基于MATLAB的交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)學(xué)位論文

1、基于MATLAB的交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)摘要MATLAB是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語(yǔ)言。它集成了數(shù)值計(jì)算、矩陣計(jì)算和圖形繪制功能。目前，廣泛應(yīng)用于研究、解決各種數(shù)學(xué)及 工程問(wèn)題。本設(shè)計(jì)主要研究基于MATLAB交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)及 其實(shí)現(xiàn)，介紹MATLA與Wore之間的交互式鏈接的實(shí)現(xiàn)（即Notebook功能）， 講述運(yùn)用GU工具實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì)方法，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以 實(shí)現(xiàn)常用函數(shù)圖形三維坐標(biāo)演示以及程序和圖形在 Wore中的顯示，方便論 文及報(bào)告的撰寫。關(guān)鍵詞：MATLAB Notebook, Word,交互式，教學(xué)系統(tǒng)，GUI第一章緒論1.1引言MATLAE是英

2、文Matrix Laboratory（矩陣實(shí)驗(yàn)室）的簡(jiǎn)稱，是美國(guó) MathWorks公司推出的科學(xué)計(jì)算語(yǔ)言，亦稱數(shù)學(xué)軟件。具有可靠的數(shù)值計(jì)算和符號(hào)計(jì)算功能、強(qiáng)大 的繪圖功能、簡(jiǎn)單易學(xué)的語(yǔ)言體系以及為數(shù)眾多的應(yīng)用工具箱，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、 數(shù)值分析、自動(dòng)控制理論、數(shù)字信號(hào)處理與通訊、時(shí)間序列分析、圖像處理、動(dòng)態(tài)系 統(tǒng)仿真、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。Notebook用來(lái)將Microsoft Word與MATLA集成為一體，為用戶營(yíng)造一個(gè)融文件處理、科學(xué)計(jì)算和工程設(shè)計(jì)為一體的工 作環(huán)境。其核心是m-book模板，它為用戶提供了在 Word環(huán)境下使用MATLAB勺功能， 實(shí)現(xiàn)MATLA與

3、Word之間的交互式鏈接。MATLAB自帶的功能強(qiáng)大的 GUI （Graphical User In terface）工具，即圖形用戶界面，又稱圖形用戶接口，是指由窗口、菜單、對(duì)話框等各種圖形元素組成的用戶界 面。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行界面相比，圖形界面形象生動(dòng)、方便靈活，用戶易于 接受。運(yùn)用GUI工具制作的系統(tǒng)界面，可方便實(shí)現(xiàn)交互式教學(xué)。1.2選題背景、目的及意義傳統(tǒng)的教學(xué)主要由課堂授課、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐、考試等幾個(gè)環(huán)節(jié)組成，其主要手段有板書、掛圖、教具、模型、幻燈、影像放映、實(shí)物講解等。從教學(xué)規(guī)律上講，傳 統(tǒng)教學(xué)有簡(jiǎn)便易行、成本相對(duì)低廉、符合認(rèn)知習(xí)慣等特點(diǎn)。但是傳統(tǒng)教育模式存在以 下一些問(wèn)

4、題：（1）課堂講授方式單調(diào)，學(xué)生容易感到枯燥乏味。（2）上課時(shí)存在教師板書與學(xué)生記筆記的難題，教師與學(xué)生勞動(dòng)強(qiáng)度都較大，而且講授不連貫。（3）教師與學(xué)生間缺乏溝通，教師在完成一次課程的教學(xué)后就只有通過(guò)作業(yè)批改來(lái)了解學(xué)生的 接受情況，而作業(yè)的批改在時(shí)間上往往存在較大的滯后，致使教師不能及時(shí)根據(jù)學(xué)生 對(duì)知識(shí)的掌握情況來(lái)修改講課內(nèi)容和講課進(jìn)度，最后導(dǎo)致問(wèn)題的堆積。（4 ）學(xué)生程度不同，而教學(xué)進(jìn)度卻一致，不利于因材施教。講課往往為了照顧接受能力較差的學(xué)生， 采用適合于他們的進(jìn)度，對(duì)于接受能力強(qiáng)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一種時(shí)間上的浪費(fèi)。（5）學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性較差。學(xué)生一般是根據(jù)課表上課，若有選修課和專業(yè)課課表沖突，

5、他可 能不得不放棄或自學(xué)選修課。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)為代表的各種現(xiàn)代教學(xué)手段不斷 涌現(xiàn)，對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)手段帶來(lái)了很大的沖擊?，F(xiàn)代教學(xué)手段主要有電視教學(xué)、多媒體教 學(xué)、計(jì)算機(jī)模擬教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)等?，F(xiàn)代教學(xué)手段與傳統(tǒng)手段的基本 區(qū)別是具有隨機(jī)性、交互性和仿真性。其建立在現(xiàn)代教育技術(shù)和教育信息化基礎(chǔ)之上， 能夠綜合利用現(xiàn)有教學(xué)資源和各種軟件系統(tǒng)，依托實(shí)用型終端平臺(tái)和局域網(wǎng)的建設(shè)， 采用多樣化的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)?，F(xiàn)代教學(xué)手段以信息處理的高速度高容量、多媒體和 交互性，極大地提高了教學(xué)效率，有利于開發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維，可能從根本上改變?nèi)?們的思維習(xí)慣和傳統(tǒng)學(xué)習(xí)環(huán)境。計(jì)算機(jī)及網(wǎng)

