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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張寶凱
研究生(外文):Pao-Kai Chang
論文名稱:基於WIMS之Web介面發展之圖表及方程式編輯系統
論文名稱(外文):Chart-and-Equation Editing System Development Based on Web Interface of WIMS
指導教授:徐偉智徐偉智引用關係
指導教授(外文):Hsu Wei-Chih
學位類別:碩士
校院名稱:國立高雄第一科技大學
系所名稱:電腦與通訊工程所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:數學圖形統計圖表方程式圖形數學方程式光跡繪圖網際網路數學伺服器
外文關鍵詞:pov-rayray tracerinternetmathematic serverWIMSmathematic graphsLatex and equationcgiLinuxchart
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本論文的主要目的,是要在 Linux 平台上,找出透過 Internet 之 Web 介面接取數學方程式與數學圖形輸出的經濟有效之解決方案。

WIMS ( WWW Interactive Mathematics Server )是一個 General Public Licence 的自由軟體。透過 Internet ,它提供使用者數學領域內一些動態服務,其中包括:「虛擬教室」( Virtual Class )、互動式數學功能模組與互動式數學遊戲等等,作為學校正規數學課程之外,學習數學的另外一個可行的管道。

WIMS 的數學方程式輸出以LaTeX為主要後端處理引擎;數學方程式圖形的輸出則端賴 Gnuplot , WIMS 提供 CGI ( Common Gateway Interface ) 及中間的介面程式,用來連接用戶端的使用者與伺服端的應用程式。

本論文針對 WIMS 無法接受中文的缺點,修改其核心程式,讓使用者除了在 Internet 的瀏覽器上能夠閱讀伺服器所提供的中文網頁內容之外,也讓 WIMS 可以接受、處理屬於 Big5 編碼的繁體中文字。

由於 WIMS 的一部分功能模組提供的使用者接面在親和性尚嫌不足,因而本論文提出二個增強親和性的解決方案:一個為「方程式編輯子系統」;另一個是「數學函式繪圖編輯器」。前者讓使用者透過 WIMS 的 Internet 介面獲得正規的數學方程式輸出;後者讓使用者透過 WIMS 的 Internet 介面取得數學函式圖形,二者的使用者介面也獲得改善。

除了上述二個與數學相關的功能模組之外,也另外開發二個與繪圖相關的功能模組:「統計圖表」功能模組與「 3D 光跡追蹤( Ray Tracing )實驗室」。前者讓使用者可以透過 WIMS 的 Internet 介面獲得統計圖表,方便辦公室簡報製作;後者使用 Pov-Ray ( the Persistence of Vision Raytracer )作為後端引擎,讓使用者體驗光跡追蹤原理,也了解光線、物質、貼圖等等關鍵元素對光跡追蹤繪圖之影響。

本論文以 GNU General Public Licence 的 Linux 作為 WIMS 之作實平台,所有後端應用程式也都是 Internet 上的優秀自由軟體,他們優秀穩定的特性,可作為自由軟體在效率與品質的有力佐證。
The main purpose of this thesis is exploring both efficient and economical solutions for accessing mathematic graphs and equations by way of Internet Web Interface on Linux platform.

WIMS ( WWW Interactive Mathematics Server ) is a free software developed by XIAO Gang ( Universit''e de Nice - Sophia Antipolis ) under the terms of the GNU General Public Licence . By connecting to WIMS through httpt request , users accept dynamic services in mathematic domain provided by WIMS . Some services provided by WIMS are : Virtual Class , Online Calculator and Plotter and Mathematical Recreation . As WIMS''s various and aboundant contents , students participate in WIMS activities after school will be a feasible choice besides regular mathematic class in school.

LaTeX is the back end engine for WIMS to produce mathematic equations , while mathematic plotting depend on Gnuplot . Interfaces and CGI provided by WIMS glue both client side request and server side back end applications .

This thesis focuses on some of WIMS shortcomings , which are : unable to handle Chinese character code word , incorrect mathematic equation responses and lack of friendly user interfaces , and find ways for improving by modifies either core source code or functional modules.

