Как научиться черчению с нуля


Инженерная графика ℹ️ для чайников, основы курса и теории чертежей, как чертить титульный лист, как делать разрезы поверхностей и тел

Требования к чертежам деталей

К рабочим чертежам деталей предъявляются требования, которые устанавливаются согласно ГОСТ 2 .109−73. Согласно ему, каждый элемент требуется чертить на отдельном листе бумаги с соблюдением формата. При этом технический чертеж инженерной графики, согласно современным методичкам, должен содержать в рамке и целом:

  • Достаточное число изображений (виды, сечения, перспективы, разрезы), которые смогут раскрыть форму деталей.
  • Необходимые размеры как главные, так и вспомогательные.
  • Сведения о материале изготавливаемой детали.
  • Требования технического характера.

После установления количества изображений и выбора главного вида необходимо рациональное заполнение чертежа по основам инженерной графики. Решить вопрос в лекциях помогает выбор правильного масштаба рисунка согласно ГОСТ 2 .301−68.

Для деталей, обрабатываемых на токарном станке, в учебниках рекомендуется горизонтальное расположение. Это значит, что основная надпись чертежа по шрифту должна располагаться параллельно геометрической оси. В правую сторону нужно направить тот профильный конец, который будет наиболее удобным для последующей обработки.

При наличии внутренних расточек на продольном разрезе изображать ее в примере следует для того, чтобы наибольший диаметр расточки располагался фронтальным и справа. Отверстия для соединения деталей наносятся на сборочные чертежи, где деталь является составной частью изделия.

Условности и упрощения

Выполнение чертежей сложных деталей представляет достаточно объемную и трудоемкую работу. Поэтому на чертежах допускается ряд упрощений без потери важной информации:

  1. Вычерчивание половины вида допускается в том случае, если деталь полностью симметрична. Половина вида рисуется сверху, а другая слева.
  2. Соединение между собой половин вида и разреза. Симметричные разрезы допускают соединение половины вида и половины разреза с разграничительной линией в виде оси симметрии.
  3. Вычерчивание больше половины вида необходимо производить в тех случаях, когда одно из ребер детали совпадает с осью симметрии. Также это актуально, когда на половине изображения трудно задать размеры в перспективе.
  4. Введение в плоскость разреза отверстий и выступов, которые не попадают в секущую плоскость. Если на торцах цилиндрических и конических деталей имеется секущая плоскость и она не проходит через ось ни одного из имеющихся отверстий. Тогда одно отверстие условно вводят в плоскость разреза.
  5. Определение рифления на чертеже можно указывать с упрощениями. Оно сопровождается надписями с указанием вида рифления и номер стандарта, который определяет его размеры.

Помимо указанных выше упрощений в различных видах инженерной графики, также допускается сопряжение разных размеров элементов с учетом смещения на такой угол, при котором подобная разница будет заметной. Отображение отверстий в ступицах шкивов или ступенчатых колес нужно чертить лишь контуры на эскизах.

Нанесение размеров

Термин размер означает числовое значение угловой или линейной величины в заданных единицах. Числовые значения являются стандартными и подбираются из ряда предпочтительных чисел. Размеры чертежа модели должны указываться соответствующими числами и размерными линиями согласно ГОСТ 2 .307−68.

Чтобы указать размеры прямолинейного отрезка, линию следует проводить параллельно ему. Указание длины дуги окружности требует нанесения концентрично окружности, а указание размера угла сопровождается нанесением дуги с центром при вершине заданного угла.

Ограничивающие размерные линии стрелки должны упираться острием в соответствующие линии фигуры. Иногда наносятся точки, где обязательно перед размерным числом радиуса следует ставить букву R.

В случае наличия нескольких параллельных линий необходимо избегать их пересечения между собой. Размерные линии не могут являться продолжением контура или оси. Допустимо проводить такие линии с обрывом вне зависимости от того, полностью изображена окружность или нет.

Поверхности вращения всегда должны обозначаться с указанием диаметров. Их нужно наносить на продольных разрезах и видах. Размещение отверстий устанавливается размерами, определяющими положение их центра.

Для элементов деталей

Наносимые на чертеж размеры делятся на линейные и угловые. Первые составляют большую часть числовых характеристик деталей. По назначению практические размеры деталей могут быть:

  • Сопряженные определяют форму сопрягаемой поверхности одной детали относительно другой.
  • Свободные характеризуют положение свободных, не сопрягаемых между собой поверхностей.
  • Конструктивные обуславливаются расчетом и условиям работы каждого элемента в определенной конструкции.
  • Технологические могут обеспечиваться при применении типовых технологических методов обработки каждой отдельной детали.

Выбор размеров обосновывается геометрией форм, составляющих деталь. Анализ структуры детали определяет порядок построения проекций, простановки размеров формы элементов и их вероятного расположения.

Любое из простых тел можно изобразить при помощи двух проекций геометрических тел инженерной графики прямоугольного типа. Если нанести на геометрическое изображение тел размеры, то будет достаточно одной проекции на параллельную оси вращения плоскость, в том числе для случая тел вращения.

Размещение на чертеже

Быстрое и правильное чтение чертежа сопровождается правильным выполнением размещением на поле чертежа. Каждое изображение должно иметь те элементы деталей, для выявления каких они были сделаны. Размеры одного элемента должны группироваться на том участке, где такой элемент показан наиболее понятно.

Рабочие чертежи рекомендуют использовать группу конструкторских баз, куда относят основную и вспомогательную. Первая отвечает за задание положения самой детали, а вторая определяет задачу положения соединяемых деталей.

Именно от них при обработке и контроле ведется замер детали.

В определенных случаях не все элементы могут потребовать отсчета от одной готовой базы, поскольку их размеры удобно отсчитывать от вспомогательных баз в связке с основными. Использование таковых помогает замерять размеры элементов и непосредственно без таблиц и промежуточных вычислений для упрощения контроля.

Обозначение резьбы

Резьбы подразделяются на общие и специальные. При этом для первых выделяют крепежные и ходовые разновидности. Важно отметить, что метрическая резьба выполняется с крупным шагом и мелким, который может быть представлен в нескольких вариациях.

Так, для диаметра 20 миллиметров крупный шаг всегда 2 с половиной миллиметра, а мелкий варьируется от 0,5 до 2 миллиметров. Потому крупный не указывают, а мелкий обязательно обозначается. Здесь всегда участвует наружный диаметр, который наносится любым указанным в стандартах способом, который подходит по условиям работы с чертежами.

Соединения частей, принадлежащих машинам и конструкциям, исполняют при помощи стандартных крепежных болтов по типу гаек, винтов или шпилек. Такие детали изображены на чертеже полностью или упрощенно. В первом случае, размеры подбираются согласно стандартам, а во втором по условным соотношениям, исходя из диаметра. Правила изображения крепежных элементов находятся в соответствующих стандартах.

простых проектов для начала с нуля: рисование 2D-фигур

Я получил свой первый опыт программирования в девятом классе. Я только что переехал, и мой новый консультант убедил меня пойти на курсы компьютерного программирования, потому что других открытых факультативов не было. Я сомневался. Оказалось, что кодирование было либо не весело, либо не круто, либо нелегко, или, возможно, все сразу.

Мы использовали язык под названием BASIC, чтобы научиться управлять наборами данных, списками сортировки и вычислять алгебраические выражения.Я не совсем расстроился, но меня определенно не зацепила строка за строкой зеленого текста на торжественном черном экране. Мне было больше удовольствия загипнотизировать себя анимированными заставками и играть в бортовые видеоигры, а не заниматься тем, что я считал «настоящим программированием».

