计算机算法动态系统中的递归算法与遗传算法

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【摘 要 】依据高校计算机课程中的基本算法为基础,我们开发了计算机算法动态演示系统,这种系统集声音、视频、图像及文字等为一体,将这些都充分应用到媒体技术中来演示各种算法的过程,把抽象的理论变得形象化,把静态的教学转变为动态的教学,这些手段有助于激发学生的学习兴趣,使得学生对于算法的理解更加的深入.本文对于设计的优质算法进行了阐述及研究,向人们展示了一些优质的算法,这些算法使得学生在学习的过程中降低了难度,并增强了学生学习的信心.

【关 键 词 】动态演示系统,计算机语言,递归算法,遗传算法

前言

人们对高效软件的需求越来越多,设计出优质的算法是众多计算机科学人员的目标,但是,计算机算法领域的知识面很广,难度很大,学生在学习的时候,普遍觉得非常困难,究其原因主要有以下两点：

（1）由算法本身的特点造成的,算法具有很强的理论性,要求学生扎实的掌握数学、数据结构及至少一种高级的语言,算法设计的领域非常的广泛,学生要理解性的学习,算法有很强的扩展性,学生要有很高的探索,才能在学习中真正的感受到乐趣.

（2）在教授的过程中,教师只是教授一些经典的算法,并不注重媒体的使用,想要学好这门知识及能力集一体的课程,作为教师,要不断的培养学生设计计算的能力,还要把传统的教学手段及多媒体手段结合,这样可以帮助学生形象的理解多种算法.

1.开发工具

开发系统一般使用的系统为Authorware或者其他类似的类型,这样主要是因为这种类型的软件的研发方是微软,它的特点是在制作多媒体软件的过程中可以使用图表的形式.因此,不管设计的专业技能水平高与低,该软件都可以为多媒体提供一个很方便的环境,而且,其功能很多,应用广泛.其只要求用户可以简单的应用鼠标对程度的走向进行确定,弱化了计算机语言编程的作用,并且既能够对多媒体需要的声音、文字或者动画等结合操作.

2.总体设计思路

Authorware是美国公司研究开发的非常强大的交互式制作软件,以Authorware二语言作为研发的基础的计算机动态算法演示系统,对计算机的递归算法、分治思想、贪心法及排序算法等应用原理和应用举例进行动态的交互式演示工作,并且算法的内容还包括高校的计算机算法、美国的计算机协会内的ACM及国际设计程序等内容,演示系统可以让大学生更加真切的了解算法的执行过程,进而更好地应用、理解算法.

2.1 操作流程

Authorware系统主要有四项功能,其中设置的菜单内容分为三个部分,对于系统中窗口的属性及背景音乐等的调节系统设置,对系统中的音乐、视频及游戏等管理及附件的设置,对系统菜单中各种功能进行管理设置作为界面设置.还有一个功能,也是这个系统中比较重要的一项,每个算法都有针对的案例及相应的逻辑思维介绍,点击相应的按钮就可以对应相应类型的功能进行切换,这些都使得系统结构非常的严谨.

2.2 一些关键的操作

（1）界面设置

对算法演示进行观看,可能会出现显示的字体颜色不佳或大小不佳导致无法看清的问题,这种情况要利用文本格式设置来解决问题,如果演示过程的设置过程较为麻烦,那么可以在主菜单中来定义设置格式,进而再选择应用的对象.

（2）使用模板

如果有较多的相似结构的算法程序运行时,使用模板技术对数据进行重用操作,可以节省很多时间,比如,目前的系统正处于算法结构浏览状态,点击算法的选项菜单,再选中“模板另存为”,然后简单的设置相关属性,这样就可以让其成为模板,并对其进行命名,再刷新就会出现建立好的模板选项,此时在相应的需求流程线上就可以把模板拖拽来完成相应的任务.

（3）动画效果

动画效果也可以在系统演示的过程中显示出来,不仅包括图标的移动,右击图标,选择“属性”设置菜单项,然而就可以对相关值进行设置,以求达到对目标对象的控制效果.比如设置小球在固定的区域进行碰撞反弹运动,这时就可以把已知的位移坐标及相关向量进行设置就可以完成.这种操作还可以使得界面得以美化.比如客户想使用动态的文字作为主界面的显示,就可以右击图标属性的选择项,设置成水平对齐,再设定好路径,把出发及终点的坐标都进行标号,将初始值定为0,再结合计时器对坐标值进行设置,使得文字达到我们需要的效果,这种操作很简单,大多数人都可以轻松掌握.

（4）动态显示

在对变量值进行调试的过程中,使得系统在运行的时候还要保证变量值同步的更新,这时我们可以把“变量名”输进显示图标中,再右击对变量进行更新操作,进而可以保证演示的动态变化时间问题得到解决.

2.3 冒泡排序算法

这种算法的思路为：依次把相邻的两个数字进行对比,把小数放在大数的前面,把大数放在小数的后面,下面是演示的具体过程.

（1）算法设计的思路

在算法的设计过程中,工作人员将数组假设为垂直的状态,将各种元素定义为不同的气泡,并且把气泡的大小定义为相应数据内容的重要程度,气泡大的表示内容比较重要,气泡小的表示内容不那么重要,然后对气泡进行全面的扫描,如果气泡的质量比较小,那么它的漂浮力就较大,这个过程要反复多次的操作,然后使得研究的结果更加的准确,进而得出重要程度不一样的数据信息.

（2）具体的实现过程

首先,要把第一个和第二个数进行比较,然后依照数字的大小不同对其进行排序,小数字排在大数字前面,以此类推,直到比较最后两个数字.

（3）用户可以操作的部分

每一步需要操作的动画都是自流程图里圆形的按钮进行操作的,各种各样的背景色、风格、线宽及字体都可以在流程图里设置,如果需要及时切换算法,可以应用算法结构的对象,点击之后把需要的算法模型都拖进流程图,这时就会有临时的小窗口出现,主要是针对其他的算法及该算法间的内容的分析.

3.总结

随着科学技术的不断发展,计算机信息技术等到了大力的发展与应用,在各个领域的影响作用也越来越重要,尤其是对算法动态系统来说,我们可以通过特殊的算法方式,来对计算机进行操作,充分提高计算机的准确性并提高计算运作的效率,对于不断地改进工作方法有很大的帮助.而且,经过实践运用,表明“计算机算法演示系统”的应用,能够非常有效地激发学生对于学习计算机算法的兴趣及信心,并且提高了学生的学习效率,取得了比以往要好的教学效果.