師鵬 張永生

【摘要】依據(jù)高校計(jì)算機(jī)課程中的基本算法為基礎(chǔ)，我們開發(fā)了計(jì)算機(jī)算法動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng)，這種系統(tǒng)集聲音、視頻、圖像及文字等為一體，將這些都充分應(yīng)用到媒體技術(shù)中來演示各種算法的過程，把抽象的理論變得形象化，把靜態(tài)的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)態(tài)的教學(xué)，這些手段有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生對于算法的理解更加的深入。本文對于設(shè)計(jì)的優(yōu)質(zhì)算法進(jìn)行了闡述及研究，向人們展示了一些優(yōu)質(zhì)的算法，這些算法使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中降低了難度，并增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的信心。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)態(tài)演示系統(tǒng);計(jì)算機(jī)語言;遞歸算法;遺傳算法

前言

人們對高效軟件的需求越來越多，設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的算法是眾多計(jì)算機(jī)科學(xué)人員的目標(biāo)，但是，計(jì)算機(jī)算法領(lǐng)域的知識面很廣，難度很大，學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候，普遍覺得非常困難，究其原因主要有以下兩點(diǎn)：

（1）由算法本身的特點(diǎn)造成的，算法具有很強(qiáng)的理論性，要求學(xué)生扎實(shí)的掌握數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及至少一種高級的語言;算法設(shè)計(jì)的領(lǐng)域非常的廣泛，學(xué)生要理解性的學(xué)習(xí);算法有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，學(xué)生要有很高的探索欲望，才能在學(xué)習(xí)中真正的感受到樂趣。

（2）在教授的過程中，教師只是教授一些經(jīng)典的算法，并不注重媒體的使用，想要學(xué)好這門知識及能力集一體的課程，作為教師，要不斷的培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)計(jì)算的能力，還要把傳統(tǒng)的教學(xué)手段及多媒體手段結(jié)合，這樣可以幫助學(xué)生形象的理解多種算法。

1.開發(fā)工具

開發(fā)系統(tǒng)一般使用的系統(tǒng)為Authorware或者其他類似的類型，這樣主要是因?yàn)檫@種類型的軟件的研發(fā)方是微軟，它的特點(diǎn)是在制作多媒體軟件的過程中可以使用圖表的形式。因此，不管設(shè)計(jì)的專業(yè)技能水平高與低，該軟件都可以為多媒體提供一個(gè)很方便的環(huán)境，而且，其功能很多，應(yīng)用廣泛。其只要求用戶可以簡單的應(yīng)用鼠標(biāo)對程度的走向進(jìn)行確定，弱化了計(jì)算機(jī)語言編程的作用，并且既能夠?qū)Χ嗝襟w需要的聲音、文字或者動(dòng)畫等結(jié)合操作。

2.總體設(shè)計(jì)思路

Authorware是美國公司研究開發(fā)的非常強(qiáng)大的交互式制作軟件，以Authorware二語言作為研發(fā)的基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)算法演示系統(tǒng)，對計(jì)算機(jī)的遞歸算法、分治思想、貪心法及排序算法等應(yīng)用原理和應(yīng)用舉例進(jìn)行動(dòng)態(tài)的交互式演示工作，并且算法的內(nèi)容還包括高校的計(jì)算機(jī)算法、美國的計(jì)算機(jī)協(xié)會(huì)內(nèi)的ACM及國際設(shè)計(jì)程序等內(nèi)容，演示系統(tǒng)可以讓大學(xué)生更加真切的了解算法的執(zhí)行過程，進(jìn)而更好地應(yīng)用、理解算法。

2.1 操作流程

Authorware系統(tǒng)主要有四項(xiàng)功能，其中設(shè)置的菜單內(nèi)容分為三個(gè)部分，對于系統(tǒng)中窗口的屬性及背景音樂等的調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)置，對系統(tǒng)中的音樂、視頻及游戲等管理及附件的設(shè)置，對系統(tǒng)菜單中各種功能進(jìn)行管理設(shè)置作為界面設(shè)置。還有一個(gè)功能，也是這個(gè)系統(tǒng)中比較重要的一項(xiàng)，每個(gè)算法都有針對的案例及相應(yīng)的邏輯思維介紹，點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕就可以對應(yīng)相應(yīng)類型的功能進(jìn)行切換，這些都使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常的嚴(yán)謹(jǐn)。

2.2 一些關(guān)鍵的操作

（1）界面設(shè)置

對算法演示進(jìn)行觀看，可能會(huì)出現(xiàn)顯示的字體顏色不佳或大小不佳導(dǎo)致無法看清的問題，這種情況要利用文本格式設(shè)置來解決問題，如果演示過程的設(shè)置過程較為麻煩，那么可以在主菜單中來定義設(shè)置格式，進(jìn)而再選擇應(yīng)用的對象。