6、絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為我們提供了強(qiáng)大的技術(shù)支 持，可以極大地豐富我們的教育手段，從根本上解決傳統(tǒng)教育中存在的問(wèn)題，開創(chuàng)一 種全新的教學(xué)模式。計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展給教師提供了功能強(qiáng)大的軟件開發(fā)平臺(tái)。 教師運(yùn)用課件制作，可以匯集大量的文本、圖形、圖像、視頻、音頻資料，形成一個(gè) 圖、文、聲并茂的多媒體 CAI課件。它包含信息量大，能多種方式刺激學(xué)生感官，吸 引其注意力，還可節(jié)約很多板書時(shí)間，易于學(xué)生理解，提高教學(xué)效率。如若課件中結(jié) 合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，運(yùn)用校園服務(wù)器，還可以讓學(xué)生隨時(shí)查閱課件，給學(xué)生提供了一本完整 的課堂筆記，這很大程度上解決了學(xué)生聽(tīng)課與記筆記之間的矛盾。若再加上網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí) 傳送技術(shù)，還可實(shí)現(xiàn)虛擬課

7、堂，學(xué)生可在不同的地方享受同樣的課堂教育，這很大程 度上解決了學(xué)生某些上課時(shí)間的沖突。教學(xué)手段是教育者通過(guò)教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系教育對(duì)象 的橋梁，是教學(xué)主體與客體交流教育信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。多種教學(xué)手段的結(jié)合，是培養(yǎng) 21世紀(jì)創(chuàng)新人才和發(fā)現(xiàn)式人才的教學(xué)認(rèn)知途徑。MATLAB是一種以矩陣運(yùn)算為基礎(chǔ)的交互式程序語(yǔ)言。它把科學(xué)計(jì)算、結(jié)果的可視 化和編程都集中在一個(gè)使用非常方便的環(huán)境中。典型的MATLAB用包括：數(shù)值和符號(hào)計(jì)算；數(shù)據(jù)分析、檢測(cè)和可視化；建模、仿真和科學(xué)與工程繪圖；應(yīng)用程序接口。其 自帶的Notebook功能可以方便實(shí)現(xiàn) MATLA與Word之間的交互式鏈接，自帶的強(qiáng)大的GUI （Graphical

8、User In terface）工具，即圖形用戶界面，又稱圖形用戶接口，是指由窗口、菜單、對(duì)話框等各種圖形元素組成的用戶界面。與早期計(jì)算機(jī)使用的命令行 界面相比，圖形界面形象生動(dòng)、方便靈活，用戶易于接受。其過(guò)程的視覺(jué)化、形象化， 刺激大腦接受信息的興奮點(diǎn)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，鞏 固所學(xué)知識(shí)，又提高計(jì)算機(jī)運(yùn)用水平。通過(guò)運(yùn)用MATLA自帶的GUI工具，制作一種交互式系統(tǒng)界面，實(shí)現(xiàn)MATLA與Word之間的交互式鏈接。交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可很大程度上改善目前現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境，提供教師進(jìn)行課 堂教學(xué)的演示課件，改善傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問(wèn)題，常用函數(shù)的三維圖形演示可方便用 戶觀察、理

9、解函數(shù)的圖形。用戶還可以在 Word界面中編寫程序，方便實(shí)現(xiàn)程序、運(yùn)行 結(jié)果以及圖形同在 Word中的顯示，為報(bào)告和文獻(xiàn)的撰寫提供很大的方便。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述現(xiàn)代信息技術(shù)的迅猛發(fā)展極大地推動(dòng)了現(xiàn)代教育革新的步伐，促進(jìn)了新型教學(xué)手 段、教學(xué)設(shè)備的涌現(xiàn)。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）至今已經(jīng)有了 30多年的發(fā)展歷史，CAI 課件由單一的文本形式發(fā)展成了多媒體形式，由單機(jī)環(huán)境向分布式發(fā)展。目前已進(jìn)入 了多媒體網(wǎng)絡(luò)化交互式教學(xué)階段。多媒體CAI網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)是使用計(jì)算機(jī)作為工具、利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)和現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)的一種嶄新的教學(xué)形式。利用 多媒體編制各類CAI課件，由計(jì)算機(jī)、聲像設(shè)備和電

10、子投影設(shè)備進(jìn)行廣播式或交互式 教學(xué)活動(dòng)，與傳統(tǒng)教學(xué)模式相比具有生動(dòng)形象、主動(dòng)靈活、因材施教、資源共享等特 點(diǎn)。這種教學(xué)形式教學(xué)信息內(nèi)涵豐富，精簡(jiǎn)課時(shí)，提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)管理效率，它 將成為21世紀(jì)教育的重要模式之一。國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有一些企業(yè)和公司致力于研究和開發(fā)交互式教學(xué)產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)主要有： 盛興利合、鴻合科技、蝶王科技以及海爾廣科等。盛興利合針對(duì)交互式教學(xué)系統(tǒng)，提 出了：基本型互動(dòng)系統(tǒng)、短距型互動(dòng)系統(tǒng)、錄課型互動(dòng)系統(tǒng)以及答題型互動(dòng)系統(tǒng)。鴻 合多媒體交互式教學(xué)系統(tǒng)由鴻合 HV系列交互式電子白板、鴻合中控展示臺(tái)、鴻合無(wú)線 射頻磁感應(yīng)書寫板、日立多媒體投影儀等設(shè)備構(gòu)建而成。此外，海爾樂(lè)佰特互動(dòng)教學(xué) 系統(tǒng)

11、，是基于無(wú)線通訊技術(shù)的互動(dòng)教學(xué)產(chǎn)品，基于互動(dòng)式教學(xué)、競(jìng)爭(zhēng)性學(xué)習(xí)、個(gè)性化 教學(xué)、面向?qū)W習(xí)者個(gè)體的學(xué)習(xí)信息采集、學(xué)習(xí)過(guò)程跟蹤與監(jiān)控等設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)師生 互動(dòng)。1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容與預(yù)期目標(biāo)本文主要完成基于MATLA的交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)運(yùn)用MATLA自帶的GUI 工具實(shí)現(xiàn)MATLAB與Word之間的交互式鏈接。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括兩個(gè)功能，一個(gè)是部分 常用函數(shù)的三維圖形演示，另一個(gè)是通過(guò)按鈕打開 Word界面（實(shí)現(xiàn)MATLA的 Notebook 功能），進(jìn)行程序輸入、編輯、運(yùn)行。所設(shè)計(jì)系統(tǒng)能完成已編寫好的常用函數(shù)的三維圖形演示，還能通過(guò)Notebook功能在Word中方便實(shí)現(xiàn)程序、運(yùn)行結(jié)果和圖形的同一界

