CAI在我国的发展

计算机辅助教学概述计算机辅助教学(ComputerAidedInstruction,简称CAI)是在计算机辅助下进行的教学活动,是把利用计算机辅助作为一种新型态的教学信息媒体,以人机对话的教学方式与全体学生交流探讨各种教学内容,安排各种教学研究过程。CAI的快速发展为广大学生提供了良好的专业学习环境。并且随着数字多媒体、超文本、人工智能、网络无线通信、知识库等现代计算机信息技术的广泛应用,传统课堂教学方法的这些缺点被充分克服,有效的缩短了课堂学习准备时间,提高了课堂教学质量和学习效率,教学质量可以得到极大优化。计算机作为20世纪我国信息经济社会快速发展的重要标志,已广泛应用于各个技术领域,突出无可比拟的技术优势。与其他传统文化教育课程相比,传统文化教育所给予现代人们的基本认知无非也就是孔子周游春秋列国、韩愈所称的"师者,所以传道授业解惑者也"-一个社会信息相互获取、分析、理解与相互交流的一个过程。在这一知识层面上,计算机知识的广泛流通与辅助教育的有效互动,使得运用计算机知识辅助教学在现代学校教育实践上发展成了一种必然。2.1计算机辅助教学的发展

课堂教学是一个信息传递过程：把储存在教师头脑中的信息通过语言或写(画)到黑板上面的文字(图形)传递到学生的头脑中。当学生提问，或教师要求学生回答时，信息会向相反的方向传递。所以整个过程就是信息的交换和传递。而计算机辅助教学则是在以上传递过程中插入计算机这一中间媒介：把教师头脑中存储的信息首先输入计算机，然后再由计算机和学生之间进行信息的交互传输，如下由国外大学，研究院或计算机公司开发的课件写作语言到1994年前总计有80多种，以下按它们的适用类型列出比较有名的几种以及它们的开发者，其中也包括适宜于开发课件的部分通用编程语言：一个好的课件的开发通常需要很多人的参与，包括熟悉授课内容的教师、学生和学者，了解教育艺术和教育心理学的教育工作者，了解如何组织和实现信息的信息科学家和程序员，此外，还可以邀请美术家，作曲家，摄影学家等艺术人才来帮助美化软件，(这在开发普及的"多媒体"软件时更是如此)，各种人员对开发课程软件的贡献可用下图来表示。计算机辅助教学技术经历了一些不同的历史发展变化历程。最早深入开展CAI理论研究和实际应用的发达是美国,所以CAI的主要发展史基本上也都是以美国CAI的主要发展史和历史特点为理论基础。在近40年以来,CAI的技术发展大致可以分成以下五个发展阶段:(1)1958-1965年这一发展阶段认为是CAI科学发展的早期重要阶段。在此期间,软硬件的研究开发和技术研究管理工作主要还是集中在高校和大型计算机软件公司,并且有了一些具有代表性的软件系统。例如:柏拉图(PLATO)的子系统。(2)1965-1970年这一时期的特点是研究规模的扩大和前期研究成果的应用。在1966年美国斯坦福大学开发出了IBM1500教学系统。(3)1970-1975年在这一时期,CAI的主要应用领域覆盖范围不断扩大,越来越多样化地逐渐趋向专业科学化和实用化。并且还被广泛应用于除了数学和物理之外的其他包括临床医学、语言学、经济学、音乐等更多的其他专门学科中的研究技术领域。(4)1975-80年代后期进入高等教育领域后,微型化和计算机技术形成的巨大技术冲击,使得CAI已成为各种高等教育学科教学工作环境下的一种理想工具。(5)80年代末以后从20世纪80年代末到90年代初,多媒体教育的迅速出现被学界称为一次计算机革命,它使得各种文字、图像、声音和视觉图形等信息可以进行综合信息处理,体现了现代计算机在高校教育教学方面的卓越技术表现,很快以多媒体计算机教学便逐渐成为了高校CAI教学发展的重要研究方向。当前CAI发展的主要趋如下:信息通过使用多种数字表示器的媒体(例如数字声音、图形、动画和数字视频)方式进行综合处理。网络化CAI发展是我国信息经济社会的中流砥柱。通过教育网络平台的综合搭建,可以轻松实现各种虚拟教育系统的综合创建,从而丰富教育信息库和资源库;远程在线教育学习网站的建设投入不仅可以保证不受学习时间和空间的限制而方便学习,还同样可以充分突出教育人机的结合优越性。智能CAI是支撑专家系统和人工智能技术的CAI的高度发展阶段，可以根据学生的特点选择合适的课程。2.2计算机辅助教学的基本构成CAI一般可分为计算机硬件、系统软件和课程软件三个部分。1.系统硬件(本文主要阐述软件部分,固硬件部分省略)2.