Software.Developers.Journal.2011.04.PL.pdf

4/2011 (196)

SPIS TREŚCI

ewolucyjnych, sieci neuronowych, sztucznego życia i ro-

botyki jest działem informatyki badającym reguły rządzą-

ce inteligentnymi zachowaniami człowieka, tworzącym

modele formalne tych zachowań i - w rezultacie – progra-

mów komputerowych symulujących te zachowania.

BIBLIOTEKA MIESIĄCA

4 Biblioteka boost::python. Łączenie C++

i Pythona.

Robert Nowak

Wykorzystywanie różnych języków programowania po-

zwala dobierać właściwe narzędzie do danego problemu.

W artykule omówiono potrzebę stosowania tego typu roz-

wiązań oraz pokazano przykłady łączenia C++ i Pythona

przy pomocy biblioteki boost::python.

28 Analiza możliwości wykorzystania

sztucznych sieci neuronowych w psychologii.

Wprowadzenie do sieci neuronowych,

rozpoznawanie płci w środowisku pakietu

sztucznej inteligencji Sphinx.

Dr Inż. Paweł Piotrowski

Sztuczne sieci neuronowe jako jedna z kilku technik za-

liczanych do kategorii „sztuczna inteligencja” mogą być

z dużym powodzeniem wykorzystywane również w takich

obszarach nauki jak psychologia. Sposób działania (ucze-

nie się) sztucznych sieci neuronowych naśladujący nieco

sposób uczenia się człowieka sprawia, że zadania z ga-

tunku podziału zbiorów na kategorie (klasy) nie stanowią

dla tego narzędzia żadnych problemów, a efekty nauki są

doskonałe.

PROGRAMOWANIE C++

8 Zastosowanie technik szablonowych

do budowania list typów. Operacje na

listach typów oraz wykorzystanie ich do

implementacji multimetod (multimethods lub

multiple dispatch).

Jarosław Bednarz

Język C++ nie posiada wsparcia dla wygodnego opero-

wania typami. Jedyny dostępny mechanizm to Run-Time

Type Information.

PROGRAMOWANIE GRAFIKI

36 OpenGL i komponenty Windows

Forms. Renderowanie sceny za pomocą

funkcji OpenGL w aplikacji korzystającej

z komponentów Windows Form.

Korneliusz Warszawski

Projektując aplikacje korzystające z biblioteki graficznej

OpenGL samodzielnie musimy zadbać o prawidłowe roz-

mieszczenie i oprogramowanie interfejsu użytkownika.

Przy jego projektowaniu idealnie wspomoże nas wyko-

rzystanie środowiska Microsoft Visual Studio, które odcią-

ży nas od czasochłonnego zajęcia. W artykule tym znaj-

dziesz podstawowe informację na temat tego, jak w pro-

sty sposób połączyć funkcję biblioteki OpenGL z aplikacją

korzystającą z komponentów Windows Forms.

SZTUCZNA INTELIGENCJA

12 W oczekiwaniu na sztuczną inteligencję.

Dr Adrian Horzyk

Inteligencja jest zjawiskiem powszechnym i mimo wielu

krążących na jej temat opinii i definicji, pewne jest, że po-

zwoliła i pozwala się naszej cywilizacji rozwijać. Bez wąt-

pienia poziom inteligentnych zachowań podwyższa się

z biegiem czasu, co można u ludzi obserwować w coraz

bardziej rozwiniętym i skomplikowanym sposobie zacho-

wania się, myślenia i kojarzenia.

18 Dlaczego maszyna potrafi zachować się

jak istota inteligentna? „Wirtualny doradca”

- krok po kroku.

Dr Agnieszka Nowak – Brzezińska

Zakładając, że odbiorcami niniejszego artykułu są fascy-

naci sztuczną inteligencją z pewnością nie trzeba długo

argumentować tytułu pracy. Sztuczna inteligencja jako

nauka obejmująca zagadnienie logiki rozmytej, obliczeń

50 Stereoskopia. Implementacja w XNA 4.0.

Jacek Matulewski, Wojciech Stańczyk

Stereoskopia na dobre zadomowiła się w kinach. Nie-

mal wszystkie przeboje, począwszy od „Avatara” po filmy

animowane dla dzieci są teraz wyświetlane w wersji 3D.

Także wśród urządzeń kina domowego pojawiają się już

urządzenia do prezentacji obrazu z wrażeniem głębi. Mo-

wa zarówno o telewizorach, jak i o akcesoriach kompute-

rowych.

