Разработка игрового обучающего мобильного приложения "Системы счисления" (стр. 1 )

Студент		/  /
Факультет	ИВТ	Группа	ПБТ-31
Руководитель		/  /

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        3

1        ОПИСАНИЕ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ        5

2        ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ        7

3        СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ        9

3.1         Android        9

3.2         Android Studio        10

3.3         Язык программирования Java        11

4        ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ АНАЛОГОВ.        12

5        ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ПРИЛОЖЕНИЯ.        13

5.1         Проектирование интерфейса        13

5.2        Реализация приложения        16

6        РУКОВОДСТВО ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ.        25

7        ТЕСТИРОВАНИЕ        30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.        31

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        33

ПРИЛОЖЕНИЕ 1.        34

Программный код функции перевода числа        34

ПРИЛОЖЕНИЕ 2.        35

Программный код функции заполнения массива цифрами.        35

ПРИЛОЖЕНИЕ 3.        38

Программный код функции btnclick.        38

Введение

Не так давно единственным предназначением телефона являлось совершение звонков. Позже были добавлены функции обмена сообщениями, появились возможности для прослушивания музыки, фотосъемки, использования игр и дополнительных приложений различной направленности и функциональности.

Количество продаваемых устройств постоянно растет и смартфон уже стал неотъемлемой частью повседневной жизни многих современных людей.

Мобильные устройства являются способом общения, развлечения, работы, обучения. Современным ученикам, живущим в мире мобильных приложений, для успешного усвоения теоретических разделов математики и информатики удоб­но проводить обучение и закрепление материала на мобильных устройствах.

Список функций, поддерживаемых современными мобильными устройствами, постоянно увеличивается. Это заслуга не только производителей устройств, но и разработчиков, которые создают приложения. Если устройство не содержит какого-то функционала, необходимого конкретному пользователю, этот функционал может быть получен путем скачивания необходимого приложения.

В связи с этим достаточно логично смотрится идея разработки приложения для проведения процесса обучения современных учеников в игровой форме. Данная идея легла в основу и стала темой данной работы.

В настоящее время на рынке мобильных устройств представлены смартфоны, работающие на различных операционных системах, лидерами среди которых являются iOS, Android и Windows Phone. Наиболее популярной является операционная система Android для портативных устройств, о чем свидетельствуют данные о посещаемости интернет ресурсов с мобильных устройств [3], представленные в таблице 1.

Таблица 1 – Анализ посещаемости интернет ресурсов.

Период	Android	iOS	Windows Phone	SymbianOS
Август 2016	74,6 %	22,4 %	2,2 %	0,8 %
Сентябрь 2016	74,6 %	22,7 %	2 %	0,7 %
Октябрь 2016	75 %	22,4 %	2 %	0.6 %

Исходя из этих данных, можно сказать о востребованности аппаратов под ОС Android и актуальности разработки новых различных приложений для этой ОС.

Для разработки приложения используется среда Android Studio.

Работа состоит из введения, семи разделов, заключения, списка использован­ных источников и трех приложений.

Во введении происходит знакомство с направленностью темы и актуальностью разработки на выбранной платформе.

Первый раздел знакомит нас с самой идеей поднятой темы и ее практической значимостью.

Во втором разделе, рассматривается преследуемая цель и функциональные требования.

Третий раздел рассказывает о среде разработки, используемых языках программирования.

В четвертом разделе рассматриваются найденные аналоги и их возможности.

Пятый раздел посвящен проектированию и разработке самого приложения.

Шестой раздел -  руководство и взаимодействие с пользователем.

В седьмом разделе рассказано о конечном тестировании и итоговой отладке  продукта.

В заключении подводятся итоги проделанной работы, достигнутые цели и приобретенные навыки.

В трех приложениях приводится программный код, для ознакомления:

перевода числа из 10 системы счисления, заполнения массива, игрового процесса.

Описание предметной области

Задача перевода чисел из одной системы счисления в другую на практи­ке встречается довольно часто. Например, при программировании на Ассемблере для получения адреса ячейки памяти, часто необходимо преобразовать из де­сятичной записи в двоичную или шестнадцатеричную. В качестве другого при­мера можно привести методику увеличения скорости вычислений, когда числа представляются в двоичной системе счисления. Это полезно для умножения в двоичной системе счисления, т. к. чтобы ускорить нахождение результата, до­статочно сдвинуть один из операндов в двоичном виде влево. При этом, сдвиг в лево должен быть осуществлен на такое число позиций, в котором стоит единица во втором операнде. Что касается использова­ния шестнадцатеричной системы счисления, то здесь можно указать некоторые стандартные процедуры Паскаля и Си, где для подачи параметров требуется представление числа в этой системе (достаточно экономный по отношению к другим используемым системам). Отсюда можно сделать вывод, что перевод чисел из одной системы счисления в другую важен в практических приложени­ях.

Приведем наиболее распространенные методы перевода чисел из одной системы в другую.

Перевод из десятичной системы в другую позицион­ную систему. В связи с тем, что все арифметические операции большинству людей привычно выполнять в десятичной системе, основным методом перево­да из этой системы в другую позиционную является метод последовательного деления с остатками. При этом, для вычисления очередной цифры результата число делится на основание системы счисления с остатком. Этот остаток является цифрой добавляемой к результату, а само переводимое число уменьшается путем его деления нацело на основание этой системы. В итоге получится запись исходного числа в новой системе счисления в обратном порядке. Еще одним способом перевода из десятичной системы счисления в дру­гую позиционную является так называемый жадный алгоритм. Подбирается максимальная степень основания (с коэффициентом), содержащаяся в числе. В позиции, соответствующей этой степени записывается этот коэффициент, а из самого числа вычитается эта степень, умноженная на коэффициент. Перевод из произвольной позиционной системы в десятичную. Осуществ­ляется путем умножения цифр записи, переведенных в десятичную систему на соответствующие степени основания с дальнейшим суммированием результатов. Перевод в системах с основаниями, являющимся степенями двойки, мо­жет быть осуществлен без промежуточных вычислений в десятичной системе. Например, для перевода из двоичной системы в шестнадцатеричную, двоич­ная запись разбивается на тетрады (при этом в старшие разряды добавляется необходимое количество нулей). Полученные тетрады преобразуются в соответ­ствующие цифры шестнадцатеричной системы, которые записываются в том же порядке и образуют искомую запись исходного числа. Аналогично (с соответ­ствующими поправками на степень) можно перевести из двоичной системы в любую другую, являющуюся степенью двойки и обратно.

Постановка задачи

Проведя анализ существующих аналогов для развития памяти и устного счета, можно отметить, что они в недостаточ­ной степени используют игровой подход к обучению, предоставляемый мобильным устройством.

Целью дипломной работы является разработка мобильного приложения в виде тренажера по теме «Си­стемы счисления» в форме игрового приложения под Android.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

рассмотреть доступные инструменты разработки для реализации трена­жера; сформулировать концепцию тренажера, формат его взаимодействия с поль­зователем; разработать приложение; протестировать приложение.

В итоге можно сформировать основные функциональные требования, которым должно отвечать разрабатываемое приложение:

Интуитивность и простота в использовании без какого-либо обучения. Графический интерфейс, который должен обладать интуитивно понятным управлением. Надёжность и эффективность системы в целом. Возможность работы на всех современных версиях ОС Android, версии от API(24) 4.4. и выше. Хорошая производительность и быстродействие. Рациональное энергопотребление и простая графика. Исходной системой счисления должна являться десятеричная. Должно уметь работать с системами счисления от двоичной до шестнадцатеричной, за исключением исходной. Иметь несколько режимов игры: «На внимательность» и «На время». В режиме «На время» при правильных решениях общее количество оставшегося времени должно увеличиваться на 5 секунд. По завершению времени в режиме «На время» должна имееться возможность начать вновь, либо  переход к другому режиму.

Новизна заключается в том, что под ОС Android на данный момент не разрабатывались аналогичные приложения.