基于Matlab Web Server的数值计算算法演示与实现【文献综述】.doc

毕业设计文献综述 电气工程与自动化 基于Matlab Web Server的数值计算算法演示与实现 摘要:数值方法在工程技术领域的应用非常广泛，它已经成为各大工程院校必学的科目之一。MATLAB Web Server是MATLAB的一个组件，它给MATLAB与网络的连接提供了途径。利用它我们可以实现MATLAB与网络的交互。目前有很多研究就是基于这个技术。同时，MATLAB丰富的图像功能和最新的动画制作功能，为算法演示提供了一个非常好的载体。以上技术为算法演示的形象化和网络化提供了可能性。另外，本应用程序在各大领域，都能发挥作用。 关键词:MATLAB；MATLAB Web Server；图像处理与动画设计；数值方法；演示 1、前言 21世纪，人类进人信息时代，数值计算已和理论研究、科学实验并列为科学研究的三大分支。另一方面，计算机已成为科学与工程技术等领域不可缺少的工具。应用数学方法、以计算机作为工具来提高解决各种实际问题的能力是新世纪现代化建设的需要，也是知识更新的必要环节。因此，现在数值计算方法课程几乎已成为所有理工科学生的必修的专业基础课程。这门课程内容丰富、有自身理论体系, 既有纯数学高度抽象性与严密科学性的特点, 又有应用的广泛性与实际实验的高度技术性的特点, 是一门与计算机使用密切结合的实用性很强的课程[1]。 MATLAB 是适合多学科，多种工作平台的功能强大、界面友好且开放性强的大型优秀应用软件，同时也是国内外高等院校高等数学、数值分析、数字信号处理、自动控制理论以及工程应用等课程的基本教学、实验仿真工具。MATLAB 不但拥有强大的数值运算能力，同时也拥有极其出色的图形处理能力。MATLAB绘图功能界面及交互性非常好，作图效果非常理想。无论是二维平面图形还是三维立体图形，都具有非常逼真的效果。另外，MATLAB的不断更新，使之具备了高效、便捷的动画视频处理能力。 网络技术在全世界发展势头非常迅猛，表明了网络终将遍及全世界的每一个角落，每个人都能很容易使用它。随着网络技术的成熟，利用该技术提高教学水平，已经成为当今教育技术发展的潮流。通过网络，实现网上教学，具有教学面广、信息量大，实践性强等特点。同时，也可以突破传统教学课堂的局限性，形成一种主动地、协作的、开放的学习方式。 MATLAB Web Server是MATLAB的一个组件，它给MATLAB与网络的连接提供了途径。用户在自己电脑的输入页面上输出自己想要的数据，计算的结果通过用户设计的输出页面显示在用户的浏览器上[2]。目前有很多基于MATLAB Web Server的应用程序开发研究。 2、研究历史 随着计算机技术的迅速发展，数值方法在工程技术领域中的应用越来越广泛，并且已成为数学与计算机之间的桥梁。要解决工程问题，往往需要处理许多数学模型，这要花费大量的人力和时间，同时许多数学模型无法用解析法得到解，使用数值方法并利用计算机就可以解决这些问题[1]。因此，有关“数值方法”已成为了各高等院校工程类学生必修课程之一。 但是，传统的教学过程中, 长期以来一直采用黑板式的单一教学方式, 缺乏可视化的直观表现, 完全依靠课堂上教师手工的演算和推导, 效率很低, 难以解算复杂的计算问题。而用手工演算来展示数值计算的工作过程, 根本体现不出这门课的特点。学生完全依靠做习题来巩固和理解教学内容, 对课程中大量的应用性较强的内容不能实际动手设计、调试、分析, 严重影响和制约了教学效果。学生把大量精力和时间用于繁杂的手工数学运算, 而未真正理解算法的实质[3]。 而单纯通过MATLAB来直接编程并演示各种算法，效果也并不是很显著。一方面，这需要编程来实现，这对初学者，特别是对算法不理解或者对MATLAB不是很了解的同学，是非常困难的。另外，通常的MATLAB算法程序只会给出结果，具体的中间计算过程需要通过观察程序来学习。也显得很不方便。另一方面，张晓光等人提到，这必须要求每一台电脑都安装MATLAB这个软件。但这样有两个比较明显的不足：①安装耗时且占用内存大；②没有经过处理的Matlab程序只能单机使用，不能共享使用[4]。 3、研究现状 Matlab 的web应用由Matlab web server和Matlab web服务代理两部分组成。Matlab web server是一个多线程可执行的TCP/IP应用程序。Matlabserver.exe是Matlab应用程序运行的服务器环境，负责管理web应用与Matlab间的通讯Matlab web服务代理是一个可执行程序Matweb.exe，一个Matlab web服务器的TCP/IP 客户端，同时也是web的CGI扩展它将对Matlab的请求重新定向到