Miesięcznik Software Developer’s Journal

(12 numerów w roku)

jest wydawany przez

Software Press Sp. z o.o. SK

Skład i łamanie: Tomasz Kostro

www.studiopoligraficzne.com

Kierownik produkcji: Andrzej Kuca

andrzej.kuca@software.com.pl

www.sdjournal.org

cooperation@software.com.pl

poprawnego działania programów shareware,

freeware i public domain.

Wszystkie znaki firmowe zawarte w piśmie są

własności odpowiednich firm.

Zostały użyte wyłącznie w celach informacyjnych.

Dział reklamy: adv@software.com.pl

Redakcja dokłada wszelkich starań, by

publikowane w piśmie i na towarzyszących mu

nośnikach informacje i programy były poprawne,

jednakże nie bierze odpowiedzialności za

efekty wykorzystania ich; nie gwarantuje także

Prezes: Paweł Marciniak

Dyrektor wydawniczy: Natalia Sieniutowicz

Redaktor naczelny: Łukasz Łopuszański

lukasz.lopuszanski@software.com.pl

Adres korespondencyjny:

Software Press Sp. z o.o. SK,

ul. Bokserska 1, 02-682 Warszawa, Polska

tel. +48 22 427 36 91, fax +48 22 224 24 59

Osoby zainteresowane współpracą

prosimy o kontakt:

cooperation@software.com.pl

SPIS TREŚCI

60 Kariera w testach oprogramowania.

Jacek Tomczak

Artykuł kierowany jest do osób, które są na etapie wyboru

odpowiedniej dla siebie ścieżki rozwoju w branży IT lub za-

stanawiają się nad zmianą dotychczasowej drogi zawodo-

wej. Chciałbym im przybliżyć obszar testów, główne zada-

nia testera, miejsce zespołu testów w organizacji. Pokażę,

co ciekawego w tym zespole można znaleźć dla siebie.

TESTOWANIE

OPROGRAMOWANIA

60 Czy zauważyłeś goryla? Praktyczne

umiejętności dostrzegania błędów aplikacji.

Bogdan Bereza - Jarociński

Jakość jest ważna, zgoda? Nie tylko jako dobro luksuso-

we, ale przede wszystkim jako sposób na podniesienie

wydajności i na to, aby budowanie aplikacji było łatwiej-

sze, skuteczniejsze i przyjemniejsze. Wiele jest sposobów

zapewnienia jakości, niektóre bardzo wyrafinowane, ale

nic nie zastąpi podstawowej umiejętności SPRAWDZA-

NIA, czy to, co zrobiono, zrobiono dobrze. Sprawdzać mu-

szą programiści, projektanci, analitycy i użytkownicy, no

i oczywiście zawodowi sprawdzacze - testerzy. Na każ-

dym poziomie, podczas każdego kroku wytwarzania.

WYWIADY

68 O automatyzacji usług IT i realiach cloud

computing.

Rozmowa z Gurem Steifem, gościem BMC Forum w War-

szawie

72 Oczekiwania zależą od projektu.

Wywiad z Dominiką Kotułą, menagerem personalnym

w firmie Blue Media S.A.

Reklama

BIBLIOTEKA MIESIĄCA

Łączenie C++ i Pythona

biblioteka boost::python

Wykorzystywanie różnych języków programowania

pozwala dobierać właściwe narzędzie do danego problemu.

W artykule omówiono potrzebę stosowania tego typu

rozwiązań oraz pokazano przykłady łączenia C++ i Pythona

przy pomocy biblioteki boost::python.

Dowiesz się:

• Dlaczego warto używać kilku języków programowania;

• Jak wołać kod C++ z Pythona;

• Jak wołać kod Pythona z C++.

Powinieneś wiedzieć:

• Jak pisać proste programy w C++;

• Jak pisać proste programy w Pythonie.

Wstęp

Nie istnieje jeden, najlepszy język programowania.

Przy projektowaniu języka dokonuje się pewnych wy-

borów, które zwiększają korzyści ze stosowania dane-

go języka w pewnych obszarach, ale sprawiają kłopo-

ty w innych - nietypowych dla danego języka zastoso-

waniach. Wśród tysiąca obecnie istniejących języków

programowania trudno wybrać jeden najlepszy, dlate-

go decyzja, którego języka użyć powinna być zależ-

na od wymagań stawianych przed tworzoną aplikacją

oraz indywidualnych preferencji programistów.

