北邮计算机课程设计案例.ppt

1、教学案例之课程设计,案例清单,0和1的世界 简单通信协议 语音信号分析和处理 图像处理与识别软件设计 加密和解密 压缩编解码 通信协议的理解与扩展 信息管理系统的设计与实现 彩色控制台游戏,2-3人一组，自由组合 提交：程序、文档（包括阶段报告文档） 上传地址： 31，初始用户名和密码都是学号 指导老师的联系方式（最好是发短信约时间） 刘瑞肖许桂徐雅苏黄平0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶

2、段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,案例一、0和1的世界,总体描述 0和1，谁都认识，但感觉亲切吗？为什么单单说他俩呢？因为迄今为止，所有的计算机都是电子数字计算机，它们只认识0和1。我们每天都会和计算机打交道，怎么交流的呢？电子世界里只有0和1，代表低电平、高电平，所以我们的数学课要学习二进制。但是，如此简单的0和1的世界，怎么代表如此纷繁复杂的现实世界呢？如何表示文字？又如何表示图片、视频、声音？怎么保存？怎么传输？该案例带领我们逐步解答这些问题。,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,阶段一： 阶段

3、目标： 理解计算机只认识0和1，理解文件存储格式 知识点： 首先，文字、声音、图像都需要编码，如ASCII码，汉字内码，就连“数”都得有编码格式，如带符号数、浮点数。“Hello world!”在磁盘上保存的是：48 65 6C 6C 6F 20 77 6F 72 6C 64 21；“该回家吃饭了！”，在磁盘上保存的是：B8 C3 BB D8 BC D2 B3 D4 B7 B9 C1 CB A3 A1 其次，文件要按一定的格式存储，如txt文件的格式、word文件的格式、bmp文件的格式、pdf文件格式,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例

4、一、0和1的世界,阶段一： 实践操作： 用FlexHEX或者UltraEdit打开四种文件，查看文件内容； 上网查找html文件、word文件的格式规定； 上网查找bmp文件的格式规定； 改变bmp文件的颜色等内容并保存，再用FlexHEX或者UltraEdit打开查看，思考内容的变化，思考文件大小的区别 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回答、学习的心得。,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,阶段二： 阶段目标： 编程实现文件格式转换 知识点： 文件输入/输出流类库 文件格式 示例程序 实践操

5、作： 编程读写文件，先读取某种格式的文件，如html文件，然后保存为pdf文件。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码、转换格式的文件，设计文档的内容包括：系统功能描述、流程图等,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,阶段三： 阶段目标： 理解信源编码 知识点： 因为计算机只能识别0和1，现实生活中的信息都需要数字化，比如图片、视频、录音，都需要采样/量化/编码。 以最简单的图片文件为例，怎么样编码能够在存储时占用的磁盘空间少？同样道理，在通信中传输的信息少点（信源编码研究的问题） 压缩编码，有损/无损，图片可以有损压

6、缩,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,阶段三： 实践操作： 编程实现某压缩编码算法，软件可以完成压缩/解压； 或者自己定义压缩、解压方法，有损/无损读写文件，编程实现完整的软件。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码、压缩前原文件、压缩文件、解压后的文件，设计文档的内容包括：系统功能设计、流程图、压缩/解压算法描述等,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,阶段四： 阶段目标： 用磁盘错误率模拟通信信道，理解信道编码，以及与信源编码的区别 知识点：

7、 由0和1组织成都文件都保存在磁盘上，我们假设磁盘是不会出错的，磁盘的错误率为10-9。但是，如果硬盘不可靠，我们该怎么办呢？ 对比到通信中，要传输时，信道是有一定的错误率的，所以需要信道编码,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,阶段四： 实践操作： 编写磁盘错误率/信道错误率模拟软件； 编程实现某信道编码算法，软件可以完成编码、/解码功能。 任一原文件，经过编码后，由模拟软件读写一次，然后解码，验证与原文件内容匹配程度。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括模拟软件源代码、编码、解码软件源代码，设计文档的内容包括：系统功