12、面顯示。1.5設(shè)計(jì)所采用的方法1. 歸納法盡可能多的搜集現(xiàn)有的和過(guò)去的有關(guān)交互式教學(xué)系統(tǒng)的資料，在對(duì)這些系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)及運(yùn)行情況進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的功能要求，給出一個(gè)能 實(shí)現(xiàn)的理想系統(tǒng)模型。2. 文獻(xiàn)資料法確定自己研究課題所涉及的范圍，搜集國(guó)內(nèi)外關(guān)于交互式教學(xué)系統(tǒng)的文獻(xiàn)資料， 然后找出具有參考價(jià)值的篇目，從中盡可能的發(fā)現(xiàn)新的線索和方法，將所得材料不斷 進(jìn)行整理、加工，整合成自己的思維過(guò)程。3. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)法系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)需要進(jìn)行系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將一個(gè)系統(tǒng)分解成不同層次、多個(gè)模 塊組成的子系統(tǒng)，詳細(xì)設(shè)計(jì)時(shí)在模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，給出每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)方法的細(xì) 節(jié)，并對(duì)細(xì)節(jié)做詳細(xì)描述，

13、以便翻譯成編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)模塊功能。第二章 MATLAB勺Notebook功能和 GUI工具2.1 MATLAB勺 Notebook 功能2.1.1 Notebook的安裝與啟動(dòng)1. 安裝隨MATLA版本的升級(jí)，與其適配的版本也會(huì)發(fā)生變化。以MATLAB R2011為例，能用來(lái)配置Notebook環(huán)境的Word是2002,2003,2007等版本。在Windows已經(jīng)裝有前述 Word版本的前提下，在MATLAB配置Notebook環(huán)境十 分簡(jiǎn)便。只要在MATLA指令窗口中運(yùn)行以下指令，配置過(guò)程將自動(dòng)進(jìn)行。no tebook-setup假如指令窗口中出現(xiàn)如下信息，就表示配置成功。Setup com

14、plete2. 啟動(dòng)(1) 在 Word默認(rèn)窗口(即Normal.dot)下創(chuàng)建新的m-book文檔。選擇Word窗口的下拉菜單項(xiàng)，在 Word界面右側(cè)引出“新建文檔”對(duì)話區(qū)，如圖 2-1所示。在“新建文檔”對(duì)話區(qū)的“模板”欄中，點(diǎn)擊“本機(jī)上的模板”選項(xiàng)，弓I出如圖2-2所示的“模板選擇”窗。在“模板選擇”窗中，雙擊m-book圖標(biāo)，就完成了 m-book新文檔的創(chuàng)建。假如在創(chuàng)建m-book前，MATLAB未開啟，那么此時(shí)就會(huì)自動(dòng)開啟一個(gè) MATLA作為其服務(wù)器。圖2-1在普通 Word空白文檔中出現(xiàn)的操作界面圖2-2模板選擇窗(2) 在MATLAB創(chuàng)建新的m-book文件。在MATLAB旨令

15、窗中運(yùn)行以下指令，都可以創(chuàng)建新的 m-book文件，即notebook % 引出一個(gè)未命名的 m-book文檔界面。notebook NewFileName % 在當(dāng)前目錄上創(chuàng)建名為 NewFileName的空白文件。(3) 在Word默認(rèn)窗口下打開已有的 m-book文件。在Word默認(rèn)的窗口下打開已有 m-book文件的方法與打開一般 Word文件沒(méi)有兩樣。 最常用的方法是選中下拉菜單項(xiàng)“文件”中的“打開”，然后從彈出的對(duì)話框中選擇 所需要編輯的m-book文件。以上指令運(yùn)行后，自動(dòng)開啟一個(gè)新的 MATLAB乍為m-book的服務(wù)器，而不管此前 Windows平臺(tái)上是否已經(jīng)開啟了 MATL

16、AB新開啟的MATLAB窗口的當(dāng)前目錄是MATLAB 軟件所在目錄。如果原來(lái)的 MATLA窗口是由notebook開啟的則不會(huì)再開出新窗口。(4) 在資源管理器中打開已有的 m-book文件。在資源管理器中，雙擊已有的 m-book文件，所出現(xiàn)的現(xiàn)象與開啟方式(3)相同。(5) 在MATLA當(dāng)前目錄窗中打開已有的 m-book文件。在MATLA當(dāng)前目錄窗中，雙擊已有的 m-book文件，所出現(xiàn)的現(xiàn)象與開啟方式(1) 相同。(6) 在MATLA指令窗中開啟已有的 m-book文件。在MATLAB旨令窗中，運(yùn)行指令notebook(FN.doc)，在此FN是已有的m-book文 件名。特別提醒：F

17、N之后一定要帶擴(kuò)展名.doc，否則將造成“清空原文件”的嚴(yán)重后 果。該指令運(yùn)行后，將把當(dāng)前 MATLA設(shè)置成文件FN.doc的自動(dòng)服務(wù)器，而不再開啟 新的MATLAB2.1.2 MATLAB與 Word 的互相調(diào)用1. 在MATLA沖調(diào)用Word在MATLA命令窗口直接輸入notebook命令，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng) Word,其主菜單欄 中將增加Notebook 欄。如圖2-3所示。圖 2-3 MATLAB中 調(diào)用 Word2. 在Word中調(diào)用MATLAB啟動(dòng)Word,然后選擇“文件”菜單下的“新建”，打開如圖2-4所示模板，點(diǎn)擊“m-book.dot ”后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng) MATLA。圖 2-4

