Arquitecturas de Programación Avanzadas en NI LabVIEW

Transcripción

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2 Arquitecturas de Programación Avanzadas en NI LabVIEW Arturo Gómez Ingeniero de Campo National Instruments

3 Agenda de Hoy Máquina de Estados Interfaz de Usuario Basada en Eventos Productor/Consumidor Máquina de Estados en Cola Productor/Consumidor Introducción a Programación Orientada a Objetos en LabVIEW 3

4 Qué es un Patrón de Diseño? Plantilla o arquitectura basada en LabVIEW Altamente conocida y aceptada Fácil de reconocer Beneficios de Usar un Patrón de Diseño Simplifica el proceso de desarrollo Los desarrolladores puede entender fácilmente un código No es necesario reinventar la rueda Proveen soluciones definidas para problemas comunes Confiabilidad Muchas de ellas han sido utilizadas por años son están probadas Comparte o utiliza un código creado en la comunidad de desarrolladores y ahorra tiempo y esfuerzo. 4

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6 El Comienzo: Cómo Elijo un Patrón de Diseño? Identificar el aspecto más importante de su aplicación: Escalable: Es sencillo es agregar funciones N + 1? Modular: La aplicación esta dividida en componentes Reusable: El código es genérico a esta aplicación y le permite reutilizarlo para proyectos futuros? Extensible: Qué tan complicado es agregar nuevas funcionalidades? Simple: Cuál es la solución más sencilla que satisfaga todos los requerimientos y criterios de la aplicación? Seleccione una plantilla base con potencial para mejorar. 6

7 Precaución Usted puede complicar su aplicación si utiliza erróneamente un patrón de diseño complejo No olvide el patrón de diseño más común de todos en LabVIEW flujo de datos! 7

8 Antes de Empezar, Usted debe estar familiarizado con Ciclos Shift Registers Estructuras Case Constantes Enumeradas Estructuras de eventos 8

9 Máquina de Estados Necesito ejecutar una secuencia de eventos, pero el orden esta determinado de manera interactiva.

10 Máquina Expendedora de Refrescos Initialize No Input Wait Change Requested Quarter Deposited Dime Deposited Nickel Deposited Total <50 Change Quarter Total 50 Total <50 Total <50 Dime Total 50 Total 50 Nickel Total >50 Vend Costo 50 centavos Exit Total = 50 10

11 Desglose y Funcionamiento del Patrón Estructura Case contiene un caso para cada estado Código de transición determina el siguiente estado en base a los resultados de la ejecución del paso Step Execution FIRST STATE Shift registers usados para llevar el estado Transition Code FIRST STATE NEXT STATE 11

12 Opciones de Código de Transición Step Execution Step Execution Step Execution 12

13 Máquina de Estados DEMO 13

14 Recomendaciones de Uso Casos de Uso Interfaces de usuario Los datos determinan la secuencia de ejecución Consideraciones Creación de una máquina de estados requiere que el diseñador defina todos los posibles estados previamente 14

15 Interfaz de Usuarios Basada en Eventos Estoy sondeando acciones del usuario en la interfaz, lo cual hace más lenta mi aplicación y en ocasiones no logro detectar esas acciones.

16 Fundamentos Programación basada en un procedimiento Ejecuta una serie de instrucciones en secuencia Requiere estar sondeando para detectar eventos No puede determinar el orden de múltiples eventos Programación basada en eventos Determina la ejecución al correr el VI Espera a que ocurran eventos sin consumir recursos del CPU Recuerda el orden de múltiples eventos 16

17 Desglose y Funcionamiento del Patrón 1. El SO transmite los eventos (mouse click, teclado) hacia las aplicaciones 2. Estructura de eventos captura los eventos registrados y ejecuta el caso apropiado 3. Estructura eventos regresa información del evento al caso 4. Estructura eventos almacena en una cola los eventos que ocurran mientras esta ocupada en otro caso 17

18 Interfaz de Usuario con Eventos DEMO 18

19 Recomendaciones Casos de Uso UI: Conserva el uso del CPU UI: Asegura que no se perderá un evento Dirigir procesos de esclavos Consideraciones Estructura de eventos elimina el determinismo Evite colocar 2 estructuras de eventos en un ciclo while Recuerde leer la terminal de control boleano en el caso configurado para ese cambio de valor (value change) 19

20 Productor/Consumidor Tengo dos procesos que necesitan ejecutarse al mismo tiempo. Necesito asegurarme que uno de ellos, no haga más lento al otro.

