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LabVIEW编程中的数据结构与算法优化技巧在LabVIEW编程中，数据结构和算法的选择与优化对于程序的性能和可维护性至关重要。
本文将介绍在LabVIEW编程中常用的数据结构和算法优化技巧，帮助开发人员提高程序的效率和可靠性。
一、数据结构的选择在LabVIEW编程中，选择合适的数据结构是实现功能的关键。
以下是几种常见的数据结构及其适用场景：1. 数组(Array)：用于存储同类型的数据，并且数据的大小是固定的。
数组适用于需要按顺序访问和操作数据的场景，例如存储一组测量数据或图像像素。
2. 队列(Queue)：用于实现先进先出（FIFO）的数据存储和访问方式。
队列适用于需要按顺序处理数据的场景，例如数据采集和处理时的数据缓存。
3. 栈(Stack)：用于实现后进先出（LIFO）的数据存储和访问方式。
栈适用于需要按相反顺序处理数据的场景，例如函数调用的递归操作。
4. 链表(Linked List)：用于存储具有动态长度的数据。
链表适用于频繁插入和删除数据的场景，例如数据缓存和排序等算法。
5. 图(Graph)：用于表示多个实体之间的关系，并且这些关系保存在边中。
图适用于复杂网络分析和路径搜索等算法。
在选择数据结构时，需要考虑数据的特性、访问方式和操作需求，以及程序的性能要求等因素，综合评估后选择最合适的数据结构。
二、算法的优化除了选择合适的数据结构之外，优化算法也是提高LabVIEW程序性能的重要手段。
下面是几个常见的算法优化技巧：1. 减少循环次数：循环是LabVIEW程序中常用的操作，但过多的循环会增加程序的执行时间。
在编写程序时，应尽量减少循环次数，例如通过向量化操作或者使用矩阵运算来代替循环运算。
2. 缓存数据：对于需要频繁访问的数据，可以将其存储在缓存中，以减少对内存的访问次数。
例如使用Shift Register或者Local Variable来保存中间计算结果，避免重复计算。
3. 并行计算：LabVIEW支持并行计算，在多核处理器上可以充分利用硬件资源，提高程序的执行效率。
基于LabVIEW的多核系统编程技术因为NI LabVIEW 是数据流编程语言，开发者们可以编写并行的应用程序，这些应用程序可以直接映射到并行的硬件(如多核心处理器和FPGA 等)上以获得最优异的性能。
这篇白皮书讨论了什么是数据流编程以及为什么说NI LabVIEW 是多核系统编程的首选。
免费午餐结束了近几年来，处理器的速度遭遇到了瓶颈。
摩尔定律表明，每隔18~24 个月芯片中晶体管的数量就会增加一倍。
这在过去的40 年里始终是适用的，但是芯片性能却不再保持线性增加了。
过去，芯片生产厂商通过增加处理器的时钟速度来提高芯片的性能，如从100~200MHz，再到最近的数GHz 的范围。
但是在今天，由于功耗和散热的限制，通过提高时钟速度来增加性能的方法行不通了。
芯片厂商开始转向另一种全新的芯片构架，就是在单芯片上集成多个处理器内核。
相对于单核处理器，程序员们可以使用多核处理器完成更多的任务。
为了充分利用多核处理器，程序员们需要重新考虑开发应用程序的方法。
微软公司的软件设计师Herb Sutter 曾说过，对于那些期望最终用户简单的将计算机升级到更快的处理器就可以立即看到软件程序性能提升的开发者而言，“免费午餐结束了”。
简而言之，在相当长的一段时间里，软件开发是这样的，但是现在情况不同了。
顺序执行的程序在处理器的速度提升后将得到性能的改善，将电脑升级到更快的CPU 意味着一个序列中每个单独的指令都将运行得更快。
为了在多核系统中继续获得性能提升，你需要设计一个在内核间分配任务的应用程序，从本质上说来就是开发并行应用程序来取代顺序执行的程序。
LabVIEW――一种在LabVIEW 中开发应用程序的主要优势是这种语言。
LabVIEW 对多核CPU 的支持以前，在计算机领域有个摩尔定律，是说每一年半，CPU 的主频都会提高一倍。