8、能描述、算法描述、性能描述等,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,目标成果 功能描述： 探讨文件保存格式，编写文件格式转换软件 探讨图像文件的压缩编码并编程实现 探讨信息传输中的误码，并编程验证性能 系统分析： 系统架构： 文件格式选择菜单： 编解码算法选择：,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例一、0和1的世界,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法 软件界面 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,0和1的世界 基本信息 总体描述 阶段

9、一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,案例二、简单通信协议的设计与实现,总体描述 通过本项目的实践，学生从最初理解通信协议的抽象概念，逐步过渡到可以使用协议，按照协议编程实现，并进一步能够设计简单的协议。,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,阶段一： 阶段目标： 了解计算机网络通信协议的基本概念，了解OSI参考模型的含义。了解一般通信协议术语的含义。 知识点： 什么是协议，计算机网络

10、通信协议的基本概念 网络通信协议是网络中进行通信的规则的集合。 通信协议规定通信什么时间开始，什么时间结束，规定通信的数据格式。 如果通信的双方没有共同的通信协议，通信就不能顺利进行，因此，在网络中需要进行通信的计算机都要遵守相同的通信协议。 OSI参考模型 TCP/IP协议簇 常用协议的概念,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,阶段一： 实践操作： 抓包 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回答、学习的心得。,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果

11、,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,阶段二： 阶段目标： 理解Simple Mail Trans Protocal，尝试编写邮件客户端程序。 知识点： Simple Mail Trans Protocal 类的封装性 实践操作： 按照Simple Mail Trans Protocal编写简单的邮件客户端程序，能够发送邮件。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码等，设计文档的内容包括：系统功能描述、流程图等,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,阶段三： 阶段目标： 进一步理解Simple Mai

12、l Trans Protocal，编写功能完善的邮件客户端程序，尝试编写邮件服务器。 知识点： Socket编程 文件操作编程 实践操作： 使用Socket编程，编写功能完善的邮件发送程序，设计界面，可以发送给多人、发送附件等。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码等，设计文档的内容包括：系统功能描述、流程图等,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,阶段四： 阶段目标： 根据自己的兴趣，自行设计简单的应用层协议，比如，设计网络聊天协议，或者串口应用层协议，并实现。 知识点： Socket编程 串口编程 实践

13、操作： 把自定义的协议编程实现，进行Client/Server通信。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码等，设计文档的内容包括：系统功能描述、流程图等,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,目标成果 功能描述： 以SMTP为例，理解简单的通信协议，编程实现协议 自行设计简单的应用层协议，并编程实现 系统分析： 协议设计 系统架构,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例二、简单通信协议的设计与实现,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法

14、软件界面 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,简单通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,案例三、语音信号分析与处理,总体描述 。,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,阶段一： 阶段目标： 了解声音文件的形成过程，了解声音文件的存储格式 知识点： 声音文件的采集 声音的采集有多种途径，比如：可以使用麦克风、声卡采集；还可以使用MP3播放器来采集。

15、声音文件的存储格式 声音数据是以文件的形式保存在存储器上，常见的文件格式是wav和mp3。下面介绍wav文件,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,阶段一： 实践操作： 利用麦克风、声卡、计算机，以不同采样率（4KHz、8KHz和16KHz等）录制现实声音，可以是音乐，也可以是人声； 回放录制的声音，体会不同采样率对声音文件质量的影响； 利用支持二进制文件显示的软件，如UltraEdit、VC（VS）等查看wav格式声音文件，分析得到录制文件的基本信息。 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回

16、答、学习的心得。,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,阶段二： 阶段目标： 编程读写wav文件，获取声音数据的基本信息。 知识点： wav文件的描述 wave文件的格式由如下结构体定义 C/C+文件操作 实践操作： 用C/C+编程实现wav文件的读取和相关信息的显示。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码等，设计文档的内容包括：系统功能描述、流程图等,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,阶段三： 阶段目标： 用VC（VS），以及面向对