系统软件包括操作系统、语言处理系统、各种工具软件和写作系统。2.3计算机辅助教学的特点1、重点突出,可见度高在教学内容上,研究对象的空间结构存在许多问题。物理模型可以反映物体的三维结构和运动,但是对于一些结构复杂的物体,由于模型尺寸的限制,每个部分的体积小,可见度低。计算机的三维图形技术使物体的三维结构在实际中得以表现。结合特写和放大的方法，可以用不同的颜色来区分，并突出课本的重点部分。它可以帮助学生形成嗅觉思维及其对研究对象的理解加深。运用动画的方法展示对象的运动和变化过程。2、动图变字,灵活生动一般使用原理图、流程图、统计图、表格等可以清晰、简洁地反映事物的特点和变化规律，应用广泛。计算机不仅可以很好地显示这些图形,而且可以将静态图形转换为动态图像。例如：流水的光点可以显示变化的过程;图形组件的整体运动可以反映对象各个部分的构成;色块的变化可以分类比较;解释文本可以闪烁、放大,或者添加一些有趣的动画图案,可以引起人们的注意等,对于一些暂未讲到的次要部分,可以淡化，使授课内容生动有趣，层次清晰，更好地突出教材重点。3、声图文并茂，操作简便    各种课堂教学新闻媒体各有利弊。有时，必须使用各种设备来考虑教学规定。要认真规划、调整、协调各种设备的使用，取得良好的实际效果。例如，课堂上应该使用音频、视频和幻灯片。教师总是忙于操作各种设备，这势必会损害课堂教学的组织性和教学的凝聚力。因此，无论课堂如何设计，都只是在示范课和示范课上。它通常不太可能被出售和应用。现代计算机信息技术可以集成各种设备的功能。其视频系统软件可以方便地播放光盘图像，将视频转换成文件存储在计算机中，控制器可以随时随地显示信息。音响系统软件可以录制和播放音乐，操作非常简单。计算机显示幻灯片的颜色鲜艳，不可预知的变化，图片与文字，这一系列的操作只需要按下空白键一次，以避免频繁滑动变化的麻烦。虽然编写程序要花很多时间，但经过编译，应用程序非常简单，甚至可以推广和推广复杂的课程。良好的交互性与其他新闻媒体设备相比，计算机最大的区别在于可以根据客户的需要随意编辑。一方面，人们可以毫无限制地操作计算机。另一方面，计算机可以响应人类的操作命令，甚至响应不正确的命令。2.4CAI在我国的发展CAI最早源于美国,20世纪50年代末,美国IBM的波士顿研究中心开始了世界上第一个CAI系统的研究、测试和设计。西欧等发达国家也设立了专门的研究机构来开发CAI。虽然我国的CAI起步较晚,但发展迅速,经历了以下几个阶段:首先,它可以被认为是80年代以前的一个实验室阶段,基本上没有实际应用。其次,20世纪80年代后，随着计算机的迅猛发展,CAI已经进入实际应用阶段。我国于1980年在华东师范大学现代教育技术研究所成立了第一个计算机辅助教学研究中心。自1985年以来,我国先后成功举办了十次有关CAI的学术专题研讨会。1987年,中国计算机辅助教育协会正式注册成立。特别是20世纪80年代中期以来,计算机辅助教学发展迅速。国家高度重视高校计算机人才辅助培养教学,在基础理论和教学实践上都已经取得了很大的成绩。并于20世纪80年代成功自主开发了高等教育数学和电子工程高等物理两个大型高考试题库管理系统。再次，20世纪90年代以后，CAI进一步发展，进入了以多媒体智能教学系统为特征的高速发展阶段。随着学校硬件水平和教师素质的提高，CAI研究所和CAI研究中心相继成立。甚至为了提高教学质量，一些高校教研室组织教师开发一些专业课程的CAI系统。CAI已经成为高校教育的重要组成部分，为教学效率的提高提供了新的途径。此外，随着中小学教师计算机水平和综合素质的提高，一些有条件的中小学为了有效推进计算机基础教育，也开始参加计算机辅助教学，并且开发了一些CAI软件，特别是一些课程试题库系统的建立。为促进计算机辅助教学工作的发展，经国家教委批准，于1993年12月在北京成立了普通高校计算机辅助教学合作组，1994年5月在武汉成立了普通高校计算机辅助教学合作组，1994年12月又成立了全国高校计算机辅助教学合作组。目前，我国计算机辅助教学的发展已经进入了一个新的阶段。现阶段，在教育信息化和社会信息化的背景下，CAI将以数字网络系统为主要发展趋势。CAI软件正朝着面向智能化、网络化、多媒体化、远程化、系统化的五大方向快速发展。2.5计算机辅助教学软件的发展现状及技术局限性由学科教师制作课件的情况严重，由于学科教师的计算机应用能力和计算机辅助教学的知识水平和学科特点，使其只能以观察课程和电子教案的形式出现,导致教学信息并没有实现多维传播,难以实现学生与计算机的人机交互,实际上也不能真正实现信息技术与学科教学的相融合。准确地说,只是传统的黑板教学转移到电脑屏幕上,老师摆脱了一边讲一边反复备课、写字的"苦功",让学生远离了过去手工记笔记的习惯。高校的许多CAI教学都是以"学科教师写手稿,专业的编程人员实现编程"的形式进行的。由于学科教师和负责编程的技术人员本身就存在差异，很难实现教学内容的准确、完整体现,也很难充分发挥课件本身的优势,致使预期的教学效果往往难以达到。课件的设计制作偏离了教育教学的要求,只是盲目的追求直观和生动。导致这种课件往往只强调了教师的教学,而忽视学生的学习。同时,它只体现了教师的主动性,忽视了利用计算机的交互优势实现主动"学习"的问题,影响了创新人才的培养过程,不自觉地让教学走进了课堂教学的新误区,更可怕的是人机灌输,致使学生进入了被动的、麻木的接受状态,而教师受课程定稿的影响,失去了传统课堂上最精彩的即兴发挥,进入了机械化的"教"与"学"的状态,扭曲了CAI的真正意义。在课件的设计中,重点应该放在如何实现教学信息的多维传播。2.6本文研究的内容根据高校中学生学习兴趣、创新能力和实践能力的不同，以及工科专业C、C+、VisualBasic6.0等多种高级计算机语言的互操作性,本多媒体课堂教学演示系统适应了工科专业学生的学习需求,以具有较强实用性为目的来演示PID算法和PID位置式算法,让学生直观的看到算法的运算过程,在高校计算机语言教学中进行了开发。多媒体课堂教学演示系统体现了个性化教学的特点。根据学生的基础和发展潜力，有针对性地制定科学合理的教学计划。在教学过程中,用实例带动教学,激发学生的求知欲。在参考同类软件的基础上,结合应用实例,认真考虑用户的操作体验和应用需求,力求使软件界面美观、操作简单。第三章演示算法的介绍1.1PID算法简介PID即:Proportional(比例)、Integral(积分)、Differential(微分)三个单词的缩写。顾名思义,PID控制算法其实是一种集比例、积分和微分三者相互结合的控制算法,是连续控制系统中最成熟、应用最为广泛的控制算法。该控制算法最早出现于20世纪30-40年代,距今已有100多年的工业历史,适用于对被控制的对象模型不清晰的工业控制情况。通过实际控制系统运行的经验和对理论的分析表明,该工业控制的规律实质原理可以广泛应用于多种工业控制过程的设计和控制,并且同时也可以在实践中得到令人满意的工业控制方法和效果。PID工业控制的基本规律实质原理是根据系统中的比例、积分、微分的控制输入函数偏差值和输出函数比来进行控制工作,运算的结果可以应用于系统的控制输出。1.2PID控制原理常规的PID控制系统原理图如下：该系统由一个模拟PID控制器和一个被控对象构成。上图中，是系统的给定值，是系统的实际输出值，给定值与实际输出值构成控制偏差。作为PID控制的输入，作为PID控制器的输出和被控对象的输入。所以模拟PID控制器的控制规律为:式中，——比例增益，与比例度成倒数关系；

——积分时间常数——微分时间常数——PID控制器的输出信号——给定值与测量值之差闭环控制的算法是根据控制对象的输出反馈偏差进行校正的一种实现闭环控制的方式。实际与计划的测量出现偏差时,按定额或标准进行修正。例如,要控制马达的速度,就需要有一个传感器来测量速度并将结果反馈到控制路径上。说到闭环控制算法,我们不得不提PID,它可以说是闭环控制算法中最简单的一种。PID是比例、积分、微分的缩写,它代表了三种控制算法。通过这三种算法的结合,可以有效地校正被控对象的偏差,使其达到稳定状态。比例控制系统的偏差信号成比例反映,一旦产生偏差,控制作用立即产生来减少偏差。比例控制器的输出与输入偏差成正比，可以快速反映偏差，从而减小偏差，但不能消除静态差异。静态差是指当系统控制过程趋于稳定时，输出的给定值与测量值之间的差。只有当存在偏差时，控制器才能保持一定的控制输出，所以比例控制器一定存在静态误差。根据偏差理论，虽然增大参数可以减小偏差，但不能完全消除偏差。除了偏差，比例控制作用的大小也取决于比例系数的大小。比例系数越小，控制效果越小，系统响应越慢，反之。但过大的使系统产生较大的超调和振荡，导致系统稳定性差。因此，不能选择太大，应根据被控对象的特性选择，使系统的静差控制在允许的范围内，同时具有较快的响应速度。积分积分控制环节的建立和作用主要的目的就是为了消除积分控制系统的静差,提高系统的无差度。积分作用的强度取决于时间常数，越大，积分作用越弱，反之亦然。对积分控制系统作用的是否存在与偏差的是否存在和时间长短有关。只要积分控制系统内部存在时间偏差,积分控制环节就一定会继续地起到对积分控制器的输入和执行器偏差的控制作用,使积分控制器的时间输出和执行器的时间偏开度不断发生变化,从而也就产生了减小系统时间偏差的积分控制功能。积分时间足够时，可以完全消除静差，积分控制效果不变。越小，积分速度越快，效果越强。过强的积分会增加系统的超调，甚至使系统振荡。微分微分系统各环节的功能主要可以是反映系统偏差信号的变化趋势(偏差变化率),在发现系统偏差信号值过大之前,将一个有效的早期校正的偏差信号直接引入微分系统,从而大大加快微分系统的运行和动作速度,缩短系统调节的时间。虽然引入了微积分控制技术可以有效消除微分系统的内部静差,但是却大大降低了系统的运行和响应速度,特别是对于大惯性的系统和被控对象,采用传统的PI控制器很难使系统获得良好的系统动态性能和调节的品质,系统可能会在超调时产生较大的超调量和较大的振荡。此时,可以在系统中引入一个微分环节发挥作用。在系统偏差的出现或者发生变化的关键时刻,不仅微分环节可以根据系统偏差及时对系统做出正确的响应(即偏差比例控制),还同时可以根据系统偏差的变化趋势(即响应速度)及时提前给出较大的偏差和控制响应功能(以下即采用微分时间常数控制),从而在偏差萌芽的状态下有效消除这些偏差大大减少了系统的动态调节偏差和系统被调节的时间,使系统的动态性能和调节的质量都得到了提高。微分时间常数环节发挥作用有助于流量控制系统有效减小了超调,克服了振荡,加快了系统的响应速度,缩短动态调节的时间,从而大大提高系统的动态调节性能。但是,如果系统的微分时间常数过大,系统将不稳定。系统采用微分时间常数控制的一大重要缺陷是容易给系统引入高频的干扰和噪声,因此在干扰信号严重的流量控制系统中不宜考虑引入微分环节进行控制。对于恒定偏差，微分控制作用的阶跃响应特性为零，无论其值有多大。因此，微分作用不能消除静差，因此单独使用效果并不显著。一般情况下，需要与比例控制和积分控制一起构成PD或PID控制。

对于PID控制，当控制偏差输入为阶跃信号时，立即产生比例控制和微分控制。由于偏差输入的瞬时变化率非常大大，微分控制效果很强，然后微分控制效果迅速衰减，但积分效果越来越大，直到最终消除静差。PID控制集比例、积分、微分三大功能于一体，它不仅可以加快系统的响应速度，减小振荡，克服超调，而且可以有效地消除静态误差，使系统的静态和动态质量都有了很大的提高。因此，PID控制器在工业控制中得到了广泛的应用。1.3PID参数调节在调整PID控制器参数时，可以根据控制器参数与系统动态和稳态性能的关系，通过实验来调整控制器参数。1、确定比例增益。确定比例增益P时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令Ti=0、Td=0，PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益P，直至系统出现振荡.再反过来，从此时的比例增益P逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益P，设定PID的比例增益P为当前值的60%~70%。比例增益P调试完成。确定积分时间常数Ti。比例增益P确定后，设定一个较大的积分时间常数Ti的初值，然后逐渐减小Ti，直至系统出现振荡，之后在反过来，逐渐加大Ti，直至系统振荡消失。记录此时的Ti，设定PID的积分时间常数Ti为当前值的150%~180%。积分时间常数Ti调试完成。确定微分时间常数Td。微分时间常数Td一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定P和Ti的方法相同，取不振荡时的30%。系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求。综上所述，PID参数的调试是一个综合的过程，各个参数之间相互影响。在实际的调试过程中，许多尝试是非常重要和必要的。常用控制方法：P，PI，PD，PID控制算法。算法种类PID增量式算法，离散化公式：进一步可以改写成为：PID位置式算法，离散公式：离散化公式：当时当时，控制器的输出值控制器输入与设定值之间的误差调节周期积分分离阈值第四章系统开发软件介绍“工欲善其事，必先利其器”，想要制作一个好的教学软件，选择一个好的编程工具往往能起到事半功倍的效果。目前用于多媒体开发的主要有VB、AUTHORWARE和FRONTPAGE等。VisualBasic6.0主要用于计算机高级语言课堂教学演示系统的开发和设计。4.1开发工具：VisualBasic6.0VisualBasic6.0是微软公司开发的分布式窗口编程软件,基于Windows操作系统的可视化编程环境。VisualBasic6.0还为用户提供了窗口预览和编辑,可直接对窗口进行编辑和窗口的预览。VisualBasic6.0由标题栏、菜单栏、工具栏、工具箱、窗体窗口、工程窗口、属性窗口、窗体布局窗口等构成。VisualBasic采用面向对象的多媒体编程的设计思想,因其软件所具有的其强大的功能,所以近年来受到众多的课件开发人员的广泛青睐。与许多专业课件的开发应用平台软件相比,它在设计上具有更好的使用灵活性,能够充分理解和实现课件开发人员的需求和意图,是课件开发多媒体应用程序的有力助手和工具。VB不仅是一种编程的语言,而且更像是一个功能强大的可视化集成应用软件开发的环境,更甚至像是一个巨大的可视化工具箱。它的特点是语法简单、自然、直观,易于动手操作,易于有效地学习和灵活地使用,不需要开发者花费太多的时间和精力编写大量的可视化语言和应用程序,只要充分使用操作系统本身能够带来的各种现成的、可视化的应用程序控件和可视化模块,它们就可以快速地完成自己的语言和应用程序。它几乎完全可以轻松地用来设计和开发任何人们在电脑中可以自由想象的任何语言和应用程序。VB可以通过Activex控件方便地自动调用其他各种多媒体软件的元素,并灵活地自动组合各种其他多媒体的元素。在CAI多媒体课件的制作中,VB软件是市场上功能最强大的多媒体软件之一。非常适合于制作各种实验结果演示准确、数据动态准确输入的多媒体课件。4.2VisualBasic6.0运行环境为了正确运行VisualBasic6.0，必须在计算机上安装相应的硬件和软件系统，VisualBasic6.0的硬件系统以及软件要求包括如下内容:操作系统:MicrosoftWindowsNT/95/98或更高版本，或MicrosoftWindowsNTWorkstation4.0或更高版本。微处理器:486DX/66MHz或更高的处理器。读入设备:CD-ROM驱动器。显示设备:MicrosoftWindows系统支持的VGA或者分辨率更高的监控器。内存大小:16MBRAMforWindows9832MBRAMforWindowsNTWorkstation硬盘空间:标准版，典型安装48M，完全安装80M;专业版，典型安装48M,完全安装80M;企业版，典型安装128M，完全安装147M(以上不包括MSDN帮助文档)Microsoft鼠标或者其他MicrosoftWindows系统兼容的设备。如果要连接Internet,需要一个MicrosoftWindows系统支持的调制解调器。4.3VisualBasic6.0的集成开发环境所谓集成开发环境（IntegratedDevelopmentEnvironment），就是指一个集程序设计、运行和软件测试以及应用程为和软件于一体的开发环境语言。vb6.0不仅在意义上是一门单纯的编程语言,而是一个完整的集成应用程序开发的环境,在这个开发环境中用户可以很方便地进行应用程序的设计、运行和测试。如下图所示,打开软件后,即为vb6.0的分布式集成软件开发系统环境,包括菜单栏、工具栏、工具箱、工程资源管理器、属性窗口、窗体布局窗口、窗体布局设计器以及窗体布局代码编辑器等。除了菜单栏之外,其它的功能模块均可以直接通过右键或鼠标拖拽的操作方式进行调整某个模块的位置,也就是可以打开或关闭某个功能模块。如果某个模块被误关闭,可以在菜单栏——视图中调整模块打开。菜单栏：菜单栏中显示了所有可用的VB命令。工具栏:集成常用的功能,通过简单的工具导航栏,可以让用户快速访问工具菜单中的所有常用命令。工具栏主要功能包括标准工具栏、编辑工具栏、窗体编辑器工具菜单栏、调试编辑器工具栏。用户可以直接通过在标准工具栏或者菜单栏当中右键选择工具栏来显示哪些是工具栏的选项。