Stosowanie zawsze jednego języka prowadzi do

tworzenia niezbyt wyrafinowanych rozwiązań. War-

to zainwestować czas na poznanie przynajmniej kil-

ku różnych języków, oprócz korzyści ze stosowania

najbardziej odpowiedniego narzędzia do danego za-

stosowania, pozwala to także dostrzec pewne ogólne

techniki stosowane w programowaniu.

Jedną z cech specyficznych dla danego języka pro-

gramowania, jest metoda przekształcania kodu źró-

dłowego w działający program. Języki kompilowa-

ne translują kod źródłowy, tworzony przez programi-

stę, na kod wynikowy (binarny), następnie kod wyniko-

wy jest wykonywany przez komputer. Inaczej proces

ten rozwiązują języki interpretowane, czytają one frag-

ment kodu źródłowego i wykonują ten fragment. Tutaj

kod wynikowy (kod binarny) nigdy nie powstaje.

Języki kompilowane pozwalają nam tworzyć bardzo

wydajne fragmenty kodu - wykonuje się kod binarny,

ale proces implementacji jest trudniejszy, niż przy uży-

ciu języków interpretowanych. Kod jest ukryty przed

użytkownikiem, więc możemy chronić w ten sposób

nasze rozwiązania. Aplikacje nie są przenośne, kod

binarny jest zależny od platformy. Programy napisa-

ne w językach interpretowanych wykonują się wolniej,

ale proces implementacji jest łatwiejszy. Programy są

przenośne, zaś kod jest dostępny dla użytkownika. Ist-

nieją języki pośrednie, mające cechy obu wymienio-

nych klas, ale ich stosowanie sprawia, że godzimy się

na pewne koszty, na przykład wydajność takich aplika-

cji nigdy nie będzie taka, jak wydajność aplikacji stwo-

rzonych w językach kompilowanych.

Szybki start

Aby uruchomić przedstawione przykłady, należy mieć do-

stęp do kompilatora C++ oraz edytora tekstu. Przykłady wy-

korzystują biblioteki boost ( www.boost.org ). Aby poprawnie

je skompilować należy dodać odpowiednie zależności wy-

korzystywane podczas konsolidacji; dla konsolidatora g++

należy dodać opcje: -lboost _ python ; dla konsolidato-

ra Visual Studio (program link) biblioteki boost są dodawa-

ne automatycznie. Przykłady wykorzystują także interpre-

ter języka Python, który także powinien być zainstalowa-

ny (patrz www.python.org ). Na wydrukach pominięto dołą-

czanie odpowiednich nagłówków oraz udostępnianie prze-

strzeni nazw, pełne źródła umieszczono jako materiały po-

mocnicze. Materiały te wykorzystują narzędzie do budowa-

nia aplikacji Scons ( www.scons.org ).

4/2011

Łączenie C++ i Pythona

Biorąc pod uwagę tylko jedną cechę, czy język jest

kompilowany, czy interpretowany, można wskazać

fragmenty aplikacji, które wygodniej tworzyć za po-

mocą języków kompilowanych, oraz fragmenty, któ-

re wygodniej implementować przy pomocy języków

interpretowanych. Aplikacja posiada pewne fragmen-

ty, które powinny być wykonywane wydajnie. Są one

„wąskim gardłem” i aby osiągnąć maksymalną wydaj-

ność musimy je tworzyć w językach kompilowanych.

Pozostałe fragmenty powinny być utworzone możliwie

szybko, a szybkie tworzenie programów umożliwia-

ją języki interpretowane. Innym powodem stosowania

języków interpretowanych jest umożliwienie użytkow-

nikowi modyfikacji (czy dostosowywania) aplikacji do

własnych potrzeb; jeżeli pewne fragmenty (np. mapa

gry) są programem wykonywanym przez interpreter, to

użytkownik może je łatwo zmienić.

Tworzenie aplikacji wykorzystującej różne języ-

ki programowania wymaga, oprócz umiejętności pro-

gramowania w tych językach, zapewnienia komunika-

cji pomiędzy modułami. Wymusza to dokładne okre-

ślenie interfejsu odpowiednich modułów oraz utwo-

rzenie procedur konwertujących obiekty oraz sposo-

by wołania pomiędzy fragmentami napisanymi w róż-

nych językach.

Tematem tego artykułu jest biblioteka boost::python .

