《图形化程序设计实践》教学大纲

课程编号：ME006004

课程名称：图形化程序设计实践       英文名称：The Practice of Graphic Programming

学分/学时：1/16                    课程性质：通识教育选修             

适用专业：全校所有专业             建议开设学期：第1学期

先修课程：无                       开课单位：机电工程学院    

一、课程的教学目标与任务

信息时代程序无处不在，可很多人还是觉得编程很神秘。乔布斯说过，“每个人都应该学习如何编程，因为它教会你如何思考”。

LabVIEW是图形化的程序语言，基本上不写代码，取而代之的是流程图或框图，又称为“G” 语言。它尽可能利用了技术人员、科学家、工程师所熟悉的术语、图标和概念，是一个面向最终用户的编程工具。它帮助你快速构建自己的科学和工程系统的能力，使用它进行原理研究、设计、测试并实现测控系统时，可以大大提高工作效率。

本课程聚焦于程序设计思维的建立，重点放在理解隐含在语法背后的思想，并初步具备灵活使用这些思想解决实际问题的逻辑思维能力。图形化的程序设计主要讲述：程序设计概述、图形化编程LabVIEW的应用入门、程序结构、数据类型、图形显示、文件操作和应用实例，使学生具备图形化编程的基本能力。

学生在课程学习中可免费获得一次LabVIEW助理开发工程师（CLAD）资格认证的考试机会，通过将获得全球认可的工程资质证书。

通过课程训练学生的工程问题分析能力和设计开发解决方案的能力，促进学生增强团队合作意识、有效沟通和初步的项目管理能力。

二、课程具体内容及基本要求

（一） 图形化程序设计概述

程序设计概述，图形化程序设计方法出现的背景，图形化程序设计与我校各专业之间的关系。讲授课程的性质、内容及任务，图形化编程的基本设计方法及应用举例。

1.基本要求

（1）了解程序设计的基本方法，由虚拟仪器的出现引出图形化编程。

（2）了解图形化编程的基本设计方法及实例。

（3）熟悉课程的安排及评价方法。

2.重点、难点

重点： 程序设计的方法概论，图形化程序设计与我校各专业之间的关系。

难点： 程序设计的方法概论

3.作业及课外学习要求

查阅程序设计方法的相关资料。

（二） LabVIEW入门

LabVIEW的简单入门，主要介绍它的编程原理和初步操作。

1.基本要求

（1）LabVIEW是什么？它的运行机制

（2）LabVIEW的操作模板

（3）LabVIEW的初步操作

（4）程序调试技术

2.重点、难点

重点： LabVIEW的编程原理和初步操作

难点： LabVIEW的编程原理

3.作业及课外学习要求

设计、调试你的第一个小程序。

（三） 程序结构

讨论LabVIEW的基本程序结构的构建，主要介绍基本的循环、判断、顺序和公式节点的实现方法。

1.基本要求

（1）循环结构——While循环

（2）循环结构——For循环

（3）分支结构

（4）顺序结构和公式节点

2.重点、难点

重点： 循环、判断、顺序和公式节点的实现方法。

难点： 移位寄存器

3.作业及课外学习要求

根据要求设计实现循环、判断和顺序的程序。

（四） 数组与簇

数组是同类型元素的集合，簇是不同类型元素的集合，本章主要讨论数组与簇的概念、创建和图形化函数。

1.基本要求

（1）数组的概念与创建

（2）数组的自动索引

（3）数组的功能函数

（4）簇的概念与创建

（5）簇的功能函数

2.重点、难点

重点：数组与簇的概念、创建和图形化函数

难点：数组与簇的概念建立

3.作业及课外学习要求

根据要求设计实现数组与簇的程序。

（五） 图形显示

图形显示对于虚拟仪器面板设计是一个重要的内容，LabVIEW为此提供了丰富的功能。本章系统地介绍图形显示的控件实现。

1.基本要求

（1）两种不同的图形显示方式

（2）Graph图形控件

（3）Chart图形控件

（4）XY图形控件

2.重点、难点

重点： 图形显示控件

难点： Graph与Chart的异同

3.作业及课外学习要求

根据要求设计实现数据图形显示的程序。

（六） 字符串和文件I/O

LabVIEW提供了各种处理字符串和文件的功能，本章主要讨论字符串的概念、创建和图形化函数，文件格式，文件的输入/输出功能函数。

1.基本要求

（1）字符串的创建

（2）字符串的功能函数

（3）LabVIEW支持的文件格式和文件I/O 功能函数

（4）将数据写入电子表格文件

（5）数据记录文件

2.重点、难点

重点： LabVIEW的字符串和文件的功能

难点： 文件的应用

3.作业及课外学习要求

分组查资料，确定实验主题并完成实验的分析、设计与调试工作。

三、教学安排及方式

总学时 16 学时，其中：讲授  4  学时，实验  4  学时，实践  4  学时，研讨  2  学时，线上 2  学时。

注：教学方式包括面授和线上，其中面授包括： 讲授、实验、上机、实践、研讨五种。

四、考核及成绩评定方式

最终成绩由平时作业成绩、期末综合作业成绩、实验成绩和小论文成绩等组合而成。各部分所占比例如下：

平时作业成绩：20%。主要考核对每堂课知识点的复习、理解和掌握程度。

期末综合作业成绩：20%。主要考核LabVIEW基础知识的掌握程度。题型为：选择题、填空题、问答题等。

课程论文成绩：30%。主要考核发现、分析和解决问题的能力，以及语言及文字表达能力。学生可自拟题目或根据任课教师提出的题目撰写课程学习小论文，并在一定形式下进行宣讲、答辩，最后评定课程论文成绩。

实验成绩：30%。主要考核实际动手操作能力、获取整理信息的能力以及理论联系实际的能力，学生可根据自己的专业方向及研究兴趣自拟题目或根据任课教师提出的题目。

过程成绩提交时间和总评成绩计算说明表

五、教材及参考书目

教材：自编课程讲义

参考书目：

1.《LabVIEW入门与实战开发100例》第三版，严雨，夏宁主编，电子工业出版社

2.《精通LabVIEW教程:由浅入深的范例学习》，约翰·艾希克 (John Essick) (作者), 邓科(译者)，电子工业出版社

3.《LabVIEW实践教程》，Robert H. Bishop等 (作者)，乔瑞萍 (译者)，电子工业出版社

七、说明

（一）与相关课程的分工衔接

可与C语言程序设计同时学习，比较它们的异同。虚拟仪器设计是它的进阶课程。

（二）其他说明

无

教材：自编课程讲义

参考书目：

1.《LabVIEW入门与实战开发100例》第三版，严雨，夏宁主编，电子工业出版社

2.《精通LabVIEW教程:由浅入深的范例学习》，约翰·艾希克 (John Essick) (作者), 邓科(译者)，电子工业出版社

3.《LabVIEW实践教程》，Robert H. Bishop等 (作者)，乔瑞萍 (译者)，电子工业出版社