_数字信号处理_电子习题库的设计与开发

数字信号处理课程教学文档。

《数字信号处理》电子习题库的设计与开发

李红莲　　焦瑞莉　　范京

（北京信息工程学院通信系　　北京　　１００１０１）

摘　要：

设计开发了《数字信号处理》电子习题库，该习题库内容丰富，使用方便，可有效提高学生的学习效率，提高教师的教

学质量。

关键词：数字信号处理　　电子习题库　　开发设计

中图分类号：ＴＰ３９１

文献标识码：

Ａ

文章编号：１６７３－９７９５（２００７）０４（ｂ）－００５７－０２

１　引言

《数字信号处理》是一门实用性强、理论内容丰富且涉及知识面广的课程。它的理论涉及到很多学科知识，同时它又广泛应用于许多科学领域。要求的数学知识多，如微积分、概率统计、随机过程、高等代数、数值分析、泛函理论等都是《数字信号处理》的分析工具；而要求掌握的基础知识强，网络理论、信号与系统、控制论、通信理论、故障诊断等都与之密切相关，都是本课程的理论基础；近来新兴的一些学科，如人工智能、模式识别、神经网络等，也与《数字信号处理》密不可分。可以说，《数字信号处理》是把许多经典的理论体系作为自己的理论基础，同时使自己成为一系列新兴学科的理论基础。

正因如此，对通信、电子信息及控制工程等专业来讲，《数字信号处理》课程是一门极为重要的技术基础课，研究生后续的毕业课题相当多地都将应用ＤＳＰ芯片，无疑学好《数字信号处理》能为学生们打下一个良好的理论基础。然而，这门课程又是一门较难的课程，教师讲授困难，学生学习也困难。究其原因，是因为教材中有众多的数学符号的推导，众多的概念、原理和方法都埋藏在数学符号的堆积中，既使学生感到枯燥，又觉得生涩难懂，以至望而生畏，知难而退。因此，有必要采取有效的教学手段和方法改善这种状况，很多教育工作者都作了有益的尝试，并取得了一些成效。如程佩青教授主持开发了一个数字信号处理多媒体

教程［４］，借助声音、图像来形象地解释概念、原理，取得了一些效果。但是，光有讲解是不够的，还必须通过一定量的习题练习来加深和掌握这些原理和方法。而师生又苦于寻找合适习题的繁琐，因此，建立一个内容丰富、涵盖面广且使用方便的电子习题库是十分必要的。

２　电子习题库的设计方案

２．１　开发工具

编程语言选用功能强大的ＶＣ＋＋，数据库采用Ａｃｃｅｓｓ２０００格式。２．２　数据库涵盖的内容

数据库不仅包含了（经典）数字信号处理的内容，而且包含了（现代）随机信号处理的内容，详见图１。对于每个习题，分别包含题目、答案、评价三部分。２．３　数据库的表现形式

数据库将以树形结构呈献给用户，树根节点（第一级节点）为习题库，　第二级节点为子课程，第三级节点为章节，第四级节点为习题，第五级节点为题目内容。在操作界面上，用户可以显示或隐藏答案，可以添加题目，可以给出评价，详见第三节。

３　习题库的实现

３．１　用Ａｃｃｅｓｓ２０００生成数据库

数据库包含三个Ａｃｃｅｓｓ表：课程（ｃｏｕｒｓｅ＿ｔａｂｌｅ）、章节（ｐａｒａｍｅｔｅｒ＿ｔａｂｌｅ）、习题及答案（ｘｉｔｉ＿ｄａａｎ＿ｔａｂｌｅ）。具体形式见图２

３．１．１用ＶＣ＋＋实现用户操作界面

为了实现《数字信号处理》课程电子习题库的功能，共添加了１１个功能类，每个功能类实现不同的功能，如图３。其中ＣＭａｉｎＦｒａｍｅ是对习题库整体框架的设计，其中包括了添加题目（ＯｎＡｄｄｔｉｍｕ）、退出（ＯｎＡｐｐＥｘｉｔ）、题答同显（ＯｎＢｏｔｈｓｈｏｗ）、关闭（ＯｎＣｌｏｓｅ）、隐藏答案（ＯｎＨｉｄｅａｎｓｗｅｒ）、左边选择题号栏（ＯｎＬｅｆｔＶｉｅｗＳｅｌＣｈａｎｇｅｄ）、修改评价（ＯｎＭｏｄｉｆｙｃｏｍｍｅｎｔ）、显示答案（ＯｎＳｈｏｗａｎｓｗｅｒ）和显示评价（ＯｎＳｈｏｗｃｏｍｍｅｎｔ）等部分，通过这个构建了习题库的基本模式。

