В процессе выполнения курсовой работы были спроектированы и реализованы программные решения, предназначенные для решения различных практических задач на языке Python. Проект охватывал несколько важных направлений: обработку текстовой информации, создание экспертной системы с графическим интерфейсом, разработку инженерного калькулятора и визуализацию изменённого варианта задачи о Ханойских башнях.
В процессе выполнения курсовой работы был сформирован и углублен комплекс профессиональных компетенций, охватывающих ключевые этапы жизненного цикла разработки программного обеспечения. В частности, были освоены методики системного анализа предметной области, позволяющие декомпозировать общую проблему на совокупность четко сформулированных подзадач и специфицировать требования к будущему программному продукту. На основе этого были развиты навыки проектирования эффективных алгоритмов, являющихся логическим ядром для решения поставленных задач.
Практическая реализация спроектированных алгоритмов осуществлялась посредством разработки и последующей отладки программных модулей на языке Python. При этом был получен ценный опыт работы с экосистемой данного языка, включая как грамотное использование функционала стандартной библиотеки, так и интеграцию сторонних пакетов для расширения возможностей создаваемых приложений.
Значительное внимание было уделено аспектам создания интерактивных приложений. Были освоены принципы проектирования функциональных и эргономичных графических пользовательских интерфейсов с применением инструментария библиотеки tkinter. Параллельно были закреплены навыки организации корректных процедур ввода-вывода данных, а также имплементации механизмов обработки исключительных ситуаций и ошибок.
Реализация данных механизмов обеспечивает робастность и стабильность работы программ, способствуя эффективному и предсказуемому диалогу с конечным пользователем. Кроме того, был приобретен опыт в области наглядной репрезентации алгоритмических процессов и структурированных данных. Освоение техник визуализации информации позволило существенно повысить понятность и интерпретируемость работы созданных программных комплексов.
Помимо этого, работа над проектом позволила освоить приёмы документирования программных решений: подготовку технической документации и пользовательских инструкций, что положительно сказывается на качестве и удобстве эксплуатации разработанных приложений.
Таким образом, поставленные в курсовой работе цели были успешно достигнуты: реализованы программные продукты, соответствующие требованиям задания, а также приобретён ценный опыт самостоятельного анализа, проектирования и реализации информационных систем. Полученные знания и навыки послужат основой для дальнейшего профессионального развития и успешной деятельности в области разработки программного обеспечения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ
Шабанов, А. А. Визуализация алгоритмов и структур данных на языке Python / А. А. Шабанов. — Москва: Инфра-М, 2022. — 192 с.
Никитин, Д. С. Прикладное программирование: от идеи до результата / Д. С. Никитин. — Екатеринбург: УРФУ, 2023. — 168 с.
Лутц, М. Изучаем Python. Том 1: Основы программирования / М. Лутц ; пер. с англ. — 5-е изд. — Санкт-Петербург: Питер, 2020. — 880 с.
ГОСТ Р 7.0.5-2008. Библиографическая ссылка. Общие требования и правила составления. — Введ. 2009-06-01. — М.: Стандартинформ, 2008. — 12 с.
Tkinter GUI Application Development Blueprints / Bhaskar Chaudhary. — Birmingham: Packt Publishing, 2020. — 328 p.
Власов, А. А. Информационные технологии и программирование: учебник для вузов / А. А. Власов. — Санкт-Петербург: Лань, 2021. — 304 с.
Марченко, В. В. Разработка приложений на Python: учебное пособие / В. В. Марченко. — Москва: Директ-Медиа, 2021. — 210 с.
Official Python Documentation. Python Software Foundation, 2024. — [Электронный ресурс]. — URL: https://docs.python.org/3/ (дата обращения: 27.07.2025).
Крамер, А. Python. Карманный справочник / А. Крамер ; пер. с англ. — 4-е изд. — Москва: Диалектика, 2021. — 256 с.
