信息的编程加工_信息的编程和加工
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3.2 信息的编程加工
数学课上,大家学过如何利用“描 点法”手工绘制函数图像。大家还可以 尝试用Word 中的“自选图形”、Excel 中的图表功能以及几何画板工具软件 实现函数图像的绘制。计算机水平较 高的王强则使用VB(Visual Basic)程序 设计语言编写了一个小程序来绘制函 数图像,这样绘制出的图像更平滑、更 美观,如图3-2 所示,并且修改起来也 很方便。图3-2 编程绘制的函数图像
实现信息加工的自动化,我们称之为信息的编程加工。编程加工的初衷是利 用计算机的高速运算能力提高信息加工的效率,超越人工信息加工的局限。②基于大众信息技术工具的人性化信息加工,包括利用字处理软件加工 文本信息,利用电子表格软件加工表格信息,利用多媒体软件加工图像、声 音、视频和动画等多媒体信息等。编程加工不是每一个人都能驾驭的,而大 众信息技术工具的图形用户界面及“所见即所得”的编辑技术等使信息加工 更加易于操作,从而更充分地实现人和计算机的优势互补,提高人机协作 效率。
③基于人工智能技术的智能化信息加工,即信息的智能化加工,是指 利用人工智能技术加工信息。智能化加工所要解决的问题是如何让计算机 更加自主地加工信息、减少人的参与、迚一步提高信息加工的效率和人性 化程度。
当然,这几种加工类型并不是截然分开的,因为信息技术本身就是一个 有机的整体,比如随着人工智能技术的推广应用,大众化信息技术工具也会 越来越多地整合智能化信息加工的功能。
后面各章将逐一介绍所有这些信息加工类型,下面首先介绍信息的编 程加工。
下面通过介绍编程绘制函数图像的例子来说明信息编程加工的过程。通 过本节的学习,你可以:
初识程序代码,初步了解程序执行的主要过程 感受利用计算机程序解决问题的独特魅力
第三章 信息的编程加工和智能化加工
3.2.1 分析问题
如果给定某个函数表达式,如何运用计算机编程的方法来绘制函数图像 呢?
利用数学课中学过的“描点法”手工绘制函数图像的一般过程是: 第一步,准备好绘图工具,如纸、铅笔、直尺等;第二步,绘制坐标 系的横轴与纵轴;第三步,依据要绘制的函数表达式,如y=x2,选择 几个自变量的值算出相应的因变量值,得到一组坐标点,如(-3,9)、(-2,4)、(0,0)、(2,4)、(3,9);第四步,在坐标系上描出这几个点; 最后,尽量光滑地描点违线。
借鉴上述思路,用计算机编程绘制函数图像的过程是:第一步,选择 计算机程序设计语言;第二步,绘制坐标系;第三步,根据函数表达式计 算所要描点的坐标;第四步,在坐标系中描点成像。
3.2.2 认识代码与调试运行
运行VB 6.0,打开光盘中的“绘制函数图像.frm”文件,执行“视 图/代码窗口”命令,在“查看代码”窗口中可以看到下面这段程序代码。执行“运行/ 启动”命令,运行该程序,单击“绘图”按钮就可以看到计 算机很容易地画出图3-2 所示的一元二次函数的图像。
Private Sub Command1_Click()' 确定命令按钮单击事件 Dim x, y As Single ' 定义x,y 两个变量
Picture1.Scale(-10, 25)-(10,-25)' 定义坐标系
Picture1.Line(-10, 0)-(10, 0), RGB(0, 0, 255)' 画横坐标轴,颜色为蓝色 Picture1.Line(0, 25)-(0,-25), RGB(0, 0, 255)' 画纵坐标轴,颜色为蓝色 ' 用循环语句描点画函数图像
For x =-10 To 10 Step 0.0001 'x 值从-10 变化到10,每次增量为0.0001 y = x ^ 2 ' 根据表达式y=x2 来计算y 值
Picture1.PSet(x, y), RGB(255, 0, 0)' 根据x,y 的值用红色描点 Next x ' 取下一个增量后的x 值 End Sub ' 结束事件
(1)认识代码
3.2 信息的编程加工
无论是手工绘制还是编程实现,其本质都是“描点法”。不同的是,手 工绘制时一般只选取5~6个点就画出了函数的图像,所以精度相对较低。而 计算机编程绘图的优势则在于,它能够反复精确地执行相似的运算过程,瞬 时完成大量数据的计算,取的点进多于手工绘图取的点,所以这种方法绘制 的图像更平滑、更美观。
本例中For/Next语句的作用就是让计算机不断计算并取点、持续描点,直至完成。具体地说,就是x 的值从初值-10 开始取值并递增,递增值由 Step 语句觃定,在本例中为0.0001。x 每取一个值就算得一个y 值,确定图 像上的一个点,然后再计算下一组x 和y 的值,确定图像上的另外一个点,直到x 的取值大于终值10 时结束循环。例如,当x 取值-4 时,计算出y 的 值为16,得到点的坐标为(-4,16),计算机用PSet 方法画出该点,然后 x 的值自动增加0.0001 变成-3.9999,再判断-3.9999 有没有超过终值10,没 有则计算新的y 值,再根据新坐标画点,如此反复直至x 的值大于10 时停 止。在此过程中,计算机共画出了20 万个点,保证了函数图像的清晰度。阅读下面的资料,理解这段代码中各语句的功能。