Так что я не стал писать код до тех пор, пока в колледже не прошел вводный курс языка C ++. Для меня это был еще один, еще более сложный опыт. Вычисления были более мощными, но сценарий был еще более загадочным! Я часто чувствовал себя плутующим в море кодовых слов и символов клавиатуры - как и в естественных языках, таких как французский или испанский, языки программирования имеют собственный словарь, грамматику и синтаксис.Добавление уроков иностранного языка к дополнительной дозе математики не помогло мне полюбить программирование.

Такой высокий входной барьер в мир компьютерного программирования не редкость для большинства детей. Опыт программирования обычно появляется только в старших классах школы, если не в колледже, и, возможно, для них все это выглядит как беспорядок из точек с запятой и скобок. Неудивительно, что США испытывают нехватку молодых программистов.

Зачем ждать? Давайте программировать сейчас!

Однако все изменилось.Волна новых «шлюзовых» языков программирования стала доступной для учителей и студентов за последние несколько лет, что снизило барьеры для обучения программированию, а также расширило представление о том, что значит программировать компьютер. Основываясь на новаторском языке логотипов, группа Lifelong Kindergarten Group из MIT Media Lab разработала Scratch, язык программирования с графическими перетаскиваемыми блоками кода, которые соединяются, как кубики LEGO. Блоки кода классифицируются по цвету и форме в соответствии с их функцией и предназначены для предотвращения серьезных синтаксических ошибок пользователями.

Scratch быстро стал сегодня самым популярным языком программирования для детей, отчасти потому, что он был разработан для обучения, а отчасти потому, что он построен на совместном использовании с огромным онлайн-сообществом. Задача скретчеров: представить, запрограммировать и поделиться своими закодированными творениями с более чем 3,5 миллионами других пользователей, которые хотят комментировать, делать комплименты и помогать друг другу. Новые истории, анимация и игры добавляются каждый день, потому что Скретчеры рассматривают программирование как интересный, игровой способ самовыражения.

Scratch также помогает выделить программирование в его наиболее приятное и безопасное ядро: просто давать инструкции компьютеру - вот и все, чем действительно является программирование. Мои ученики начинают с нуля во втором классе, и они не оглядываются назад. К тому времени, когда они будут готовы перейти на более традиционные языки, такие как Python или Java, их уже не пугают сотни строк текста.

Только после того, как я познакомился со Scratch, моя любовь к компьютерному программированию родилась.Это весело и легко. Следующее руководство представляет собой краткое введение в программирование с помощью Scratch и может помочь молодым ученикам изучить основные математические концепции, такие как атрибуты формы и углы. Нам не нужно ничего вычитать из нашей учебной программы, чтобы соответствовать компьютерному программированию и вычислительному мышлению. Это занятие для абсолютных новичков, так что не стесняйтесь! (Если вам больше по душе видеоуроки, вы можете посмотреть их.)

Вот как

Знакомство с Scratch
  • Посетите scratch.mit.edu.
  • Зарегистрируйте учетную запись, нажав «Присоединиться к царапинам» в правом верхнем углу окна браузера. Это не обязательно для использования Scratch, но необходимо, если вы хотите сохранить свою работу.
  • Нажмите кнопку «Создать» в верхнем левом углу окна браузера, чтобы начать новый проект.
  • Давайте познакомимся с наиболее важными областями интерфейса Scratch, чтобы мы могли создать наш собственный проект:
  • Область в верхнем левом квадранте окна называется Stage , и именно там вы можете видеть аудио и визуальный вывод при запуске программы.Обратите внимание на значок Green Flag в правом верхнем углу рабочей области - он используется для запуска ваших программ.
  • Область под рабочей областью в левом нижнем углу называется Sprite List и является местом, где персонажи и объекты вашего проекта перечислены для выбора и редактирования. Scratch называет эти объекты спрайтами.
  • Центральная область, которая разделяет интерфейс, называется палитрой и содержит все блоки кода, которые вы можете использовать для управления своими спрайтами.Обратите внимание, что есть десять секций с цветовой кодировкой. При нажатии на каждую из них открывается новый набор блоков кода для программирования ваших спрайтов.
  • Наконец, большая область, занимающая всю правую часть окна, называется областью сценариев . Он используется для создания ваших программ. Перетаскивайте блоки кода из палитры в область сценариев и складывайте их последовательно, чтобы ваши спрайты работали.
1-е задание: нарисуйте квадрат.

Для нашей первой задачи мы научим нашего кота Спрайта рисовать квадрат на Сцене.Добавьте следующие блоки кода слева в область сценариев, а затем щелкните зеленый флаг, чтобы запустить программу и увидеть визуальный результат справа.

Ваш Спрайт нарисовал квадрат? Угадайте что - теперь вы программист! Это может быть так просто. Но подождите, можем ли мы сделать это проще? Давайте узнаем умный способ получить тот же результат с меньшими усилиями.
2-я задача: нарисуйте тот же квадрат, используя только ⅓ такого количества блоков кода.

Когда вы работаете со студентами, спросите их, заметили ли они узор из блоков «Двигаться» и «Поворачивать».Мы можем обучить компьютер упрощенной последовательности с помощью цикла «Повторить».

  • Щелкните на самом верхнем блоке перемещения и перетащите его от остальной части последовательности.
  • Прикрепите блоки кода ниже после блока «Pen Down» и нажмите зеленый флаг, чтобы запустить вашу программу.
Теперь мы оптимизировали эту программу рисования квадрата с помощью цикла. Это то, что компьютеры делают действительно хорошо - они могут выполнять повторяющиеся задачи, не уставая и не скукая. Давайте продолжим и научим Спрайта рисовать новую форму.
3-е задание: нарисуйте треугольник.
  • Если вы работали со своими учениками, вы могли бы спросить их о свойствах треугольника. Надеюсь, они скажут вам, что у треугольника три стороны и три угла. Мы можем нарисовать равносторонний треугольник, отредактировав нашу квадратную программу.
  • Измените цикл «Повторить» на повторение три раза.
  • Можно оставить блок «Перемещение» как есть (но - это весело изменить значение).
  • Измените значение блока «Turn» на 120 и щелкните зеленый флаг, чтобы запустить вашу программу.
Это прекрасная возможность поговорить со своими учениками об измерении углов и градусов, если они еще не знакомы с этими концепциями. Вы заметите, что значение «Поворот» - это измерение внешнего угла, и что все три внешних угла треугольника в сумме составляют 360 градусов. Сделаем еще один!
Заключительное задание: нарисуйте простой правильный пятиугольник и используйте математический блок «Оператор».
  • Теперь давайте добавим немного дополнительных вычислений и воспользуемся преимуществами блоков математических операторов в палитре.Чтобы нарисовать еще один простой правильный многоугольник (например, пятиугольник), мы можем записать наше понимание правила внешних углов в виде закодированного выражения.
  • Перейдите в зеленый раздел «Операторы» палитры и найдите блок для разделения, представленный символом косой черты (/). Вставьте весь блок в пространство, предусмотренное в блоке «Повернуть».
  • Мы знаем, что пять внешних углов будут разделены поровну в пределах поворота на 360 градусов, поэтому мы можем заполнить оператор деления, чтобы прочитать.
  • Измените цикл «Повторить», чтобы он повторился пять раз, по одному для каждого угла или стороны, и запустите программу.

Заключение

Помните, что программирование - это просто передача команд компьютеру. Это простая концепция, но она имеет большое значение. Обучение детей программированию дает им новое чувство свободы выбора в отношении своих технологий. Скоро они превратятся из простых потребителей технологий в творческих создателей технологий. Если они могут научить свой компьютер рисовать, что еще они могут заставить его делать? Думайте о программировании не как о сухом задании, а как о новом средстве, с помощью которого студенты могут учиться и выражать свои идеи.