ГОСТ Р 7.0.100-2018. Библиографическая запись. Библиографическое описание. Общие требования и правила составления. — Введ. 2019-07-01. — М.: Стандартинформ, 2019. — 24 с.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение А. Листинги кода заданий
import sys
import string
from collections import Counter
def load_words_from_file(filename):
with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as file:
text = file.read()
translator = str.maketrans('', '', string.punctuation)
cleaned_text = text.translate(translator).lower()
words = cleaned_text.split()
return words
def count_and_sort_words(words):
counter = Counter(words)
sorted_items = sorted(counter.items(), key=lambda x: (-x[1], x[0]))
return sorted_items
def main():
input_file = 'resourse_1.txt'
output_to_console = '-c' in sys.argv
words = load_words_from_file(input_file)
sorted_words = count_and_sort_words(words)
if output_to_console:
for word, count in sorted_words:
print(f"{word} {count}")
else:
with open('result.txt', 'w', encoding='utf-8') as f:
for word, count in sorted_words:
f.write(f"{word} {count}\n")
if __name__ == '__main__':
main()
import tkinter as tk
from tkinter import filedialog, messagebox
from tkinter.scrolledtext import ScrolledText
class BankSystem:
def __init__(self):
self.clients = {'Estremskiy': 70208258}
def process_command(self, command_line):
parts = command_line.strip().split()
if not parts:
return ''
cmd = parts[0]
try:
if cmd == 'DEPOSIT':
if len(parts) != 3:
raise ValueError
name = parts[1]
amount = int(parts[2])
self.clients.setdefault(name, 0)
self.clients[name] += amount
return f' {name} {self.clients[name]}'
elif cmd == 'WITHDRAW':
if len(parts) != 3:
raise ValueError
name = parts[1]
amount = int(parts[2])
self.clients.setdefault(name, 0)
self.clients[name] -= amount
return f' {name} {self.clients[name]}'
elif cmd == 'BALANCE':
if len(parts) == 1:
return '\n'.join(f' {name} {balance}' for name, balance in self.clients.items())
elif len(parts) == 2:
name = parts[1]
if name in self.clients:
return f' {name} {self.clients[name]}'
else:
return ' NO CLIENT'
else:
raise ValueError
elif cmd == 'TRANSFER':
if len(parts) != 4:
raise ValueError
name1, name2 = parts[1], parts[2]
amount = int(parts[3])
self.clients.setdefault(name1, 0)
self.clients.setdefault(name2, 0)
self.clients[name1] -= amount
self.clients[name2] += amount
return f' {name1} {self.clients[name1]}\n {name2} {self.clients[name2]}'
elif cmd == 'INCOME':
if len(parts) != 2:
raise ValueError
percent = int(parts[1])
results = []
for name in self.clients:
if self.clients[name] > 0:
income = self.clients[name] * percent // 100
self.clients[name] += income
results.append(f' {name} {self.clients[name]}')
return '\n'.join(results)
else:
raise ValueError
except Exception:
raise ValueError(f'ОШИБКА: {command_line}')
class BankApp:
def __init__(self, root):
self.root = root
self.bank = BankSystem()
self.root.title('Bank Expert System')
self.create_widgets()
def create_widgets(self):
self.input_text = ScrolledText(self.root, height=15, width=80)
self.input_text.pack(padx=10, pady=5)
frame = tk.Frame(self.root)
frame.pack(pady=5)
calc_btn = tk.Button(frame, text='Расчёт', command=self.calculate)
calc_btn.grid(row=0, column=0, padx=5)
clear_btn = tk.Button(frame, text='Очистить поля', command=self.clear_fields)
clear_btn.grid(row=0, column=1, padx=5)
self.filename_entry = tk.Entry(frame, width=30)
self.filename_entry.grid(row=0, column=2, padx=5)
load_btn = tk.Button(frame, text='Загрузить', command=self.load_file)
load_btn.grid(row=0, column=3, padx=5)
self.output_text = ScrolledText(self.root, height=15, width=80, state='normal')
self.output_text.pack(padx=10, pady=5)
self.root.bind('<Return>', lambda e: self.calculate())
self.root.bind('<Shift-Return>', lambda e: self.load_file())
def calculate(self):
commands = self.input_text.get('1.0', tk.END).strip().split('\n')
output = ''
for line in commands:
line = line.strip()
if not line:
continue
output += f'{line}\n'
try:
result = self.bank.process_command(line)
output += result + '\n>>>'
except ValueError as e:
output += f'{str(e)}\n>>>'
break
output += '\n'
self.output_text.config(state='normal')
self.output_text.delete('1.0', tk.END)
self.output_text.insert(tk.END, output.strip())
self.output_text.config(state='normal')
def load_file(self):
filename = self.filename_entry.get().strip()
if not filename:
filename = filedialog.askopenfilename(filetypes=[('Text files', '*.txt')])
try:
with open(filename, 'r', encoding='utf-8') as f:
data = f.read()
self.input_text.delete('1.0', tk.END)
self.input_text.insert(tk.END, data)
except Exception as e:
messagebox.showerror('Ошибка', f'Не удалось загрузить файл: {e}')
def clear_fields(self):
self.input_text.delete('1.0', tk.END)
self.output_text.config(state='normal')
self.output_text.delete('1.0', tk.END)
self.output_text.config(state='normal')
if __name__ == '__main__':
root = tk.Tk()
app = BankApp(root)
root.mainloop()
import tkinter as tk
from tkinter import messagebox, scrolledtext
import math
DISPLAY_LINES = 2 + 5
MEMORY_CELLS = 6
class Calculator:
def __init__(self, root):
self.root = root
self.root.title("Calculator")
self.standard_mode = True
self.memory = [0] * MEMORY_CELLS
self.memory_index = 0
self.create_widgets()
def create_widgets(self):
self.display = scrolledtext.ScrolledText(self.root, height=1, width=40, font=("Consolas", 16))
self.display.grid(row=0, column=0, columnspan=6, padx=5, pady=5)
self.history = scrolledtext.ScrolledText(self.root, height=DISPLAY_LINES, width=40, font=("Consolas", 12))
self.history.grid(row=1, column=0, columnspan=6, padx=5, pady=5)
self.history.config(state=tk.DISABLED)
self.history.grid_remove()
buttons = [
['7', '8', '9', '/', 'sqrt', 'C'],
['4', '5', '6', '*', '^', '='],
['1', '2', '3', '-', '(', ')'],
['0', '.', '+', 'M+', 'M-', 'MR'],
['MS', 'MC', 'mod', 'hyp', 'sinh', 'isqrt'],
['Mode']
]
for r, row in enumerate(buttons, start=2):
for c, btn in enumerate(row):
tk.Button(self.root, text=btn, width=6, height=2, font=("Arial", 12),
command=lambda b=btn: self.on_click(b)).grid(row=r, column=c, padx=2, pady=2)
def on_click(self, key):
if key == '=':
self.evaluate()
elif key == 'C':
self.display.delete("1.0", tk.END)
elif key == 'sqrt':
self.display.insert(tk.END, "math.sqrt(")
elif key == '^':
self.display.insert(tk.END, "**")
elif key == 'mod':
self.display.insert(tk.END, "%")
elif key == 'hyp':
self.display.insert(tk.END, "math.hypot(")
elif key == 'sinh':
self.display.insert(tk.END, "math.sinh(")
elif key == 'isqrt':
self.display.insert(tk.END, "math.isqrt(")
elif key == 'Mode':
self.toggle_mode()
elif key == 'M+':
self.memory[self.memory_index] += self.get_display_value()
self.memory_index = (self.memory_index + 1) % MEMORY_CELLS
elif key == 'M-':
self.memory[self.memory_index] -= self.get_display_value()
self.memory_index = (self.memory_index + 1) % MEMORY_CELLS
elif key == 'MR':
self.display.insert(tk.END, str(self.memory[self.memory_index - 1]))
elif key == 'MS':
self.memory[self.memory_index] = self.get_display_value()
elif key == 'MC':
self.memory = [0] * MEMORY_CELLS
self.memory_index = 0
else:
self.display.insert(tk.END, key)
def toggle_mode(self):
self.standard_mode = not self.standard_mode
if self.standard_mode:
self.history.grid_remove()
self.root.geometry("380x350")
else:
self.history.grid()
self.root.geometry("480x500")
def get_display_value(self):
try:
val = eval(self.display.get("1.0", tk.END), {"__builtins__": None}, math.__dict__)
return val
except Exception:
return 0
def evaluate(self):
expr = self.display.get("1.0", tk.END).strip()
try:
result = eval(expr, {"__builtins__": None}, math.__dict__)
self.display.delete("1.0", tk.END)
self.display.insert(tk.END, str(result))
if not self.standard_mode:
self.append_history(f"{expr} = {result}")
except Exception as e:
self.display.delete("1.0", tk.END)
self.display.insert(tk.END, "Error")
if not self.standard_mode:
self.append_history(f"{expr} = Error")
def append_history(self, line):
self.history.config(state=tk.NORMAL)
self.history.insert(tk.END, line + "\n")
self.history.see(tk.END)
self.history.config(state=tk.DISABLED)
if __name__ == "__main__":
root = tk.Tk()
app = Calculator(root)
root.geometry("380x350")
root.mainloop()
import tkinter as tk
import random
from tkinter import messagebox
STUDENT_ID = "70208258"
DEFAULT_PERCENTAGES = [70, 25, 64, 21, 50]
