《数据结构》算法动态演示系统的设计与实现

　　阶段 , 计算机辅助教学 CA I 作为一种先进的教学手段正逐步渗透于各类院校的各个学 科。 《数据结构》不仅是大学计算机专业的核心课程之一 , 也是非计算机专业的主要选 修课程之一 。该课程涉及大量的概念 、数据结构和算法 , 理论性强又较为抽象 , 尤其是 对算法描述的执行过程的理解是难点和重点 。在课堂教学上 , 大量的算法不可能也无法 一一详述 。我们所制作的《数据结构》教学辅助系统 , 集数据结构 、算法演示和信 息 ( 如输入提示等) 于一屏 , 采用中文字幕显示 , 利用可视化图形来动态演示算法的执 行过程 , 对学员深入理解教材内容 、掌握基本的数据结构及相应算法的实现过程有很好 的帮助作用 , 同时该系统可用于各种不同层次的教学 , 便于课上教员的讲解和课下学员 的复习 、自修 。
　　学策略将教学中的重点和难点 , 教学上不容易讲清楚的内容借助计算机演示 。所以我们 编制的 CA I 系统在注重教学先进性 、科学性的同时更强调实用性 。本课件的开发满足 以下原则 : ( 1) 内容覆盖面宽 系统应覆盖该课程的主要内容 , 并结合课程选用教材 , 用 C 语言来描述数据结构的算法 。
　　摘 要 本文主要介绍了计算机辅助教学课件 —— — 《数据结构》算法动态 关键词 数据结构 , 算法 , 课件 , CA I 分类号 TP39117
　　90 年代以来 , 随着多媒体和 Internet 网络的出现 , 计算机教育已步入一个全新的
　　( 2) 功能实用化 为了能真正起到辅助教学的效果 , 系统使用多种演示手段如用单 步跟踪 、连续执行和跨越函数 ( 或过程) 调用等方式来演示算法的具体执行过程 , 且演
　　示方式可随时更换 ; 演示的速度可随时调节 。 ( 3) 人机交互界面友好性 系统界面设计遵循实用 、方便的原则 , 各种操作简洁明 了 。课件同时具备鼠标接口和键盘接口 , 可接受来自于鼠标或键盘的输入 ; 为了加深对 算法的理解 , 允许用户通过输入不同的初始数据来观察算法的具体执行情况 。 ( 4) 中文字幕提示 系统演示插入了适当的说明及注释信息 , 以帮助系统使用者对 演示过程的理解 ; 为满足不同层次用户的需求 , 各种提示信息用中文给出 。 ( 5) 系统运行环境及可靠性 在保证系统功能的前提下 , 适当地降低了系统对运行 环境的要求 , 以便系统可以在较低的配置系统软件环境中正常运行 。对于各种有意或无 意的错误操作及错误的输入数据 , 系统能正确处理 , 保证系统不会意外终止 。
　　单 , 各章内容目录为二级菜单 , 演示简介界面为菜单 , 是选择演示模块的入口 ; 对 应于每一个演示 模块 , 我们定义了公用的接口 , 每编写一新模块 , 只需简单连接到主 界面模块即可 。 接口结构定义如下 : 每个可执行模块 ( 演示模块或功能模块) 独立存在 , 各个模块的入口函数存储在 下面的指针数组中 :
　　数组中元素代表某个可执行模块对应的入口地址 , 这些函数作为外部函数独立于其 ) 它文件 , 在主模块中用 “extern …”语句进行说明 。其中如函数 sxb ( 代表顺序表演
　　的存在是为了填补数组中的空白 。 块加入工程文件中 ,并将相应位置的 nullpro 改写为模块的入口函数名 ,重新编译即可 。
　　312 算法演示子模块及实现 313 图形屏幕的保存 314 界面上文本字模的存储 ) 调度某个模块时 ,只需要执行语句 ( 3 proc [ i ] [ j ] ) ( 。当需要增加新模块时 , 将模
　　可调 , 任意时刻复位并能重新执行等复杂切换控制功能 , 设计函数 getchl 实现 。在使用 ) 中 , 只需简单地将 if ( getchl ( = 0 ) ret urn - 1 ; 语句插入演示流程中的不同地方 , 就能达到上述要求 ; 所有的算法演示均调用此函数完成 , 使编程统一 、方便 。
　　150 K 显存 , 其余显存则可用于保存屏幕 , 这种方法可不占常规内存 , 因此对系统性能
　　主存地址 0A0000 H , 分为四个页面存储 , 每个页面占据相同的主存地址 , 大小为 64 K , 由于每个像素的每一位分别在不同的页面上 , 因此每 8 个像素占用了主存一字节的空间 ( 4 个页面共四个字节) , 已被占用的空间为 640 3 480/ 8 = 38400 , 在显存偏移 38400 之 后的空间即可用来存储图片 。在程序中我们使用块移动指令将一部分显存内容从这一地 略) 。 文本显示包括两个方面 : 一方面是文本字模的存储 , 一方面是字符的显示方法 。对
　　址拷贝到另一地址 , 完成图象的保存和恢复 。由于显存总线 位 , 移动速度极快 , 因此我们编写的这两个程序不仅保存图片大 , 不占主存 , 速度快且视觉效果好 ( 程序
　　于汉字的存储 , 采用两种方法 , 对于一些常用的少量汉字 ( 对速度要求高 , 主要用于窗 口标题 , 菜单项等处) , 构成数组用以下格式存储 。 如 : “系”字阵信息从字库中取出 , 存放在一个 32 字节的字符数组中 。
　　数组名称的后四位为该汉字对应的区位码 。 对于汉字串 “系统设置”将每个汉字信息的数组指针存放在一起 , 组成一个指向该
　　对于大量汉字显示 , 作小字模库存在外存上 , 程序中只有汉字的机内码 , 为了提高速 度 , 我们对每屏汉字采用了先装入再显示的方法 。在内存中建立了一个带索引的存 256 个汉字模的 CACHE , 每当需要显示大量汉字 , 以不重复的方式将其装入 CACHE , 然 后再显示 , 由于显示每个字符主要是从 CACHE 装入 , 显示速度和全部存储在内存中大 致相当 。使用此方法处理汉字模存储问题 , 既可节约内存 , 又可提高汉字图形界面显示 速度 , 取得好的效果 。
　　本系统演示生动直观 , 操作灵活方便 , 整个课件形成一个可执行文件 ; 可在 DOS 或 Windows 系统下执行 , 适用于不同层次用户的要求 , 具备较强的交互能力和容错性 。 参 考 文 献