数据流运行机制中的数据和简单的数据处理

3.2数据流执行机制中的数据和简单数据处理(operating mechanism in the data stream of data and simple data processing)版本8: 2010-9-13下午63336935作者jwdz-上次修改的： 2010-9-30下午933666作者jwdz数据类型和数据结构是基于文本的编程语言的重要组成部分。此外，在不同种类的编程语言中，数据类型和数据结构(如c、Java等)通常非常相似。LabVIEW是图形编程语言，类似于包含几乎完整的数据类型和数据结构的基于文本的编程语言。此外，由于LabVIEW具有更多面向工程的编程，因此存在一些差异，其中包括其他编程语言无法使用的数据类型或数据结构。数据流表示程序中的数据流。由于将数据流编程视为LabVIEW的核心编程思想，因此需要进一步了解数据流中的数据。3.2.1 LabVIEW中的数据我们知道c语言的数据通常放在变量中。LabVIEW图形语言中的数据放置在哪里？实际上，LabVIEW的数据类型和数据结构都包含在控件选项板中包含的控件(包括显示控件)中。这应仅限于LabVIEW。当然，这应该引起我们更多的关注。为了更有效的讨论，这里有两点需要强调。首先，通过控件和指令控件完全无法确定特定的数据类型，但这是放置数据的地方。对数据类型感兴趣的人是程序的设计者，而不是用户，因此可以很好地理解。第二，数据类型和数据结构统称为数据类型，不准备详细说明其含义和差异。3.2.1.1之前的版本控件和说明控件类似于代表前面板中控件和控件本质的容器，也称为对象。LabVIEW中的数据放置在此处。前面板上的控件和显示控件与块图中的端子一一对应(端子是块图中控件的映射)。充分利用图形操作系统提供的基本功能，真实地模拟虚拟仪器所需的图形用户界面的基本元素。除了前面板上人机对话的操作和显示外，它们还充当与方块图中终端的数据传输。这种数据传递机制是隐含的，我们无法感知的，但它是真实存在的。此外，还有多种属性和方法可用于编程，包括本地变量和引用，以及大小、颜色更改等。注意：所有这些属性都出现在方框图中。有关控件的这些基本特性，请参见下图。在图3.2.1.1-1的早期版本中，Thermometer表示控件及其属性控件作为程序的一部分，允许用户在人机对话过程中直接输入数据。基于文本的编程语言没有这种直接性。通过使用控件存储数据，可以只关注数据和数据操作，并且控件本身可以抽象很多复杂的计算机编程任务(如内存分配和语法规则)，从而使工作更高效。3.2.1.2方块图端子(控制项的对映)在早期版本中，表示控件和控件实例的块图的映射称为终端。终端类适合于基于文本编程语言的参数和常量。同样，编程时可以使用多种属性和方法。有关具体内容，请参阅下图。图3.2.1.2-1方框图中的Thermometer表示控件的终端及其属性以前版本的控件提供给用户，因此控件和显示控件的外观差异通常不大。端子包含更多信息，因为它是程序的设计者。请参阅下图。图3.2.1.2-2前面和方块图的控制项和端子在图3.2.1.2-2所示的终端中，可以看到一些基本信息：控件和指示器的外观图像(也可以显示为图标)Thermeter，表示Numeric控件的边框颜色较深时为控件(输入)Thermeter2，Numeric2控件的边框颜色亮表示这是显示控件(输出)端子下显示控件的数据类型(DBL)端子边界上的小箭头可以查看控件的方向(输入或输出)比较Thermeter2、Numeric2可以更好地了解。3.2.1.3控件和终端的方向性(方向性)基于数据流的执行机制，LabVIEW具有特殊的方向性(方向性)，与图形控件和终端无关。此控件的方向(输入或输出)可以通过端子边框上的小箭头确定。这种方向性实际上表示数据的流入、流出方向，并且由于数据流编程的需要，这种方向性也是相同的。这表明控件不能接受数据(只能传输数据)，并且控件不符合数据流编程的基本原则，因此无法输出数据(只能传输数据)。如果需要，可以将对象从控件转换为指令控件(反之亦然)，但最终确定性是唯一的。换句话说，对象不能同时具有表示控件和控件的功能。根据数据流编程的基本原则，在方框图中控制的端子通常放置在方框图的左侧，而表示控制的端子通常放置在方框图的右侧。前面的版本表明控件和控件的放置位置不受限制，可以随机放置。但是，局部变量、全局变量和属性等节点也具有方向，以满足数据流的需要。3.2.2 LabVIEW中的数据类型LabVIEW中的数据既包含在图3.2.1.2-2中所示数据类型为DBL的控件中，又包含在显示控件(常量除外)中，因此对数据类型的讨论是对表示控件和控件的数据类型的讨论。3.2.2.1终端显示的数据类型首先，让我们看一下LabVIEW 2009帮助文件中可用的终端格式的控件和控件的数据类型。这种表达方法在方块图中占用的面积小，直观。请参阅下图。图3.2.2.1-1-2标记为终端的控件，表示控件的数据类型3.2.2.2用数据分类方法表示的数据类型除了上述数据分类方法外，您还可以参考LabVIEW提供的其他分类方法。也就是说，根据“显示缓存分配”对话框的拆分方式，将控件直接显示为控件名称(实质上或按管脚分类)。选择Vi的“工具”“性能分析”时，请参考下图以显示缓存分配。