21 Desglose y Funcionamiento del Patrón 1. Ciclo maestro indica a uno o mas esclavos cuando pueden ejecutarse 2. Permite ejecución asíncrona de ciclos 3. La independencia de datos rompe el flujo de datos y permite el multithreading 4. Desliga los procesos Thread 1 Thread 2 Thread 3 21

22 Comunicación de ciclos Variables Notificadores Colas (Queues) Semáforos 22

23 COLAS (QUEUES) Agregar elementos al Queue Extraer elementos del Queue Referencia al queue existente en memoria Seleccion del tipo de datos Dequeue esperará por datos o un time-out 23

24 Productor / Consumidor 24

25 Productor/Consumidor DEMO 25

26 Programación Orientada a Objetos

27 Por qué Aprender POO? Es el primer paso para que usted desarrolle código que se escribe más FÁCILMENTE es mucho más ESTABLE simplifica su MANTENIMIENTO 27

28 Qué es Programación Orientada a Objetos? Un enfoque diferente para programar Un intento por hacer que la programación modele mejor la manera en la que pensamos en el mundo real Una opción de programación en lenguajes como: VB.NET, C#, C++, Java, Python, G y muchos más Nace de la necesidad de mejorar la capacidad de administrar y organizar software complejo 28

29 Comparando los Enfoques de Programación Orientado a la tarea Se concentra en el proceso Instrucciones paso a paso Modularizado por rutinas que agrupan acciones Separa los datos y el comportamiento Orientado al objeto Se concentra en los datos Entidades que interactúan Modularizado en componentes con distintas responsabilidades Unifica la estructura de datos con sus manipuladores 29

30 Propiedades y Métodos en LabVIEW Las propiedades en LabVIEW son un clúster de tipos de datos comúnes Los accesas con Bundle/Unbundle Los métodos de clase en LabVIEW son sólo VIs 30

31 Qué es una Clase en LabVIEW? Un cluster glorificado Un tipo de dato definido por el usuario Un tipo de Librería de Proyecto Anatomía de las Clases en LabVIEW Cada clase en LabVIEW consiste en: Un control de datos privado (cluster) Vis miembros para accesar a los datos 31

32 Creando una Clase en LabVIEW Las clases en LabVIEW se administran en un proyecto Clase Círculo Clase Cuadrado Datos Privados de la Clase Método Draw() 32

33 Qué es un Objeto en LabVIEW Una instancia de la clase en el diagrama de bloques, es un objeto. Object data and methods are defined by the class El tipo de datos de un objeto es su clase 33

34 Nuevo Framework para Sistemas Multi-Proceso El Actor Framework esta diseñado para aplicaciones grandes multi-proceso Incluye utilería para generar mensajes e invocar métodos del actor Para más información: ni.com/actorframework Utiliza en gran medida la programación orientada a objetos para eliminar código duplicado y mejorar la escalabilidad del sistema 34

35 Qué es un Actor? = Un actor es conceptualmente lo mismo que un manejador de mensajes en queue (QMH) o una máquina de estados en queue (QSM). 35

36 Máquina de Estados con Queue 36

37 Clúster y Nodo... 37

38 se convierte en Clase y Método 38

39 se convierte en Clase y Método 39

40 El Mensaje y Estructura Case 40

41 se Convierte en Clase y Enlace Dinámico 41

42 Nuevo Actor Framework DEMO 42

43 Plantillas y Proyectos de Ejemplo en LabVIEW Punto de inicio recomendado para aplicaciones comunes en LabVIEW Indica claramente cómo y dónde agregar funcionalidades Muestra buenas prácticas para diseño de código, documentación y organización Permite agregar plantillas y proyectos personalizados 43

44 Enriquezca su Conocimiento con Capacitación y Certificación El Camino Más Rápido para Incrementar Habilidades y Productividad Certificación de NI: Valide su Experiencia Visite nuestra pagina ni.com/training/esa/ 44

45 Arturo Gómez Ingeniero de Campo National Instruments México PREGUNTAS?

46 Disfrute el Resto del Día 46