Генерирование псевдослучайных чисел на примере создания игры "Сапер" - Курсовая работа

В ходе выполнения работы были поставлены следующие цели: ? изучить основные подходы при создании Windows приложений; ? приобрести навыки работы с 2D графикой в Windows приложениях в С#;Генератор псевдослучайных чисел (ГПСЧ) - алгоритм, генерирующий последовательность чисел, элементы которой почти независимы друг от друга и подчиняются заданному распределению.[1] Современная информатика широко использует псевдослучайные числа в самых разных приложениях - от метода Монте-Карло до криптографии. Предназначение ГПСЧ - генерация последовательностей чисел, которые невозможно отличить от случайных. Никакой детерминированный алгоритм не может генерировать полностью случайные числа, а только лишь аппроксимировать некоторые свойства случайных чисел. Интересной особенностью этого алгоритма является то, что для получения xn необязательно вычислять все n - 1 предыдущих чисел, если известно начальное состояние генератора x0 и числа p и q. n-ное значение может быть вычислено "напрямую" используя формулу (5): xn = x0 (2 ^ n) mod ((p-1)(q-1)) mod M (5)В курсовом проекте была поставлена задача, реализация которой может быть произведена с помощью различных языков программирования. Первый критерий резко отсекает большое количество различных языков, т. к. программа должна иметь удобный и современный интерфейс пользователя. Бурное развитие вычислительной техники, потребность в эффективных средствах разработки программного обеспечения привели к появлению систем программирования, ориентированных на так называемую "быструю разработку", среди которых можно выделить Borland Delphi , Microsoft Visual Basic. Delphi - это среда быстрой разработки, в которой в качестве языка программирования используется язык Delphi. Язык Delphi - строго типизированный объектно-ориентированный язык, в основе которого лежит хорошо знакомый программистам Object Pascal.Ниже представлено описание основных файлов: ? Form1.cs - файл, в котором содержится код, отвечающий за работу главной формы программы; ? Form1.resx - файл, в котором содержится информация о графическом представлении главной формы «Сапер»; ? Form2.cs - файл, в котором содержится код, отвечающий за работу формы настроек игрового поля; ? Form2.resx - файл, в котором содержится информация о графическом представлении формы настроек игрового поля; ? ABOUTBOX1.cs - файл, в котором содержится код, отвечающий за работу формы «О программе»;Следует отметить, что любая форма, являющаяся основным элементом пользовательского интерфейса и основой для построения приложения, одновременно и класс, поэтому удается создавать экземпляры форм и порождать одни формы от других. В рассматриваемой программе присутствуют следующие классы, соответствующие формам Windows приложения. public partial class Form1 : Form //главная форма программы } public partial class Form2 : Form //форма настроек игрового поля } partial class ABOUTBOX1 : Form //форма «О программе» //задается текст компонентов формы О программе this.Text = String.Format("О программе");NFLAG;//колво поставленных флагов private int status;/*отражает различные этапы работы программы: 0-начало игры, 1-игра, 2-конец игры*/ private int[,] Pole;/*элемент массива задает клетку поля и принимает значения Присвоение значений элементам присваивается в методе: private void NEWGAME(int r) /*неотражаемым элементам массива минного поля присваиваем значение-3 для завершения процесса открытия клеток*/ for (row = 0; row <= MR 1; row ) Методы, используемые в разработанном приложении и обеспечивающие процесс игры: private void NEWGAME(int r)//метод, запускающий новую игру } private void open(int row, int col)//метод,открывающий текущую и все соседние клетки, в которых нет миндвойным щелчком левой кнопки мыши откройте Мой компьютер 4.Если на компьютере не установлена платформа .NET нужно открыть папку Microsoft .NET Framework 3.0 и двойным щелчком запустить установочный файл dotnetfx3.exe Чтобы начать игру в меню Игра нужно выбрать команду Новая игра (рис.3.2). Игрок имеет возможность открыть любую ячейку, щелкнув ее левой кнопкой мыши. Чтобы настроить игровое поле в меню Игра следует выбрать команду Игровое поле (рис.3.2), а далее: ? выбрать размер поля 10 * 10 или 20 *20, затем количество мин 10, 15, 20, 40, 60 или выбрать команду Особые и задать размер поля, указав количество клеток по горизонтали и вертикали, а также ввести число мин.В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены и проанализированы основные методы генерирования псевдослучайных чисел: линейный конгруэнтный метод, метод Фибоначчи с запаздываниями, алгоритм Блюма, Блюма и Шуба, Вихрь Мерсенна. Для реализации в курсовой работе были выбраны: метод, основанный на использовании системного класса Random, линейный конгруэнтный метод и алгоритм Блюма, Блюма и Шуба в связи с их достаточно простым математическим представлением и возможностью получения любого числа, располагая только значением стартового.NFLAG;//колво поставленных флагов private int status;/*отражает различные этапы