但是近几年这个定律在CPU主频上已经失效了，我 4 年前用的计算机CPU 主频是2G，我前几天换了一台新电脑，CPU 主频还是2G。
现在主要两个CPU 生产商都意识到单纯通过提高处理器主频来提升性能的办法行不通了。
他们的新策略是通过增加CPU 的内核来提升系统整体性能。
现在双核CPU 是商用电脑的主流配置，也有高端电脑采用了四核CPU。
Intel 更是宣称他们用不了5年就会做出有80 个核的CPU 来。
多个CPU 同时工作，效率固然是高。
但是，为了充分发挥多核的优势，为了发挥多核的威力，还要你的软件针对多核进行一定的优化才行。
首先，你的程序至少是多线程运行的。
使用常用的文本语言，比如C++ 编写一个多线程的程序并不是一项简单的工作。
除了要非常熟悉C++ 的基本编程方法，程序员还需要了解Windows 多线程的运行机制，熟悉Windows API 的调用方法，或者MFC 的架构等等。
在C++ 上调试多线程程序，更是被许多程序员视为噩梦。
但如果使用LabVIEW 编写多线程程序，情况就大为不同了。
LabVIEW 是自动多线程的编程语言，LabVIEW 程序员可以不需要了解任何与多线程相关概念与知识。
只要他在VI 的程序框图上，并排放上两段没有先后关系的代码，LabVIEW 就会自动把这两段代码放在不同的线程中，并行运行。
而在多核CPU 的计算机上，操作系统会自动为这两个线程分配两个CPU 内核。
这样就有效地利用了多核CPU 可以并行运算的优势。
LabVIEW 的程序员不知不觉中就完成了一段支持多核系统的程序。
有操作系统来分配CPU 也许效率还不是最高的。
比如我现在有这样一个程序(图1)，有数据采集、显示和分析三个模块。
三个模块是并行执行的。
我的电脑是双核的，于是操作系统分配CPU0 先做数据采集，CPU1 先做数据显示，等数据采集做完了，CPU0 又会去做数据处理(图2)。
搭配NILabVIEW进行多核编程搭配NI LabVIEW进行多核编程NI LabVIEW图形化编程方法不仅省时，还很适合对多核处理器和其他并行硬件[如：现场可编程门阵列(FPGA)]进行编程。
其中一项优势是：通过2个、4个或更多核将应用程序自动扩展至CPU，通常无需更多编程努力。
此外，图形化LabVIEW代码还有助工程师与科学家可视化显示并行操作，因为它天生代表工业和院校采用的最流行并行编程模式。
并行编程的挑战并行编程正很快成为用来构建大多数多核处理器的必要。
出于许多原因（包括：能耗与内存带宽），现代处理器具有非常迟滞的时钟频率；CPU制造商却开始在单芯片上纳入多个处理器内核同时维持乃至降低时钟频率。
因为不能仰赖时钟频率的增加来自动加速应用程序，现在您必须设计出在多核处理器上运行的应用程序。
未来，如果您不花时间优化针对多核处理器的应用程序，可能发现性能出现减退。
为解决这项挑战，许多工具被用来帮助您创建能够利用多核处理器的代码。
您能手动地将代码块分配至线程；这样，许多操作系统都可以将这些线程扩展到不同的处理器内核上。
然而，管理这些线程费时而且困难。
此外，各种语言和API对部分关乎线程的工作进行抽象，但它们仍需要您确切指定能够并行运行的操作类型。
图1. CPU时钟频率停止增长；多核处理器的性能现在得到提升。
自动利用多核处理器在LabVIEW中编程涉及到创建类似流程图的图形化代码(G)，这与使用传统的顺序语言进行编程迥然不同。
这被称为数据流编程。
LabVIEW程序不编写逐个执行的命令序列，而包含将一个变量连至下一个的变量与运算符——LabVIEW编译器自动确定命令的先后顺序以便执行继而产生正确的结果。
这也意味着：借助LabVIEW，代码的两个并行部分在相互独立时，能够在一个多核处理器的不同核上同时运行。
如需视觉化显示该部分，请考虑图2中简单的算术程序。
LabVIEW会认为：不论是乘与加函数还是减函数，都能同时执行；它们不会相互依赖着执行。
