基于Web的函数图像绘制系统 论文开题报告xxx.docx

基于Web的函数图像绘制系统 论文开题报告xxx.docx

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基于Web的函数图像绘制系统论文开题报告xxx

XXXXXXXXXXX系别：

计科系年级：

2008级

毕业论文（设计）任务书

毕业论文（设计）

基于Web的函数图像绘制系统---技术实现

毕业论文（设计）工作内容：

随着互联网的普及，人们的工作和生活方式正发生巨大的改变，使用软件工具处理日常事务变得随处可见。

相对于传统单机软件系统来说，互联网环境中的软件体系结构正朝着适用于Internet的方向不断演化。

基于Internet的软件系统中，特别是基于Web的软件系统最为流行，也是发展最成熟、最成功的软件结构。

针对这些问题，同时考虑到Web具有跨平台性的优点，设计了一个基于Web的函数图像绘制系统。

⏹指导教师：

（签名）年月日

⏹教研室主任：

（签名）年月日

⏹学院院长：

（签名）年月日

学生姓名：

XXX专业：

计算机科学与技术指导教师：

XXX

XXXXXXXXXXX

本科毕业论文（设计）开题报告

论文题目：

基于Web的函数图像绘制系统---技术实现

系别：

计科系

专业：

计算机科学与技术

班级：

2008级计算机班

姓名：

XXX

学号：

200808605049

指导教师：

XXX

填表日期：

2012.3

二0一二年三月

研究的现状：

采用传统编程语言C、C++等编程来求解函数问题需要较高的编程能力，工作量比较大。

在国内现行的一些专用绘图软件中，功能比较单一，支持基本函数的图像绘制，主要针对于二维函数进行，不支持三维函数，特别是只能在固定的操作系统平台上运行，不具有跨平台性。

国外的Mathematica、MATLAB等软件都具有良好的函数图像绘制功能，一般安装在单机上使用，在Internet环境中实现共享使用比较困难。

MATLAB中提供了将工程和科学数据可视化所需的全部图形功能。

这些功能包括二维和三维绘图函数、三维卷可视化函数、用于交互式创建图形的工具以及将结果输出为各种常用图像格式的功能；同时也提供了基于Web应用的功能。

文献都是基于MATLAB的Web应用功能的技术介绍，使得MATLAB的网络功能和强大的数值计算及处理功能得到了充分的利用，但在实际使用中并不方便，且多用户请求时效率差。