Содержание

Введение3

1.Исследовательская часть4

1.1.Генерирование псевдослучайных чисел

1.2.Целесообразность выбора языка

2.Конструкторская часть

2.1.Структура проекта.

2.2. Программная реализация основных элементов C#.

2.2.1.Классы

2.2.2.Члены класса

3.Технологическая часть

3.1.Системные требования

3.2.Запуск и процесс игры.

Заключение

Литература

Приложение

Тема моей курсовой работы «игра “Тетрис”». В ходе выполнения работы были поставлены следующие цели: ? изучить основные подходы при создании Windows приложений;

? приобрести навыки работы с 2D графикой в Windows приложениях в С#;

? исследовать методы генерации псевдослучайных чисел.

Задачей курсовой работы является разработка игры «Сапер» с расположением мин на основе нескольких методов генерации случайных чисел.

Даная тема является актуальной, так как в ходе разработки игры есть возможность изучить процесс создания Windows приложений и работу с 2D графикой, а «генерация случайных чисел - слишком важное дело, чтобы оставлять ее на волю случая» (Джон фон Нейман).

В ходе выполнения курсовой работы были рассмотрены и проанализированы основные методы генерирования псевдослучайных чисел: линейный конгруэнтный метод, метод Фибоначчи с запаздываниями, алгоритм Блюма, Блюма и Шуба, Вихрь Мерсенна.

Для реализации в курсовой работе были выбраны: метод, основанный на использовании системного класса Random, линейный конгруэнтный метод и алгоритм Блюма, Блюма и Шуба в связи с их достаточно простым математическим представлением и возможностью получения любого числа, располагая только значением стартового.

Выдвинуты требования к функциональности приложения, исходя из специфики игры «Сапер» и сформулированы необходимые характеристики того языка программирования, с помощью которого предполагалось выполнить поставленную задачи, проанализированы преимущества и недостатки разных языков и сделан выбор в пользу языка С#.

В конструкторской части были использованы новые визуальные компоненты. На основе имеющихся и полученных знаний об основных структурах языка С# реализованы алгоритм игры и графический интерфейс.

Технологическая часть состояла из разработки подробных инструкций по запуску и работе с приложением, а также сформулированы рекомендуемые требования к системе при работе с проектом.

Задание на курсовую работу было выполнено полностью.

1. Кнут Д. Искусство программирования, т. 2. Получисленные методы -М.: «Вильямс», 2007. - С. 832.

2. Зубинский А. В поисках случайности. - Компьютерное Обозрение, 29 (2003)

3. Шилдг Г. Полный справочник по С#/Пер. с англ. - М. : Издательский дом "Вильямс", 2004. - 752 с.

4. Ватсон К. С#. - М.: Издательство "Лори", 2005

5. Рихтер Дж. Программирование на платформе Microsoft .NET Framework. - М.: Издательско-торговый дом “Русская Редакция”, 2003.-464 с.

6. Фролов А. В. Фролов Г. В. Язык С#. Самоучитель. - М: Издательство «ДИАЛОГ-МИФИ», 2003. - 560 с.