18、Word 中調(diào)用 MATLAB2.1.3 Notebook的使用指令Notebook某種意義上即是 Word中的m-book, Notebook是通過(guò)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和 MATLA交互的，交互的基本單位稱為細(xì)胞（Cell ）。交換的信息，稱為“細(xì)胞（群）”。 m-book需要把在Word中輸入的MATLAB令或者語(yǔ)句組成細(xì)胞（群），傳送到 MATLAB 中運(yùn)行，運(yùn)行輸出結(jié)果再以細(xì)胞（群）的方式傳送回 m-book中。這樣 Word中的輸入 細(xì)胞（群）下面會(huì)出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果以及仿真圖形。“輸入細(xì)胞”是由m-book傳送給MATLAB勺命令，可以多行，也可以是包含在文 本中的命令或者一段 MATLABS序。

19、“輸出細(xì)胞”是由MATLA回傳給m-book的計(jì)算結(jié) 果。“自活細(xì)胞”是用Notebook菜單中Define Auto Init Cell命令定義的輸入細(xì)胞，它和輸入細(xì)胞不同之處是：每次打開 m-book時(shí)會(huì)自動(dòng)運(yùn)行自活細(xì)胞，而不會(huì)運(yùn)行 輸入細(xì)胞。自活細(xì)胞字符用深藍(lán)色標(biāo)注，而輸入細(xì)胞用綠色標(biāo)注?！凹?xì)胞群”是包含 多句MATLA命令的多行輸入細(xì)胞或自活細(xì)胞。生成輸入細(xì)胞：在 Word中，首先以文本格式輸入指令，然后選中該部分，在 Notebook菜單中用Defi ne In put Cell命令或用組合鍵 ALT+D就會(huì)把該文本生成綠色的“輸入細(xì)胞”。運(yùn)行輸入細(xì)胞：把光標(biāo)放在“輸入細(xì)胞”之后，然

20、后在Notebook菜單中用Evaluate Cell 選項(xiàng)或用組合鍵CTRL+ENTEF就可以把生成細(xì)胞傳送到 MATLA中運(yùn) 算，運(yùn)算結(jié)果會(huì)自動(dòng)回傳到 m-book中，運(yùn)算結(jié)果標(biāo)識(shí)為藍(lán)色。細(xì)胞群和細(xì)胞的操作相 似。Notebook還提供了計(jì)算區(qū)（Calc Zo ne），它把m-book分成幾個(gè)相互獨(dú)立的部分， 包括：描述一個(gè)特定問(wèn)題或特定操作文本，輸入細(xì)胞，輸出細(xì)胞。當(dāng)定義一個(gè)計(jì)算區(qū) 時(shí)，Notebook將該部分和m-book其它部分獨(dú)立出來(lái)，它的定義以及運(yùn)行和輸入細(xì)胞的 操作相似。Notebook還提供了細(xì)胞的循環(huán)運(yùn)行，首先選定欲重復(fù)運(yùn)行的輸入細(xì)胞（一定要是 綠色細(xì)胞），接著在Noteb

21、ook菜單中選Evaluate Loop 選項(xiàng)。Notebook菜單功能如表2-1所示。表2-1 Notebook菜單功能菜單項(xiàng)功能Defi ne In put Cell定義輸入細(xì)胞Define Auto In it Cell定義自活細(xì)胞Define Calc Zone定義計(jì)算區(qū)Un defi ne Cells將細(xì)胞轉(zhuǎn)為文本Purge Selected Output Cells所選篇幅中刪除所有輸出細(xì)胞Group Cells生成細(xì)胞群Un group Cells將細(xì)胞群轉(zhuǎn)換為輸入細(xì)胞或自 活細(xì)胞Hide(Show) Cells Markers隱藏（顯示）生成細(xì)胞中括號(hào)Toggle Graph

22、Output for Cell是否嵌入生成圖形Evaluate Cell運(yùn)行輸入細(xì)胞Evaluate Calc Zone運(yùn)行計(jì)算區(qū)Evaluate M-book運(yùn)行整個(gè)M-book中的所有輸入 細(xì)胞Evaluate Loop多次運(yùn)行輸入細(xì)胞Bring MATLAB to Front將MATLA命令窗口調(diào)到前臺(tái)Notebook Opti ons設(shè)置數(shù)值和圖形輸出格式22 MATLAB勺 GUI工具圖形用戶界面（GUI）是使用圖形對(duì)象（按紐、文本框、滾動(dòng)條、菜單等）創(chuàng)建的用戶 界面，這些對(duì)象對(duì)用戶而言具有明確的含義。圖形用戶界面是提供人機(jī)交互的工具和 方法。通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入、 處理和輸出。

23、GUIDE是 MATLA提供的一個(gè)專門GUI 設(shè)計(jì)工具。實(shí)現(xiàn)一個(gè)GUI的過(guò)程包括兩個(gè)基本任務(wù)：一是GUI的組件布局，另一個(gè)是GUI組件 編程。另外的任務(wù)是保存和發(fā)布 GUI。這些功能的實(shí)現(xiàn)通過(guò)圖形用戶開發(fā)環(huán)境 GUIDEGUIDE提供一系列創(chuàng)建GUI的工具。主要由7部分組成:版面設(shè)計(jì)器、屬性編輯器、 菜單編輯器、調(diào)整工具，對(duì)象瀏覽順序編輯器和 m文件編輯器。在命令窗輸入guide， 啟動(dòng)GUIDE模板。用戶可以創(chuàng)建新的或打開已經(jīng)存在的 GUI。1. GUIDE完成下面的任務(wù)（1）輸出GUI使用GUIDE!出編輯器，通過(guò)單擊和拖拉組件布局 GUI并保存組件資源在一個(gè)FIG文件中(2) GUI編程