图3.2.2.2-1显示了缓存分配分配原则阵列控制(Arrays)表格波形图强度图表XY图形混合信号图群集控制(Clusters)数字波形无效的群集字符串控件(Strings)文字树组合框路径控制(Paths)标量控制(Scalars)数值布尔枚举I/O参照句柄列表框LabVIEW对象勇气变形控制(变量)所有其他类型控制(All other type)时间表数字数据波形数字波形数据类型的分类指示哪些对象可以相互连接。3.2.2.3转换LabVIEW数据类型从这本书的连续性来看，这一节似乎是必要的。但是看了卢安老师写的我和LabVIEW本书后，决定放弃这一节。因为那本书2.3节的内容相当优秀(对我也有学习和指导的作用)。可惜还没有找到电子版。否则，可以在这里提出电子版的一部分。真正关心这方面内容的人可以找这本书看看。这里我们只看数字类型的强制转换。将数字控件或数字指示器放置在VI的前面板上时，将为部件的数据类型指定默认类型。前面板无法看到使用的数据类型，但可以在方框图中清楚地看到数据类型。这些前面已经提到了。数字控件的数据类型有多种，如下图所示。此处不讨论每个数字类型的具体含义和说明。图3.2.2.3-1可选择作为DBL数字控件的数据类型上述基于数字的控件使用DBL数据格式，即控件的默认数据格式(右侧的深色框)，您可以根据需要选择其他数据类型。现在，让我们看另一个例子。图3.2.2.3-2强制转换数字数据在上图的下半部分中，在“乘法”内置函数的数据输入中发现了一个小红点。在LabVIEW中，这种情况称为数字类型的强制转换。在发生数据类型的强制转换的地方，会出现一个小红点作为提示。这个提示起了两个作用：1，此处通知用户发生了数据的强制转换很多数据表明，在强制转换发生的地点系统上自动备份转换前的数据会自动保留数据的副本，因此会增加内存使用量，特别是当数据显示为阵列时。2、注意不要丢失“精度”数据表示法的更改(例如从DBL转换为SBL数据)可能会导致数据精度丢失。计算错误可能会累积，尤其是转换后需要大量复杂的计算时。这是工程设计者需要特别注意的地方。因此，在程序调试时要特别注意这些提示，并尽可能消除“小红点”，以减少内存使用，加快程序执行，保持合理的计算结果。3.2.3 LabVIEW中的数据处理这里所说的数据处理是指通过图形运算符进行的简单运算。计算操作还兼具内置函数比较等控制程序流的功能。在以下说明中，与其他基于文本的编程语言相比，默认情况下选择c或Java语言。我没有用过它们，所以可能有错误的地方。欢迎指教。3.2.3.1处理简单的运算作业与其他编程语言中的运算符一样，加法()、减法(-)、乘法(*)和除法(/)是基本的数字运算。区别在于图形操作的内置函数表示更清晰、更直观。请参阅下图。图3.2.3.1-1默认运算符图形代码的特性上，运算符的优先级(乘、加、减)取决于设计师自己的思维习惯(初等教育的结果)。示例：3.2.3.1_1运算符的优先级有关公式a=x (y-1)/(z 2)的图形表示，请参见下图。图3.2.3.1-2运算符的优先级运算符还支持数组运算。请参阅以下示例：示例：添加3.2.3.1_2数组和常量图3.2.3.1-3-4数组添加到常量(省略减法)范例：3.2.3.1_3阵列和常数相乘图3.2.3.1-5-6阵列乘以常数(省略除法)注：当阵列与阵列一起工作时，请确保阵列数一致。我想到了波形数据。里面有阵列。我们来看看波形数据和运算符的工作结果。示例：添加3.2.3.1_4波形数据和常量图3.2.3.1-7-8添加(或减去)波形数据和常量波形数据添加到常量中，相当于向波形添加一个偏移(相当于电路中的一个直流偏移)，波形的其他特性保持不变。白色为原始信号(使用0作为参考点)，红色为添加偏移复合波形(减去后波形下移)。范例：3.2.3.1_5波形资料与常数相乘图3.2.3.1-9-10波形数据乘以(或除以)常数波形数据乘以常量产生的结果与放大原始波形的结果相同(相当于一个增益)，波形的其他属性也保持不变。白色为原始信号，红色为添加增益的波形(如果是除法，则增益小于1，波形衰减)。示例：添加3.2.3.1_6波形数据的自相关图3.2.3.1-11-12波形数据的自相关性如上图所示。示例：3.2.3.1_7波形数据的自乘图3.2.3.1-13-1波形数据的自相乘对应于电路的信号功率计算。3.2.3.2分配(分配)分配的意义理解得很好，但这里没怎么提。让我们先看以下示例。示例：3.2.3.2。_1在c和单词中，以下语句是更通用的语句int A；a=5；在LabVIEW中，可以使用以下图形代码表示，常量5指定控件a:图3.2.3.2-1分配图3.2.3.2-1显示了图形代码的一些特征。在图形代码中，常量的方向始终从左到右直接传递到指示器或下一个节点。数据流工作机制也需要这样做。图形代码中没有等号。相反，线段的图形和颜色从左到右表示不同的图形数据类型，表示基本分配功能。在图形代码中，数据为单个流向。总是从左向右流。也就是说，它是存储数据的位置，但不能直接从指示器a中读取数据(通过属性节点和局部变量，全局变量)。这是一个非常重要的新概念。让我们看一下另一个例子，只需简单地修改前面的例子。范例：3.2.3.2_2在c和单词中，以下语句也是更一般的语句Int A、b；a=5；b=a；这样明确的代码(文本)不能用图形代码直接表示。对于A=5，因为a是显示控件。对于B=