117 高尔顿钉板试验动态图形软件的设计与制作

《117 高尔顿钉板试验动态图形软件的设计与制作》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、２０１５年２月第３４卷第２期洛阳师范学院学报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｕｏｙａｎｇＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｅｂ．，２０１５Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．２高尔顿钉板试验动态图形软件的设计与制作武新乾，张翠霞，轩凤霞（河南科技大学数学与统计学院，河南洛阳４７１０２３）摘要：为了更加直接形象地认识和理解高尔顿钉板试验的过程和结果，基于ＭＡＴＬＡＢＧＵＩ编制了高尔顿钉板试验动态图形软件．该软件界面友好，通过输入相关参数即可观测到高尔顿钉板试验的演示过程，这对中心极限定理的教学起到了良好的辅助作用，达到了理想的效果．关键词：高尔顿钉板试验；ＭＡ

2、ＴＬＡＢＧＵＩ；回调函数中图分类号：Ｏ２１１．４；ＴＰ３１１．１文献标识码：Ａ文章编号：１００９－４９７０（２０１５）０２－００７５－０４在概率论与数理统计研究中，高尔顿钉板试验［１］本文基于ＭＡＴＬＡＢＧＵＩ来设计和制作高尔顿钉是一种经典的古典概型，试验模型如图１所示．板试验动态图形软件．该软件界面友好、使用方便，使用者可以自主输入参数来模拟高尔顿钉板试验．1MATLABGUI简介［4－5］ＧＵＩ（ＧｒａｐｈｉｃａｌＵｓｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ）是ＭＡＴＬＡＢ自带的图形用户界面设计工具，可以开发出友好的用户界面．ＧＵＩ控制面板

3、包含多种控件，如坐标轴、可编辑文本框、静态文本框和单功能键等，用户可以图1高尔顿钉板试验在高尔顿钉板上方让小球自由下落，当小球每次碰到钉板时等可能地落入左右两侧，最后落入板底的某个槽里，而小球落入哪个槽里事先无法确定．当小球个数足够多时，最后各个槽里小球的顶端的曲线情况类似于正态密度曲线，可以形象地说明中心极限定理．为了模拟高尔顿钉板试验，聂燕基于ＶｉｓｕａｌＢａｓｉｃ语言讨论了高尔顿钉板试验的算法实现和试［２］根据自己的需要选择控件．激活ＧＵＩ文件将得到一个ＦＩＧ文件和一个Ｍ文件．ＦＩＧ文件是对ＧＵＩ图形窗口及其子对象的完全描述

4、，Ｍ文件则负责ＧＵＩ设计中的控制函数．表１中给出了高尔顿钉板试验动态图形软件设计所用到的控件及其作用说明．2软件制作2．1静态界面制作过程验分析，然而，该文献侧重于算法实现，并没有高尔顿钉板试验动态图形软件设计的界面分为提出设计可视化的操作界面．网络上给出了演示高［３］四个部分：功能按钮区、参数输入区、概率分析区尔顿钉板试验的课件，有可视化操作界面，但钉和图形显示区（如图２所示）．用户手动输入参数来板层数固定，且小球落入钉子右边概率只有４种选择，也没有给出理论概率与频率的对比结果．为了避免这些限制条件，有必要设计和制作出一

5、种更加灵活实用的可视化软件．演示高尔顿钉板实验，钉板层数、小球个数和偏左概率都可自主选择，并且演示速度可以自行调整．软件使用方便，可以实现理想的人机交互．收稿日期：２０１４－１０－３０基金项目：地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目（２０１３１０４６４０４８）；河南科技大学实验技术开发项目（ＳＹ１３１４０３２）；河南科技大学教育教学改革研究计划项目（２０１３Ｙ－０７６）．作者简介：武新乾（１９６９－），男，河南中牟人，博士，副教授．研究方向：数理统计与应用．·７５·洛阳师范学院学报２０１５年第２期表1ＭＡＴＬＡＢＧＵＩ中的部分控

6、件及其作用说明控件类型控件名称控件特征及功能上带文字标识的矩形，“按”“放”操作时会引起凸凹变化，点击时产ｐｕｓｈｂｕｔｔｏｎ单功能键生一个动作，单功能选用ｐｏｐｕｐｍｅｎｕ弹出框带垂直滚动条的长条形文本框，多项“互斥”功能选用凹型方框，可使合法的ＭＡＴＬＡＢ语句、程序输入运行，可随意输入ｅｄｉｔ可编辑文本框运行指令程序ｔｅｘｔ静态文本框凹型方框，其中的文字纯粹作注释说明ａｘｅｓ坐标轴用于显示图形或图像ｐａｎｅｌ面板ＧＵＩ对象容器，可将同类的控件集中到一起为用户提供由两个或多个互斥选项组成的选项集，当用户选择某单ｒａｄｉｏｂｕｔ

7、ｔｏｎ单选按钮键选按钮时，同一组中的其他单选按钮不能同时选定ｔａｂｌｅ表格用于制作表格图2高尔顿钉板试验动态图形软件界面制作此软件时，首先在纸上大致画出软件界面，然后将所需控件拖入图形显示区，调整好各个控件的大小并编辑属性．具体步骤如下：（１）建立两个坐标轴（ａｘｅｓ），一个用于显示小球在钉板上下落的过程，另一个用于显示落入各个槽里小球的数量图形；（２）建立三个面板（ｐａｎｅｌ），分别为参数设置面板、概率分析面板和控制面板；（３）在参数设置面板中，建立三个可编辑文本框（ｅｄｉｔ），用于接收用户输入的参数；再建立两个单选按钮键（ｒａ

8、ｄｉｏｂｕｔｔｏｎ），用于选择速度快慢；最后建立四个静态文本框，用于显示各个参数的名称；（４）在概率分析面板中，建立一个表格（ｔａ-ｂｌｅ），用于显示理论概率和实验频率的比较结果；（５）在控制面板上建立三个按钮（ｐｕｓｈｂｕｔｔｏｎ）