Сделав этот первый шаг в программировании, вы изучили четыре основных концепции вычислительного мышления: последовательности, события, циклы и операторы. Дальнейшие публикации в этой серии будут включать параллелизм, условные выражения, данные и многое другое.

Вот несколько возможных расширений для этого упражнения:

  • Какие еще фигуры могут рисовать ваши ученики?
  • Изучите значения блоков «Перо», чтобы изменить цвет и размер пера.
  • Предложите учащимся нарисовать свои инициалы или послания.
  • Призовите учащихся рисовать, используя координаты X / Y, а не угловые повороты.
  • Предложите учащимся нарисовать узоры этих фигур с вложенными петлями (петли внутри петель), которые создают красивые геометрические рисунки.

И, наконец, некоторые другие ресурсы для преподавателей Scratch:

  • Посетите веб-сайт ScratchEd, сообщество преподавателей, которые помогают друг другу изучать и использовать Scratch. Вы можете найти уроки, задания, идеи для проектов или просто получить ответы на свои вопросы от дружелюбного преподавателя.
  • Creative Computing Workshop - это бесплатный онлайн-семинар, где вы можете узнать больше об использовании Scratch и поддержке вычислительного мышления.
  • Scratch Day - это всемирная сеть встреч, где скретчеры встречаются, делятся проектами и опытом, а также узнают больше о Scratch. Отлично подходит для детей и взрослых!
  • Geometry Cat - ссылка, по которой вы можете найти полный код этого проекта.
.

Как рисовать: бесплатный курс для начинающих

Хотите научиться рисовать, но не знаете, с чего начать? Вы разочарованы своим медленным прогрессом и чувствуете, что натолкнулись на стену?

Этот бесплатный курс рисования проведет вас через серию забавных и простых уроков, которые быстро разовьют ваши навыки рисования.

Если вы опытный художник, этот курс может стать отличным обновлением! Вы даже можете узнать что-то новое.

Меня зовут Дарлин, и я создала этот бесплатный курс рисования, потому что хочу предоставить новичкам все ресурсы, чтобы получить необходимые им навыки, без необходимости раскапывать кучу денег или рыться в сети в поисках кусочков и кусочков.

Благодарю Надию Адалат за то, что она вдохновила меня на создание этого курса! Спасибо :)

Уникальность этого курса в том, что я собираюсь использовать свою не доминирующую руку , чтобы учиться вместе с вами.

Это означает, что у меня не будет такого же уровня контроля, как у моей правой руки, и мне нужно будет развивать свои рисовальные мышцы с нуля! Я хочу доказать вам, что вы можете научиться рисовать, даже если ваше письмо выглядит как куриная царапина!

Некоторые вещи, которые вы узнаете:

  • Как правильно рисовать
  • Как рисовать более реалистично
  • Как рисовать то, что вы видите
  • Как реалистично затенять
  • Как рисовать с идеальными пропорциями
  • И многое другое!

Инструменты, которые вам понадобятся для начала:

Острый карандаш, чистый лист бумаги и непредвзятость.

  • HB Pencil: Также известен как карандаш №2
  • Любая бумага для набросков
  • Ластик

Как рисовать для начинающих: план курса

В этом бесплатном курсе рисования 5 уровней, всего 10 уроков (могу добавить еще). Каждый урок можно выполнять в удобном для вас темпе и включать в себя ряд домашних заданий.

Вы можете отправлять свои домашние задания на странице RFA facebook и получать отзывы от меня и других студентов, участвующих в курсе, как в реальном классе.Это также будет отличный способ отслеживать ваш прогресс!

Мне нравится датировать всю свою работу (да, даже если она плохая), чтобы потом вернуться и увидеть свои улучшения. Это действительно весело, и я настоятельно рекомендую вам это сделать :)

Если вы хотите сделать несколько советов о том, что освещать в будущих уроках, дайте мне знать. Я всегда придумываю новые идеи, и, поскольку эти уроки предназначены для ВАС, я хочу, чтобы они были более индивидуальными.

Вы можете получить доступ ко всем урокам с этой страницы, поэтому не забудьте добавить в закладки в своем браузере.Вы можете даже подписаться на на мою рассылку, чтобы получать уведомления о новых уроках!

Готовы начать?

УРОВЕНЬ 1: Строительные блоки искусства

Уровень 1 охватывает самые основы рисования и объясняет, почему вам не нужно быть идеальным, когда дело касается набросков. Вы узнаете, как рисовать быстрее и как рисовать более структурные объекты.

Урок 1: Как делать наброски
Если вы можете сделать отметку на листе бумаги, вы можете сделать набросок! -> Иди на урок!

Урок 2: Научитесь видеть вещи по-другому
Узнайте, как рисовать более точно и быстро, разбивая сложные объекты на простые формы -> Перейти к уроку!

Урок 3: Переход от 2D к 3D
Развивайте свою игру и узнайте, как с помощью различных техник переводить свои рисунки из 2D в 3D.-> Иди на урок!

УРОВЕНЬ 2: Дьявол в деталях

Уровень 2 позволяет вам действительно обращать внимание на то, что вы рисуете, и на то, как вы можете сделать даже ваши линейные рисунки реалистичными!

Урок 4: Как рисовать с точными пропорциями
Изучите 4 потрясающих метода, чтобы добиться более точных пропорций. -> Иди на урок!

Урок 5: Распространенные ошибки при рисовании и как их исправить
Вы уделяете достаточно внимания? Узнайте, как анализировать свои работы и легко определять области, в которых можно улучшить -> Перейти к уроку!

УРОВЕНЬ 3: Методы для совершенствования вашей игры

Урок 6: Введение в линейную перспективу
Узнайте, как рисовать уникальные сцены с людьми, используя одноточечную и двухточечную линейную перспективу -> Перейти к урок!

Урок 7: Введение в качество линий
Узнайте, как еще больше улучшить ваши чертежи, варьируя толщину линии -> Перейти к уроку!

УРОВЕНЬ 4: Как затенять реалистичные текстуры

Урок 8: Введение в методы затенения

Изучите четыре различных метода затенения для затенения различных реалистичных текстур -> Перейти к уроку!

Урок 9: Узнайте, как затенять

Изучите 7 простых шагов, чтобы вы могли начать затенение уже сегодня! -> Иди на урок!

УРОВЕНЬ 5: Завершение всего

Урок 10: - Собираем все вместе

Узнайте, как применить все из уроков 1–9 на практике с помощью 3 примеров -> Перейти к уроку!

[easy-social-share buttons = »facebook, twitter, pinterest, mail, more» morebutton = »2 ″ morebutton_icon =» plus »counters = 1 total_counter_pos =» leftbigicon »style =» button »template =« 7 ″ point_type = "Простой"]

.

Как разработать модель машинного обучения с нуля | Виктор Роман

В этой статье мы собираемся подробно изучить, как выполняется процесс разработки модели машинного обучения. Будет объяснено множество концепций, а другие, более конкретные, мы оставим для будущих статей.

Конкретно в статье будет рассмотрено, как:

  • Определить адекватно нашу проблему (цель, желаемые результаты…).
  • Соберите данные.
  • Выберите меру успеха.
  • Установите протокол оценки и различные доступные протоколы.
  • Подготовьте данные (имея дело с пропущенными значениями, с категориальными значениями…).
  • Спилите правильно данные.
  • Проведите различие между переоборудованием и недостаточным соответствием, определив, что это такое, и объяснив, как их избежать.
  • Обзор того, как модель учится.
  • Что такое регуляризация и когда целесообразно ее использовать.
  • Разработайте эталонную модель.
  • Выберите подходящую модель и настройте ее на максимальную производительность.