LabVIEW的基本编程结构和语法LabVIEW（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一种广泛应用于科学研究和工程领域的图形化编程语言。
它提供了一种直观的编程环境，使得用户能够通过拖拽和连接图标来创建程序。
本文将介绍LabVIEW的基本编程结构和语法，帮助读者了解如何使用LabVIEW进行编程。
1. 数据流图（Dataflow Diagram）LabVIEW的核心思想是数据流图，即通过连接不同的节点以实现数据的流动和处理。
数据流图由函数块（Function Block）、图形化控件（Graphical Control）和连线（Wire）组成，用户可以根据需求自由搭建数据流图。
函数块代表不同的功能模块，例如数学运算、数据处理和界面控制等。
图形化控件用于与用户进行交互，包括按钮、输入框和图表等。
连线用于连接函数块和图形化控件，定义数据的传递路径。
通过灵活的拖拽和连接操作，用户可以将各种节点组合成一个完整的数据流图，实现复杂的功能。
2. 程序结构（Program Structure）在LabVIEW中，程序由模块（SubVI）组成，每个模块负责执行特定的任务。
模块可以是用户自定义的，也可以是LabVIEW提供的预定义模块。
程序结构由主程序和子程序组成，用户可以通过调用不同的子程序来实现特定的功能。
在图形化界面中，每个模块被表示为一个矩形图标，用户可以拖拽和连接模块来构建程序。
程序的执行顺序由数据流图的连线决定，当一个模块的输入数据准备好时，它就会被执行。
通过合理设计程序结构，可以提高代码的可读性和可维护性。
3. 数据类型（Data Type）在LabVIEW中，数据类型是非常重要的概念。
它决定了数据的表示方式和可操作性。
LabVIEW支持各种常见的数据类型，包括整数、浮点数、字符串和数组等。
用户可以根据需要选择不同的数据类型，并进行转换和操作。
LabVIEW（⼋）：程序结构中的循环结构1、程序结构分为三种：循环结构、分⽀结构、顺序结构。
本⽂主要讨论循环结构。
2、While循环左下⾓：循环计数端⼦i,从0开始计数，每进⾏⼀次循环，i⾃动增加1。
右下⾓：循环条件端⼦，当循环达到某种条件下会进⾏怎么样的操作。
选中循环条件端⼦>右键“创建输⼊控件”，即为“输⼊按钮”。
3、选中循环条件端⼦>可选择真实停⽌或者真实继续。
⼿型⼯具左键⿏标可以切换状态。
（1）、真实停⽌：While循环达到某种条件的时候，那么这个循环就停⽌。
（2）、真实继续：如果循环达到某种条件，那么这个循环继续进⾏，直到这个循环所产⽣的结果不满⾜某个条件。
那么这个循环就会停⽌。
4、可在While循环左右边界右键添加“移位寄存器”（1）、移位寄存器：是可以将数据从⼀个循环周期传递到另⼀个循环周期。
（2）、右边界上的移位寄存器：是⽤来存储本次循环所产⽣的⼀些数据，本次循环所产⽣的数据传递到右边的移位寄存器，然后进⾏下⼀次循环的时候，右边的移位寄存器就会把刚才所存储的数值传递到左边的移位寄存器。
（3）、移位寄存器是需要初始化的。
移位寄存器会根据输⼊类型的不同⽽⾃动选择数值类型。
（4）、为了⽅便观察，可以在循环中添加延时设置：添加“等待”函数>右键“创建”>常量（5）、移位寄存器技巧：选中左边或右边的移位寄存器，右键>添加元素。
添加的元素只能显⽰在左边的移位寄存器处。
添加元素也必须初始化。
（6）、右边的移位寄存器存储的是本次循环所产⽣的值，左边从上到下第⼀个移位寄存器是相对于本次循环的上⼀次循环所产⽣的值，左边第⼆个移位寄存器是相对于本次循环的前两次循环所产⽣的值，以此类推：从上往下，左边第N个移位寄存器来存储相对于本次循环前N个循环的数据。
5、在前⾯板中，选中停⽌按钮右键>机械动作>有六种动作类型。
机械动作图标讲解：图标上⾯带两个箭头的，是⿏标的动作：向下箭头是⿏标按下，向上箭头是⿏标释放，中间是说明这个按钮的值的改变。