针对数学函数图像绘制这一类问题，由于函数表达式的不确定性，采用编程的方法来实现绘图，需要不断的调整程序代码来绘制不同的函数图像，增加了工作的复杂性和重复性。

所以，智能地识别函数解析式，动态而灵活产生求解问题的方案，才能满足用户多变的需要。

研究目的和意义：

对于人类而言，函数f无论解析式是什么，绘制它的图像都是同一个问题。

然而对于传统编程求解这一问题，当函数解析式不同，则求解问题的代码也不同。

人类思维空间的同一问题在软件空间里却成为若干个问题，所以传统编程方案不具有“智能”。

而本项目的理论意义是：

把人类思维空间的问题直接映射到计算机程序空间，让计算机拥有“智能”，更好为人服务。

对于MATLAB等专业软件虽然功能强大，但需要本机安装，对机器配置有一定的要求。

软件的使用成本也比较高，需要掌握一定的编程方法，一般提供给专业人士使用。

针对上述问题，可构建一种瘦客户端，并且使用成本低廉，同时提供专业级（编码实现）和非专业用户（自动编码）使用的图像绘制平台，是具有研究价值的和实际应用价值。

综上所述，本项目主要研究两个问题：

一是不确定函数的智能识别和动态处理；另一个是问题求解软件系统的功能共享。

最终完成软件系统开发。

目的是为用户提供一种用户界面友好，跨平台的开放式绘制图像的平台，同时该软件系统也为计算机专业的相关课程及数学实验等课程提供了CAI辅助教学的智能支撑平台。

研究内容（内容、结构框架以及重点、难点）：

本研究项目主要研究两个方面的内容：

一是设计一种能自动识别函数并自动生成绘图代码的模型，满足用户的柔性需求；其次是设计一种适用于Internet环境中实现功能共享的绘图平台。

针对众多绘图软件工具不能提供绘图功能的网络共享的问题，提出设计一种基于网构软件技术的函数绘图服务平台，为Internet用户提供在线绘制图像服务；同时考虑到绘制函数的不确定性会造成编制代码的复杂性和重复性，提出采用抽象化手段设计一种能自动识别函数，并动态生成绘图代码的脚本生成器来实现用户的柔性需求。

并详述了Ch解释器与IISWeb服务器整合的方法和绘图中间件组件的设计，以此构建一个开放环境的分布式函数图像绘制系统，满足用户随需应变的需求。

系统功能模块构成如图1所示。

图1功能模块

不确定数据的分类与抽象问题：

以MATLAB为代表的传统绘图软件工具具有强大的绘图功能，通过针对具体的函数和具体的参数编码实现绘图。

对于不懂得MATLAB语言的人是不方便的，当需要绘制或演示多个函数图像是，需要不断的更改代码，操作繁琐。

由于函数表达式有多种形式（二维、三维及参数形式等），用户要绘制的函数又不可知，所有必须进行分类，设计相应的代码生成器。

同一类的函数共享一个代码生成器，代码生成器的设计需要用抽象手段抽象出同类函数的模板。

绘图问题的模板设计与参数化问题：

模板包含固定部分和可变部分，可变部分需要根据参数内容而替换。

所有需要设计一种线性结构的数据处理模型来构建代码生成器，动态的实现函数的识别，并生成相应的绘图代码。

交互的、安全的可信Web环境设计：

用户的身份验证可以使用户在自己的空间和权限范围内完成独立的操作，保证生成数据的安全性。

拟通过用户注册，系统确定后分配虚拟空间的方法来解决。

研究方法、手段：

针对绘图功能的网络共享和函数的自动识别两个主要研究内容，其基本解决思想是：

对于绘图功能的网络共享问题，采用B/S体系结构，将浏览器作为客户端界面，用户通过Web表单提交绘图函数相关数据到绘图服务器，服务器绘制图像后将图像返回。

这种基于Web的应用程序使得功能共享得以实现。

系统结构如图2所示。

对于函数的自动识别问题，由于函数是不确定的，其绘图脚本也是不确定的，所有必须设计一种动态的代码生成器来生成绘图脚本。

代码生成器接收到客户端的数据，判断数据是否正确，并根据输入数据生成绘图程序。

代码生成器的工作流程步骤如下。

Step1.获取用户提交数据；

Step2.将获取的数据与模板合成为源代码文件；

Step3.调用脚本引擎执行脚本；

Step4.发送标记图像的HTML代码。

图2系统结构

技术路线主要在软件系统设计时采用。

1）客户端技术。

客户端主要用于用户输入函数解析式和区间范围，拟采用JavaScript技术，并使用正则表达式判断输入数据是否合法，在数据非法时不予提交。

2）中间件技术。

中间件是部署于服务器端的组件，其功能是接受客户端输入，分析后产生问题求解的源程序，并调用执行引擎运行代码，产生结果。

本项目使用Ch解释计算平台为执行引擎，使用Ch-CGI包中函数编写代码生成器。

3）Web服务器技术。

采用MicrosoftIIS作为Web服务器，并使用CGI程序扩展服务器功能。

研究进度：

2012年元月20日至2012年3月15日课题调研，阅读相关的文献和资料。

2012年3月16日至2012年3月25日着手撰写开题报告，根据老师的建议，修改开题报告。

2012年3月26日至2012年4月5日进行系统分析、总体设计、模块分工等工作。

2012年4月6日至2012年5月7日进行系统详细设计、程序编码、软件测试等工作。

2012年5月8日至2012年5月19日根据系统设计内容，撰写论文和修改论文。

2012年5月20日以后进行论文答辩准备工作。

主要参考文献：

[1]MargretHHoft,HartmutFWHoft.ComputingwithMathematica[M].MA:

AcademicPress,2002.