Первое и самое важное, что нужно сделать, - это выяснить, каковы входные и ожидаемые результаты. Необходимо ответить на следующие вопросы:

  • Какова основная цель? Что мы пытаемся предсказать?
  • Каковы целевые функции?
  • Какие входные данные? Это доступно?
  • С какими проблемами мы сталкиваемся? Бинарная классификация? Кластеризация?
  • Какое улучшение ожидается?
  • Каков текущий статус целевой функции?
  • Как будет измеряться целевой объект?

Не каждую проблему можно решить, пока у нас не будет работающей модели, мы просто сможем сформулировать определенную гипотезу:

  • Наши результаты можно предсказать с учетом входных данных.
  • Наши доступные данные достаточно информативны, чтобы изучить взаимосвязь между входами и выходами

Важно помнить, что машинное обучение можно использовать только для запоминания шаблонов, которые присутствуют в данных обучения, поэтому мы можем только узнайте то, что мы видели раньше. При использовании машинного обучения мы делаем предположение, что будущее будет вести себя как прошлое, и это не всегда верно.

Это первый реальный шаг на пути к реальной разработке модели машинного обучения, сбора данных.Это критический шаг, который будет зависеть от того, насколько хорошей будет модель, чем больше и лучше данных мы получим, тем лучше будет работать наша модель.

Существует несколько методов сбора данных, например парсинг веб-страниц, но они выходят за рамки данной статьи.

Обычно наши данные будут иметь следующую форму:

Примечание. Предыдущая таблица соответствует знаменитому набору данных о жилищном строительстве в Бостоне, классическому набору данных, часто используемому для разработки симпл-моделей машинного обучения.Каждая строка представляет отдельный район Бостона, а каждый столбец указывает некоторые характеристики этого района (уровень преступности, средний возраст и т. Д.). Последний столбец представляет собой среднюю стоимость дома в районе, и это целевая цена, которая будет спрогнозирована с учетом другой.

Питер Друкер, преподаватель Гарвардского университета и автор книг «Эффективный руководитель и управление собой», высказал известную поговорку:

«Если вы не можете измерить это, вы не сможете улучшить его».

Если вы хотите контролировать что-то, это должно быть наблюдаемым, и для достижения успеха важно определить, что считается успехом: Может быть, точность? точность? Уровень удержания клиентов?

Эта мера должна быть напрямую согласована с целями более высокого уровня бизнеса. И это также напрямую связано с проблемой, с которой мы сталкиваемся:

  • В задачах регрессии используются определенные метрики оценки, такие как среднеквадратичная ошибка (MSE).
  • В задачах классификации используются такие показатели оценки, как точность, точность и отзывчивость.

В следующих статьях мы подробно рассмотрим эти показатели, какие показатели лучше всего использовать с учетом возникшей проблемы, и узнаем, как их настроить.

После того, как цель ясна, следует решить, как будет измеряться прогресс в достижении цели. Наиболее распространенными протоколами оценки являются:

4.1 Поддержание набора проверки удержания

Этот метод состоит в выделении некоторой части данных в качестве набора для тестирования.

Процесс будет заключаться в обучении модели на оставшейся части данных, настройке ее параметров с помощью набора проверки и, наконец, оценке ее производительности на наборе тестирования.

Причина разделения данных на три части - избежать утечки информации. Основное неудобство этого метода состоит в том, что при наличии небольшого количества данных наборы для проверки и тестирования будут содержать настолько мало образцов, что процессы настройки и оценки модели не будут эффективными.

4.2 Проверка K-Fold

K-Fold состоит в разбиении данных на K разделов равного размера. Для каждого раздела i модель обучается с оставшимися разделами K-1 и оценивается на разделе i.

Итоговая оценка - это среднее значение из полученных К. Этот метод особенно полезен, когда производительность модели значительно отличается от разделения поезд-тест.

4.3 Итерационная проверка K-Fold с перетасовкой

Этот метод особенно актуален при наличии небольшого количества доступных данных и необходимости оценки модели как можно точнее (это стандартный подход на соревнованиях Kaggle).

Он заключается в применении проверки K-Fold несколько раз и перетасовке данных каждый раз перед их разделением на разделы K.Итоговый балл - это среднее значение баллов, полученных в конце каждого цикла проверки K-Fold.

Этот метод может быть очень дорогостоящим с точки зрения вычислений, так как количество обученных и оценивающих моделей будет I x K раз. Это I количество итераций и K количество разделов.

Примечание. При выборе протокола оценки важно учитывать следующие моменты:

  • В задачах классификации данные обучения и тестирования должны быть репрезентативными для данных, поэтому перед разделением мы должны перемешать наши данные это, чтобы убедиться, что охватывается весь спектр набора данных.
  • При попытке предсказать будущее с учетом прошлого (прогноз погоды, прогноз курса акций…) данные не следует перемешивать, поскольку последовательность данных является важной особенностью, и это может привести к временной утечке.
  • Мы всегда должны проверять, есть ли в наших данных дубликаты, чтобы удалить их. В противном случае избыточные данные могут появиться как в обучающем, так и в тестовом наборе и вызвать неточное обучение нашей модели.

Прежде чем приступить к обучению моделей, мы должны преобразовать наши данные таким образом, чтобы их можно было использовать в модели машинного обучения.Наиболее распространены следующие методы:

5.1 Работа с недостающими данными

В реальных проблемах довольно часто пропустить некоторые значения наших выборок данных. Это может быть связано с ошибками при сборе данных, пробелами в опросах, измерениями, которые не применимы… и т. Д.

Отсутствующие значения обычно представлены индикаторами «NaN» или «Null». Проблема в том, что большинство алгоритмов не могут обработать эти пропущенные значения, поэтому нам необходимо позаботиться о них, прежде чем передавать данные в наши модели.После того как они идентифицированы, есть несколько способов справиться с ними:

  1. Удаление образцов или объектов с пропущенными значениями. (мы рискуем удалить релевантную информацию или слишком много выборок)
  2. Ввод недостающих значений с помощью некоторых предварительно созданных оценок, таких как класс Imputer из scikit learn. Мы сопоставим наши данные, а затем преобразуем их, чтобы оценить их. Один из распространенных подходов - установить пропущенные значения как среднее значение для остальных образцов.

5.2 Работа с категориальными данными

При работе с категориальными данными мы работаем с порядковыми и номинальными признаками. Порядковые признаки - это категориальные признаки, которые можно сортировать (размер ткани : L ). А по номиналу не подразумевается какой-либо заказ ( цвет ткани: желтый, зеленый, красный ).

Методы работы с порядковыми и номинальными признаками:

  • Отображение порядковых признаков : чтобы убедиться, что алгоритм правильно интерпретирует порядковые признаки, нам необходимо преобразовать категориальные строковые значения в целые числа.Часто мы делаем это сопоставление вручную. Пример: L: 2, M: 1, S: 0.
  • Кодирование меток номинального класса : Наиболее распространенным подходом является выполнение однократного кодирования, которое заключается в создании нового фиктивного объекта для каждого уникального значения в столбце номинального признака. Пример: в столбце цвета, если у нас есть три класса: желтый, красный, зеленый и выполняется одноразовое кодирование, мы получим три новых столбца, по одному для каждого уникального класса. Тогда, если у нас есть желтая рубашка, она будет выбрана как: желтый = 1, зеленый = 0, красный = 0.Это сделано для обеспечения хорошей производительности алгоритма, поскольку они намного более эффективны при работе с разреженной матрицей (матрицы с низкой плотностью, с большим количеством значений 0).