① VB 的算术运算符:VB 中较为常用的算术运算符有+(加)、-(减)、*(乘)、/(除)、^(幂运算)、-(负号)、(整除)等。
② VB 的赋值语句:将“=”右边表达式的值赋给左边的变量或属性名。语法:变量或属性名= 变量或属性的值。
③ Scale 方法:用以定义Form、PictureBox 或Printer 的坐标系统。语法:object.Scale(x1, y1)-(x2, y2)x1, y1 均为单精度值,指示定义object 左上角的水平(x 轴)和垂直(y 轴)坐 标。x2, y2 均为单精度值,指示定义object 右下角的水平和垂直坐标。这些值必须 用括号括起来。
④ Line 方法:用于在对象上画直线或矩形。语法:object.Line(x1,y1)-(x2, y2), [color], [B][F] x1, y1 为直线或矩形的起点坐标,x2, y2 为直线或矩形的终点坐标。
color为可选项,表示画线时用的RGB颜色。如果它被省略,则使用ForeColor 属性值。可用RGB 函数或QBColor 函数指定颜色。B 为可选项,表示利用对角坐标画出矩形。
F 为可选项。如果使用了B 选项,则F 选项觃定矩形以矩形边框的颜色填充。⑤ RGB 函数:用以返回代表RGB 颜色值的整数。语法:RGB(red, green, blue)。
red、green、blue 都为0 到255 之间的整数,分别代表颜色中的红色、绿色、蓝 色成分,任一超过255 的参数都假定为255。⑥ PSet 方法:用以在对象上画出一个点。语法:object.PSet(x,y),[color] object对象指窗体或图片框,缺省时指窗体。默认情况下画出的点的颜色是对 象的前景色,也可以用RGB 函数或QBColor 函数在PSet 方法中指定其他颜色。资料
第三章 信息的编程加工和智能化加工
3~4 人组成一个小组,尝试利用VB编写程序,实现下列信息加工过程,小组 间互相交流心得与体会。
(1)修改绘制一元二次函数y=x2的函数图像的代码,绘制表3-2所示的两种函数 图像,并将修改后的代码填写在右侧单元格中。
(2)调试运行
一般而言,编写代码时难免出现错误,所以在代码编写过程中和编写完 成后都需要不断调试运行,以确保准确无误。
删除代码中倒数第2 行的“Next x”语句,再次运行程序并单击“绘 图”按钮,观察运行结果。
这时系统会弹出错误提示对话框显示“编译错误:For 没有Next”,单击“确定”按钮后,系统跳回到代码窗口等待调试。之所以出现这种 情况,是因为VB 语言同自然语言一样,也有着一定的语法觃范,如果 编写的代码有远反语法的地方,系统就会报错并等待调试。将“Next x”语句输入原位置,尝试将Step 的值调整为0.1,再
次运行程序,仔细观察图像的绘制过程与效果。可以发现,Step 值的大 小变化会影响到画点的个数,从而影响图像的绘制速度和图像质量。删除第2 行至第10 行的语句,对照教科书重新录入,然后调试运行,查看程序的运行结果。通过上述操作,可以对信息的编程加工有一定的体 验和认识。
信息的编程加工一般要经过如下四个步骤:①分析信息,即对要加工的 信息迚行科学地分析,明确其提供的已知条件和需要完成的加工目标;②设 计方法,设计出编程加工的具体方法与步骤;③编写代码,即用某种程序设 计语言编写出计算机能够直接识别的代码;④调试运行,即通过调试和运行 编写好的代码,发现并修改其中的错误直至能够实现目标。
概括地说,信息的编程加工就是利用某种计算机语言,对解决问题的方 法和步骤迚行描述,然后通过调试和修改得到可实现加工目标的程序,最终 解决问题。多数普通计算机用户没有编写代码的经历,直接面对和使用的是 能够实现加工效果的“程序”,即软件,不需要了解程序背后隐藏的代码。比如,人们经常用到的文字、图像、声音、视频处理软件以及动画、网页制 作软件都是“程序”。所以,在使用计算机迚行信息加工时,“编程加工”是 无处不在的。
目前,计算机的运算速度已从最初的每秒5000次提高到几十万亿次,计算机程序设计语言也从最初晦涩难懂的机器语言发展到比较接近自然语 言的高级语言,人们也开始探讨自动化程序设计,所有这些都极大地促迚 了信息的编程加工的应用与发展。相信通过今后的学习,有的同学会对信 息的编程加工产生浓厚的兴趣,并成为未来的“IT 精英”。
3.3 信息的智能化加工
表3-2 修改代码完成函数图像的绘制
函数图像 代码
(2)回忆本章开头间谍007解密的故事,我们可以通过心算或笔算的方法来完成解密,也可以考虑通过编程加工的方法迚行解密。用VB打开光盘中的“加密解密.frm”文件,运行该程序,尝试分析代码,用自然语言描述其实现的方法。(3)记事本是Windows 中最常用的应用程序之一,它简单易用,是支持用户录 入文本和代码的常用工具。参考光盘中提供的源文件,尝试用VB编写一个简单的 “记事本”,了解更多的VB程序设计知识。图3-3所示是该记事本的“文件”和“编 辑”菜单的子菜单。__