Курсовая с практикой на тему Логическая игра для младших школьников на языке Java с использованием стандартных шаблонов проектирования (Игра пятнашки)

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 3

Глава
1. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ ПОДХОД ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОГРАММИРОВАНИИ.. 5

1.1
Концепция структурного и подпрограммного программирования. 5

1.2
Принципы объектно-ориентированного программирования. 10

1.3
Этапы проектирования и разработки игровых приложений. 16

Глава
2 РАЗРАБОТКА ИГРОВОГО ПРИЛОЖЕНИЯ.. 19

2.1
Разработка проекта игрового приложения. 19

2.2
Разработка классов для игрового приложения. 22

2.3 Тестирование игрового приложения. 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.. 34

ПРИЛОЖЕНИЯ.. 36

Введение:

В настоящее время игровая индустрия стремительно развивается: каждый
день создаются и публикуются игры, которые впоследствии находят свою аудиторию среди
разных возрастных групп. Притом, количество игроков ежедневно увеличивается за счёт
приобретения ими компьютеров, приставок, смартфонов.

В современном мире развитие техники не стоит не месте, идёт постоянный
прогресс. Создается множество различных устройств, идёт создание новейшего программного
обеспечения. При создании всего этого люди преследовали цели обеспечения быстрой
работы человека, упрощения определенных проблем, но сейчас эти задачи уступают место
индустрии развлечений. В последнее время все чаще можно услышать об увеличениях
масштабов разработки программного обеспечения развлекательного характера. Компьютерные
игры являются одним из таких приложений. Для развития и совершенствования различных
навыков обучающие и развивающие игры являются одним из основных эффективных методов
обучения. Концепция развивающих игр объясняется главным образом периодами жизни
ребенка. Когда дети играют в развивающие игры, они готовят свое мышление к изобретательности,
воображению, творческой способности.

Выполняя
курсовую работу, можно увидеть решение поставленной проблемы в использовании языка
программирования java, с использованием cреды разработки IntelliJ IDEA Community
Edition для разработки и компиляции программного кода.

Объект исследования – объектно-ориентированный подход при проектировании и программировании.

Предмет исследования – особенности
разработки игровых обучающих приложений на базе языка java

Цель проекта работы – разработать
игровое обучающее приложение для младших школьников на базе объектно-ориентированного
подхода.

Задача проекта работы разработка
игровой информационной системы. К основным задачам курсовой работы можно отнести:

— рассмотреть историю возникновения объектно-ориентированного
программирования;

— проанализировать объектно-ориентированный подход
при проектировании и программировании;

— разработать логическую игру по информатике на языке
Java, используя стандартные шаблоны ОО проектирования;

— разработать структуру классов для игрового приложения

— провести тестирование игрового приложения

Структура и объем
работы. Работа состоит из введения, двух глав, заключения, библиографии и приложения.
Объем работы составляет 42 страниц, 13 рисунков, объем библиографического списка
— 22 источников, объем приложения — 7 страницы.

Заключение:

Согласно новому исследованию, дети, которые регулярно играют в логические
игры, обычно улучшают свои школьные результаты. Но школьники, которые посещают Facebook
или чаты каждый день, с большей вероятностью отстают в математике, чтении и естественных
науках.

Игры — отличный способ контролировать
конкуренцию между сверстниками.

Используя игры в классе, учащиеся
могут соревноваться друг с другом во время игры, а затем поддерживать друг друга
во время других учебных мероприятий.

Большинство игр требуют стратегии решения проблем и планирования. Применяя
ряд стратегий в игре, учащиеся могут использовать свою рабочую память для решения
задач, улучшая свои умственные способности. Стимулирование мозга с помощью стратегий
в игре может стать отличной тренировкой для мозга!

Использование игр в уроке как части преподавания и обучения помогает
создать позитивное отношение к уроку, мотивируя учащихся своим участием и создавая
позитивное отношение к обучению.

Игры также могут создать у учащихся положительные воспоминания и опыт
обучения в классе.

Во время игры вырабатываются эндорфины, которые стимулируют мозг и вызывают
у ребенка чувство эйфории. Это чувство эйфории создает у учащихся хорошее
настроение в классе, создавая позитивную учебную обстановку.

Язык Java является основой практически для всевозможных типов сетевых приложений
и всеобщим стандартом для разработки встроенных и мобильных приложений, веб-контента,
игр, и корпоративного программного обеспечения. В мире насчитывается более девяти
миллионов специалистов, разрабатывающих приложения на Java, которая позволяет эффективно разрабатывать,
тестировать, внедрять и использовать программное обеспечение

Объектом исследования в курсовой работе является –
объектно-ориентированный подход при проектировании и программировании.

В процессе выполнения работы были решены следующие задачи:

— рассмотрена история возникновения объектно-ориентированного программирования;

— проанализирована объектно-ориентированный подход при проектировании
и программировании;

— разработана логическая игра по информатике на языке Java, используя
стандартные шаблоны ОО проектирования;

— разработана структура классов для игрового приложения;

— проведено тестирование игрового приложения

В результате
выполнения курсовой работы был разработан программный код, выполняющий поставленное
задание. Осуществлено тестирование работы программы.  Таким образом, все поставленные в работе
задачи решены, и цель работы достигнута.