5.3 Масштабирование функций

Это важный шаг на этапе предварительной обработки, так как большинство алгоритмов машинного обучения работают намного лучше при работе с функциями того же масштаба. Наиболее распространены следующие методы:

  • Нормализация: это изменение масштаба функций в диапазоне [0,1], что является частным случаем масштабирования min-max.Чтобы нормализовать наши данные, нам просто нужно применить метод масштабирования min-max к каждому столбцу функций.
  • Стандартизация: она заключается в центрировании столбцов признаков по среднему значению 0 со стандартным отклонением 1, чтобы столбцы признаков имели те же параметры, что и стандартное нормальное распределение (нулевое среднее и единичное отклонение). Это значительно упрощает алгоритмам обучения определение весов параметров. Кроме того, он сохраняет полезную информацию о выбросах и делает алгоритмы менее чувствительными к ним.

5.4 Выбор значимых функций

Как мы увидим позже, одна из основных причин, по которым модели машинного обучения переоснащаются, заключается в избыточности наших данных, что делает модель слишком сложной для данных обучающих данных и неспособен хорошо обобщать невидимые данные.

Одним из наиболее распространенных способов избежать переобучения является уменьшение размерности данных. Это часто делается за счет уменьшения количества функций в нашем наборе данных с помощью анализа основных компонентов (PCA), который является разновидностью алгоритма неконтролируемого машинного обучения.

PCA выявляет закономерности в наших данных на основе корреляций между признаками. Эта корреляция означает, что в наших данных есть избыточность, другими словами, что есть некоторая часть данных, которую можно объяснить с помощью других ее частей.

Эти коррелированные данные не являются существенными для модели, чтобы правильно узнать свои веса, и поэтому их можно удалить. Его можно удалить, напрямую удалив определенные столбцы (признаки) или объединив их несколько и получив новые, которые содержат большую часть информации.Мы углубимся в эту технику в будущих статьях.

5.5 Разделение данных на подмножества

В общем, мы разделим наши данные на три части: наборы для обучения, тестирования и проверки. Мы обучаем нашу модель на обучающих данных, оцениваем ее на данных проверки и, наконец, когда она будет готова к использованию, тестируем ее в последний раз на тестовых данных.

Теперь уместно задать следующий вопрос: почему не использовать только два подхода, тренировку и тестирование? Таким образом, процесс будет намного проще: просто обучите модель на данных обучения и протестируйте ее на данных тестирования.

Ответ заключается в том, что разработка модели включает настройку ее конфигурации, другими словами, выбор определенных значений для их гиперпараметров (которые отличаются от параметров модели - весов сети). Эта настройка выполняется на основе обратной связи, полученной от проверочного набора, и, по сути, является формой обучения.

Конечная цель состоит в том, чтобы модель могла хорошо обобщать невидимые данные, другими словами, предсказывать точные результаты на основе новых данных на основе ее внутренних параметров, скорректированных во время обучения и проверки.

a) Процесс обучения

Мы можем более подробно рассмотреть, как происходит процесс обучения, изучив один из простейших алгоритмов: линейную регрессию.

В линейной регрессии нам дается ряд переменных-предикторов (объясняющих) и переменная непрерывного отклика (результат), и мы пытаемся найти взаимосвязь между этими переменными, которая позволяет нам прогнозировать непрерывный результат.

Пример линейной регрессии: для заданных X и Y мы подбираем прямую линию, которая минимизирует расстояние, используя некоторые методы оценки коэффициентов (например, обычных наименьших квадратов и градиентного спуска) между точками выборки и подобранной линией.Затем мы будем использовать полученные данные о пересечении и наклоне, которые образуют подобранную линию, чтобы предсказать результат для новых данных.

Формула прямой: y = B0 + B1x + u . Где x - входные данные, B1 - наклон, B0 - точка пересечения по оси Y, u - остаток и y - значение линии в позиции x .

Доступные для обучения значения: B0 и B1 , которые влияют на положение строки, поскольку единственными другими переменными являются x (вход и y, выход (остаток не учитывается). ).Эти значения ( B0 и B1 ) являются «весами» функции прогнозирования.

Эти веса и другие, называемые смещениями, представляют собой параметры, которые будут организованы вместе в виде матриц ( W, для весов и b для смещений).

Процесс обучения включает в себя инициализацию некоторых случайных значений для каждой из обучающих матриц и попытку предсказать вывод входных данных с использованием начальных случайных значений. Вначале ошибка будет большой, но, сравнивая прогноз модели с правильными выходными данными, модель может корректировать значения весов и смещений, пока не будет получена хорошая модель прогнозирования.

Процесс повторяется, по одной итерации (или шагу) за раз. На каждой итерации исходная случайная линия приближается к идеальной и более точной.

b) Переоснащение и недостаточное оснащение

Одной из наиболее важных проблем при рассмотрении обучения моделей является противоречие между оптимизацией и обобщением.

  • Оптимизация - это процесс настройки модели для получения максимальной производительности на обучающих данных (процесс обучения).
  • Обобщение - насколько хорошо модель работает с невидимыми данными.Цель состоит в том, чтобы получить наилучшую способность к обобщению.

В начале обучения эти две проблемы коррелируют: чем меньше потери данных обучения, тем меньше потери тестовых данных. Это происходит, когда модель еще недостаточно приспособлена: еще предстоит научиться, еще не смоделированы все соответствующие параметры модели.

Но после нескольких итераций обучающих данных обобщение перестает улучшаться, и показатели проверки сначала замораживаются, а затем начинают ухудшаться.Модель начинает переоснащаться: она настолько хорошо усвоила обучающие данные, что усвоила шаблоны, которые слишком специфичны для обучающих данных и не имеют отношения к новым данным.

Есть два способа избежать этого переобучения: получение дополнительных данных и регуляризация.

  • Получение большего количества данных обычно является лучшим решением, модель, обученная на большем количестве данных, естественно, будет лучше обобщать.
  • Регуляризация выполняется, когда последнее невозможно, это процесс изменения количества информации, которую может хранить модель, или добавления ограничений на то, какую информацию ей разрешено хранить.Если модель может запомнить только небольшое количество шаблонов, оптимизация заставит ее сосредоточиться на наиболее релевантных из них, повышая вероятность хорошего обобщения.

Регуляризация выполняется в основном следующими методами:

  1. Уменьшение размера модели: уменьшение количества обучаемых параметров в модели, а вместе с ними и ее способности к обучению. Цель состоит в том, чтобы найти золотую середину между слишком большой и недостаточной способностью к обучению. К сожалению, нет никаких волшебных формул для определения этого баланса, его нужно проверять и оценивать, задав различное количество параметров и наблюдая за его работой.
  2. Добавление регуляризации веса: В целом, чем проще модель, тем лучше. Пока она может хорошо учиться, более простая модель вряд ли переобучится. Обычный способ добиться этого - ограничить сложность сети, заставив ее веса принимать только небольшие значения, упорядочивая распределение значений весов. Это делается путем добавления к функции потерь сети стоимости, связанной с большими весами. Стоимость возникает двумя способами:
  • Регуляризация L1: Стоимость пропорциональна абсолютному значению весовых коэффициентов (норма весов L1).
  • Регуляризация L2: Стоимость пропорциональна квадрату значения весовых коэффициентов (норма весов l2)

Чтобы решить, какие из них применить к нашей модели, рекомендуется иметь в виду следующую информацию: примите во внимание природу нашей проблемы:

Цель на этом этапе процесса - разработать эталонную модель, которая будет служить нам в качестве базовой линии, после того как мы измерим производительность более совершенного и настроенного алгоритма.

