幻灯片 1
数据结构实验讲解
教师：孙备
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中南大学自动化学院
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请大家配合word版的数据结构实验指导阅读此讲解。
讲 解 提 纲
一、实验介绍
二、实验分析
三、实验要求
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讲解主要包括：实验介绍、实验分析和实验要求。
一、实验介绍
点签器4
点签器5
主站
PC机
点签器3
点签器2
点签器1
1
5
2
3
4
起点
终点
RFIC指卡
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首先请大家看一下实验指导第一页的系统设计要求。
定向越野比赛根据完成时间的长短判定结果。因此，需要对每个运动员的完赛情况和完赛时间进行记录。
运动计时系统是一个用于定向运动的电子计时系统，该系统由多个RFIC指卡、若干点签器和一个主站构成。运动员在比赛过程中会随身携带指卡，当到达一个指定签到点后，在签到点的点签器上刷卡，可将到达的时间、位置等信息写入卡中，每到一个签到点刷卡，卡中就会增加一条记录；比赛的终点除普通点签器外还会放置点签器主站，当参赛者到达终点并在点签器上刷卡后，再在主站上刷卡，可将卡上记录的所有数据输入到主站，主站可存放多卡的数据，并能与PC机连接，最终将数据导入PC机存入数据库。
本设计要求模拟定向越野运动计时系统的工作流程，模拟点签器与主站的读写，编写点签器和主站代码；另对主站读取的数据进行管理，在PC机上实现一个计时管理系统，实现对所有运动员点签数据的管理，完成关于赛事、运动员、俱乐部、比赛线路、点签器设置、比赛成绩等数据的维护。
点签器5
主站
PC机
点签器2
点签器1
起点
终点
…
一、实验介绍
RFIC指卡
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我们现在来模拟一下运动员的越野比赛过程。
当运动员在起点的时候，起点处的点签器会将包含起点标志、年月日、时间、校验码等信息在内的数据传送给RFIC卡。
运动员到达起点之后的签到处时，签到处的点签器会将该签到处的点签器站号和当前时间传送给RFIC卡。
每通过一个点签器就会记录一次。
当运动员到达终点时，终点处的点签器会将包含终点标志、年月日、时间、校验码等信息在内的数据传送给RFIC卡。
对RFIC卡进行初始化的时候就会写入卡号信息。因此，运动员在完成越野比赛之后，RFIC卡上就记录了他的完赛情况、通过每个签到点的时间。
在终点处，运动员除了要在点签器上刷卡，还要在主站刷卡，将每个运动员的信息传递给主站。
主站再通过串行通信的方式将所有运动员的比赛情况传送给PC机，用于浏览所有运动员成绩、对运动员进行排序、查询某个运动员成绩等功能。
点签器5
主站
PC机
点签器2
点签器1
起点
终点
…
记录每个运动员的比赛线路，到达每个签到点的时间，涉及RFIC指卡和点签器/主站的信息交互(P3【功能要求】)
主站的FLASH中可存储多个RFIC卡的数据，每张卡的卡号占4个字节（BCD编码共8位十进制数），FLASH共2M字节，由于每个扇区4K，一个扇区存一张卡，共2M/4K=512个扇区，除去保留位置，可记录500张卡的数据。
第2个4K字节起，每4K字节保存一张卡片数据。第1个4K字节？
一、实验介绍
RFIC指卡
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因此，定向越野运动计时系统的功能可以分为基本功能和管理功能。
其中，基本功能负责签到记录，记录每个运动员的比赛线路，到达每个签到点的时间，处于运动员的个人层面。
该功能涉及RFIC指卡和点签器/主站的信息交互(具体请看第三页【功能要求】)。
每个运动员RFIC卡的信息最终将传递给主站。主站的FLASH中可存储多个RFIC卡的数据，每张卡的卡号占4个字节（BCD编码共8位十进制数），FLASH共2M字节，由于每个扇区4K，一个扇区存一张卡，共2M/4K=512个扇区，除去保留位置，可记录500张卡的数据。在主站中，RFIC卡的存储区从第2个4K字节起，每4K字节保存一张卡片数据。
点签器5
主站
PC机
点签器2
点签器1
起点
终点
…
P4-P8
一、实验介绍
RFIC指卡
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管理功能通过PC端管理系统完成，侧重整个赛事层面。
一方面是对赛事、选手和硬件进行管理；另一方面，是对选手成绩进行管理(基于主站传递给PC机的选手比赛情况数据)。
主要功能可用下面的软件功能图表示，具体请看第四页开始的介绍。
讲 解 提 纲
一、实验介绍
二、实验分析
三、实验要求
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在了解了实验要求后，我们来对实验进行分析和抽象。
二、实验分析
点签器5
主站
PC机
点签器2
点签器1
起点
终点
…
功能分析(基本功能)：
点签器将签到点和时间信息传递给RFIC卡、RFIC卡将卡号信息传递给点签器
RFIC卡将所有信息传递给主站
点签器
RFIC卡
主站
RFIC指卡
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首先，我们分析选手的比赛过程。
每个选手在比赛时，通过在签到处刷RFIC卡记录自己的比赛情况。
这个过程涉及：
点签器将签到点和时间信息传递给RFIC卡、RFIC卡将卡号信息传递给点签器
RFIC卡将所有信息传递给主站
RFIC卡、点签器和主站均有自己的存储空间，三者之间的信息传递就是数据读取和写入的过程。
功能分析(管理功能)：
点签器5
主站
PC机
点签器2
点签器1
起点
终点
…
二、实验分析
RFIC指卡
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管理功能有对赛事的、对点签器的、对选手的。
对赛事的管理可以看做是对主站FLASH中赛事信息的初始化。
对选手的管理可以看做是对选手建立信息表的过程。
二、实验分析
定向越野赛场可看成一个图，定向越野过程可看成对图进行遍历的过程
由于除起点和终点外，其余各签到点的访问顺序任意，因此，该图可看成是一个有向图，可采用广度优先遍历方法访问各顶点
签到点的设置过程可看成图的初始化过程，可设置权值代表两点间的距离，也可认为所有邻接点之间的距离相等
每张RFIC卡、每个点签器和主站的存储内容可看成一个线性表(顺序 or 链表？)
RFIC卡、点签器和主站之间信息传递的过程可看成是对线性表的读取和插入操作
参赛选手信息可用线性表表示，为了模拟实际越野过程，可给每个选手输入不同的速度(可分段，如：1—>2的速度为10，2—>3的速度为7)，
参赛组别可用链表表示，每个组可建一个链表
由于没有硬件实物，主站和PC机的串行通讯可通过复制/赋值/读取完成
第(4)部分成绩管理中的查询和排名可用第九章的查找和第十章的排序算法完成
1
5
2
3
4
起点
终点
RFIC卡
点签器
主站
PC机
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在上述分析基础上，我们可以对本实验进行如下抽象。
定向越野赛场可看成一个图，定向越野过程可看成对图进行遍历的过程
由于除起点和终点外，其余各签到点的访问顺序任意，因此，该图可看成是一个有向图，可采用广度优先遍历方法访问各顶点
签到点的设置过程可看成图的初始化过程，可设置权值代表两点间的距离，也可认为所有邻接点之间的距离相等
每张RFIC卡、每个点签器和主站的存储内容可看成一个线性表
RFIC卡、点签器和主站之间信息传递的过程可看成是对线性表的读取和插入操作
参赛选手信息可用线性表表示，为了模拟实际越野过程，可给每个选手输入不同的速度(可分段，如：1—>2的速度为10，2—>3的速度为7)
参赛组别可用链表表示，每个组可建一个链表
由于没有硬件实物，主站和PC机的串行通讯可通过复制/赋值/读取完成
第(4)部分成绩管理中的查询和排名可用第九章的查找和第十章的排序算法完成
讲 解 提 纲
一、实验介绍
二、实验分析
三、实验要求
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三、实验要求
5-6个人一组，分工协作，可以跨班级组队
程序语言建议采用C/C++
界面不强制要求，没有界面可采用输入输出方式获取设置信息、显示结果
程序/软件设计没有标准答案，可自己发挥，可借助网络查询特定功能的函数或功能的实现方法
软件开发中总体框架设计和模块化思维很重要，好的设计可以提高程序的合理性、减少程序量，先设计，后实施，培养分析和解决问题的能力
最后一次实验课检查结果，考试前如果有改进可以发送至 sunbei@csu.edu.cn，请标明学号、班级、姓名
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谢谢！
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PC端管理系统赛事管理选手管理硬件管理成绩管理新建赛事线路设置参赛组别管理赛事浏览修改增删改查信息读入点签器设置指卡管理竞赛读卡成绩浏览成绩查询成绩排名