17、象的方法实现一个完整的wav语音分析和处理软件 知识点： 面向对象的编程思路 VC（VS）相关的编程知识 wav文件的读取，显示，声音的播放 可添加最简单的语音信号分析功能，如：短时能量、短时过零率等 实践操作： 用C+、VC（VS）实现上述功能 要求： 提交程序和设计文档,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,阶段四： 阶段目标： 掌握各种针对语音数据的基本分析和处理算法，如对语音的内插和抽取，时域特征提取（短时能量、短时过零率等），频域特征提取（共振峰、语谱、MFCC系数、LPC系数等），基音频率的提取，等等。 知

18、识点： 实践操作： 使用matlab实现相关算法。 要求： 提交程序和设计文档,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,目标成果 功能描述： 系统分析： 系统架构： 文件格式选择菜单： 编解码算法选择：,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例三、语音信号分析与处理,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法 软件界面 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,语音信号分析 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,图

19、像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,案例四、图像处理与识别软件设计,总体描述 让计算机像人一样认识世界是不是很神奇?比如，计算机自动识别图片中的文字、照片中的人等。而这些已经成为现实，所使用的技术包括图像处理、模式识别等。本案例就是一步一步从简单的理解图像、分析图像、相关处理算法、识别算法到最终软件的设计。,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,阶段一： 阶段目标： 了解图像文件存储格式，不同存储方式的特点。 知识点： 图像的概念 像素、分辨率

20、、图像格式的概念 图像有损压缩、无损压缩的概念 图像的基本处理方法,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,阶段一： 实践操作： 使用windows自带的画笔程序，简单编辑图像，存储不同格式的图像，比较相应的图像质量，比较文件大小。 使用windows自带的画笔程序，对图像进行简单的处理，如放缩、图像大小的调整、灰度变换、二值化等。 使用Photoshop图像处理软件，对图像进行各种基本操作，如灰度变换、锐化、平滑、叠加、照片编辑等处理。 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回答、学习的心得。,

21、图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,阶段二： 阶段目标： 学会使用OpenCV开发包对图像进行简单的处理。 知识点： OpenCV的配置方法 使用OpenCV打开、保存、关闭一个图像文件的方法 使用OpenCV对图像文件进行简单处理的方法 示例程序的讲解 实践操作： 使用OpenCV打开、关闭一个图像文件，保存为指定格式的文件。 使用OpenCV对图像文件进行简单处理。 要求： 提交程序、设计报告,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,阶段三

22、： 阶段目标： 理解bmp文件格式，自己实现C+对bmp文件文件操作的类库，完成对图像文件的特定处理算法，如锐化、平滑、haffman编码压缩等 掌握使用OpenCV对图像实施各种处理算法的方法。 知识点： Bmp文件格式 Huffman编码，压缩算法 各种图像处理算法 软件发布方法 实践操作： C+编程，实现bmp文件的基本操作和处理。 OpenCV编程，各种图像处理算法的测试 构建可发布的软件包 要求： 提交程序、设计报告,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,阶段四： 阶段目标： 掌握各种高级图像处理算法，如离散

23、余弦变换，傅立叶变换、边界提取、纹理特征提取等,掌握OpenCV对视频的简单处理。 掌握OCR相关技术，包括特征提取、降维、分类识别算法等 掌握OpenCV中高级操作函数,如视频中的人脸跟踪人脸识别等 知识点： 离散余弦变换，傅立叶变换 模式识别基本算法：特征提取、降维、分类 实践操作： 字符识别（或人脸识别）功能 要求： 提交程序，设计报告,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,目标成果 功能描述： 实现图像处理与识别软件 可以对字符或人脸进行自动识别 界面友好 系统分析： 系统架构： 文件格式选择菜单： 编解码算法

24、选择： 识别算法选择,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例四、图像处理与识别软件设计,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法 软件界面 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,图像处理 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、加密和解密,案例五、加密和解密,总体描述 无论是对公司还是国家，情报工作的重要性和秘密泄露的严重后果不言自明，窃取和反窃取每时每刻都在进行着PK。在电子和网络无处不在的今