Бенчмаркинг требует, чтобы эксперименты были сопоставимыми, измеримыми и воспроизводимыми.Важно подчеркнуть воспроизводимую часть последнего утверждения. В настоящее время библиотеки науки о данных выполняют случайное разбиение данных, причем эта случайность должна быть согласованной во всех прогонах. Большинство генераторов случайных чисел поддерживают установку начального числа для этой заливки. В Python мы будем использовать метод random.seed из пакета random.

Как показано на «https://blog.dominodatalab.com/benchmarking-predictive-models/»

«Часто бывает полезно сравнить улучшение модели с упрощенной базовой моделью, такой как kNN или наивный байесовский метод для категориальных данных. или EWMA значения в данных временного ряда.Эти базовые показатели дают представление о возможной прогнозирующей способности набора данных.

Модели часто требуют гораздо меньше времени и вычислительной мощности для обучения и прогнозирования, что делает их полезными для перекрестной проверки жизнеспособности ответа. Ни kNN, ни наивные байесовские модели вряд ли улавливают сложные взаимодействия. Тем не менее, они предоставят разумную оценку минимальной границы прогностических возможностей тестируемой модели.

Кроме того, это упражнение дает возможность протестировать конвейер тестирования.Важно, чтобы тестовые конвейеры обеспечивали стабильные результаты для модели с понятными характеристиками производительности. KNN или наивный байесовский метод для необработанного набора данных, или минимально управляемый с помощью центрирования или масштабирования столбцов, часто дает слабого, но адекватного обучаемого с характеристиками, которые полезны для целей сравнения. Характеристики более сложных моделей могут быть менее понятны и могут оказаться сложными ».

7.1 Поиск хорошей модели

Одним из наиболее распространенных методов поиска хорошей модели является перекрестная проверка.При перекрестной проверке мы установим:

  • Количество складок, по которым мы разделим наши данные.
  • Метод подсчета баллов (зависит от природы проблемы - регрессия, классификация…).
  • Некоторые подходящие алгоритмы, которые мы хотим проверить.

Мы передадим наш набор данных в функцию оценки перекрестной проверки и получим модель, которая дала лучший результат. Это будет тот, который мы будем оптимизировать, соответствующим образом настроив его гиперпараметры.

  # Параметры тестирования и метрики оценки  
num_folds = 10
scoring = "neg_mean_squared_error" # Алгоритмы выборочной проверки
models = []
models.append (('LR', LinearRegression ()))
models.append (('LASSO', Lasso ()))
models.append (('EN', ElasticNet ()))
models.append (('KNN ', KNeighborsRegressor ()))
models.append ((' CART ', DecisionTreeRegressor ()))
models.append ((' SVR ', SVR ()))

results = []
names = []
для имени , модель в моделях:
kfold = KFold (n_splits = num_folds, random_state = seed)
cv_results = cross_val_score (model, X_train, y_train, cv = kfold, scoring = scoring)
results.append (cv_results)
name.append (name)
msg = "% s:% f (% f)"% (name, cv_results.mean (), cv_results.std ())
print (msg)

   # Сравнить алгоритмы   
fig = pyplot.figure ()
fig.suptitle ('Сравнение алгоритмов')
ax = fig.add_subplot (111)
pyplot.boxplot (results)
ax
.

Как стать программистом: 8 шагов к созданию приложения с нуля

Введение

«Как лучше всего научиться программировать?»

«Как стать программистом»

«Как создать приложение»

Это общие вопросы, которые каждый день задают новички, которые хотят научиться программировать. Несомненно, вы уже погуглили что-то в этом роде и прочитали достаточно статей / ответов до такой степени, что вам надоели «стандартные» советы.

Если у вас нет, или если вы почему-то думаете, что я хочу сказать что-то новое и все равно хотите это услышать (я не знаю), вот короткий и почти бессмысленный ответ (я дам ему SEO-ориентированный клик - название приманки: «3 шага к тому, чтобы стать программистом»):

Шаг 1. Выберите язык

Шаг 2: Изучите язык

Шаг 3: Собирайте материал и продолжайте учиться

Эй, не бросайся в меня. Как бы я ни хотел сказать, что существует универсальный метод обучения программированию, на самом деле его нет.(Позвольте мне добавить Шаг 0: признаю, что все учатся по-разному).

Бесчисленные более подробные ответы на шаги 1 и 2 уже существуют в Интернете, но общий ответ на первый шаг - изучить Python или Ruby в качестве своего первого языка (не слишком зацикливайтесь на языке, вы никогда не получите началось). Если вам нужны учебные ресурсы, мы подготовили несколько руководств, которые вы можете проверить:

Некоторые из вас дойдут до этого момента:

Если у вас есть момент, когда вы превратились в заблудшую овцу, не волнуйтесь, потому что вы не одиноки.

Практически каждый раз, когда вы спрашиваете: «Как мне стать программистом?», Разработчики говорят вам создавать что-то, поскольку создание вещей - это то, как вы можете улучшить как программист, и это лучший способ учиться и так далее.

Но как создать собственное приложение?

Вы всегда можете следовать существующим руководствам о том, как создать клон Twitter / Pinterest / Instagram / и т. Д. На любом языке и технологиях, которые вы используете, но имейте в виду, что авторы этих руководств фактически сделали большую часть работы за вас, и все, что вы делаете, это понимаете код и их логику.

В этой статье сделана попытка предоставить вам схему, которой вы можете следовать при создании своего собственного приложения с нуля.

Предварительные требования

Большинству приложений потребуется база данных, поэтому, если вы собираетесь создавать собственное приложение самостоятельно (например, интерфейс и серверную часть), вам, скорее всего, придется знать язык запросов к базе данных (обычно SQL). Если только вы не создаете что-то, что не требует взаимодействия с базой данных, например, Flappy Bird.

Более того, если вы хотите создать веб-приложение, вам нужно знать некоторые базовые навыки DevOps, чтобы иметь возможность настроить среду / сервер разработки и иметь возможность запускать приложение.

Если вы хотите стать только интерфейсным веб-разработчиком, вы можете отточить свои навыки HTML, CSS и JavaScript в Codepen или JSfiddle. Если вы знаете только JavaScript и не хотите изучать другой язык, вы можете попробовать Node.js, поскольку это платформа JavaScript для внутренней разработки (вы также можете использовать MongoDB в качестве базы данных, поскольку она также основана на JavaScript).

В противном случае вам также следует знать один из следующих языков (и обычно веб-фреймворк), если вы собираетесь создать полное веб-приложение:

  • Рубин
  • Python
  • PHP
  • Ява
  • Перейти
  • C #

Если вы хотите создавать игры, вы можете рассмотреть возможность изучения Lua, хотя C # также является очень хорошим выбором благодаря движку Unity 3D и его огромному сообществу.Что касается разработки собственных мобильных приложений, вам необходимо знать Swift / Objective-C для разработки под iOS и Java для разработки под Android.

Без лишних слов, давайте перейдем к созданию приложения с нуля.

Шаг 0: Разберитесь в себе

Прежде всего, создайте то, что вам нравится. Интерес - лучший способ сохранить мотивацию, поэтому спросите себя, что вас волнует или чем вы любите заниматься.

Например:

  • Какие приложения вам больше всего нравятся?
  • Без каких приложений вы не можете жить?
  • Вы любите играть в игры?
  • Вам нравится конструировать вещи?
  • и т. Д.

Определите свои интересы, чтобы работать над тем, что вам нравится. Таким образом, вы с меньшей вероятностью сдадитесь на полпути.