在ＣＭａｉｎＦｒａｍｅ中只是构建了习题库的整体框架，而真正要实现各部分功能的话还有在其他的类中具体执行，即ＣＭａｉｎＦｒａｍｅ只是起到了一个“拿来就用”的作用，先以ＯｎＡｄｄｔｉｍｕ为例，在ＣＭａｉｎＦｒａｍｅ中ＯｎＡｄｄｔｉｍｕ的程序代码如下：

ｖｏｉｄ　ＣＭａｉｎＦｒａｍｅ：：ＯｎＡｄｄｔｉｍｕ（）

｛／／　ＴＯＤＯ：　Ａｄｄ　ｙｏｕｒ　ｃｏｍｍａｎｄ　ｈａｎ－ｄｌｅｒ　ｃｏｄｅ　ｈｅｒｅ

ＣＡｄｄＲｓＤｉａｌｏｇ　ｄｌｇＡｄｄＲｓ；ｄｌｇＡｄｄＲｓ．ＤｏＭｏｄａｌ（）；｝

这段代码的功能是产生一个对话框，用以实现添加题目的功能。而具体实现添加题目功能的则是另一部分——ＣａｄｄＲｓＤｉａｌｏｇ，限于篇幅，不在一一介绍。习题库的最终界面如图４。通过点击几下鼠标，用户就可以迅速地找到需要的题目及答案，相对于纸质资料，其方便快捷性大大提高了。

４　结语

本文设计开发了《数字信号处理》电子习题库，该习题库内容丰富，使用方便，可有效提高学生的学习效率，提高教师的教学质量。利用该电子习题库，用户可以方便快捷地找到所需的题目及答案，节省了大量时间。

参考文献

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库的开发．高分子材料科学与工程，２００６，２２（２）：２４７－２５０．

［２］　龙蒙蒙．，陈三清．习题数据库系统的设计

与实现．软件导刊，２００５（２０）：１１－１５．［３］　张应中，罗晓芳，胡宜鸣．孟淑华．工程制图

智能电子习题集软件系统的设计与实现．工程图学学报，２００４（１１）：１０４－１０８．［４］　程佩青．数字信号处理教程（第二版）．北京：

清华大学出版社，２００１．

［５］　程佩青．数字信号处理教程习题分析与解

答（第二版）．北京：清华大学出版社，２００２．

中国科教创新导刊　　Ｃｈｉｎａ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ

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数字信号处理课程教学文档。

浅谈电子书籍版面中空白的虚实空间美

袁勋

（黄冈师范学院艺术学院　　湖北黄冈　　４３８０００）

摘　要：绘画讲究虚实结合，版式设计也要讲究虚实相宜。在电子书籍版面设计中，巧妙地留白，讲究空白虚实之美，有助于更好地烘托主题、渲染气氛、集中视线、加强空间层次，使版面疏密有序、布局清晰。关键词：留白　　空间　　虚实　　层次中图分类号：ＴＶ９８６文献标识码：Ａ文章编号：１６７３－９７９５（２００７）０４（ｂ）－００５８－０１

中国画论当中有：“虚实相生，无画处皆成妙境”，所以“空白”绝对不是一片真空，而是“空无”中具有容乃万物的无限精神，充满了生化聚散的茫茫宇宙之气。

绘画讲究虚实结合，版式设计也要讲究虚实相宜。版面空白，是给版面注入生机的一种有效手段。恰当、合理地留出空白，能传达出设计者高雅的审美趣味，打破死板呆滞的常规惯例，使版面通透、开朗、跳跃、清新，给读者在视觉上造成轻快、愉悦的刺激，视觉也因之得到放松和休息。版面中巧妙地留白，讲究空白虚实之美，有助于更好地烘托主题、渲染气氛、集中视线、加强空间层次，使版面疏密有序、布局清晰，使主题更加的突出。

版式设计是一种艺术创作过程，虚是艺术的生命，是艺术的灵魂，虚实结合，虚实相生，意味无穷。

２　正负形的空间张力

１　空白的空间延展美

空白设计是整个设计的有机组成部分，没有空白也就没有了图形和文字。因此，空白作为一种页面要素，其重要性比单纯的色彩、图形和文字更为重要。空白可以平衡页面，有助于形成充满活力的空间关系和画面效果，空白可以引导视线，强化页面信息。留有大片空白的页面元素容易成为视觉焦点。如图１，版面的简洁，文字与图形形成的对比，强化了版面中书籍形象，大量的留白，形成版面简约的设计风格与活力的空间关系，整个版面使人过目不忘，印象深刻。

之所以把空白作为书籍版面的造型元素，是因为它也具有形象的特点，因此在电子书籍版式中必须注意留白的形式、大小及其与图形、文字的渗透关系。其形式、大小、比例决定了版式设计的质量和信息传达的能力。如图２，整个版面为一种左满右空，左实右虚分得结构，版面中右边的留白与左边的图形出血，一张一弛，以一种对比的关系相互依存，动态的实体元素得到了更好的舒展，空白与实体版面造型元素相互依存，使其在视觉上产生动感，获得张力。

正负图形是一种更有意味的空白。正与负是相对的，没有正就没有负，没有虚就没有实，正形与负形相互借用，相得益彰，充

４　结语分发挥视觉功效，传达信息。通过图与底反

转表现出来的空间，具有新颖独特、耐人寻空白不是空间的挥霍和浪费，而是视觉味的视觉效果，又能在一种形态的结构中产设计的需要和有机组成部分，其重要性不亚生两种形态的组织，以一个设计表达出两层于色彩、图形和文字。因为有和无、虚和信息。同时，正负图形也构成空间关系，使实是通过相互对比、衬托才有的，没有空白形态变测；又构成了形与形之间最为严密、也就不能突显图形和文字的存在。空白可以充实的契合关系。在电子书籍版面文字的组平衡页面的轻重、虚实，而且　“虚”与合上，负空间是指除字体本身所占用的画面“实”的空间对比也有助于形成充满活力的空间之外的空白，即字间距及其周围空白区空间关系和视觉效果。在中国传统绘画中，域。负空间与文字实形相互依存，使实形在空白有着相当大的作用，它不同于一般意义视觉上产生动态，获得张力。如图３。上的空白，它同笔墨相联系，实际上是绘画

负形留白的感觉是一种轻松、巧妙地留作品艺术整体的有机构成部分。空白的表现白。讲究空白之美，是为了更好的衬托主力丰富，同时又使笔墨生动灵妙，无怪乎古题，集中视线和拓展版面的视觉空间层次，人所说“形得之于形外”、“计白守黑”。以形成简约、紧凑的版面效果。在电子书籍同样，在电子书籍版式设计中，“有形”的版面中，利用各种方式手段引导读者的视表现固然重要，“无形”的部分更值得推线，并给读者恰当留出视觉休息和自由想象敲，在安排图形图像、文字的位置和进行大的空间，使其在视觉上张驰有度。小变化时，应该考虑空白的位置和大小；在

斟酌图形图像、文字之间的呼应关系时也应该考虑空白的呼应，这才能赋予空白以生３　虚实的空间层次美

机。让读者在形态的“形而上”中感悟到版面中的虚，可以是空白，也可以是细

一种虚灵的美。弱的文字、图形或色彩，这要面而定。通

常版面为了强调主体，可有意将其他部分削

参考文献弱为虚，来衬托主体的实，留白是版面虚处

理的一种特殊的手法。版面中的虚实关系为［１］　朱国勤，倪伟，王文霞．编排设计［Ｍ］．上海：以虚衬实，虚由实托，如图４。上海人民美术出版社，２００２．

虚可生意造境。神韵雅逸，虚实结合，［２］　吕曦．版面设计新体验［Ｍ］．重庆：重庆出才能灵动深远，境发象外，意发其中。虚版社，２００２．的实处理也如小说、影视中的配角人物，是［３］　董红羽，杨清明．空间布局［Ｍ］．南昌：主体人物的衬托，在小说、剧本中，配角江西美术出版社，２００３．人物要写活、演活，但不能喧宾夺主。在［４］（英）鲁道夫．阿恩海姆．艺术与视知觉电子书籍版式设计中，也应该注意主次的层［Ｍ］．重庆：四川人民出版社，２００２．次感，将一些实的东西虚化，但要虚得有意味，将虚的东西物化，与整体合拍。如图５，将版面视觉中心的人物形象虚化并稍加做变形处理，安排在版面的左下侧，平衡整个版面的构图，并给版面增加了丰富的空间层次感。

柔和的灰色调的使用也是一种虚的处理方式。如果文字作为黑，空白为白，柔和

的灰色调便可作为二者的调节因素，成为虚的一种表现形式，一种过渡形式，它能丰富版面内容，增加版面的层次感。

［６］　丁玉美．高西全．数字信号处理（第二

版）．西安：西安电子科技大学出版社，２００３．

［７］　姚天任．数字信号处理学习指导与题解（第二版）．　武汉：华中科技大学出版社，２００５．［８］　张贤达．现代信号处理（第２版）．北京：清

华大学出版社，２００２．

［９］　张贤达．现代信号处理习题与解答．北京：

清华大学出版社，２００３．

［１０］　林慕新．　Ｖｉｓｕａｌ　Ｃ＋＋６．０实例教程．　北

京：电子工业出版社，１９９９．

［１１］　杨一平．　Ａｃｃｅｓｓ　２０００实用技能．　北京：

清华大学出版社，２０００．

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中国科教创新导刊　　Ｃｈｉｎａ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ　Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ　Ｈｅｒａｌｄ

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