复杂算法可视化框架构建方案研究

1、庞大算法可视化框架构建方案研究摘要算法方案是盘算机体系根本构件方案的焦点，在步伐方案中占据非常紧张的职位，算法的明白是困扰门生编程本领进步的难点，算法的不成见性是影响门生明白算法的关键因素。本文先容了一个庞大算法的可视化体系，该体系可使庞大、抽象的算法可以或许通过盘算机图形化模拟。关键字算法；可视化模拟；框架步伐方案本领是盘算机专业学习的底子，同时也是门生可以或许向软件开拓更高条理迈进的条件，而算法的方案本领又是步伐方案本领进步的关键因素。在门生进入盘算机专业学习的初期，经常由于对付算法明白困难，从而失去专业学习爱好，乃至是丧失继承学习的勇气。本人颠末深化的研究创造，明白算法的难度在于其抽象性

2、和不成见性。纵然是很简朴的算法，对付初学者来说，由于没有直不雅的外在表示，也是很难明白的。那么通过一套算法图形模拟体系，使任何庞大的算法可以或许让盘算机在运行中来动态的模拟实在现的全历程。本体系重要举行两个阶段事情：对步伐方案讲授中碰到的算法举行网络和分类。搭建算法模拟体系框架1。1.1算法的网络和分类算法的网络和分类是前期的底子预备事情，也是本体系可否乐成的关键。起首，确定此体系所支持的课程体系，比方?步伐方案基捶、?数据布局?等入门级课程体系。其次，网络在这些课程中所必要的算法及根本步伐。末了，对这些算法及根本步伐，根据难易度、知识点、及学习面举行分类和细化。1.2搭建算法模拟体系框架本体

3、系重要分为三个主体部门：算法以及根本步伐部门。体系焦点及调理操纵部门。体系交互操纵及演示界面部门。如图1所示。图1体系框架算法及根本步伐部门是指必要模拟演示的步伐，该部门的全部算法必需用可运行的步伐实现，同时在该部门中，确定其内存单位的操纵和数据的变革。体系焦点及操纵调理部门是本体系的中央部门，重要由中央调理和操纵子体系、算法群众接口子体系、交互办理子体系、文件办理子体系、图形表现子体系、文档办理子体系、帮助子体系组成。如图2所示。体系交互及演示界面部门，重要是体系的主体操纵界面、算法步伐代码的运行界面、图形化模拟界面、人机交互界面、内存操纵及数据变革演示界面、通用接口挂接界面、堕落提示界面、

4、数据初始化及效果输出界面、帮助及算法说明界面。2.1对算法的研究由于本体系的底子是办理其所支持的课程体系中的算法和根本步伐的图形化模拟，以是必要体系方案者要详细的研究这些课程中每一个要可视化图形模拟的算法，确定其数据初始化及变革范畴，存储空间变革历程，步伐实行流程，步伐编写本领等环节。2.2步伐动态跟踪及演示在算法方案中经常也配有相干的图形东西来帮助门生对算法的明白，比方流程图、N-S图、PAD图等。但是这些图形只是能静态的反响步伐的实行历程，对付庞大的算法并不克不及很好的捕获步伐的动态运行历程以及数据和存储空间的状态变革。在本体系中可以对步伐举行停顿和单步实行来利用图形化演示步伐的动态实行历

5、程，以及数据和存储空间的状态变革。2.3图形化演示图形化演示是将算法由抽象变详细，不成见变为可见，使门生的学习由枯燥变生动的关键。对付浩繁的、差异知识点的、差异范例的算法，以其各自的特点用图形模拟。创立图形库与步伐的语句举行映射，体系通过捕获步伐的每一部实行来触发图形界面的切换操纵体系，实现图形的变革。2.4算法的笔墨说明对付任何图形化模拟都不克不及完全形貌算法的细节和此中的本领，这恰恰必要笔墨来举行需要的增补和形貌。在算法步伐运行时，帮助体系可以同步用笔墨来形貌算法的焦点头脑和实行步调，而且对付步伐的每一步运行，调用帮助及说明子体系2举行配套的笔墨说明。图2体系提要方案2.5界面方案界面方案

6、是本体系的关键事情之一，其直接影响到体系的可用性和意见意义性。特殊是人机交互界面，通过此界面来对算法举行初始化数据设置和算法步伐的运行操纵操纵。对付差异的算法步伐接纳与其相匹配的初始化设置界面，比方对付递归算法应限定其递归的深度，对付排序算法即可以让用户自行输入，也可以设定随机数据序列。对付同样的题目，必将会有多种算法。为了进步门生的探究本领，应让门生实验本身设盘算法并编写步伐，可以或许通过本体系举行图形化模拟演示。这就必要进一步方案通用群众算法接口子体系3，利用户本身的算法能挂接到本体系。为了办理这个题目，必要方案一套框架，来利用通用图形库、通用帮助库与必要模拟演示的步伐举行挂接。由于本体系是一个算法讲授帮助体系，那么可以或许赐与利用者提供动态的智能化学习帮助是本体系的关键特色。鄙人一步研究中将与人工智能、数据开掘、人工神经网络、盘算机图形学等技能相结合，构建履历模子，参加提问推理单位4，对付差异的利用者构建题目资料库。可以或许给学习者创立算法帮助和学习途径，到达主动化算法讲授的目的。本体系是讲授要领、专业知识讲授、图形化模拟等方面的全新探究。随着可视化讲授帮助体系的不竭生长，使得在步伐方案等专业底子课程体系的讲授中增长了新的讲授本领。使得门生从枯燥的算法学习中摆脱出来，增长了讲授中