[2]ShoichiroNak.NumericalAnalysisandGraphicVisualizationwithMATLAB[M].NJ:

PrenticeHall,2002.

[3]赵剑冬，林健.MATLAB在基于Web的决策支持系统中的应用研究[J].计算机应用研究，2007，24（12）：

260-262

[4]陈文鑫，项剑波，陈军敢.基于Web的Matlab远程命令窗口的设计与实现[J].计算机应用与软件，2009，26

（2）：

138-141

[5]李相育，钱宇.基于Web服务的Matlab功能封装模型[J].计算机工程与设计，2007，28（20）：

5021-5023

[6]KevinLim,PartRanganathan.UnderstandingandDesigningNewServerArchitecturesforEmergingWarehouseComputingEnvironments[C].ISCA,2008

[7]HarryHCheng.CforEngineersandScientists:

AnInterpretiveApproach[M].McGraw-Hill,NewYork,2009

[8]ChCGIUser’sGuide[EB/OL].2009

[9]YANGC&LUOM.AContentPlacemmentandManagementSystemforDistributedWeb-ServerSystems.Proc.20thInt’lConf.onDistributedComputingSystems.IEEE,2000

[10]ChReferenceGuide[EB/OL].

[11]程辉.Ch:

面向交互式教学的跨平台C/C++解释计算环境[J].计算机教育，2009（7）：

34-46.

[12]喻擎苍,翁秀娟,赵匀.交互性开放结构计算机视觉平台ChOpenCV[J].计算机工程与应用,2006,（23）:

78-81.

[13]HarryHCheng.CforEngineersandScientists:

AnInterpretiveApproach[M].McGraw-Hill,NewYork,2009.

TheChLanguageEnvironmentReferenceGuide[EB/OL].

指导教师意见：

签字:

年月日

系审查意见：

签字：

年月日

备注：

毕业论文（设计）指导教师意见表

学生姓名

XXX

指导教师

XXX

职称

副教授

论文题目：

基于Web的函数图像绘制系统---技术实现

指导过程记录:

第一阶段（2012年元月3日）

讨论选题，提供学生选题材料，学生利用寒假查阅相关资料。

第二阶段（2012年3月6日）

召集开会，学生确定选题，分成设计小组。

撰写开题报对相应的计划提出修改意见。

第三阶段（2012年3月15日～5月7日）

学生对系统进行需求分析，系统设计与编码，系统测试。

第四阶段（2012年5月8日～5月19日）

安排撰写论文，讲解写作要点。

多次评阅论文，提出修改意见。

第五阶段（2012年5月20日以后）

指导学生准备论文答辩稿。

系别：

计科系专业：

计算机科学与技术年级：

2008级

评语：

评分：

签字：

年月日

备注：

毕业论文（设计）评阅教师意见表

学生姓名

XXX

评阅教师

职称

论文题目：

基于Web的函数图像绘制系统---技术实现

评语：

评分：

签字：

年月日

备注：

系别：

计科系专业：

计算机科学与技术年级：

2008级

XXXXXXXXXXX系别：

计科系年级：

2008级

毕业论文（设计）答辩记录表

论文（设计）题目：

基于Web的函数图像绘制系统---技术实现

答辩内容：

学生介绍论文时间：

分钟问答时间：

分钟

答辩组人数：

组长姓名：

秘书签字：

年月日

学生姓名：

XXX专业：

计算机科学与技术指导教师：

XXX

毕业论文（设计）答辩委员会意见：

成绩：

答辩委员会主席：

年月日

毕业论文（设计）最终成绩：

系领导签字：

年月日

备注：