24、GUIDE自動(dòng)生成一個(gè)控制GUI如何操作的m文件，該m文件初始化GUI界面，并包 含一個(gè)GUI回調(diào)事件的框架。使用 m文件編輯器，可以向回調(diào)事件中添加代碼，運(yùn)行 相關(guān)函數(shù)。2. GUI模板GUIDE對(duì)話框提供了幾種基本類型的 GUI模板。選擇一種模板以后，可以查看預(yù)覽 效果。如圖2-5所示是Biank GUI(Default) 缺省模板。以下是對(duì)相應(yīng)菜單功能說(shuō)明。(1) 空：菜單編輯器用以創(chuàng)建、設(shè)置、修改下拉式菜單(Menu Bar)和彈出式菜單(Context Bar)。(2) :屬性編輯器用以查看、設(shè)置、修改對(duì)象的屬性值。(3) 扯：對(duì)象瀏覽器用以查看當(dāng)前設(shè)計(jì)階段的各個(gè)句柄圖形對(duì)象。(4)

25、 二二：Tab次序編輯器設(shè)置用戶按下鍵盤上的Tab鍵時(shí)，對(duì)象被選中的前后次序。(5) 上：調(diào)整工具對(duì)對(duì)象設(shè)計(jì)編輯器中的多個(gè)對(duì)象的位置進(jìn)行調(diào)整。(6) : m文件編輯器顯示回調(diào)函數(shù)的列表，在列表中單擊所選擇的回調(diào)函數(shù)，則m文件編輯器自動(dòng)定位到此回調(diào)函數(shù)所對(duì)應(yīng)的代碼段，在代碼段用戶可以根據(jù)自己的需求進(jìn)行編輯代碼以 完成期望的功能。(7) :工具條編輯器。：運(yùn)行按鈕。圖 2-5 Blank GUI (Default )缺省模板3. GUI設(shè)計(jì)原則界面設(shè)計(jì)最重要的原則是簡(jiǎn)單、 直觀、對(duì)用戶透明。GUI設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是使人機(jī)之間 能夠準(zhǔn)確地交流信息，使輸入、處理、與輸出分明，充分體現(xiàn)GUI界面的通信功能。界

26、面設(shè)計(jì)的一致性、GUIDE提供多種控件選擇，設(shè)計(jì)中應(yīng)該避免在界面中使用所有 控件。選擇時(shí)應(yīng)該盡量減少用戶界面，簡(jiǎn)化應(yīng)用程序編寫。控件的布局：控件布局一 般遵循從左到右，從上到下，主要元素位于左、上部分。次要元素處于右、下方處。2.3小結(jié)本章主要介紹了 MATLA的 Notebook功能和GUI工具，詳細(xì)介紹了 Notebook的安 裝、啟動(dòng)及應(yīng)用。還簡(jiǎn)單介紹了 GUI工具的界面以及其遵循的原則。0第三章基于MATLAB的交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)的內(nèi)容體系本系統(tǒng)包含部分常用函數(shù)的三維坐標(biāo)圖形演示以及可供編寫程序、運(yùn)行結(jié)果、圖 形顯示的Word界面。用戶可以進(jìn)行部分常用函數(shù)的三維圖形查看，因

27、為設(shè)計(jì)有限，程 序還可以通過(guò) Word界面進(jìn)行編輯、運(yùn)交互行程序?qū)W運(yùn)行結(jié)果和圖形的同一界面顯示常用部分函數(shù)f(z)=z、f(z)=zA2、f(z)=zA3、f(z)=1/z|、f(z)=atan(z)函數(shù)。系統(tǒng)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu) 函數(shù)圖形演示子寸如圖3-1所示。打開word界面子退出系圖3-1系統(tǒng)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)等系統(tǒng)3.2系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則1. 操作性原則用戶在動(dòng)手操作的過(guò)程中理解系統(tǒng)的構(gòu)成和各個(gè)模塊和菜單按鈕的功能，進(jìn)行程 序輸入、運(yùn)行結(jié)果和圖形顯示的體驗(yàn)。2. 交互性原則系統(tǒng)通過(guò)GUI設(shè)計(jì)可視化界面，用戶通過(guò)界面上的功能按鈕不僅可以完成基本的 函數(shù)三維坐標(biāo)圖形演示功能，還可以在打開的 Word界面輸入

28、程序進(jìn)行運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)程序、 運(yùn)行結(jié)果和圖形的同一界面顯示。修改程序中的部分語(yǔ)句還可以進(jìn)行圖形和運(yùn)行結(jié)果 的變化對(duì)比，理解部分參數(shù)變化對(duì)運(yùn)行結(jié)果的影響。3. 可擴(kuò)展原則本系統(tǒng)只是包含了部分函數(shù)的三維坐標(biāo)圖像演示功能，用戶還可以在此基礎(chǔ)上根 據(jù)自己需求進(jìn)行再添加，還可以根據(jù)需求進(jìn)行系統(tǒng)功能按鈕擴(kuò)充，不斷的完善強(qiáng)大系 統(tǒng)的功能。3.3系統(tǒng)的GUI實(shí)現(xiàn)3.3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1. 主界面實(shí)現(xiàn)進(jìn)入子系統(tǒng)、選擇系統(tǒng)函數(shù)和退出系統(tǒng)的功能。2. 子系統(tǒng)包含部分常用函數(shù)的三維坐標(biāo)圖形演示系統(tǒng)和用以進(jìn)行程序輸入編輯、運(yùn)行結(jié)果 和圖形顯示功能的Word界面系統(tǒng)。3.3.2功能設(shè)計(jì)1. 主界面功能主界面設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能：系統(tǒng)名稱