25、天，我们要研究如何对信息进行加密和解密。最简单的就是对文件进行加密/解密，无论是保存还是传输就都放心多了。目前流行的数字水印技术，把秘密信息隐藏在一幅图画中，隐蔽性更好。让我们来尝试实现这些技术。,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、加密和解密,阶段一： 阶段目标： 读取文本文件的内容，对其进行加密，保存为另一个文件作为“密文”。按加密的逆过程进行解密。若不知道如何加密时该如何破解？ 知识点： 简单加密：文本文件的内容是每个字符的ASCII码，如果给字符的ASCII码加一个固定值变为另一个ASCII码，这样就把文件内容变为“密文”，无法读

26、成通顺的语句了。 如果知道加密算法是“ASCII码加一个固定值”，那么解密很简单。 破解密文；如果能猜到加密算法是“ASCII码加一个固定值”，更进一步，如果找到规律，利用空格字符断词断句，破解过程也很简单。 任何破解工作若不限定时间期限，一定能实现。,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、加密和解密,阶段一： 实践操作： 编写加密程序，使用简单加密算法给文本文件制作密文。编写相应的解密程序。编写相应的破解程序。 对简单加密算法进行改进，比如：不使用“固定值”，或者按照某“密码本”对照转换ASCII码，使破解工作难于实现。编写加密程序、解密

27、程序。也尝试编写破解程序。 要求： 提交程序和设计文档。,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、加密和解密,阶段二： 阶段目标： 把文本信息隐藏在图像文件中：文本信息远小于图像文件大小。 知识点： Bmp文件的格式，文件头部分必须保持不变。 把需要保密的信息如“该回家吃饭了”隐藏在图像中，让图像看上去没变，还能使用逆过程把秘密信息找回来。 实践操作： 编程实现“隐藏起来”。 知道隐藏算法的情况下，编写恢复秘密信息的程序。 要求： 提交程序和设计文档,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、

28、加密和解密,阶段三： 阶段目标： 研究密钥分发，理解公钥、私钥。 知识点： 实践操作： C+编程，实现 要求： 提交程序和设计文档,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、加密和解密,目标成果 功能描述： 对文本文件进行加密/解密/破解 把文本信息隐藏在图像文件中 数字水印： 密钥分发： 系统分析： 系统架构： 文件格式选择菜单： 加密/加密算法选择：,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例五、加密和解密,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法 软件界面 系统实现： 流程图

29、问题解决 扩展功能和性能分析：,加密和解密 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,案例六、压缩编解码,总体描述 数据压缩是指在不丢失信息的前提下，缩减数据量以减少存储空间，提高其传输、存储和处理效率的一种技术方法。或按照一定的算法对数据进行重新组织，减少数据的冗余和存储的空间。由于计算机中的数据都是经过二进制编码存储的，所以根据数据特征，对数据进行更高效的编码，就实现了数据压缩的目标。 数据压缩包括有损压缩和无损压缩。一般来说对于文档类的数据采用无损压缩；对

30、于音频、视频、图像类的数据采用有损压缩。,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段一： 阶段目标： 理解各种不同文件的压缩格式 知识点： 了解压缩比的概念，即文件大小在压缩前与压缩后的差异，通常压缩比定义如下： 压缩比 = 压缩后大小/压缩前大小 压缩比越小，则压缩效果越好,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段一： 实践操作： 下载Windows平台的常用压缩软件：WinRAR或者WinZIP，并进行安装； 任意使用一篇文本文档、Word文档或bmp图像文

31、件，使用压缩软件进行压缩； 查看压缩前和压缩后文档的属性，找出压缩前文档大小和压缩后文档的大小进行对比； 注意压缩文件的格式 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回答、学习的心得。,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段二： 阶段目标： 编程实现简单文件压缩 知识点： 二进制文件输入/输出流类库 行程编码算法 行程编码是二值图像的一种编码方法，对连续的黑、白像素数以不同的码字进行编码。其方法是存储一个像素值以及具有相同颜色的像素数目，常用RLE（Run-Length Encoding）表示。该压缩编

32、码运算简单，解压缩速度快。,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段二： 实践操作： 学习使用VS2005的集成环境，并学习基本的C+语法，了解行程编码的基本原理； 使用Windows操作系统提供的画笔简单进行一个黑白图像的创造，并保存； 编程实现行程编码算法 使用该算法对之前创建的黑白图像的BMP文件进行压缩，并保存压缩后的文件 比较行程压缩算法的压缩效果 要求： 提交程序和设计文档。,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段三： 阶段目标： 理解数据压缩原

33、理 知识点： 按位运算的操作和实现方法 Huffman编码的原理和算法 了解基于统计的压缩方法的适用范围以及压缩效果，并进一步改进。,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段三： 实践操作： 编程实现Huffman压缩编码算法，软件可以完成压缩/解压； 比较文件压缩前后压缩比，并进行算法改进 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码、压缩前原文件、压缩文件、解压后的文件，设计文档的内容包括：系统功能设计、流程图、压缩/解压算法描述等,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、

34、压缩编解码,阶段四： 阶段目标： 了解基于字典的压缩编解码的原理 知识点： LZ77/LZ78数据压缩原理和算法 了解基于字典的压缩方法的优缺点，以及压缩效果。 LZW数据压缩原理和算法 了解基于字典的压缩方法的优缺点，以及压缩效果。,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,阶段四： 实践操作： 编程实现LZ77或LZ78压缩编码算法，软件可以完成压缩/解压； 编程实现LZW压缩编码算法，软件可以完成压缩/解压； 比较这两种文件压缩算法的压缩比，并与Huffman编码压缩进行比较。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括模拟软件源代

35、码、编码、解码软件源代码，设计文档的内容包括：系统功能描述、算法描述、性能描述等,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,目标成果 功能描述： 探讨文件压缩格式，编写文件压缩软件 进一步探讨无损压缩和有损压缩算法的编程实现 系统分析： 系统架构： 文件格式选择菜单： 编解码算法选择：,压缩编解码 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例六、压缩编解码,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法 软件界面 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,压缩编解码 基本信息 总体

36、描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,案例七、通信协议的理解与扩展,总体描述 通过本项目的实践，学生从最初理解通信协议的抽象概念，逐步过渡到可以 使用协议，可以修改协议的层次，达到对通信协议比较深入的理解。,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,阶段一： 阶段目标： 了解计算机网络通信协议的基本概念，了解OSI参考模型的含义。了解一般通信协议术语的含义。 知识点： 什么是协议，计算机网络通信

37、协议的基本概念 网络通信协议是网络中进行通信的规则的集合。 通信协议规定通信什么时间开始，什么时间结束，规定通信的数据格式。 如果通信的双方没有共同的通信协议，通信就不能顺利进行，因此，在网络中需要进行通信的计算机都要遵守相同的通信协议。 OSI参考模型 TCP/IP协议簇 常用协议的概念,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,阶段一： 实践操作： 抓包 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回答、学习的心得。,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例

38、七、通信协议的理解与扩展,阶段二： 阶段目标： 学生从代码层级初步学会使用通信协议，并根据自己的需求，自行设计简单的应用层协议。 知识点： Socket编程 文件操作编程 实践操作： 使用Socket编程，完成文件的传输，删除，查询等功能，以及UDP数据流的传输与播放。 要求： 提交程序和设计文档，程序包括源代码等，设计文档的内容包括：系统功能描述、流程图等,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,阶段三： 阶段目标： 通过仿真工具，学生从协议代码层级理解通信协议。 知识点： NS2仿真工具的安装与使用 NS2仿真环境下T

39、CP/IP协议的理解和实现 实践操作： NS2仿真环境下TCP/IP协议的理解和实现 要求： 提交仿真程序和性能分析文档,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,阶段四： 阶段目标： 根据已有知识，学生理解无线环境下TCP协议面临的问题，并就当前解决该问题提出的新协议进行仿真验证和分析，从而通过该项目，加强巩固学生对通信协议的理解，并培养进一步分析问题，解决问题的能力。 知识点： 无线环境下TCP协议面临的问题及其改进措施 实践操作： 针对无线环境下TCP协议的改进算法进行仿真验证，至少实现三个相关算法，并结合吞吐量，公平

40、性，友好性等指标分析各算法的优劣，并未进一步解决方案提出解决思路。,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,目标成果 功能描述： 验证性能 系统分析： 系统架构： ：,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例七、通信协议的理解与扩展,目标成果 系统设计： 数据结构：逻辑结构、存储结构 算法 软件界面 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,通信协议 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段