Фрагмент текста работы:

Глава 1. ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННЫЙ
ПОДХОД ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ И ПРОГРАММИРОВАНИИ

1.1 Концепция структурного и подпрограммного программирования

Декомпозиция кода и структуризация данных являются основными целями структурного
программирования. Объединение данных в структуры позволяет описывать сущности реального
мира более естественно, имеющие разнотипные наборы атрибутов. Это делает процесс
разработки программ более простым, поскольку данные однородного типа были сгруппированы
в одном месте и под одним общим именем.

Декомпозиция кода под собой подразумевает разделение исходного кода программы
на отдельные подпрограммы. Подпрограммы снижают количество возникновения возможных
связей между отдельными определёнными операторами (локализация кода) и, кроме этого,
позволяют устанавливать нужную область видимости для некоторых переменных, которые
могут использоваться в подпрограммах (локализация данных). Непозволителен переход
от одного оператора в одной подпрограмме к любому оператору в другой подпрограмме
при локализации кода. При вызове подпрограммы можно передать управление только в
одну определённую точку, но некоторые языки программирования могут допустить создания
больше одной точки входа в подпрограмму.

При принятии такого решения не только можно повысить надёжность некоторых
программ, но ещё и позволить использовать одни и те же подпрограммы в разных программах.
Появляются различные библиотеки подпрограмм, так и самостоятельные программные продукты.
При поставке компилятора с языком программирования и операционными системами поставлялась
также часть этих библиотек, другая часть распространялась свободно или на коммерческой
основе. С помощью применения библиотек можно намного ускорить процесс разработки
программного обеспечения, из-за, того-что подпрограммы применяются очень часто приходилось
отлаживать только единожды. Ничуть не меньше имеет значение локализация данных,
чем локализация кода. Есть три вида данных в подпрограмме:

— локальные данные подпрограммы, которые автоматически создались при
вызове подпрограммы и уничтожились при её возврате;

— локальные данные, сохранённые между двумя и более вызовами одной подпрограммы;

— глобальные данные, которые могут быть доступные всем подпрограммам
или нескольким из них и доступ к данным производиться прямо из подпрограммы;

— фактические, параметры, которые передаются
подпрограммам, занимающие объявленные формальные параметры.

Глобальные данные могут применяться для организации связей между подпрограммами,
но это достаточно сильно может ограничить гибкость подпрограмм. Правда, если подпрограмма
работает с какими-либо глобальными данными, то эти данные в обязательном порядке
должны совпадать по имени, типу во всех программах, которые могут использовать данную
им подпрограмму.

Локальные данные в отличие от этого наоборот, могли позволить подпрограмме
быть независимой от программ, которые могут использовать её. Но эти данные не могут
не могут обеспечивать передачу данных между подпрограммами. Для того чтобы передать
данные или ссылку можно воспользоваться механизмом формальных/фактических параметров.
Описывая подпрограмму нужно объявить формальные параметры, которые принимаются при
вызове.

При реальном вызове подпрограммы на место формальных параметров ставятся
фактические параметры того же типа.

Библиотеки подпрограмм образовываются по функциональному признаку. В
библиотеку могут помещаться подпрограммы, производящие близкую по составу работу.
Например, библиотека подпрограмм, которые работает с каким-либо устройством. Библиотеки
могут иметь существенные недостатки. Иногда результат их работ может быть неверным
если записать в них некорректные данные. Однако если данные находиться за пределами
библиотек они могут изменяться произвольно. Может появиться реальная надобность
соединить данные и код, который их обрабатывает. Эта задача будет решена в модельном
программировании. В отличие от библиотек подпрограмм модуль может содержать не только
подпрограммы, но и данные.

Данные которые располагаются в модуле глобальные и для модуля, и для
программы, которая использует модуль. Для увеличения безопасности данных находящихся
в модуле, модуль разделили на несколько зон. Одна из зон обеспечивает взаимодействие
между модулем и внешний программным обеспечением. Эта зона называется зоной интерфейса.
Другая зона или зона реализации отвечает за реализацию модуля и была недоступна
для внешних сред программного обеспечения.

Чувствительные к произвольному изменению данные и были недоступны.

Про данные можно уверено сказать, что они инкапсулированные. В интерфейсной
зоне в итоге остаются те, с которыми может взаимодействовать внешнее программное
обеспечение. Невозможно сказать, что можно изменять эти данные без ущерба для работоспособности
программы. Почти все данные инкапсулированные (помещены в зону реализации), а для
того, чтобы взаимодействовать с ними будут в интерфейсной зоне объявляться специальные
интерфейсы программ. Только с помощью них можно изменить значение переменных в модуле
или возвращать значение этих переменных.

Перенося данные в область реализации, создает ещё одну проблему данные
в обязательном порядке нужно было инициализировать перед началом работы и освободить
после её окончания. Например, перед началом работы может понадобиться динамически
распределяемая область памяти, а в конце потребуется вернуть данную область обратно
системе. Это может привести к появлению областей в модулях инициализации, которые
вызвали до начала его работы и областей, которые автоматически вызывались перед
концом работы модуля. Теперь можно сложить все элементы мозаики вместе если их сложить,
то получиться такая картина: подпрограммы модуля собраны все вместе по функционалу
и работаю над одними данными; есть у модуля область кода которая вызывается при
инициализации или окончания работы модуля. Этот модулю вполне можно дать имя прообраза
объекта.

Рассмотрим полиморфизм и наследование, что в современных условиях
реализовано практически на всех компиляторах. Объектная технология, являясь продолжением
структурного программирования, открыла совершенно иные принципы и подходы к проектированию
сложного программного обеспечения.