29、顯示、子系統(tǒng)選擇、退出系統(tǒng)。系統(tǒng)名稱顯示：實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)名稱“歡迎進(jìn)入交互式教學(xué)系統(tǒng)”的顯示。子系統(tǒng)選擇：實(shí)現(xiàn)從界面進(jìn)入函數(shù)圖形演示子系統(tǒng)和Word界面子系統(tǒng)功能。退出系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)退出的功能。2. 控件選擇與布局（1）主界面選擇靜態(tài)文本框（text ）顯示系統(tǒng)名稱，子系統(tǒng)選擇通過(guò)獨(dú)立按鈕實(shí)現(xiàn)，并放置 在界面中心位置。通過(guò)界面底色、按鈕和字體顏色的設(shè)置，使界面布局簡(jiǎn)捷、清晰并 增加界面立體感。退出系統(tǒng)功能也是通過(guò)按鈕實(shí)現(xiàn)。效果如圖3-2所示。圖3-2系統(tǒng)主界面（2）次界面選擇靜態(tài)文本框（text ）顯示系統(tǒng)名稱，系統(tǒng)函數(shù)選擇通過(guò)獨(dú)立按鈕實(shí)現(xiàn)，并放 置于界面上部。圖形顯示區(qū)域通過(guò)坐標(biāo)控件實(shí)現(xiàn)，放置于

30、下部。返回功能也是通過(guò)按 鈕實(shí)現(xiàn)。效果如圖3-3所示。圖3-3函數(shù)圖形演示子系統(tǒng)界面通過(guò)靜態(tài)文本框（text ）顯示系統(tǒng)名稱，界面說(shuō)明通過(guò)組件盤控件實(shí)現(xiàn)，進(jìn)入、 返回功能通過(guò)組件盤放置獨(dú)立按鈕實(shí)現(xiàn)。效果如圖3-4所示。圖3-4打幵Word界面子系統(tǒng)界面點(diǎn)擊進(jìn)入按鈕，便可打開 Word界面。效果如下圖3-5所示。圖3-5打開后的 Word界面3. 控件功能實(shí)現(xiàn)界面上所有控件通過(guò)MATLA程序?qū)崿F(xiàn)功能，主要包括（主界面回調(diào)函數(shù)）見(jiàn)附錄 函數(shù)圖形演示子系統(tǒng)界面回調(diào)函數(shù)見(jiàn)附錄二。打開Word界面子系統(tǒng)回調(diào)函數(shù)見(jiàn)附錄三。3.4小結(jié)本章是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容。主要研究系統(tǒng)內(nèi)容體系設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)所遵循的原則以及系 統(tǒng)

31、的圖形用戶界面的實(shí)現(xiàn)方法和過(guò)程。包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、功能設(shè)計(jì)、控件選擇與布 局以及控件功能的編程實(shí)現(xiàn)。第四章系統(tǒng)實(shí)例應(yīng)用效果展示以及設(shè)計(jì)創(chuàng)新4.1系統(tǒng)實(shí)例應(yīng)用效果展示4.1.1函數(shù)圖形演示子系統(tǒng)演示函數(shù)f(z)=z的圖形界面效果如圖4-1所示。圖4-1函數(shù)f(z)=z圖形演示效果界面演示函數(shù)f(z)=zA2的圖形界面效果如圖4-2所示。圖4-2函數(shù)f(z)=zA2圖形演示效果界面演示函數(shù)f(z)=zA3的圖形界面效果如圖4-3所示。圖4-3函數(shù)f(z)=zA3圖形演示效果界面演示函數(shù)f(z)=1/z的圖形界面效果如圖4-4所示。圖4-4函數(shù)f(z)=1/z圖形演示效果界面演示函數(shù)f(z)=ata

32、n(z)的圖形界面效果如圖4-5所示。圖4-5函數(shù)f(z)=atan(z)圖形演示效果界面演示函數(shù)f(z)=zA(1/2)(平面)的圖形界面效果如圖4-6所示。圖4-6函數(shù)f(z)=zA(1/2)(平面)圖形演示效果界面演示函數(shù)f(z)=zA(1/2)(立體)的圖形界面效果如圖4-7所示。圖4-7函數(shù)f(z)=zA(1/2)(立體)圖形演示效果界面 演示函數(shù)f(z)=zA(1/3)的圖形界面效果如圖4-8所示。圖4-8函數(shù)f(z)=zA(1/3)圖形演示效果界面4.1.2 Word界面子系統(tǒng)應(yīng)用1. 輸入以下程序段(函數(shù)f(z)=z):z = cplxgrid(30);cplxmap(z,z)

33、title( z)選中程序，按Ctrl+Enter運(yùn)行程序，運(yùn)行結(jié)果顯示如圖4-9所示。圖4-9 Word界面子系統(tǒng)應(yīng)用(函數(shù)f(z)=z )效果2. 輸入以下程序段(求向量x的最大值):x=-43,72,9,16,23,47;y=max(x) % 求向量x中的最大值x=-43,72,9,16,23,47;y,l=max(x) %求向量x中的最大值及其該元素的位置選中程序，按Ctrl+Enter運(yùn)行程序，運(yùn)行結(jié)果顯示如圖4-10所示。圖4-10 Word界面子系統(tǒng)應(yīng)用(求向量x最大值)效果3. 輸入以下程序段(對(duì)矩陣做各種排序)：A=1,-8,5;4,12,6;13,7,-13sort(A)