以下介绍的是关于标准工具栏的图标以及对应的工具栏功能描述,将鼠标悬停位置放在编辑器工具栏的图标上,系统功能会自动提示该图标就是工具栏的名称。工具箱:工具箱由工具图标控件组成,用于软件提供开发者创建一个应用程序操作界面所需要的应用程序基本要素——控件。工具箱中的命令按钮控件一般可以大致分为两类:一类所显示的是作为标准命令按钮控件或内部命令按钮控件,它们一般都是自带的外部控件,也可以说是最为常用的命令按钮控件,比如标准命令按钮控件(CommandButton)工具箱中默认控件所显示的均是作为一个标准命令按钮控件;另外一类为Activex命令按钮控件,它们一般都是其它的软件商提供的命令按钮控件,默认不需要显示在相应的工具箱中,需要通过手动添加控件到其他工具箱中,添加的方法一般是在相应的工具箱空白处输入电子邮件——手动添加部件,选择工具箱中需要手动添加的控件Activex命令按钮控件,确定,即可手动添加该控件到相应的工具箱中。工程资源管理器：即当前工程项目的资源结构树,其中主要列出了当前系统和应用程序中所需要使用的各种工程软件组、窗体、模块、类模块、环境设计器以及工程报表中的设计和管理器等工程资源。属性窗口：在VB中所有控件和窗体都被统称为对象，每个对象的特征都是通过属性来描述的。这些属性既可以在属性窗口中设置，也可以用代码动态的设置。在属性窗口中更加直观、便于初学者使用，但无法动态修改。关于对象的含义我们在会在以后的课程中详细介绍，这里我们只要知道一个概念即可。窗体布局窗口：窗体布局窗口用于指定程序运行时的初始位置，通常是指某个窗体初次打开时其位于屏幕中的位置，这个可以通过鼠标拖拽的方式调节其位置。代码编辑窗口：又叫代码编辑器，用于输入应用程序的代码。每个窗体都有一个代码编辑器，且窗体和代码编辑器是一一对应的关系。通过在对象列表框中选择一个对象/控件，并在过程列表框选择一个过程/事件，系统将会自动创建一个事件过程的框架（开头、结尾），我们只要在中间书写具体的代码即可。定制开发环境：可以在选项卡中，自定义个人喜好，提高开发效率。工具——选项，即可打开选项设置窗口，其中有很多设置项，某些设置的修改，可以极大的提高开发效率。4.4VisualBasic6.0应用程序设计过程通常一个VisualBasic控件应用程序的设计和开发主要工作流程包括:设置应用程序系统运行环境的工程可执行文件以及窗体的工程文件,安置可执行控件,编写可执行控件应用程序代码,以及在控件中保存可执行工程、生成可执行文件等。首先,双击重新打开的编程软件,会在窗口中自动弹出一个显示如下如上图所示的软件新建编程软件安装工程程序界面,我们首先单击选择"标准.EXE",然后再次单击新建软件重新打开的开始按钮,进入VB6.0的编程界面。这就是VB6.0的编程界面，接下来就可以编写程序项目了。首先需要在窗体上绘制出标签控件（Label1）和按钮控件（Command1）。在工具栏中，找到label控件双击，系统会自动在窗体上绘制一个label控件，然后自己调整控件的位置和大小。接着，在工具栏找到commandButtton控件，并在窗体上画出一个，如下图：然后在窗体区，双击command按钮，进入代码编写区，来编写我们所需要的代码，当程序创建完成以后，就是运行程序了，运行之前应该先保存程序，以免运行时出现bug导致编写好的代码全部丢失。程序运行按钮是一个三角的标志，单击即可。第四章系统数据库设计4.1数据库基本概况数据库以一定的组织和管理方式直接存储在传统的电子服务器和计算机的外部数据存储器上,相互关联,冗余度最小,可相互共享,独立性高,能有效保证大量数据采集的安全性和数据的完整性。关系数据库管理信息系统主要是管理组织和用户访问大量数据的一种管理信息系统。它由关系电子商务和计算机管理信息系统(包括硬件和基础的软件)、数据库及其系统的描述处理机制、数据库的管理、用户及其应用程序、数据库管理员等部分组成,面向对象的是数据库管理信息系统和多媒体数据库的管理信息系统。其中,关系数据库的管理系统是一种性能较好的多媒体数据库,access2000是关系数据库的管理系统开发工具,它使用户可以对收集各种数据库的信息进行查询、存储和进行检索。其数据库的优点主要是:(1)access使用数据表示器视图或使用自定义窗体显示收集的信息,可以快速使数据库一目了然。(2)access报表允许用户创建自定义的报表,以便在自己的数据库中实时打印或导出信息。