Проєктування навчальної системи візуалізації роботи алгоритмів

Naukovii visnik NLTU Ukrayini Pub Date : 2022-11-02 DOI:10.36930/40320511

Д. Р. Козак, Т. О. Коротєєва

{"title":"Проєктування навчальної системи візуалізації роботи алгоритмів","authors":"Д. Р. Козак, Т. О. Коротєєва","doi":"10.36930/40320511","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Розглянуто особливості проектування навчальної системи для студентів спеціальності 121 \"Інженерія програмного забезпечення\" У межах дисципліни \"Алгоритми і структури даних\". Мета системи – полегшити процес вивчення основних принципів роботи алгоритмів через динамічну візуалізацію їх кроків та подання інформаційної складової (покроковий опис алгоритму та загальна інформація про нього) до кожного з них. Проведено дослідження візуалізації як методу навчання. Виявлено основні проблеми студентів під час вивчення теоретичного матеріалу. Проаналізовано сучасні засоби візуалізації покрокової роботи алгоритмів, які можна використовувати у навчальному процесі. Встановлено основні завдання системи і розроблено основні вимоги до програмного продукту. На основі виконаних досліджень спроєктовано архітектуру системи, яка є гнучкою до змін у сфері навчання. Побудовано структуру компонент програмного додатку, діаграму розгортання, діаграму прецедентів, діаграму класів і діаграму станів системи. Систему реалізовано як статичний веб-сайт для зручного способу доступу до ресурсів. Для реалізації системи використано React-бібліотеку для створення графічних інтерфейсів. Для графічної візуалізації використовувався примітив html canvas, що дає змогу зображати 2D графіку на веб-сторінці. Усі алгоритми в системі розбиті на категорії, а саме: сортування, пошуку стрічки, пошуку шляху та алгоритми на деревах. Для зручності кожна категорія представлена окремою веб-сторінкою. Загалом розглянуто 24 алгоритми. Користувач має змогу виконувати алгоритми покроково або автоматично, коли система сама здійснює наступний крок із певним заданим користувачем часовим інтервалом. Реалізована можливість виконання алгоритму у зворотному напрямку, Також користувач може згенерувати вхідні дані алгоритму або задати їх вручну. Розроблений веб-сайт є самодостатнім ресурсом для дистанційного вивчення дисципліни \"Алгоритми і структури даних\".","PeriodicalId":33529,"journal":{"name":"Naukovii visnik NLTU Ukrayini","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2022-11-02","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Naukovii visnik NLTU Ukrayini","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.36930/40320511","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Розглянуто особливості проектування навчальної системи для студентів спеціальності 121 "Інженерія програмного забезпечення" У межах дисципліни "Алгоритми і структури даних". Мета системи – полегшити процес вивчення основних принципів роботи алгоритмів через динамічну візуалізацію їх кроків та подання інформаційної складової (покроковий опис алгоритму та загальна інформація про нього) до кожного з них. Проведено дослідження візуалізації як методу навчання. Виявлено основні проблеми студентів під час вивчення теоретичного матеріалу. Проаналізовано сучасні засоби візуалізації покрокової роботи алгоритмів, які можна використовувати у навчальному процесі. Встановлено основні завдання системи і розроблено основні вимоги до програмного продукту. На основі виконаних досліджень спроєктовано архітектуру системи, яка є гнучкою до змін у сфері навчання. Побудовано структуру компонент програмного додатку, діаграму розгортання, діаграму прецедентів, діаграму класів і діаграму станів системи. Систему реалізовано як статичний веб-сайт для зручного способу доступу до ресурсів. Для реалізації системи використано React-бібліотеку для створення графічних інтерфейсів. Для графічної візуалізації використовувався примітив html canvas, що дає змогу зображати 2D графіку на веб-сторінці. Усі алгоритми в системі розбиті на категорії, а саме: сортування, пошуку стрічки, пошуку шляху та алгоритми на деревах. Для зручності кожна категорія представлена окремою веб-сторінкою. Загалом розглянуто 24 алгоритми. Користувач має змогу виконувати алгоритми покроково або автоматично, коли система сама здійснює наступний крок із певним заданим користувачем часовим інтервалом. Реалізована можливість виконання алгоритму у зворотному напрямку, Також користувач може згенерувати вхідні дані алгоритму або задати їх вручну. Розроблений веб-сайт є самодостатнім ресурсом для дистанційного вивчення дисципліни "Алгоритми і структури даних".

查看原文本刊更多论文

算法可视化学习系统的设计

“算法与数据结构”学科考虑了121名“软件工程”学生学习系统的设计特点。该系统的目的是通过动态可视化算法的步骤并提供信息组件（算法的简短描述和有关它的一般信息）来促进学习算法的基本原理的过程。给他们每个人。可视化作为一种学习方法进行了研究。学生的主要问题是在学习理论材料时发现的。分析了当前可用于学习过程的算法可视化工具。系统的主要任务已经建立，并为软件产品开发了基本需求。研究已经开发出一种系统架构，该架构对学习变化具有灵活性。构建了应用插件的组件结构、扩展图、先例图、类图和系统状态图。该系统被实现为一个静态网站，以方便访问资源。React库用于创建图形界面。图形可视化使用html画布功能，允许您在网页上显示二维图形。系统中的所有算法都被分解为类别，即排序算法、字符串算法、路径算法和树算法。为了方便起见，每个类别都由一个单独的网站表示。总共检查了24种算法。当系统本身以指定的用户时间间隔采取下一步时，用户必须能够及时或自动执行算法。算法可以向后运行，用户可以生成算法输入或手动输入。开发的网站是算法和数据结构学科远程学习的自主资源。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

Naukovii visnik NLTU Ukrayini

自引率

0.00%

发文量

审稿时长

4 weeks