[發明專利]一種數據結構教學軟件

無效

• 申請號: 201110000723.8
• 申請日: 2011-01-05
• 公開（公告）號: CN102592486A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 朱帆;孔佳賓
• 申請（專利權）人: 朱帆;孔佳賓
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種數據結構教學軟件，輔助《數據結構》教材，幫助有志于從事計算機專業的初學者，理解書中的知識，體會到軟件設計的奧妙，激發起他們對軟件開發的興趣。屬于信息技術與多媒體領域。

背景技術

數據結構是計算機科學與技術專業、計算機信息管理與應用專業，電子商務等專業的基礎課，是十分重要的核心課程。所有的計算機系統軟件和應用軟件都要用到各種類型的數據結構。其前導課程是“程序設計基礎”、“離散數學”，其后續課程有“操作系統”、“數據庫原理”、“編譯原理”、“軟件工程”等。

學習本課程旨在幫助學習者深入的掌握數據結構的知識和原理，熟悉各種常用結構的特性，各種運算的實現方法及其性能，提高運用這些知識解決實際問題的能力，能根據具體問題的要求設計出合理的數據結構和運算，從而為掌握程序設計的方法奠定扎實的基礎。

但是，《數據結構》課程內容抽象、瑣碎、龐雜，涉及很多概念和技術。所有這些內容均自成體系，相互之間的銜接線索很少，總體感覺內容零散，沒有一個整體的知識框架體系。同時，因教學內容多，知識量大，很難取舍，所以不免在教學過程中變得面面俱到，重點、難點不突出，學生理解困難，教學效果不理想。

《數據結構》課程中的各種數據類型及其操作具有直觀性、形象性和可展示性，所以可以把多媒體技術和傳統教學方法相結合，必定能幫助學生加深對書本知識的理解。同時，可以利用程序可視化思想來培養學生的數據抽象能力、算法設計能力和創造性思維能力，同時還可以對學生分析問題、抓住本質、組織數據、設計算法、解決問題的能力作出引導，并且要求學生能舉一反三，觸類旁通，培養學生的綜合能力。

針對這種現狀，本發明設計了一款用于《數據結構》輔助教學的軟件，運用趣味生動的多媒體動畫和趣味游戲，準確充分地表示出書中知識點的同時必須要作到趣味性和實用性，同時要求操作簡單，通俗易懂。本發明運用flash?AS和xml數據庫等，按照教材的結構，把整個程序劃分成各個功能模塊：背景知識、C語言介紹、編譯環境介紹、線性表、隊列、圖等。在每個模塊中介紹涉及的不同知識點。圖2表示的是程序的流程圖。

通過生動形象的演示動畫和趣味游戲與書本知識的結合，改變以往學生對《數據結構》課程枯燥乏味的觀念，使其更容易的從數據結構的邏輯結構、存儲結構和數據的運算三個方面掌握線性表、樹、二元樹、圖和文件等常用的數據結構，為學習后續軟件課程提供必要的基礎，提高運用數據結構解決實際問題的能力。

本發明采用自頂向下，逐步求精、模塊分解的方法，將《數據結構》書本中的知識分解，找出各個章節的重點所在。把握住“一條主干，三種邏輯結構，兩種存儲表示”的整體輪廓。

“一條主干”指數據結構是一門研究非數值運算的程序設計問題中計算機的操作對象及相互間的關系和運算的學科。

“三種邏輯結構”指：(1)線性結構：該結構的數據元素之間存在著一對一的關系；(2)樹型結構：該結構的數據元素之間存在著一對多的關系；(3)圖形結構：該結構的數據元素之間存在著多對多的關系。

“兩種存儲表示”指：(1)順序存儲：借助于地址連續的存儲單元來存儲數據元素；(2)鏈式存儲：不要求邏輯上相鄰的數據元素在存儲空間中也相鄰，而是在存儲一個數據元素后緊接著存儲其相關數據元素在存儲空間中的首地址。

本發明中的內容正是圍繞這“三種邏輯結構，兩種存儲表示”而展開，把各章節的教學分成幾個模塊，運用模塊化的方法，按照“先認識邏輯結構，再確定存儲結構，趣味游戲，編碼實踐”的流程而進行。

(1)背景知識演示動畫的研制

演示動畫主要將原本抽象的概念和算法思想用形象的圖形演繹出來：針對《數據結構》所涉及的線性結構、樹和圖的算法進行了圖形演示。采用形象的動態圖形演示內存空間的變化情況，其余部分主要是針對算法思想的演示，充分應用聲音和色彩體現算法的細節，將算法對數據的影響展示在屏幕上，算法的語句執行情況在學生大腦里，從而訓練了學生的抽象思維。

為了適應課堂教學的要求，《數據結構》演示動畫具有如下功能：

界面的設計要求：較強的交互能力、動態的算法演示、形象的圖形設計、充分應用聲音和色彩體現算法的細節、屏幕設計簡潔明快、屏幕元素布局合理、突出教學內容的重點，等等；

不僅包含主要的教學內容，而且，還應提供一些特殊例題的算法演示，用以擴大學生的編程思維能力，從而實現用形象的圖形界面為學生搭起通向掌握抽象思維方法的橋梁；