41、二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,案例八、信息管理系统的设计与实现,总体描述 数据处理是计算机应用中的一个重要组成部分，如何能让计算机帮助我们更有效地对各种形式、大量的、原始的数据进行存储、维护和检索，从而可以提取出对人们有价值的信息呢？在形形色色的信息管理系统中数据库技术必不可少，本案例从实际需求出发，让大家体会数据库管理系统的重要性，思考它背后的工作原理。,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,阶段一： 阶段目标： 通过实际的操作，理解数据库系统的组成，包括数据库、数据

42、库管理系统、数据库应用及它们之间的关系 知识点： 数据库由DBMS处理，DBMS则由开发人员和用户通过应用程序直接或间接地使用。 数据库的概念、类型及模型 数据库中存放着用户数据，关系数据库将数据存放在被用户视为表的关系中，关系由记录和字段组成 表的联系分成一对一、一对多和多对多 可以使用SQL语言中的SELECT语句检索关系数据库中的数据,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,阶段一： 实践操作： Microsoft Access是关系型的桌面数据库管理系统（RDBMS），利用它提供的范例数据库，认识数据库、表

43、、表中存储的数据及类型、表之间的关系；在此基础之上利用查询来获取所需要的数据，设计窗体方便用户浏览和编辑数据，并以报表的形式打印出来。 使用Access的图形查询构造器构造不同类型的查询，并使用SQL视图查看其对应的SQL语句，理解并模仿编写能完成简单查询的语句。 模仿示例，设计出一个简单的数据库应用系统，实现3个表：学生信息、课程信息、选修信息，可以方便用户完成数据的存储、检索和维护。 要求： 提交实践报告，报告内容包括操作截图、学到的知识、问题的回答、学习的心得。,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,阶段二

44、： 阶段目标： 用VC+作为数据库前端开发工具，开发简单的数据库应用程序 知识点： 面向对象程序设计 使用MFC编写Windows程序 ODBCVC中访问数据库的技术 实践操作： 用VC+编程实现“阶段一”所设计的简单的数据库应用系统 要求： 提交程序和设计文档。,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,阶段三： 阶段目标： 通过实例学习关系数据库设计，包括完整的设计过程及设计理论。 掌握关系数据库标准语言SQL 在阶段一的基础上，进一步学习使用大型的RDBMS创建、管理数据库。 知识点： 实体-联系模型 规范化

45、数据库对象：表、视图、索引、主码、外码、数据完整性、存储过程和触发器等,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,阶段三： 实践操作： 对学生选课管理系统进行需求分析和简单ER图方法相结合，图示数据库结构，并检查是否为规范化的。 用RDBMS创建数据库，输入一些数据，用SQL语句直接对数据进行存储、检索和修改等操作。 要求： 提交设计文档，包括数据库结构的详细设计 提交编写的SQL语句，及使用它们查询到的数据的截图 提交编写的触发器和存储过程的源代码，并说明它们实现的功能,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶

46、段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,阶段四： 阶段目标： 在前面几个阶段的基础上，设计并实现一个小型的数据库应用系统 知识点： C/S模式应用系统、前端开发工具 B/S模式应用系统、前端开发工具 用户界面的设计规则 实践操作： 选择相应的模式及前端开发工具，在“阶段三”的基础上，完成系统功能部分的设计及实现。 要求： 提交设计文档，包括系统功能结构及功能描述、系统的业务流程，并提交应用程序的源代码。,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,目标成果 功能描述： 所开发的信息系统使用数据库技术，可满足相关应用领域对数据管理的需求。 系统分析： 系统架构： 维护功能选择菜单： 查询功能选择菜单：,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,案例八、信息管理系统的设计与实现,目标成果 系统设计： 数据库结构设计：逻辑结构、物理结构 应用程序界面设计 功能模块设计 系统实现： 流程图 问题解决 扩展功能和性能分析：,信息管理系统 基本信息 总体描述 阶段一 阶段二 阶段三 阶段四 目标成果,返回目录,彩色控制台游戏