毕设需求

设计思考

《深度学习的数学》一书中的如“用 Excel 体验…”应该都能够改写成可视化程序
基础概念部分的章节和知识点按照《深度学习的数学》的章节进行划分
工具只学习tensorflow

3.12

知识点列表

指导思想：

尽量不让用户进行具体的数值计算
算法的模拟要注重显示流程

模块重划分

学习模块
- PPT 系统：实现了阅读 PPT，选择题、判断题等功能（由其他同学完成）
- 互动可视化模块：实现可视化的能够互动的程序（类似Learn Git Braching）
作业模块
- 做题功能：WebIDE 或通过 Gitlab 进行提交（已经由学长基本实现）
- 可视化功能：将做题结果进行可视化，如最后的模型图

互动可视化模块设计

基础概念部分：将《深度学习的数学》一书中所有的“用 Excel 体验…”改写成可视化程序
- 书中使用 Excel 对算法进行模拟，对算法步骤进行了很清晰、直观的划分，非常适合改写成类似 Learn Git Branching 的程序
Tensorflow 部分

功能概述

学习子模块

学习子模块功能图

功能列表

功能	描述
教师管理教程	教师对教程进行增、删、查、改（教程以 Markdown 文档的格式进行管理）
学生阅读教程	学生阅读教程内容进行学习
教师管理小练习	1.对练习进行增、删、查、改 2.查看学生完成情况（个人 + 整体统计）
学生进行小练习	1.进行练习 2.查看结果和统计信息
算法可视化	对算法过程进行可视化
神经网络模型可视化	对神经网络模型进行可视化，参考 TensorFlow playground

功能描述

教师管理教程

教师对教程进行增、删、查、改（教程以 Markdown 文档的格式进行管理）。

刺激/响应序列

刺激：用户选择查看已有教程
响应：系统显示已有教程文档列表
刺激：用户请求对教程列表排序和过滤
响应：系统显示排序后的教程列表
刺激：用户请求查看某文档具体内容
响应：系统显示该文档内容
刺激：用户输入关键字请求对文章按照文章名称进行搜索
响应：系统显示搜索结果
刺激：用户请求创建新的教程文档
响应：系统显示新建文档表格，要求用户填写文档相关信息
刺激：用户填写新建文档信息后请求提交
响应：系统显示新建文档提交结果
刺激：用户请求删除某文档
响应：系统显示删除结果
刺激：用户请求修改某文档信息
响应：系统显示修改文档信息表格，要求用户填写
刺激：用户填写完成修改文档信息表格请求提交
响应：系统显示修改文档结果

相关功能需求

需求	描述
Readings.Teacher.Request.List	系统应该允许用户查看教程列表
Readings.Teacher.Request.Content	系统应该允许用户查看某份教程的具体内容
Readings.Teacher.Request.Search	系统应该允许用户对某个教程进行搜索（按照教程的名称）
Readings.Teacher.Request.SortAndFilter	系统应该允许用户对教程列表进行排序和过滤（排序的域有：名称、时间、章节）
Readings.Teacher.New	系统应该允许用户创建新的教程。用户需要提交的信息有：教程名称、教程的具体内容、教程所属章节
Readings.Teacher.Delete	系统应该允许用户删除已有教程
Readings.Teacher.Commit	系统能够记录教程的信息：教程名称、创建时间、最后一次改动时间、教程内容、提交人、最后一次改动的发起人
Readigns.Teacher.Modify	系统应该允许用户对现有教程进行修改，能够修改的内容包括：教程名称、教程所属章节、教程的具体内容

学生阅读教程

刺激/响应序列

刺激：用户请求查看已有教程
响应：系统显示现有教程列表
刺激：用户请求查看教程具体内容
响应：系统显示教程具体内容
刺激：用户请求对教程进行搜索、过滤或排序
响应：系统显示搜索、过滤或排序的结果

相关功能需求

需求	描述
Readings.Student.List	系统应该允许用户查看教程列表
Readings.Student.Search	系统应该允许用户对教程进行搜索（按照名称进行搜索）
Readings.Student.SortAndFilter	系统应该允许用户对教程列表进行排序和过滤（排序的域有：名称、时间、章节）
Readings.Student.Content	系统应该允许用户查看某份教程的具体内容

教师管理小练习

对练习进行增、删、查、改
查看学生完成情况（个人 + 整体统计）

刺激/响应序列

刺激：用户请求查看某练习题
响应：系统显示该练习题内容
刺激：用户请求创建新的练习题
响应：系统显示新建练习题表单，要求用户填写
刺激：用户完成填写新建练习题表单后请求提交
响应：系统显示新建练习题结果
刺激：用户请求修改练习题
响应：系统显示修改练习题表单要求用户填写
刺激：用户完成填写修改练习题表单后请求提交
响应：系统显示修改练习题结果
刺激：用户请求删除某练习
响应：系统显示删除结果
刺激：用户请求查看某练习的学生完成情况
响应：系统显示该练习学生完成情况列表
刺激：用户请求查看某学生在某练习上的具体完成情况
响应：系统显示该学生在该练习上的具体完成情况