Шаг 1. Выберите идею

Теперь, когда вы, надеюсь, разобрались, пора выбрать идею для воплощения. Простой старт .

Да ... даже если вы думаете о создании игры, прямо сейчас вам не следует думать о создании следующего CounterStrike, а вместо этого вам следует думать о том, как создавать игры, столь же простые, как печально известная Flappy Bird.Эй, не смотри свысока на Flappy Bird - это была сенсация, которая заставила людей во всем мире открыть для себя своего внутреннего мазохиста. Но я отвлекся.

Итак, исходя из ваших интересов, придумайте простое приложение, которое будет делать что-нибудь полезное. Не имеет значения, существует ли приложение уже (на самом деле, оно может помочь вам, если подобные проекты уже существуют).

Вот несколько указателей, которые помогут вам получить вдохновение:

  • Если вам нравится готовить, возможно, вы захотите создать приложение, в котором люди будут демонстрировать свои домашние рецепты.
  • Если вы всегда хотели знать, как работает Twitter, попробуйте создать суперпростой клон Twitter.
  • Если вы забывчивый человек, который полагается на менеджеров задач, попробуйте создать их самостоятельно.
  • Если вы пристрастились к League of Legends, вы можете попробовать использовать Riot API и создать сайт, который сможет получать и отображать информацию об игре.
  • Если вам нравится играть в карточные игры, попробуйте собрать простую (например, Блэк Джек).
  • Если вы сидите на диете, попробуйте создать приложение, которое будет регистрировать количество потребляемых вами калорий.

И так далее, и так далее. Вот список идей для проектов, если вам нужно больше вдохновения.

Когда у вас есть направление, запишите в одно предложение цель и, если применимо, наиболее важных целевых пользователей для этого приложения.

Например: приложение для усыновления домашних животных для людей, которые забирают бездомных животных.

Шаг 2: Определите основные функции

Подумайте, что ваше приложение должно уметь делать, и перечислите их.Если вы в конечном итоге перечисляете кучу вещей, присмотритесь и спросите себя, ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ли этому приложению требуется, например, вход в Facebook для работы? Неужели для работы ДЕЙСТВИТЕЛЬНО нужно загружать данные в какое-то облако?

Здорово иметь проект мечты с потрясающими характеристиками, но сейчас дело не в том, чтобы создавать что-то, укомплектованное множеством интересных функций. Имейте в виду, что ни одно приложение никогда не бывает полным, и все начинается просто.

Никогда не пытайтесь создать универсальное приложение .Не ходи туда. Я видел, как это происходило даже в профессиональной среде, и в результате было много боли и мало прогресса.

Если у вас нет железной воли или если вы действительно не любите задач, вы будете разочарованы и разочарованы, если ваш первый проект будет слишком сложным. Вы новичок ... Дело сейчас в том, чтобы повеселиться. Веселье - самый эффективный способ учиться.

Итак, взгляните на список созданных вами функций, и, если он слишком длинный, начните вычеркивать функции, без которых ваше приложение может работать.

Помните, это ваша версия 1, и вы должны просто упростить ее. Сосредоточьтесь на вещах, которые позволят приложению выполнять все, что от него требуется, - все остальное можно оставить для другого проекта.

Для образца основной список функций для клона Reddit:

  • пользователи могут создать учетную запись
  • пользователей могут восстановить утерянные пароли
  • пользователей могут менять свои пароли
  • пользователей могут размещать новые ссылки
  • пользователей могут комментировать ссылки
  • пользователей могут голосовать за / против ссылки
  • пользователей имеют профиль, показывающий их историю / активность

Перечисленные выше функции являются основными функциями, на которых вам следует сосредоточиться в первую очередь.Другие функции, такие как:

  • пользователей могут поделиться в социальных сетях
  • пользователей могут удалять комментарии
  • Пользователи могут редактировать комментарии
  • пользователей могут удалить свою учетную запись

Являются вторичными и могут быть сохранены для версии 1.x - работайте с ними только после того, как вы действительно сможете запустить версию 1.0

Шаг 3. Нарисуйте свое приложение

Лицензия CC

Нет ничего быстрее ручки и бумаги. К настоящему времени у вас должно быть довольно четкое представление о том, что должно делать ваше приложение, поэтому нарисуйте каркас пользовательского интерфейса вашего приложения (пользовательского интерфейса).Где должны быть расположены кнопки, для чего они нужны и так далее.

Сделайте заметки и поясните, как приложение должно работать. Вы все еще находитесь в стадии мозгового штурма, поэтому меняйте что-то, пока вы не будете чем-то удовлетворены.

Помните, все просто . Если вы сократили список на шаге 2, придерживайтесь только перечисленных в нем функций набросков - не увлекайтесь. Если ничего не можешь с собой поделать, нарисуй 2 версии: базовую и финальную в своих снах.

В общем, это не окончательный вид, а скорее всего лишь шаг, который поможет вам лучше понять свое приложение.

Шаг 4. Планирование пользовательского интерфейса вашего приложения

Хорошо. У вас есть хорошее представление о том, как будет выглядеть ваше приложение, что должен делать каждый элемент и как пользователи могут взаимодействовать с вашим приложением. Пришло время разобраться в пользовательском интерфейсе вашего приложения. Это означает, как пользователь должен использовать ваше приложение от начала до конца. Запишите каждый шаг, который им нужно сделать, и каждый сценарий, с которым они могут столкнуться.Постарайтесь рассмотреть все варианты использования.

(лицензия CC)

Включите в блок-схему все действия, которые может выполнять пользователь. Например, если ваше приложение требует от пользователей входа в систему, как им создать учетную запись? Что делать, если пользователи забыли свой пароль? Что, если они ввели неправильный пароль? Что должен делать пользователь в каждом интерфейсе (добавить новый элемент списка> сохранить; изменить> сохранить / удалить)? И так далее. Быстрее всего это делается с помощью ручки и бумаги.

Опять же, поскольку ваше приложение должно быть довольно простым, ваша диаграмма не должна быть слишком массивной.

Шаг 5. Проектирование базы данных

Хорошо! После того, как вы спланировали все возможные сценарии, взгляните на них, чтобы определить, какие данные вам необходимо сохранить. Например, если ваше приложение требует, чтобы пользователи создавали учетную запись, вам нужно будет отслеживать такие вещи, как имя пользователя, идентификатор пользователя, адрес электронной почты пользователя, пароль, подтвержден ли адрес электронной почты пользователя, а также время создания учетной записи. как каждый раз, когда пользователь входит в ваше приложение.

Если вы создаете клон Twitter, вам необходимо знать идентификатор твита, содержание твита, время публикации / ретвита твита, количество ретвитов и количество звездочек.Вам также нужно будет вести учет ретвитов и звездочек пользователей.

Вы можете нарисовать диаграмму ERM (модель сущности-отношения), чтобы отобразить взаимосвязь данных.

Пример схемы Entity-Relationship Diagram сайта выбора курса Лицензия CC

Кроме того, если у вас есть запланированные какие-либо будущие функции, самое время запланировать их в вашей базе данных. Вот хорошая статья, на которую стоит обратить внимание при разработке базы данных.

Продвинутый

Если приложение, которое вы планируете, будет взаимодействовать с сервером (например,грамм. если вы создаете полнофункциональное веб-приложение) или если ваше приложение будет взаимодействовать с API (например, вы пытаетесь получить информацию от Yahoo! Weather), то, вероятно, будет хорошей идеей нарисовать диаграмму последовательности для вас, чтобы получить лучшее представление о том, как должны работать процессы.