（2）使用模板

如果有較多的相似結(jié)構(gòu)的算法程序運(yùn)行時(shí)，使用模板技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行重用操作，可以節(jié)省很多時(shí)間，比如，目前的系統(tǒng)正處于算法結(jié)構(gòu)瀏覽狀態(tài)，點(diǎn)擊算法的選項(xiàng)菜單，再選中“模板另存為”，然后簡單的設(shè)置相關(guān)屬性，這樣就可以讓其成為模板，并對其進(jìn)行命名，再刷新就會(huì)出現(xiàn)建立好的模板選項(xiàng)，此時(shí)在相應(yīng)的需求流程線上就可以把模板拖拽來完成相應(yīng)的任務(wù)。

（3）動(dòng)畫效果

動(dòng)畫效果也可以在系統(tǒng)演示的過程中顯示出來，不僅包括圖標(biāo)的移動(dòng)，右擊圖標(biāo)，選擇“屬性”設(shè)置菜單項(xiàng)，然而就可以對相關(guān)值進(jìn)行設(shè)置，以求達(dá)到對目標(biāo)對象的控制效果。比如設(shè)置小球在固定的區(qū)域進(jìn)行碰撞反彈運(yùn)動(dòng)，這時(shí)就可以把已知的位移坐標(biāo)及相關(guān)向量進(jìn)行設(shè)置就可以完成。這種操作還可以使得界面得以美化。比如客戶想使用動(dòng)態(tài)的文字作為主界面的顯示，就可以右擊圖標(biāo)屬性的選擇項(xiàng)，設(shè)置成水平對齊，再設(shè)定好路徑，把出發(fā)及終點(diǎn)的坐標(biāo)都進(jìn)行標(biāo)號，將初始值定為0，再結(jié)合計(jì)時(shí)器對坐標(biāo)值進(jìn)行設(shè)置，使得文字達(dá)到我們需要的效果，這種操作很簡單，大多數(shù)人都可以輕松掌握。

（4）動(dòng)態(tài)顯示

在對變量值進(jìn)行調(diào)試的過程中，使得系統(tǒng)在運(yùn)行的時(shí)候還要保證變量值同步的更新，這時(shí)我們可以把“變量名”輸進(jìn)顯示圖標(biāo)中，再右擊對變量進(jìn)行更新操作，進(jìn)而可以保證演示的動(dòng)態(tài)變化時(shí)間問題得到解決。

2.3 冒泡排序算法

這種算法的思路為：依次把相鄰的兩個(gè)數(shù)字進(jìn)行對比，把小數(shù)放在大數(shù)的前面，把大數(shù)放在小數(shù)的后面，下面是演示的具體過程。

（1）算法設(shè)計(jì)的思路

在算法的設(shè)計(jì)過程中，工作人員將數(shù)組假設(shè)為垂直的狀態(tài)，將各種元素定義為不同的氣泡，并且把氣泡的大小定義為相應(yīng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的重要程度，氣泡大的表示內(nèi)容比較重要，氣泡小的表示內(nèi)容不那么重要，然后對氣泡進(jìn)行全面的掃描，如果氣泡的質(zhì)量比較小，那么它的漂浮力就較大，這個(gè)過程要反復(fù)多次的操作，然后使得研究的結(jié)果更加的準(zhǔn)確，進(jìn)而得出重要程度不一樣的數(shù)據(jù)信息。

（2）具體的實(shí)現(xiàn)過程

首先，要把第一個(gè)和第二個(gè)數(shù)進(jìn)行比較，然后依照數(shù)字的大小不同對其進(jìn)行排序，小數(shù)字排在大數(shù)字前面，以此類推，直到比較最后兩個(gè)數(shù)字。

（3）用戶可以操作的部分

每一步需要操作的動(dòng)畫都是自流程圖里圓形的按鈕進(jìn)行操作的，各種各樣的背景色、風(fēng)格、線寬及字體都可以在流程圖里設(shè)置，如果需要及時(shí)切換算法，可以應(yīng)用算法結(jié)構(gòu)的對象，點(diǎn)擊之后把需要的算法模型都拖進(jìn)流程圖，這時(shí)就會(huì)有臨時(shí)的小窗口出現(xiàn)，主要是針對其他的算法及該算法間的內(nèi)容的分析。

3.總結(jié)

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)等到了大力的發(fā)展與應(yīng)用，在各個(gè)領(lǐng)域的影響作用也越來越重要，尤其是對算法動(dòng)態(tài)系統(tǒng)來說，我們可以通過特殊的算法方式，來對計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作，充分提高計(jì)算機(jī)的準(zhǔn)確性并提高計(jì)算運(yùn)作的效率，對于不斷地改進(jìn)工作方法有很大的幫助。而且，經(jīng)過實(shí)踐運(yùn)用，表明“計(jì)算機(jī)算法演示系統(tǒng)”的應(yīng)用，能夠非常有效地激發(fā)學(xué)生對于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)算法的興趣及信心，并且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，取得了比以往要好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)

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