To enable WIMS to accept Chinese character code word , we modify wims.cgi core source code. The result is that client side browser display correct Chinese UTF-8 code , LaTeX on server side has the chance to accept traditional Chinese big5 code and output graceful mathematic equation with Chinese statement .

Two interface-improvement solutions were adopted to make client side user interface friendly : Equation Editing Subsystem and Mathematic Function Graphing Subsystem . The former collects all the user selection to give LaTeX a mathematic function statement , while the latter generates a mathematic function to describe a mathematic graph . Both solutions ease the input difficulties during WIMS operating .

Two other graphic related functional modules were created : Chart Plotting and Ray-Trace Graphing . Chart Plotting takes the advantages of dynamic library : libgd.so to create various statistical graphs . The back end engine of Ray-Trace Graphing is Pov-Ray ( the Persistence of Vision Raytracer ) , it constructs a virtual laboratory to explore how some important elements like : light , material and texture ,would have influence on 3D ray tracing graphs .
第壹章、緒論
一、研究動機
二、WIMS:整合網際網路、分享數學資源
三、WIMS的限制與解決方案
四、相關技術背景

第貳章、WIMS 系統解析
一、WIMS 之起源
二、WIMS 系統功能與特性
三、WIMS系統架構

第參章、WIMS 與數學、繪圖相關之功能模組介紹
一、數學函式繪圖模組:animtrace.en之功能架構
二、多項式立體光跡追蹤 ( Ray Tracing ) 繪圖模組:polyray.en之功能架構
三、方程式編輯模組:createxo.en之功能架構

第肆章、對於 WIMS 系統核心與功能模組之改善
一、WIMS 之中文處理擴充功能:修改 wims.cgi 核心
二、數學函式繪圖子系統:改善animtrace.en模組
三、圖表編輯子功能:新增之模組
四、立體光跡繪圖子系統:衍生自polyray.en模組
五、方程式編輯子系統:改善createxo.en模組

第伍章、效能評估
一、WIMS 擴充中文處理之效能評估
二、數學函式繪圖子系統之效能評估
三、立體光跡繪圖子系統之效能評估
四、方程式編輯子系統之效能評估


第陸章、結論及未來研究方向
一、結論
二、未來發展方向
1.網際網路的源起與發展,陳雪華,圖書館與網路資源, http://www.cc.ntu.edu.tw/~network/ch2.html2.Resource Selection and Information Evaluation,Lisa Janicke Hinchliffe,http://alexia.lis.uiuc.edu/~janicke/Evaluate.html3.Perl for Web Site Management,Chapter 21 Where to Go Next,John Callender( O''Reilly & Associate,2002 ),ISBN 1-56592-647-14.Writing Apache Modules With Perl and C,Stein & MacEachern( O''Reilly & Associate,1999 ),ISBN 1-56592-567-x5.WIMS A Server for Interactive Mathematics on the Internet,Gang Xiao ,2 June 19996.國字整理小組十年,謝清俊、黃克東,資訊應用國字整理小組7.寫程式時可能遇到的big-5碼問題,洪朝貴,http://www.cyut.edu.tw/~ckhung/olbook/perl/UTF-8.shtml8.The ISO 8859 Alphabet Soup , Roman Czyborra , http://czyborra.com/charsets/iso8859.html9.中台港澳通用中文內碼介紹,Jason,http://www.cbflabs.com/tec/cbflabs/jason2k0914.htm10.The International Association of Open Systems Professionals : Matt Coffey''s presentation on Mod-Perl , http : //www.uniforum.chi.il.us/slides/mod_perl11.Ray Tracing: Graphics for the Masses , by Paul Rademacher , ACM Crossroads Student Magazine(1997-3.4)12.Persistence of Vision TM Ray-Tracer POV-Ray TM Version 3.1g User''s Documentation,Copyright 1999 POV-Team , May 199913.C++ Plus Data Structures , by Nell Dale(Hones and Bartlett ,1999),ISBN 0-7637-0621-314.I18N:國際化與本土化 , by 謝東翰 15.Information technology - Specification method for cultural conventions ( ISO/IEC JTC1/SC22/WG20 N690 , Date: 1999-06-28 )16.Mathematical Markup Language (MathML) Version 2.0 W3C Recommandation (21,Feb 2001)
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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