, является простейшим сплайном первой степени. Современная теория сплайнов была создана во второй половине 20-гo века Дж.Алберrом, Э.Нильсоном, Дж.Уолшем, И.Шенберrом, Н.П.Корнейчуком, С.Б.Стечкиным, Ю.Н.Субботиным, Ю.С.Завьяловым и другими математиками. [1, c.123].
Наиболее широкое практическое применение, в силу их простоты,нашли кубические сплайны. Основные идеи теории кубическихсплайнов сформировались в результате попыток математически описать гибкие рейки из упругого материала (механические сплайны),которыми издавна пользовались чертежники в тех случаях, когдавозникала необходимость проведения через заданные точки достаточно гладкой кривой.
На практике часто возникает задача о построении непрерывной функции по табличным данным, например, полученным в ходе какого либо эксперимента. В таких случаях прибегают к различным методам интерполирования. Они необходимы для нахождения промежуточных данных функции и сглаживания линии полученного графика, тем самым получая более четкое и визуально приятное изображение.
В настоящее время разработчики веб-сайтов и приложений для мобильных платформ повсеместно используют HTML5, как основной язык разметки гипертекста.
В HTML5 есть ряд элементов, которые позволяют визуализировать данные, которые были получены в ходе JavaScript событий. Данные элементы называются Canvas и SVG.Canvas предназначен для создания растрового двухмерного изображения при помощи скриптов на языке JavaScript.SVG является языком разметки масштабируемой векторной графики, который был создан Консорциумом Всемирной паутины и предназначен для описания двумерной векторной и смешанной графики в формате XML.
Так как весь программный комплекс будет реализован на HTML5, его можно повсеместно использовать с персонального компьютера, ноутбука, а также любого мобильного устройства. Единственный необходимый инструмент для работы с веб-приложением, это современный браузер.
Целью данной работы является разработка программного комплекса для интерполяции эмпирических данных сплайнами с помощью технологий HTML5 и JavaScript.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
• освоить некоторые методы сплайн-интерполяции;
• сравнить и выявить достоинства и недостатки каждого из них;
• подробно изучить язык JavaScript, а именно его работу с HTML5 и его элементами Canvas и SVG;
• перенести все освоенные методы и формулы сплайн-интерполяции на язык программирования JavaScript;
• разработать адаптивныйпользовательский web-интерфейс на основе HTML5CSS3 для удобной работы с программой.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 4
Глава 1. Постановка задачи на разработку программного комплекса для интерполяции эмпирических данных сплайнами 6
1.1. Основные понятия сплайн-интерполяции 6
1.2. Методы кубической сплайн-интерполяции 10
1.3. Обзор и анализ существующих программных средств для формирования сплайн-интерполяции 15
Выводы по главе. 22
Глава 2. Проектирование программного комплекса для интерполяции эмпирических данных сплайнами 23
2.1. Выбор программных средств реализации программного комплекса 23
2.1.1. Основные аспекты HTML5 25
2.1.1. Использование Canvas и SVG совместно с JavaScript 31
2.2. Выбор среды разработки программного комплекса 37
2.3. Разработка функциональной схемы программного комплекса 40
Выводы по главе 43
Глава 3. Программная реализация сплайн-интерполяции 44
3.1. Реализация интерфейса пользователя 44
3.3. Описание модуля для формирования изображения графика сеточной функции 51
Выводы по главе 52
Заключение 54
Список литературы 56
Приложение 1. Пользовательский веб-интерфейс на HTML5. 58
Приложение 2. Таблица стилей CSS. 60
Приложение 3. Листинг программы на JavaScript. 62
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения дипломного проекта было спроектировано и разработано веб-приложение, реализующее вычисления сплайн-интерполяции методами кубической сплайн-интерполяции, Акимы и Эрмита сеточных функций, параметры которых были собраны экспериментальным путем. Разработанный продукт удовлетворяет поставленным целям и реализован на основе использования современного языка разметкиHTML5, каскадных таблиц стилей CSS3 и языка программирования JavaScript.
При написании дипломного проекта в первой главе дипломной работы были рассмотрены основные понятия сплайн-интерполяции. Представлено определение алгебраического сплайна. Рассмотрены методы кубической сплайн-интерполяции, а именно, сплайны заданные кубическим полиномом, сплайн Акимы и кубический эрмитов сплайн. Также в данной главе приведен обзор существующих программных средств для формирования сплайн-интерполяции. Анализ представленных программных средств показывает, что одним из существенных их недостатков является высокая цена лицензий. Также большая их часть не предоставляет онлайн-сервисы по построению сплайнов.