相关功能需求

功能	描述
Exercise.Teacher.Create	系统应该允许用户为某个教程创建新的练习题。创建练习时需要填写的信息包括：题目类型（主观、客观）、题目形式（单选、多选、填空）、题目描述、参考答案（客观题为必填，主观题为可选）、题目分数、允许提交次数
Exercise.Teacher.Content	系统应该允许用户查看某一教程的所有练习题
Exercise.Teacher.Delete	系统应该允许用户删除某一教程的所有练习题（单个练习题的删除并入修改练习题的范围）
Exercise.Teacher.Modify	系统应该允许用户修改某一教程的练习题。能够修改的内容包括所有创建时需要填写的信息，以及能够删除某道练习题
Exercise.Teacher.Record	系统应该记录用户修改或创建练习题的行为信息，包括：创建时间、修改时间、操作用户身份信息（ID）
Exercise.Teacher.Result.All	系统应该允许用户查看所有学生在某一练习上的完成情况。每个学生的完成情况包括：最后得分、学生身份信息（ID）
Exercise.Teacher.Result.Person	系统应该允许用户查看某一学生在某练习上的具体完成情况。具体完成情况包括：每次练习的完成情况（参考 Exercise.Student.ShowResult）、学生身份信息（ID）、最后得分

学生进行小练习

进行练习
查看结果和统计信息

刺激/响应序列

刺激：用户选择某章节练习并请求开始
响应：系统显示练习内容等待用户作答
刺激：用户完成练习后请求提交
响应：系统显示提交结果
刺激：用户请求查看某次练习完成情况
响应：系统显示此次练习中用户的完成情况
刺激：用户请求查看所有练习结果的统计信息
响应：系统显示所有练习完成情况的统计信息

相关功能需求

功能	描述
Exercise.Student.Do	系统应该允许用户进行练习并提交完成结果
Exercise.Student.ShowResult	系统应该允许用户查看某次练习的完成情况。完成情况包括的信息有：总分数、每道题目得分、每道题目的参考答案以及用户的答案
Exercise.Student.Statistics	系统应该允许用户查看所有练习完成情况的统计信息。需要统计的信息有：已经完成的练习、尚未进行的练习、已完成练习的分数列表
Exercise.Student.RecordAll	系统应该能够记录用户所有的答题情况（包括同一练习的多次作答）。答题情况和 Exercise.Student.ShowResult 中的完成情况一致

可视化设计

考虑的方面：

展示的要点
能够互动的内容

梯度下降

体现要点
- 下降方向选择梯度方向时下降速度最快
- 不合适的步长所引发的“震荡”现象
- 实现三维坐标系（可选）
- 每一步的计算过程
能够互动的内容
- 用户能够在某一次的下降中选择下降方向，与下降方向不为梯度方向时的下降量进行对比
布局设计

函数图：图像化梯度下降过程
流程图：展示计算梯度下降的步骤
计算过程：展示每一轮的计算结果

知识点列表

梯度下降
Logistic Regression
SVM
BP
CNN

用例

用例列表

用例编号	用例名称	参与者
1	学习 AI 教程	学生
2	完成章节作业	学生
3	查看作业提交详情	学生
4	管理作业信息	教师
5	查看作业完成情况	教师

详细用例描述

用例1 学习 AI 教程

条目	内容
ID	1
创建者	廖均达
时间	2020.2.28
名称	学习 AI 教程
最后更新者	廖均达
最后更新日期	2020.2.28
参与者	学生
触发条件	用户需要学习系统提供的 AI 知识
前置条件	用户已经经过学生身份验证
后置条件	无
优先级	高
正常流程	1. 用户选择进行学习 2. 系统显示章节列表 3. 用户选择某一章节进行查看 4. 系统显示该章节相关 AI 知识内容
扩展流程	4a. 如果该章节存在可视化小程序，用户可点击查看可视化程序 1. 系统提示满意度选项不能为空，要求用户重新输入 4b. 用户选择进行该章节小练习 1. 系统显示该章节练习题 2. 用户完成练习并提交 3. 系统显示练习结果，包括分数，每道练习题的评分，正确答案
特殊需求	无

用例2 完成章节作业

条目	内容
ID	2
创建者	廖均达
时间	2020.2.28
名称	完成章节作业
最后更新者	廖均达
最后更新日期	2020.2.28
参与者	学生
触发条件	用户希望进行章节作业
前置条件	用户通过学生身份验证
后置条件	更新作业提交记录
优先级	高
正常流程	1. 用户选择开始作业 2. 系统显示章节列表 3. 用户选择某一章节进行查看 4. 系统显示该章节作业列表 5. 用户选择列表中的某一作业 6. 系统显示作业内容，包括作业描述，评分标准 7. 用户完成作业并提交 8. 系统显示提交结果
扩展流程	7a. 用户通过 Git 提交作业 1. 系统构建用户作业并显示结果 7b. 用户通过 Web IDE 提交作业 1. 系统构建用户作业并显示结果
特殊需求	无