Biblioteka ta „obudowuje” interfejs do interpretera (Py-

thon C API) pozwalając na wygodne łączenie kodu

napisanego w C++ (C++ to język kompilowany) i kodu

napisanego w Pythonie (Python jest interpreterem).

za pomocą szablonu def , podając nazwę funkcji, któ-

ra będzie używana w Pythonie oraz wskaźnik na funk-

cję w C++. Klasę eksportujemy za pomocą szablonu

class_ . Parametrem tego szablonu jest typ w C++, na-

tomiast argumentami nazwa typu, która będzie używa-

na w Pythonie oraz argumenty konstruktora (w Pyto-

nie rolę konstruktora pełni metoda __init__ ). Dodatko-

wo podajemy nazwy metod używane w Pythonie wraz

ze wskaźnikiem na metodę w C++.

Po utworzeniu biblioteki dynamicznej (dla przykła-

du z Listingu 1 bibliotekaaa ta powinna mieć nazwę

cppmodule.so dla Linuxa, cppmodule.pyd dla Windows)

i umieszczeniu jej w miejscu, które jest widoczne dla

interpretera Pythona (np. w katalogu z którego inter-

preter został uruchomiony) możemy wykonać nastę-

pujące instrukcje:

>>> import cppmodule

>>> cppmodule.f(3)

>>> foo = cppmodule.Foo(2)

>>> foo.get()

>>> foo.set(5)

>>> foo.get()

Pierwsza linia dołącza pakiet o danej nazwie (w tym

wypadku jest to moduł, który stworzyliśmy w C++),

kolejne wołają funkcję f , tworzą obiekt klasy Foo oraz

wołają dla niego metody.

Obecnie często korzysta się z dodatkowych na-

rzędzi, które generują kod eksportujący klasy i funk-

cje; autor wykorzystuje bibliotekę pyplusplus ( http://

sourceforge.net/projects/pygccxml/ ). Biblioteka ta ge-

neruje kod w C++ na podstawie dostarczonych plików

zawierających definicje. Kod ten definiuje moduł (ma-

krodefinicja BOOST_PYTHON_MODULE , patrz Listing 1) oraz

zawiera odpowiednie wpisy dla funkcji i klas. Narzę-

dzia te zmniejszają nakład pracy potrzebny przy łącze-

niu modułów tworzonych w różnych językach.

Biblioteka boost::python

Wołanie funkcji i metod zaimplementowanych w C++

z języka Python, czyli rozszerzanie Pythona w C++,

pozwala na efektywną implementację tych fragmen-

tów, które powinny być wydajne. Innym powodem sto-

sowania ,,wstawek'' w C++ jest konieczność ukrycia

kodu przed użytkownikiem.

Biblioteka boost::python dostarcza zbioru sza-

blonów, które pozwalają utworzyć interfejs do funk-

cji i klas utworzonych w C++. Tak obudowane klasy

i funkcje będą dostępne dla programów tworzonych

w języku Python. Kod utworzony w C++ jest kompilo-

wany do biblioteki dzielonej, zawierającej odpowiedni

interfejs. Przykład pokazano na Listingu 1. Dostarcza-

my tam funkcję f oraz klasę Foo .

Definicję interfejsu rozpoczynamy podając nazwę pa-

kietu Pythona, jest to argument makrodefinicji BOOST_

PYTHON_MODULE . Nazwa ta powinna być taka sama, jak

nazwa biblioteki dzielonej, która zawiera udostępniane

byty. Makrodefinicja generuje m.in. funkcję wymaga-

ną przez Python przy ładowaniu pakietu (funkcja void

initnazwa(void) ). Wewnątrz bloku, który jest umiesz-

czony za makrodefinicją BOOST_PYTHON_MODULE , umiesz-

czamy deklaracje funkcji i klas. Funkcję eksportujemy

Python

Python jest interpretowanym, interaktywnym językiem pro-

gramowania stworzonym przez Guino van Rossuma w 1990,

obecnie rozwijanym przez Python Software Fundation. Ję-

zyk ten wspiera programowanie obiektowe, strukturalne

i funkcyjne. Ze względu na bogatą bibliotekę standardową,

prostotę, przejrzystość kodu źródłowego (np. bloki są za-

znaczane przez wcięcia), przenośność, brak statycznej kon-

troli typów, możliwość umieszczania dokumentacji w ko-

dzie źródłowym staje się on coraz bardziej popularny – dzia-

łającą aplikację można utworzyć w bardzo krótkim czasie.

Język Python został ciekawie opisany w książce „Zanurkuj

w Pythonie” dostępnej na wikibooks ( www.wikibooks.org )

www.sdjournal.org

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: