可视化计算

第1章 RAPTOR程序设计基础

1.1 程序与算法的基本概念

1.1.1 为什么要学习程序设计

1.1.2 程序设计的发展阶段

1.1.3 为什么要使用RAPTOR可视化程序设计环境

1.1.4 程序设计语言的基本概念

1.1.5 RAPTOR的特点

1.2 RAPTOR基本程序环境

1.2.1 基本符号

1.2.2 变量

1.2.3 常量

1.2.4 输入语句

1.2.5 数据处理语句

1.2.6 过程调用语句

1.2.7 输出语句

1.2.8 注释

1.3 RAPTOR控制结构

1.3.1 顺序控制

1.3.2 选择控制

1.3.3 决策表达式

1.3.4 循环控制

1.4 RAPTOR数组变量

1.4.1 一维数组的创建

1.4.2 二维数组的创建

1.4.3 数组的运算

1.4.4 如何使用数组变量

1.4.5 平行数组

1.4.6 数组应用中的注意事项

1.5 RAPTOR子程序和子图的定义及调用

1.6 计算问题求解的一般过程

1.6.1 理解问题

1.6.2 制定计划

1.6.3 执行计划

1.6.4 回顾与总结

1.6.5 使用计算机进行问题求解：程序开发周期

1.7 小结与回顾

习题

第2章 算法设计与可视化

2.1 算法初步

2.1.1 算法的由来与定义

2.1.2 算法的特性

2.1.3 算法设计的要求

2.2 算法效率的度量

2.2.1 算法效率的基本估算方法

2.2.2 实验验证方法

2.3 算法复杂度

2.3.1 函数的渐近增长

2.3.2 算法时间复杂度定义

2.3.3 推算大O阶方法

2.4 计算的可视化问题

2.4.1 算法设计的可视化

2.4.2 计算过程的可视化

2.4.3 计算问题和结果的可视化

2.4.4 RAPTOR与流程图规范之间的关系与差别

2.5 RAPTOR算法设计常用子程序

2.5.1 随机数的产生与存储

2.5.2 将计算结果存储到文件

2.5.3 从文件中读入基础数据

2.5.4 RAPTOR图形输出

2.5.5 RAPTOR图形窗口中的用户交互

2.5.6 图形输出案例：随机漫步的模拟模型

2.6 小结与回顾

习题

第3章 基本算法和策略

3.1 基本算法

3.1.1 蛮力法

3.1.2 分段函数

3.1.3 递推法

……

第4章 模型化

第5章 排序与查找

第6章 信息论、哈夫曼编码与二叉树

第7章 图论基础与应用

第8章 计算工具的评估和选择

附录A RAPTOR图形操作指南

术语对照表

参考文献

参考网站

本书系统地介绍了使用计算思维进行计算问题求解的核心理念,全书由8章组成,主要内容包括程序设计基础、算法分析要点、基本算法与策略、计算与数据模型、具有数据结构特色的算法以及计算工具的选择和评估。本书以最终用户开发为前提，着重阐述使用计算机科学的基本概念与方法设计计算过程，并充分利用软件工具的特点做到算法设计、运算过程和计算结果的可视化，使用估算和实验方法来分析和验证算法实现的效率。本书的算法设计采用了基于流程图的算法原型设计工具RAPTOR，附录介绍了RAPTOR的图形操作。本书可以作为高校非计算机专业的主要介绍计算思维或计算原理的计算机基础类课程的教材，也可以作为非计算机专业的程序设计、数据结构和离散数学等课程的入门参考书。