用例3 查看作业提交详情

条目	内容
ID	3
创建者	廖均达
时间	2020.2.28
名称	查看作业提交详情
最后更新者	廖均达
最后更新日期	2020.2.28
参与者	学生
触发条件	用户需要查看某次作业提交详情
前置条件	用户已经经过学生身份验证且该作业已经提交过至少一次
后置条件	无
优先级	高
正常流程	1. 用户进入某项作业选择查看提交情况 2. 系统显示改作业所有提交记录，一项提交记录包括：提交时间、评分 3. 用户选择某一提交记录进行查看 4. 系统显示该次提交详情 4.1. 用户选择查看某测试用例结果 4.2 系统显示该测试用例详情，包括：测试输入，期望输出与用户的实际输出 4.3 用户选择查看此次提交的代码 4.4 系统显示此次提交的代码 4.5 用户选择修改代码 4.6 系统将该次代码拷贝到该次作业的 WebIDE 中，作业提交流程参考用例 3
扩展流程	4a. 如果该次作业成功构建并存在可视化模型，用户可点击查看可视化模型 1. 系统显示可视化模型
特殊需求	无

用例4 管理作业信息

条目	内容
ID	4
创建者	廖均达
时间	2020.2.28
名称	管理作业信息
最后更新者	廖均达
最后更新日期	2020.2.28
参与者	教师
触发条件	用户需要发布、修改
前置条件	用户通过教师身份认证
后置条件	更新作业信息
优先级	高
正常流程	1. 用户发布作业 1.1 用户选择发布作业 1.2 系统显示作业信息表格等待用户填写，需要填写的信息包括：作业描述，评分标准，测试用例（或测试数据），截止时间 1.3 用户填写表格并提交 1.4 系统显示提交结果 2. 用户修改作业信息 2.1 用户选择修改作业信息 2.2 系统显示作业修改表格，可修改的信息与发布时需填写的信息一致 2.3 用户提交修改 2.4 系统显示提交结果
扩展流程	无
特殊需求	无

用例5 查看作业完成情况

条目	内容
ID
创建者	廖均达
时间	2020.2.28
名称	查看作业完成情况
最后更新者	廖均达
最后更新日期	2020.2.28
参与者	教师
触发条件	用户需要查看某次作业学生的完成情况
前置条件	用户通过教师身份认证
后置条件	无
优先级	高
正常流程	1. 用户选择查看作业完成情况 2. 系统显示作业列表 3. 用户选择某次作业进行查看 4. 系统显示该次作业描述以及作业提交情况总览，包括：1. 提交人数 2.已提交作业的学生的姓名、学号、最后得分、提交时间 5. 用户选择某个学生查看详细信息 6. 系统显示该学生作业完成情况的详细信息，包括：1. 所有提交记录 2.最高分提交记录的代码、测试正确率 7. 用户选择生成成绩报告 8. 系统生成成绩报告并发送给用户
扩展流程	6a. 用户选择查看历史提交记录中的某次提交详情 1. 系统显示该次提交的详细信息，包括：代码，测试正确率
特殊需求	无

界面原型图

学生

学习系统主界面

学习系统某一章节详情（包括教程文本、小练习和可视化程序）
- 教程文本界面如下
作业系统主界面

某次作业界面（包括题目描述、提交记录和 WebIDE）
- 提交记录界面如下
1. 作业提交详情

教师

发布作业

查看作业完成情况
- 某学生详细的完成情况参考界面4的提交记录界面和提交详情界面
- 提交总览界面如下

学习系统

把学习系统拆成很小的片，学完之后就能立马练习，不能是一下给许多教程，而是将内容切成很小的片，能够让同学进行练习
把学习内容细分，能够一步一步引导用户进行学习
把练习的粒度切的小一点
教学系统：尽量使用模拟环境
代码系统：尽量使用真实环境
分两个系统
1. 作业系统
2. 学习系统
  1. 介绍基本内容，概念（深度学习的数学）
  2. 学习 tensorflow 的内容
重点不是题目，而是”可以看到网络“
模拟：用 Java 或 python 来模拟网络的运算
把 ppt 系统变成一个学习系统。学习系统应该是一个整体。
机器学习的数学 --> 概念 --> 工具
- 每个话题
作业系统
- 模拟
- 软工二系统
- 能够和学习系统挂接
学习系统有共性的，但是有很大的不一样的
- 我们需要显示网络

还是独立的系统，还不是一个整体的系统