基于数据流可视化语言的虚拟仪器开发平台的研究

论文摘要

本文在虚拟仪器开发平台LabScene1i的基础上,通过对主流开发平台所采用的数据流可视化语言的进一步研究,提出更为完善的平台架构,并分别从编辑器、编译器、调试器、辅助工具和自动生成等方面进行改进。所完成的LabScene2.0已应用到教学和工程中,验证了本文提出的理论和方法的可行性。本文主要的工作和创新点包括:提出线树为核心的手动连线设计和更能准确体现用户连线意图的自动连线设计;编译生成中间图支持异步数据流模型,解决动态纯数据流模型和事件难以融合的问题;改进常规鱼眼视图的实现模型以提高调试器展示复杂图形信息的能力;设计数据流可视化语言的自动重构工具,以及通过语法制导的方式探索自动生成虚拟仪器开发平台。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 基础概念
• 1.1.1 测试测量仪器
• 1.1.2 虚拟仪器
• 1.1.3 数据流语言
• 1.1.4 虚拟仪器开发平台
• 1.2 课题研究背景及意义
• 1.2.1 研究背景分析
• 1.2.2 课题来源
• 1.2.3 研究目的及意义
• 1.3 论文的主要工作及创新点
• 1.3.1 主要工作
• 1.3.2 创新点
• 1.4 论文的组织结构
• 1.5 本章小结
• 第2章 开发平台的整体架构
• 2.1 引言
• 2.2 硬件虚拟模型
• 2.2.1 传统仪器的研发流程
• 2.2.2 模型映射
• 2.2.3 文法描述
• 2.3 平台整体架构
• 2.3.1 主要组成部分
• 2.3.2 面板间通信
• 2.4 快速开发的设计
• 2.4.1 属性修改可视
• 2.4.2 项目管理的层次结构
• 2.5 本章小结
• 第3章 图形化的智能编辑器
• 3.1 引言
• 3.2 编辑器简介
• 3.2.1 编辑器的功能
• 3.2.2 编辑器状态转换
• 3.3 手动连线设计
• 3.3.1 手动连线的过程
• 3.3.2 线的属性
• 3.3.3 设计线树
• 3.3.4 布局优化
• 3.4 自动连线设计
• 3.4.1 自动连线的过程
• 3.4.2 自动连线的框架
• 3.4.3 实例对比
• 3.5 其它设计细节
• 3.5.1 子VI的创建
• 3.5.2 Command模式的改进
• 3.5.3 对象名称管理器
• 3.5.4 泛型剪贴板
• 3.6 本章小结
• 第4章 支持异步数据流模型的编译器
• 4.1 引言
• 4.2 中间图
• 4.2.1 中间图定义
• 4.2.2 中间图生成算法
• 4.3 异步数据流模型
• 4.3.1 半静态规划
• 4.3.2 模型定义
• 4.3.3 文法描述
• 4.3.4 运行算法
• 4.3.5 实例及分析
• 4.4 动态编译
• 4.5 平台无关的运行
• 4.5.1 生成PE文件
• 4.5.2 加载运行时引擎执行
• 4.6 本章小结
• 第5章 支持鱼眼视图的调试器
• 5.1 引言
• 5.2 鱼眼视图的实现模型
• 5.2.1 模型的基本框架
• 5.2.2 算法的基本框架
• 5.3 具体实现
• 5.3.1 计算API
• 5.3.2 初求缩放比例
• 5.3.3 计算位置
• 5.3.4 限制放大比例
• 5.3.5 映射连线
• 5.4 鱼眼视图与调试器结合
• 5.4.1 整体结构
• 5.4.2 实用性讨论
• 5.5 实验
• 5.6 本章小结
• 第6章 自动重构工具
• 6.1 引言
• 6.2 相关问题
• 6.2.1 自动重构的分类
• 6.2.2 自动重构的过程
• 6.2.3 函数集
• 6.3 实现技术
• 6.3.1 增加可视化表示的可读性
• 6.3.2 端子自动生成算法
• 6.3.3 端子自动调整算法
• 6.3.4 重构前提条件及具体实现算法
• 6.4 实例研究
• 6.4.1 实例
• 6.4.2 分析
• 6.5 相关工作对比
• 6.6 本章小结
• 第7章 自动生成探索
• 7.1 引言
• 7.2 形式化描述
• 7.2.1 结构定义
• 7.2.2 编辑
• 7.2.3 运行
• 7.2.4 调试
• 7.3 语法制导的翻译
• 7.3.1 产生式的翻译
• 7.3.2 编辑谓词的翻译
• 7.3.3 运行谓词的翻译
• 7.3.4 调试谓词的翻译
• 7.3.5 自动生成算法
• 7.4 实验验证
• 7.5 本章小结
• 第8章 完整设计实例
• 8.1 引言
• 8.2 基础运行的实例
• 8.2.1 火箭运行轨迹的程序
• 8.3 结合硬件平台的实例
• 8.3.1 VIETS简介
• 8.3.2 虚拟信号发生器
• 8.3.3 虚拟数字存储示波器
• 8.4 本章小结
• 第9章 全文总结
• 9.1 总结
• 9.2 进一步研究
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT