labview——Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench(實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境)應(yīng)該包含兩種含義:其一,LabVIEW是一種圖形化的編程語(yǔ)言,所以L(fǎng)abVIEW也被稱(chēng)為:G(graphical)語(yǔ)言;其二,LabVIEW也包含了支持圖形化編程語(yǔ)言進(jìn)行應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的開(kāi)發(fā)環(huán)境(開(kāi)發(fā)平臺(tái))。
LabVIEW經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展已經(jīng)充分證明:LabVIEW是極具威力的自動(dòng)化測(cè)試、測(cè)量工程設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、分析及仿真試驗(yàn)的最佳軟件系統(tǒng)?,F(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、電子、化工、生物及生命科學(xué)、航空、航天等等許許多多的領(lǐng)域。
當(dāng)前,隨著LabVIEW本地化進(jìn)程的不斷深入,許多大學(xué)(大專(zhuān))都相繼開(kāi)始設(shè)置LabVIEW課程,越來(lái)越多的人們(學(xué)生)希望更多地了解和深入學(xué)習(xí)LabVIEW。同時(shí),為什么要學(xué)習(xí)LabVIEW?誰(shuí)應(yīng)該學(xué)習(xí)LabVIEW?學(xué)習(xí)LabVIEW會(huì)給我們帶來(lái)什么好處?等等這些問(wèn)題也會(huì)困擾著他們,我想根據(jù)幾年來(lái)的學(xué)習(xí)體會(huì)談?wù)勛约旱恼J(rèn)識(shí)與看法。
既然LabVIEW是一種編程語(yǔ)言,那么不妨就從編程語(yǔ)言的一些基本概念來(lái)開(kāi)始討論。
語(yǔ)言:
語(yǔ)言是用來(lái)表達(dá)我們的思想及進(jìn)行相互交流和溝通的一種手段。
程序語(yǔ)言:
程序語(yǔ)言是用來(lái)指揮計(jì)算機(jī)表達(dá)我們的想法(意念)并能夠被計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序代碼。
程序語(yǔ)言(直接面對(duì)物理層的程序語(yǔ)言)我們稱(chēng)之為:機(jī)器語(yǔ)言。
機(jī)器語(yǔ)言(Machine language):
機(jī)器語(yǔ)言,也就是機(jī)器碼是可被處理器(CPU)加載并執(zhí)行的由0和1組成的序列。由于硬件處理器的不同,所以機(jī)器碼序列也會(huì)是不一樣的??梢灾v,機(jī)器碼是處理器(CPU)可識(shí)別的唯一語(yǔ)言,并且是執(zhí)行速度最高的語(yǔ)言。它與計(jì)算機(jī)的硬件(CPU)有著最為直接的關(guān)系。
但是,當(dāng)人們看到或使用由0和1組成的序列(程序),實(shí)在是感到毫無(wú)規(guī)律、枯燥無(wú)味,并且無(wú)法理解和記憶。特別是,當(dāng)計(jì)算機(jī)處理器的性能不斷提高時(shí)(位數(shù)增加),機(jī)器語(yǔ)言可能被視為世界上最無(wú)法讀懂和記憶的語(yǔ)言。試想一下,由64位0和1組成代碼,如何記憶和理解它們。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,使更多地人能夠使用計(jì)算機(jī),并提高編程效率充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的作用,人們對(duì)機(jī)器語(yǔ)言進(jìn)行抽象處理,從而導(dǎo)致了匯編語(yǔ)言的誕生。
匯編語(yǔ)言(Assembly language):
匯編語(yǔ)言,是從機(jī)器語(yǔ)言中抽象出來(lái)的使用縮寫(xiě)或助記符進(jìn)行編程的低級(jí)編程語(yǔ)言,并且提供較少的控制指令和數(shù)據(jù)類(lèi)型,其中的每一條語(yǔ)句都對(duì)應(yīng)于一條相應(yīng)的機(jī)器指令(代碼)。通過(guò)匯編程序開(kāi)發(fā)環(huán)境可以將匯編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言,匯編語(yǔ)言同樣與給定的處理器相關(guān)。
在早期,包括操作系統(tǒng)在內(nèi)的許多系統(tǒng)軟件都是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的(比如:UNXI操作系統(tǒng))。使用匯編語(yǔ)言的好處在于可以提高執(zhí)行速度,并且程序員還可以直接訪(fǎng)問(wèn)系統(tǒng)硬件。但是,匯編語(yǔ)言由于其開(kāi)發(fā)環(huán)境和匯編程序都依賴(lài)于給定的處理器,并且其指令和數(shù)據(jù)類(lèi)型很少,同時(shí)程序的可讀性和可移植性都很差無(wú)法廣泛使用。于是人們?cè)俅螌?duì)匯編語(yǔ)言進(jìn)行抽象處理,從而導(dǎo)致了高級(jí)語(yǔ)言的誕生。
高級(jí)語(yǔ)言:
高級(jí)語(yǔ)言,是從低級(jí)的機(jī)器語(yǔ)言抽象而來(lái)的計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言通常使用和英文單詞類(lèi)似的關(guān)鍵詞,這些關(guān)鍵詞可以被翻譯成多條機(jī)器指令。實(shí)際上,比匯編語(yǔ)言高級(jí)的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言都是高級(jí)語(yǔ)言。
C語(yǔ)言是目前最為廣泛使用的高級(jí)語(yǔ)言。它既具有一般高級(jí)語(yǔ)言的特性,同時(shí)又具備了一些低級(jí)語(yǔ)言特性(某些匯編語(yǔ)言的特點(diǎn))。
當(dāng)然,高級(jí)語(yǔ)言還有很多種比如像我們所熟悉的:面向?qū)ο蟮?a href="http://www.socialnewsupdate.com/tags/C++/" target="_blank">C++、Java及具有可視化編程環(huán)境的VC、VB、Delphi等等。這些高級(jí)編程語(yǔ)言的存在和發(fā)展說(shuō)明,除了各自的特點(diǎn)不相同,應(yīng)用領(lǐng)域不同外,還有編程方式的不斷改進(jìn)的推動(dòng)。
比如:從Basic演變到Quick Basic然后又演變到Visual Basic。
從C演變到C++然后又演變到Java(號(hào)稱(chēng)沒(méi)有指針和頭文件的C++)及后來(lái)的VC。
這些已不在我們討論的范圍內(nèi),有興趣者可以看相關(guān)的書(shū)籍自來(lái)了解。
從“機(jī)器語(yǔ)言”抽象到“匯編語(yǔ)言”,又從“匯編語(yǔ)言”抽象到“高級(jí)語(yǔ)言”。那么問(wèn)題是:“高級(jí)語(yǔ)言”是否還可以進(jìn)一步進(jìn)行抽象出“某種超級(jí)編程語(yǔ)言”呢? 從計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展規(guī)律來(lái)看,回答是肯定的。并且,二十年前這種語(yǔ)言就已經(jīng)出現(xiàn),那就是:LabVIEW——一種圖形化編程語(yǔ)言。
圖形化編程語(yǔ)言:
LabVIEW發(fā)展到今天,我認(rèn)為:LabVIEW是從“高級(jí)語(yǔ)言”中抽象提煉出來(lái)的超級(jí)編程語(yǔ)言(到目前為止我還沒(méi)有從哪本中外LabVIEW書(shū)籍中看到這樣的提法或概念)。
這種將“高級(jí)語(yǔ)言”傳統(tǒng)的寫(xiě)代碼的編程方式,抽象變?yōu)橐浴皥D形、節(jié)點(diǎn)、連線(xiàn)”方式的編程語(yǔ)言,的確具有超級(jí)編程語(yǔ)言的特點(diǎn)。
用C和C++編寫(xiě)的LabVIEW具有比C和C++更明顯得優(yōu)點(diǎn)。
LabVIEW本身的易學(xué)易用、即學(xué)即用的特點(diǎn)也充分的證明了這個(gè)觀(guān)點(diǎn)。
問(wèn)題在于:圖像化的編程方法是否真的就會(huì)比“高級(jí)語(yǔ)言”代碼編程方法更高級(jí)?我的回答應(yīng)該是肯定的。下面通過(guò)兩個(gè)例子來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明:
例1:
小時(shí)候,在我們剛剛開(kāi)始會(huì)說(shuō)話(huà)時(shí),大人通常是用“看圖說(shuō)話(huà)”的方式來(lái)教我們認(rèn)識(shí)什么是蘋(píng)果?什么是梨?什么是香蕉?顯然,利用圖形或圖像的概念使我們很快認(rèn)識(shí)了這些水果。試想如果用文字或拼音來(lái)教我們認(rèn)識(shí)這些水果,效果決不會(huì)好的。換句話(huà)說(shuō),圖形或圖像由于簡(jiǎn)潔明確,的確要比文字或拼音更適合初學(xué)者來(lái)認(rèn)識(shí)和區(qū)分。事實(shí)上,編程語(yǔ)言也是具有相同的規(guī)律。
對(duì)于學(xué)習(xí)過(guò)某種高級(jí)語(yǔ)言的人來(lái)講,對(duì)復(fù)雜的語(yǔ)法規(guī)則、指針、內(nèi)存、類(lèi)庫(kù)等等的掌握根本談不到輕松易學(xué)。
LabVIEW做到了這一點(diǎn),用LabVIEW編程根本無(wú)需考慮什么:語(yǔ)法規(guī)則、指針、內(nèi)存、類(lèi)庫(kù)等。LabVIEW這種圖形化語(yǔ)言將許多復(fù)雜的事情抽象的極為簡(jiǎn)單明了。
例2:
時(shí)光倒退回二十多年前,那時(shí)人們對(duì)計(jì)算機(jī)的操作、控制還基于稱(chēng)為DOS的磁盤(pán)操作系統(tǒng)(Diskette Operating System),即便是一個(gè)很簡(jiǎn)單的操作人們也會(huì)噼噼啪啪的敲擊一陣鍵盤(pán),對(duì)于復(fù)雜操作人難免還要認(rèn)真仔細(xì)的查閱DOS手冊(cè)。那時(shí)的MicroSoft還是一個(gè)編寫(xiě)DOS的小公司。后來(lái),Mac(蘋(píng)果電腦)首先實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)的圖形化操作,點(diǎn)擊鼠標(biāo)、利用拖拽即可完成對(duì)計(jì)算機(jī)的一些操作控制。LabVIEW大概也是受到了圖形操作系統(tǒng)的啟發(fā)(不知是否真的如此),開(kāi)始了LabVIEW的設(shè)計(jì),并在Mac機(jī)上完成了LabVIEW1.0版的發(fā)布。直到MicroSoft也設(shè)計(jì)出圖形化操作系統(tǒng)時(shí),LabVIEW才發(fā)布了Windows版。這大概是LabVIEW2.0,到LanVIEW3.0發(fā)布時(shí)它已經(jīng)全面支持跨平臺(tái)使用了。
計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的圖形化無(wú)疑加快了計(jì)算機(jī)使用的普及和使用的大眾化(當(dāng)然也包含硬件發(fā)展的推動(dòng)),使計(jì)算機(jī)由過(guò)去的專(zhuān)供專(zhuān)業(yè)人員操作使用,而真正變成了不分年齡、不分專(zhuān)業(yè)的大眾工具。其中,真正起核心作用的還是圖形化操作系統(tǒng)得簡(jiǎn)潔、方便和易學(xué)。
編程語(yǔ)言的圖像化應(yīng)該與操作系統(tǒng)圖形化一樣,給那些不善于使用代碼編程的人帶來(lái)了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜程序設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)(我就是其中的一個(gè)受益者)。
其實(shí)許多學(xué)習(xí)過(guò)LabVIEW的人都回有這樣的體會(huì):圖形化編程的確大大降低了程序設(shè)計(jì)的復(fù)雜度,LabVIEW的確是比那些“高級(jí)語(yǔ)言”更好的超級(jí)編程語(yǔ)言。
LabVIEW的跨平臺(tái)特點(diǎn),以及在同一個(gè)平臺(tái)下對(duì)FPGA、DSP及嵌入式微處理器的開(kāi)發(fā)提供圖形化編程的支持,難道不可以稱(chēng)之為:超級(jí)編程語(yǔ)言嗎。
LabVIEW是從“高級(jí)語(yǔ)言”中利用圖形化的抽象方法抽象出來(lái)的超級(jí)編程語(yǔ)言。那么,還能對(duì)它繼續(xù)進(jìn)行抽象處理,進(jìn)一步提高它的簡(jiǎn)潔性和方便性嗎?
責(zé)任編輯人:CC
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