34、%對(duì)A的每列按升序排列A=1,-8,5;4,12,6;13,7,-13-sort(-A,2) %對(duì)A勺每行按降序排列A=1,-8,5;4,12,6;13,7,-13X,l=sort(A) %對(duì)A按列排序，并將每個(gè)元素所在行號(hào)送矩陣I選中程序，按Ctrl+Enter運(yùn)行程序，運(yùn)行結(jié)果顯示如圖4-11所示。圖4-11 Word界面子系統(tǒng)應(yīng)用(對(duì)矩陣做各種排序)效果4.2設(shè)計(jì)創(chuàng)新本設(shè)計(jì)把部分函數(shù)的三維圖形演示展現(xiàn)在一個(gè)界面，只需按對(duì)應(yīng)函數(shù)按鈕就可以 實(shí)現(xiàn)圖形演示。按相應(yīng)功能按鈕就可以打開Word界面，進(jìn)行程序輸入與編輯，使程序、 圖形、運(yùn)行結(jié)果得以在同一 Word界面顯示，實(shí)現(xiàn)了基于Notebook

35、功能的MATLA與Word 之間的交互式鏈接。4.3小結(jié)本章節(jié)主要展示了本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的實(shí)例應(yīng)用效果，并提出本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)。結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)為基于MATLAB勺交互式教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)GUI工具實(shí)現(xiàn)交互式系統(tǒng)界 面的制作及功能演示。實(shí)現(xiàn)了基于Notebook功能進(jìn)行的MATLA與Word之間的交互式 鏈接。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，不僅可以進(jìn)行一些部分常用函數(shù)的三維圖形演示，還可以通過(guò) 按鈕方便的進(jìn)出系統(tǒng)，打開 Word操作界面，進(jìn)行程序輸入編輯，實(shí)現(xiàn)程序、運(yùn)行結(jié)果 及圖形的同一界面顯示。三維圖形演示功能只是包含了很少一部分函數(shù)，用戶還可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行 再添加。本設(shè)計(jì)還可以通過(guò) GUI工具添加三個(gè)按鈕

36、，分別為程序按鈕、圖形按鈕、運(yùn) 行結(jié)果按鈕，在這樣的一個(gè)界面下，操作不同的功能按鈕就能實(shí)現(xiàn)基于Notebook功能進(jìn)行的MATLA與Word之間的交互式鏈接，讓程序、圖形和運(yùn)行結(jié)果可以在同一Word界面進(jìn)行分區(qū)顯示。由于能力有限，這只能在后續(xù)探索實(shí)踐中得以實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)1 姜長(zhǎng)元.Matlab和Word的鏈接及應(yīng)用J.洛陽(yáng)師范學(xué)院學(xué)報(bào).2005，(2):87-882 孫曉雅.Matlab與 Word的無(wú)縫連接方法及其應(yīng)用J.電腦知識(shí)與技術(shù).2006,(32):98-1073 張曉利.Matlab與Word的無(wú)縫連接及其應(yīng)用J.價(jià)值工程.2011,(5):172-1734 呂喜明，劉春艷.Mat

37、lab在Word中的嵌入及其在軟件教學(xué)中的應(yīng)用J.內(nèi)蒙古財(cái)經(jīng)學(xué)院學(xué)報(bào)(綜合版).2009,(5):116-119馮積社.Matlab中交互式功能的分析和實(shí)現(xiàn) J.隴東學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2006,16(2)蔡茂蓉，林茂松.Notebook與Word的通信及其在教學(xué)中的應(yīng)用J.現(xiàn)代計(jì)算機(jī).2007,(1):103-1057 成曉明，彭佳揚(yáng)，田淑杭，許云龍.基于Matlab的交互式教學(xué)系統(tǒng)軟件幵發(fā)技術(shù)J.計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用.2002,(15):114-1168 林瓊.國(guó)外交互性形式教學(xué)研究綜述J.天津外國(guó)語(yǔ)學(xué)院學(xué)報(bào).2009,16(3):63-689 王巧花,葉平，黃民.基于MATLAB的圖形用

38、戶界面(GUI)設(shè)計(jì)J.煤礦機(jī)械.2005,(3):60-6110 吳迪，張星.利用MATLAB勺GUI功能制作交互式演示實(shí)驗(yàn)軟件J.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn).2006,19(2):74-7511 徐俊文，王強(qiáng).MATLAB環(huán)境下的GUI編程J.內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2006,21(6)12 沈捷，王莉.基于MATLAB的圖形交互式數(shù)字信號(hào)處理教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)J.電腦幵發(fā)與應(yīng)用.2007,20(9):59-6113 陳鴻,商細(xì)云.利用現(xiàn)代教學(xué)手段改革傳統(tǒng)教學(xué)模式J.華北工學(xué)院學(xué)報(bào)(社科版).2003,(3):27-4014 FeiHu,lixia.GUIDesig n:from In format

39、io nArchitecture to In teractiveExperie nce.2008 IEEE 9th致謝借此論文完成之際，衷心感謝我的指導(dǎo)老師湯全武副教授。從選題到論文的成稿， 自始至終離不開湯老師的指導(dǎo)，湯老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和孜孜不倦的追求知識(shí)的進(jìn)取 精神讓我受益匪淺。在此，再一次謹(jǐn)向湯老師致以衷心的感謝！感謝學(xué)校，給了我知識(shí)，給了我思想，給了我成長(zhǎng)，給了我舞臺(tái)。讓我在這里得 以四年的學(xué)習(xí)與生活，在這里我學(xué)到了很多，成長(zhǎng)了許多。感謝學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師，謝謝他們的辛勤教誨！向所有關(guān)心、愛(ài)護(hù)和幫助過(guò)我的人表示衷心的感謝！附錄一fun cti on varargout = JHSJX(

40、varargi n)% JHSJX M-file for JHSJX.fig% JHSJX, by itself, creates a new JHSJX or raises the existi ng%sin glet on*.% H = JHSJX returns the han dle to a new JHSJX or the han dle to%the existi ng sin glet on*.% JHSJX(CALLBACK,hObject,eventData,handles,.)calls the local% fun ctio nn amedCALLBACIin JHSJ

41、X.Mwith the give n in put argume nts.% JHSJX(Property,Value,.) creates a new JHSJX or raises the%existi ng sin glet on*. Start ing from the left, property valuepairs are% applied to the GUI before JHSJX_OpeningFunction gets called. An%un recog ni zed propertyn ame or in validvalue makes propertyappl

42、icatio n% stop. All in puts are passed to JHSJX_Ope nin gFc n via vararg in.% *See GUIOptions on GUIDEs Tools menu. Choose GUI allows onlyone%in sta nee to run (sin glet on).% See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES% Copyright 2002-2003 The MathWorks, I nc.% Edit the above text to modify the resp onse

43、to help JHSJX% Last Modified by GUIDE v2.5 08-Mar-2012 08:38:11% Beg in in itializati on code - DO NOT EDITgui_S in glet on 二 1; gui_State = struct(gui_Name ,mfilename,.gui_S in glet on, gui_S in glet on,gui_OpeningFcn , JHSJX_OpeningFcn,. gui_OutputFc n , JHSJX_OutputFc n, gui_LayoutFc n,.gui_Callb

44、ack,);if nargin & ischar(varargin1)gui_State.gui_Callback = str2fu nc(varargi n1);endif nargoutvarargout1: nargout = gui_mai nfcn( gui_State, vararg in :); elsegui_mai nfcn (gui_State, varargi n:);end % End in itializatio n code - DO NOT EDIT% - Executes just before JHSJX is made visible.fun cti on

45、JHSJX_Ope nin gFc n( hObject, eve ntdata, han dles, vararg in)% This fun cti on has no output args, see OutputFc n.% hObject han dle to figure% eve ntdata reserved - to be defi ned in a future vers ion of MATLAB% han dles structure with han dles and user data (see GUIDATA)% varargin comma nd line ar

46、gume nts to JHSJX (see VARARGIN)% Choose default comma nd line output for JHSJXhan dles.output = hObject;% Update han dles structure guidata(hObject, han dles);% UIWAIT makes JHSJX wait for user respo nse (see UIRESUME)% uiwait(ha ndles.figure1);% - Outputs from this fun cti on are returned to the c

47、omma nd line. fun cti on varargout = JHSJX_OutputFc n( hObject, eve ntdata, han dles) % varargout cell array for retur ning output args (see VARARGOUT);% hObject han dle to figure% eve ntdata reserved - to be defi ned in a future vers ion of MATLAB% han dies structure with han dies and user data (se

48、e GUIDATA)% Get default comma nd line output from han dies structure varargout1 = han dles.output;% - Executes on butt on press in pushbutt on XT.fun cti on pushbutt on XT_Callback(hObject, eve ntdata, han dies)% hObject han dle to pushbutto nXT (see GCBO)% eve ntdata reserved - to be defi ned in a

49、future vers ion of MATLAB% han dles structure with han dles and user data (see GUIDATA) JHSclose(JHSJX)% - Executes on butt on press in pushbutt on BJ.fun cti on pushbutt on BJ_Callback(hObject, eve ntdata, han dles)% hObject handle to pushbutt onBJ (see GCBO)% eve ntdata reserved - to be defi ned i

50、n a future vers ion of MATLAB% han dles structure with han dles and user data (see GUIDATA) JHS1close(JHSJX)% - Executes on butt on press in pushbutt on TCXT.fun cti on pushbutt on TCXT_Callback(hObject, eve ntdata, han dles)% hObject handle to pushbutt on TCXT (see GCBO)% eve ntdata reserved - to b

51、e defi ned in a future vers ion of MATLAB% han dles structure with han dles and user data (see GUIDATA) Close附錄二fun cti on varargout = JHS(vararg in)% JHS M-file for JHS.fig% JHS, by itself, creates a new JHS or raises the existi ng%sin glet on*.% H = JHS retur ns the han dle to a new JHS or the han

52、 dle to% the existi ng sin glet on*.% JHS(CALLBACK,hObject,eve ntData,ha ndles,.) calls the local% fun ctio n named CALLBACKS JHS.M with the give n in put argume nts.% JHS(Property,Value,.) creates a new JHS or raises the%existi ng sin glet on*. Start ing from the left, property valuepairs are%appli

53、ed to the GUI before JHS_Ope ningFun cti on gets called. An%un recog ni zed property n ame or in valid value makes propertyapplicatio n% stop. All in puts are passed to JHS_Ope nin gFc n via vararg in.% *See GUIOptions on GUIDEs Tools menu. Choose GUI allows onlyone%in sta nee to run (sin glet on).%

54、 % See also: GUIDE, GUIDATA, GUIHANDLES% Copyright 2002-2003 The MathWorks, I nc.% Edit the above text to modify the resp onse to help JHS% Last Modified by GUIDE v2.5 09-Mar-2012 20:42:08% Begi n in itializati on code - DO NOT EDITgui_S in glet on 二 1; gui_State = struct(gui_Name ,mfilename,.gui_S

55、in glet on, gui_S in glet on,.gui_OpeningFcn , JHS_OpeningFcn,. gui_OutputFc n, JHS_OutputFc n,.gui_LayoutFc n,.gui_Callback,);if nargin & ischar(varargin1) gui_State.gui_Callback = str2fu nc(varargi n1); end if nargoutvarargout1: nargout = gui_mai nfcn( gui_State, vararg in :);elsegui_mai nfen (gui

56、_State, varargi n:);end% End in itializatio n code - DO NOT EDIT% - Executes just before JHS is made visible.fun cti on JHS_Ope nin gFc n( hObject, eve ntdata, han dles, vararg in)% This fun cti on has no output args, see OutputFc n.% hObject han dle to figure% eve ntdata reserved - to be defi ned in a future vers ion of MATLAB% han dles structure with han dles and user data (see GUIDATA)%