NUM_PEGS = 8
PEG_WIDTH = 10
DISK_HEIGHT = 10
CANVAS_WIDTH = 1100
CANVAS_HEIGHT = 600
PEG_SPACING = 120
class Disk:
def __init__(self, peg_index, position):
self.peg = peg_index
self.position = position
self.diameter = (peg_index + 1) * 10 + position
self.color = "#%06x" % random.randint(0x111111, 0xFFFFFF)
class HanoiApp:
def __init__(self, root):
self.root = root
self.root.title("Модифицированные Ханойские башни")
self.canvas = tk.Canvas(root, width=CANVAS_WIDTH, height=CANVAS_HEIGHT, bg='white')
self.canvas.pack()
self.total_disks = []
self.pegs = [[] for _ in range(NUM_PEGS)]
self.iteration_label = tk.Label(root, text="Итерация 0", font=("Arial", 14))
self.iteration_label.pack(pady=5)
self.percent_fields = []
self.percent_buttons = []
self.create_controls()
self.reset_disks()
self.draw_scene()
def create_controls(self):
control_frame = tk.Frame(self.root)
control_frame.pack()
tk.Button(control_frame, text="Начало", command=self.show_start).grid(row=0, column=0, padx=5)
tk.Button(control_frame, text="Окончание", command=self.show_end).grid(row=0, column=1, padx=5)
for i, pct in enumerate(DEFAULT_PERCENTAGES):
entry = tk.Entry(control_frame, width=5)
entry.insert(0, str(pct))
entry.grid(row=0, column=2 + i * 2)
self.percent_fields.append(entry)
btn = tk.Button(control_frame, text=f"Показать {pct}%", command=lambda idx=i: self.show_percent(idx))
btn.grid(row=0, column=3 + i * 2)
self.percent_buttons.append(btn)
def reset_disks(self):
self.total_disks.clear()
self.pegs = [[] for _ in range(NUM_PEGS)]
for i, char in enumerate(STUDENT_ID):
count = int(char)
peg_index = NUM_PEGS - 1 - i
for pos in range(count):
disk = Disk(peg_index, pos)
self.total_disks.append(disk)
self.pegs[peg_index].insert(0, disk)
def draw_scene(self, floating_disk=None, float_pos=(0, 0)):
self.canvas.delete("all")
base_y = CANVAS_HEIGHT - 50
for i in range(NUM_PEGS):
x = PEG_SPACING * i + 60
self.canvas.create_rectangle(x - PEG_WIDTH//2, base_y - 300,
x + PEG_WIDTH//2, base_y, fill='gray')
for i, peg in enumerate(self.pegs):
for j, disk in enumerate(peg):
self.draw_disk(disk, i, j)
if floating_disk:
self.draw_disk(floating_disk, float_pos[0], float_pos[1], floating=True)
def draw_disk(self, disk, peg_idx, level, floating=False):
base_y = CANVAS_HEIGHT - 50
x = PEG_SPACING * peg_idx + 60
y = base_y - level * DISK_HEIGHT - (DISK_HEIGHT // 2 if floating else 0)
r = disk.diameter // 2
self.canvas.create_rectangle(x - r, y - DISK_HEIGHT, x + r, y,
fill=disk.color, outline="black")
self.canvas.create_text(x, y - DISK_HEIGHT // 2, text=str(disk.diameter), fill="black")
def show_start(self):
self.reset_disks()
self.iteration_label.config(text="Итерация 0")
self.draw_scene()
def show_end(self):
self.pegs = [[] for _ in range(NUM_PEGS)]
disks_sorted = sorted(self.total_disks, key=lambda d: -d.diameter)
self.pegs[0] = disks_sorted
self.iteration_label.config(text="Итерация 123456")
self.draw_scene()
def show_percent(self, index):
try:
percent = int(self.percent_fields[index].get())
if percent < 0 or percent > 100:
raise ValueError
except ValueError:
messagebox.showerror("Ошибка", "Введите корректный процент от 0 до 100.")
return
self.reset_disks()
total_iterations = 123456
step = total_iterations * percent / 100
if step != int(step):
floating = random.choice(self.total_disks)
self.pegs[floating.peg].remove(floating)
peg_from = floating.peg
peg_to = (peg_from + random.choice([1, -1])) % NUM_PEGS
self.iteration_label.config(text=f"Итерация {step:.3f}")
self.draw_scene(floating_disk=floating, float_pos=(peg_from + 0.5, len(self.pegs[peg_to]) + 1))
else:
disks_sorted = sorted(self.total_disks, key=lambda d: -d.diameter)
self.pegs[0] = disks_sorted[:int(len(disks_sorted) * percent / 100)]
remaining = disks_sorted[int(len(disks_sorted) * percent / 100):]
for i, disk in enumerate(remaining):
peg_idx = random.randint(1, NUM_PEGS - 1)
self.pegs[peg_idx].append(disk)
self.iteration_label.config(text=f"Итерация {int(step)}")
self.draw_scene()
if __name__ == "__main__":
root = tk.Tk()
app = HanoiApp(root)
root.mainloop()
Приложение Б. Образец заданий с GUI
Рисунок 16 – Экспертная система
Рисунок 17 – Калькулятор
Рисунок 18 – Ханойские башни