Из Википедии

Шаг 6. Каркасы UX

Хорошо, у вас запланирована внутренняя часть. А теперь пора спланировать интерфейс.

Надеюсь, вы все еще взволнованы, как и миньоны выше.Вы знаете, что вам нужно - теперь вы гораздо лучше представляете, как должно выглядеть ваше приложение.

Лицензия CC

Поскольку люди в основном визуальные существа, вам было бы лучше понять, что вы должны делать, если бы у вас было визуальное представление каждого представления, которое вы будете кодировать. Однако, если вы похожи на меня и ваш рисунок настолько беспорядочный, что вы с трудом можете понять непонятный кусок ... кашля шедевра ... который вы создали, естественно, неразумно продолжать этот шаг, злоупотребляя своими плохими художественными умственными способностями.

К счастью, в Интернете существует множество инструментов для создания каркасов и макетов, которые помогут вам спланировать свой UX / UI поток (например, Gliffy, Mockflow, Framebox, Wireframe.cc, Invisionapp).

Шаг 6.5 (необязательно): разработка пользовательского интерфейса

Это необязательный шаг, но если вы намереваетесь специализироваться на интерфейсной разработке или если вы очень заботитесь о том, как будет выглядеть ваше приложение до такой степени, что более красивое приложение будет мотивировать вас писать код, определенно продолжайте и разработайте приложение, чтобы все эти каркасные элементы пользовательского интерфейса можно было заменить более красивыми.

Если вам нравится проектировать, вы, вероятно, все равно создадите приложение еще до того, как начнете - возможно, вы уже разработали его на шаге 2.

Если вы не занимаетесь дизайном, но все же заботитесь о том, как будет выглядеть ваше приложение, подумайте об использовании элементов из наборов пользовательского интерфейса. Вот несколько ресурсов для элементов пользовательского интерфейса:
(Примечание: требуется Photoshop)

UI ​​Cloud
Graphicburger
UI Dock

Для игр:
Spriters Resource

Однако не слишком зацикливайтесь на внешнем виде приложения.Прямо сейчас вам следует сосредоточиться на создании функций приложения.

Шаг 7: поиск решений

Отлично! Вы закончили этап планирования ... но как вы должны кодировать все это?

Важный навык, который вам нужно освоить как программист, - это оценить, когда вам следует использовать то, что уже написал другой разработчик, а когда создавать функцию самостоятельно.

Поскольку каждый создает уникальное приложение, не все варианты использования одинаковы.Таким образом, вы, , должны решать, когда использовать существующее решение, а когда создавать собственное, и вы научитесь делать это с опытом.

Если вы чувствуете себя лодкой, потерявшей направление в бескрайнем океане, сделайте глубокий вдох и не паникуйте. Ты можешь сделать это.

По мере того, как вы набираетесь опыта в исследованиях, оттачивании своего «гугл-фу» и создании вещей, вы в конечном итоге научитесь этому процессу.

Ищем решения

Взгляните на все схемы, которые вы нарисовали, а также на список функций, который вы создали на шаге 2.

Какие вещи вы совершенно не представляете, как построить?

Например, нужно ли пользователям создавать учетную запись? Ваше приложение полагается на обновления в реальном времени? Какие функции вам нужны?

В большинстве случаев рекомендуется просто использовать существующее решение для больших функций, таких как обработка синхронизации в реальном времени (например, Firebase), работа в сети / маршрутизация (например, AFNetworking для приложений iOS), аутентификация и компоненты, связанные с пользовательским интерфейсом ( например, Flipboard или приложение в стиле pinterest).

Существует множество онлайн-баз данных для поиска компонентов / пакетов / драгоценных камней и т. Д., Связанных с серверной частью, но вам нужно быть осторожным с оценкой того, что написали другие люди, а не просто использовать их вслепую.Надеюсь, сейчас вы не собираетесь строить что-то слишком сложное, так что прямо сейчас вам, вероятно, не понадобятся компоненты, написанные другими людьми.

В любом случае, лучший способ начать - это изучить, что другие разработчики сделали до вас, , и изучить логику их решений. GitHub - ваш лучший друг.

Чтобы увидеть реальный пример процесса исследования опытным разработчиком конкретной функции, вы можете посмотреть этот пост о том, как создатель Angular-Plunker создал директивы перетаскивания Plunker'а.

Выбор инструментов для начала работы

Если вы создаете веб-приложение, возможно, вам стоит попробовать Yeoman, так как его цель - помочь вам быстро запустить новые проекты, помогая вам настроить структуру вашего проекта.

Если вы создаете приложение React, вы также можете проверить стартовые комплекты и существующие реализации Flux. HTML5Boilerplate и Bootstrap - популярные интерфейсные шаблоны для вашего приложения. Чаще всего шаблоны используют Gulp или Grunt для управления задачами.

Поскольку вы, вероятно, собираетесь использовать некоторые существующие компоненты или решения, вам также следует установить bower для управления зависимостями (npm для тех, кто использует Node.js и CocoaPods для разработчиков iOS). Не волнуйтесь - в большинстве случаев к этим инструментам прилагаются руководства, в которых вы узнаете, как их установить.

Шаг 8: Создание приложения

Да! Теперь вы готовы создать приложение! Вот несколько советов, которые следует учитывать при создании приложения.

Контрольный список

Вам следует сосредоточиться на построении приложения по функциям.Таким образом, если вы не выполнили одну задачу, например, систему комментирования, не начинайте сразу создавать представление профиля пользователя. Другими словами, если вы, например, создаете форму, вы должны работать как над внешним, так и с внутренним кодом, пока функция не будет завершена.

В целом, чтобы следить за своим прогрессом, вы можете составить список задач и использовать его в качестве контрольного списка.

Первая запись тестов

Если вы не создаете игровое приложение, рекомендуется сначала написать тест для вашей функции, прежде чем вы действительно начнете кодировать эту функцию.Ошибки неизбежны, но тестирование значительно сократит ваши ошибки и ваши шансы выпустить ошибочный код в производственную среду.

Конечно, написание модульных тестов требует времени, и иногда вы можете задаться вопросом, стоит ли оно того. Однако, если вы хотите в будущем создавать более крупные проекты, в которые вы продолжите добавлять новые функции, это может произойти с вашим приложением:

Тогда это (преувеличение того, что) может случиться:

Или не дай бог:

И это вы, пытаясь исправить приложение:

… Более-менее.

Итак, неплохо было бы начать с малого и выработать привычку заниматься разработкой через тестирование (TDD), тем более что вы начинаете с нуля и создаете что-то простое.

У вас сейчас не к дедлайну с вилами за спиной менеджера проекта, не так ли?

Советы по шаблонам модульного тестирования вы можете найти в этой статье. Еще один совет, который следует иметь в виду, - не утверждать слишком много банальностей.

На ваш выбор доступны многие инструменты тестирования, такие как Jasmine или Karma для JavaScript, Rspec для Ruby, PyTest для Python, PHPUnit для PHP, Quick в качестве альтернативы xCTest для разработки iOS или любой другой инструмент, с которым, по вашему мнению, будет работать ты.

Кроме того, если вы создаете приложение для iOS или Android, рекомендуется попробовать Crashlytics.

7 шагов для эффективной отладки

Используйте Git

Git - это система контроля версий и полноценный репозиторий с полной историей и полными возможностями отслеживания версий. Хорошей идеей будет начать учиться использовать Git при создании своего первого приложения. Таким образом, вы можете легко исправить свои ошибки, восстановить потерянные данные и многое другое. Кроме того, если вы планируете работать с командой разработчиков в будущем, вам все равно нужно будет использовать git.GitHub

.

Смотрите также