(3)access还提供了一个简单的数据存储库。用户可以通过使用一个桌面管理数据库的文件将这个数据库的文件直接放置在一个网络的文件管理服务器上,并与其他通过这个网络的用户一起共享自己的数据库。VisualBasic6.0作为系统开发工具，具有与Access数据库强大的连接功能，可以方便地调用和访问Access。因此，本系统的后台数据库采用微软公司推出的Access2000。 第五章系统各模块的实现及有关流程图5.1系统模块概述由于本教学系统采用的是一种演示型的教学软件,所演示的系统模块内容主要是我们大学时期所学的计算机过程控制教学系统以及其中的两个个较为成熟经典的分布式算法:PID算法及PID位置式的算法,而且其中两种使用的对象都是普通大学的教师、观看的用户是普通的大学生,所以在使用对象进行系统开发和模块设计的工作时候,必须充分考虑此两种使用对象的具体心理、年龄、性格特点,针对其所具知识结构层面的差异性、相近性、思维表达和发散的能力,以及此两种语言的人际互通性等一些多方面的特点,所以在本教学系统中主要采用了以下的系统模块设计方法和思路:5.2演示系统各界面设计演示系统的操作启动界面是管理与实施整个演示过程的直接环节，教学的演示，内容的设置等很多的行为都是在操作界面完成的。因此，一个合理的操作界面是设计开发整个演示平台功能与效率的基础。其目的在于建立一整套完整的演示教学体系，设计内容包括：系统的启动界面课程选择界面课程演示模块界面5.2.1系统启动界面的实现在系统启动界面里面，运用了进度条控件，通过在Form_Load()事件中编写如下代码：PrivateSubForm_Load()DimiAsLongMe.Picture=LoadPicture(App.Path&"\p.jpg")Label4.MousePointer=99Label4.MouseIcon=LoadPicture("C:\Windows\Cursors\aero_link.cur")Label4.Visible=FalseTimer1.Interval=100Timer1.Enabled=True实现一个虚拟的动态装载程序的过程，如图（1）。在此过程后，用户可以点击界面上的进入系统按钮，即可进入主界面，图（2）所示。图（1）程序的执行过程 图（2）预示加载成功，可以进入主界面5.2.2课程设置界面的实现点击进入系统，进入选课界面。课程设置界面主要由选课模块组成。在这个界面中，用户可以选择课前演示的教学内容。由于不同用户的教学理念和教学过程的不同，具体的软件设计不能完全满足用户的需求，在此期间，教师的教学方法和教学理念会以不同的方式进行相应的调整，而教学对象接受程度的差异也对软件的适应性提出了更高的要求。因此，为了适应计算机教学的发展趋势，绝大多数计算机高级语言教师都可以采用该软件，并创建了该界面。如图（3）所示。图（3）课程设置选择界面为了实现课程选择，在界面上放置了combo控件，以便用户来选择讲授课程。当用户对所选课程进行了“确定”操作后便会进入相应的教学讲授界面。代码如下：PrivateSubCommand1_Click()IfCombo1.Text="Pid算法"ThenForm1.ShowElseIfCombo1.Text="Pid位置式算法模拟"ThenPID.Show5.2.3课程演示模块的实现简单地说，课程选择其实是进入课程讲学的媒介。通过它，用户可以很方便地选择自己所需要的教学内容来实现授课目的。如现在选择了“PID算法演示”，则其教学界面如图（4）图（4）PID算法演示界面利用PID算法在vb中演示了水箱的液位控制，通过图形图像来体现PID算法的控制作用首先，在模块中使用OptionExplicit，强制显示声明模块中的所有变量，即变量只有声明后才能使用，这样，可以避免变量因名称拼写等错误带来的结果错误，并且“OptionExplicit”可以加快程序的运行速度，还可以节省了在程序运行时动态分配变量存储空间的时间。OptionExplicit语法OptionExplicit''SimplePIDLoopSimulator...foreducationaluse.''ByMaxSeim,mlseim@'SystemsControlTechnician,3MCompany,CottageGrove,Minnesota'如果在模块中使用了OptionExplicit，则必须使用Dim、Private、Public、ReDim或Static语句来显示声明所有的变量。Dim后加上所需变量名称，As为变量指定类型，当程序运行时，Dim语句可以根据变量类型来为变量分配内存空间。例如：DiminvalveAsIntegerDimoutvalveAsInteger声明定义水箱的进水出水阀，整形变量。下图为水箱液位控制原理图：水箱液位控制原理图PrivateSubCommand1_Click()命令按钮Command1的Click事件过程，用鼠标点击Command1按钮时，执行这一行下面的多行代码，直到遇到EndSub时结束。也就是上图中ManualControl和AutoControl按钮，用来控制出水的自动控制和手动控制功能。代码如下：PrivateSubCommand1_Click()'GointoMANUALcontrolShape12.FillStyle=0Shape13.FillStyle=1mode=0HScroll2.Enabled=TrueEndSubPrivateSubCommand2_Click()'GointoAUTOcontrolShape12.FillStyle=1Shape13.FillStyle=0mode=1HScroll2.Enabled=FalseEndSubPrivateSubForm_Load()双击窗体的任何一处空白，在启动程序时，初始化，比如赋值语句等。通过PrivateSubCommand3_Click()语句来控制供水的稳定性，通过颜色的填充来直观的看出所控制的内容，代码如下：Ifstability=0ThenShape19.FillStyle=0stability=1ExitSubEndIfIfstability=1ThenShape19.FillStyle=1stability=0supply=2000EndIfLabel38.Caption=supply通过调节P、I、D三个参数的数值，来控制被控对象，并且通过图像的输出，可以直观的观察控制作用，以达到演示PID算法的目的。输出图形框的事件语句PrivateSubPicture1_Click()EndSub通过图像可以看到液位基本可以达到预期的效果，通过整定得到Kp=0.3，Ti=3，Di=10时液位控制比较好，趋于稳定状态。如下图：稳定状态退出第一个课程的演示，通过下拉框控件combol选择第二个课程，PID位置式算法模拟，PID位置式模拟，则是通过数据来体现控制作用Timer控件又被称为计时器控件或者时间控件，通过引发Timer事件，该控件可以有规律的每隔一段时间来执行一次代码，并且通过Timer控件，来实现动态效果，可以触发某些代码，下面是部分Timer控件代码，PrivateSubPIDtimer_Timer()i=i+1Ifi>2Theni=0PIDout=PIDcalc(SVin,PVin)EndSubPrivateSubTimer1_Timer()NowCnt=NowCnt+10IfNowCnt>1000ThenNowCnt=0SDT.Text=NowCntEndSubFunction函数的声明方法：语法PrivateFunction语法块ExitFunctionEndFunctionExitFunction用于提前退出函数过程。As数据类型，用于申明函数返回值的数据类型，缺省时为变体型。在函数体内的语句块中，需要将函数计算结果赋值给函数名，这样在调用该函数时，才能得到正确的返回值。如果没有赋值，则只会返回一个默认值。在模拟界面，用户通过自行设定P、I、D三个参数的数值后，单击启动PID按钮，就可以得到PID输出实数和输出模拟量化值，演示完成后，单击关闭PID按钮，结束本次模拟。PrivateSubStart_Click()Timer1.Enabled=NotTimer1.EnabledPIDCal.Enabled=NotPIDCal.EnabledPIDtimer.Enabled=NotPIDtimer.EnabledIfPIDtimer.Enabled=TrueThenStart.Caption="关闭PID"ElseStart.Caption="启动PID"EndIfEndSub所有演示结束后，单击退出按钮，退出本系统。PrivateSubCommand2_Click()EndEndS