Во второй главе дипломной работы осуществлен выбор программных средств реализации программного комплексадля интерполяции эмпирических данных сплайнами. Был сделан выбор разработки программного комплекса в виде веб-приложения на основе использования HTML5, CSS3 и JavaScript. В качестве среды разработки программного комплекса выбран редактор исходного кода Sublime Text 3, обладающий кросс-платформенностью, скоростью и быстрым циклом обновления. В заключительном параграфе данной главы представлена функциональная схема разработанноговеб-приложения.
В третьей главе дипломной работы представлен интерфейс пользователя разработанного веб-приложения и подробно описан каждый из элементов интерфейса. Разработана адаптивная верстка макета, наиболее приоритетное направление, на сегодняшний момент, в разработке пользовательского интерфейса для веб-сайтов и приложений для мобильных платформ. Также в данной главе приведена краткая методика работы с программой и выполнено описание модуля на языке программирования JavaScript, содержащего ряд функции и глобальных переменныхдля расчета и формирования изображения графика сеточной функции.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Носач В.В. Решение задач аппроксимации с помощью персональныхкомпьютеров. - М.: МИКАП, 1994. - 382 с.
2. Калиткин Н.Н. Численные методы. М., Наука, 1978. - 512 с.
3. Сплайн [Электронный ресурс]/Википедия.Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сплайн
4. Роджерс Д., Адамс Дж. Математические основы машинной графики: Пер. с англ. — М.: Мир, 2001. – 604 с.
5. Hiroshi Akima. A New Method of Interpolation and Smooth Curve Fitting Based on Local Procedures, Изд.: ESSA Research Laboratories, Institute for Telecommunication Sciences, Boulder Journal of the ACM (JACM) Volume 17 Issue 4, 1970 стр. 589-602
6. Huseyin Ozdemir. Comparison of linear, cubic spline and Akima interpolation methods, 2007. [Электронныйресурс] / Режимдоступа: http://www.jive.nl/wiki/lib/exe/fetch.php ?media=fabric:interpolation.pdf
7. Круковец А.С., Горелкин Г.А. Разработка метода интерполяции значений номограммы [Электронный ресурс] // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 5. Режим доступа:http://web.snauka.ru/issues/2015/05/53846.
8. Сплайн Эрмита [Электронный ресурс] / Википедия. Режим доступа:https://ru.wikipedia.org/wiki/Сплайн_Эрмита
9. SRS1 Cubic Spline for Excel[Электронныйресурс]. http://www.srs1software.com/SRS1CubicSplineForExcel.aspx
10. Официальный сайт системы компьютерной алгебрыMathematica[Электронныйресурс]. Режим доступа:http://www.wolfram.com/mathematica/
11. Иванов А., Ильютко Д., Носовский Г., Тужилин А.,Фоменко А. Практикум по компьютерной геометрии. [Электронный ресурс] / ИНТУИТ. Режим доступа:http://www.intuit.ru/studies/courses/645/501/lecture/11381?page=4
12. Обзор возможностей и средств Spline Toolbox 3.2 [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://matlab.exponenta.ru/spline/book1/1.php
13. Официальный сайт StatSoft[Электронный ресурс]. Режим доступа:http://www.statsoft.ru/
14. Интерполяция сплайнами: пример построения сплайна в программе STATISTICA [Электронный ресурс]. Режим доступа:http://www.statsoft.ru/solutions/ExamplesBase/branches/detail.php?ELEMENT_ID=1589#real
15. Официальный сайт Scilab[Электронный ресурс]. Режим доступа:http://www.scilab.org/
16. Кайнер М. Между толстым нативным клиентом и веб-приложением [Электронный ресурс]. / ECM-JournalРежим доступа:http://ecm-journal.ru/post/Mezhdu-tolstym-nativnym-klientom-i-veb-prilozheniem.aspx
17. Мак-Дональд М. HTML5. Недостающее руководство: Пер. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2012. — 480 с.
18. HTML5[Электронный ресурс] / Википедия. Режим доступа:https://ru.wikipedia.org/wiki/HTML5
19. Sucan M. HTML5 Canvas — the Basics. [Электронный ресурс] / Режим доступа: https://dev.opera.com/articles/html5-canvas-basics/ . Перевод на русский:Canvas для начинающих / URL: http://w3pro.ru/article/html-5-canvas-dlya-nachinayushchikh
20. Пилгрим М. Погружение в HTML5: перев. с англ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2011. –304 с.
21. SVG [Электронный ресурс] / Википедия.Режим доступа:https://ru.wikipedia.org/wiki/SVG
22. Какой лучший редактор HTML, PHP, CSS, JS кода? [Электронный ресурс].Режим доступа:http://sitear.ru/material/luchshiy-redaktor-html-php-css-js-koda
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
