绘图系统开题报告.doc

本科毕业论文（设计）开题报告 论文题目： 智能识别绘图系统的研究 系 别： 专 业： 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 填表日期： 二零一二 年 三 月 一、研究的现状： 采用传统编程语言C、C++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[1]、MATLAB[2]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[3-5] 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。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，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：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。主要内容 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IIS Web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 突破的难点 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。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。 Step 1. 获取用户提交数据； Step