基于模型驱动的算法演示中人机交互技术的研究

摘要

算法演示作为软件可视化的一个重要分支，在计算机算法教学和研究中扮演着重要角色，而算法演示中的人机交互对提高算法演示的积极效果有着非常重要的作用。近年相关研究指出，算法演示中的用户参与度对算法演示发挥的积极作用影响重大。人机交互为用户参与算法的演示提供了有效的手段，对提高用户参与度有着积极影响，因而深入研究算法演示中的人机交互有着重要的意义。
　　 通常的事件驱动或状态驱动的算法演示，由于缺乏针对算法演示相关信息的描述模型，算法的实现和演示紧密耦合，导致算法的实现和演示难以得到有效的扩展和复用。而在模型驱动算法演示框架CA3F中，通过借助算法上下文模型很好地解决了上述问题，使得算法的实现和演示具备了良好的可复用性。然而，模型驱动方式的采用，也给算法演示中的人机交互带来新的困难。目前，有关模型驱动算法演示中的人机交互问题，国内外尚欠缺深入的研究和良好的解决方案，目前CA3F框架中对算法演示人机交互的支持还非常有限。
　　 本文以算法演示的应用和模型驱动算法演示框架CA3F为背景，分析算法演示过程中的人机交互需求，结合模型驱动算法演示方案的特点，针对模型驱动算法演示中的人机交互问题展开了深入的分析和探讨，提出并实现了一套在CA3F模型驱动算法演示框架中行之有效的算法演示人机交互方案。该方案与CA3F框架的模型驱动方式保持一致，通过细化人机交互的实现步骤，简化了人机交互的实现过程，具有良好的可扩展性和可复用性。本文将从模型驱动算法演示中存在的通信问题出发，以算法演示中的演示控制、速度控制和演示缩放等人机交互方式为重点，逐步阐述上述人机交互方案的设计和实现。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

1.4 本文的结构安排

第2章 基础知识

2.1 软件可视化

2.2 算法演示

2.3 面向方面程序设计

2.4 本章小结

第3章 模型驱动的算法演示框架

3.1 算法演示框架CA3F的提出

3.2 算法上下文模型

3.3 CA3F框架的结构

3.4 CA3F框架的应用

3.5 本章小结

第4章 算法演示中人机交互的分析与设计

4.1 问题的提出

4.2 CA3F中人机交互的分析

4.3 CA3F中人机交互方案的设计

4.4 设计方案的评估

4.5 本章小结

第5章CA3F框架中人机交互的实现

5.1 实验环境

5.2 实验设计

5.3 主要类的设计

5.4 交互实现类的设计

5.5 人机交互的应用示例

5.6 实验评价

5.7 相关工作的比较

5.8 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 工作展望

参考文献

致谢