Как и большинство людей, многие инженеры и ученые решают поставленные перед собой задачи, оперируя образами или символами. Подобный поход развивается в процессе обучения и применения соответствующих инструментов обработки информации – различных схем и диаграмм. Однако большинство языков программирования требуют изучения специфического синтаксиса и адаптации моделей прикладной области к возможностям языка. В тоже время, графический язык G позволяет работать с интуитивно понятными структурами.

Код языка LabVIEW удобнее для инженеров и ученых, потому что они привыкли к визуальной работе с данными, моделированию процессов с помощью блок-схем и диаграмм состояний, которые так же отражают потоки данных. Помимо этого, потоковое программирование обусловливает необходимость работать в терминологическом поле прикладной области задачи. Например, типичное приложение на LabVIEW сперва получает данные с нескольких каналов датчиков температуры, затем передает данные функции, выполняющей анализ, и, наконец, сохраняет данные на диск. Графическое представление программы наглядно демонстрирует порядок выполнение операций и потоки данных.

Поскольку концепция языка G проста для понимания, LabVIEW предоставляет в распоряжение пользователя столь же удобные и интуитивно понятные инструменты среды разработки. Например, уникальные средства отладки позволяют наглядно отобразить процесс распространения данных по проводникам, а также отобразить соответствующие значения на входах и выходах узлов кода (речь идет об анимации выполнения).

Кроме того, LabVIEW предоставляет разработчику набор инструментов отладки, аналогичных имеющимся в других средах разработки. С помощью пиктограмм на инструментальной панели блок-диаграммы вы можете запустить пошаговое выполнение кода, установить точки остановки и включить анимацию выполнения.

Отладочные средства позволяют установить пробники одновременно на многих участках программы, приостановить выполнение и выполнить вход в подпрограмму. Подобный функционал есть и в других средах разработки, однако LabVIEW, благодаря графической сути языка G, в более удобной форме отображает текущее состояние программы и взаимосвязи параллельных участков кода.

Одна из отличительных особенностей процесса отладки в LabVIEW – это скрытое компилирование кода. Пока вы работаете с кодом, компилятор постоянно проводит семантический и синтаксический анализ кода. В случае обнаружения ошибок, блокируется возможность выполнения программы, а на инструментальной панели отображается пиктограмма со сломанной стрелкой.

В такой ситуации, нажатие на кнопку запуска приводит к отображению окна с перечнем ошибок, которые необходимо исправить. Как только они буду устранены, программа может быть скомпилирована, а ее производительность будет сопоставима с программами, написанными на большинстве традиционных языков типа языка C.

Языки потокового программирования, такие как LabVIEW, позволяют автоматически распараллеливать выполнение кода. В отличие от языков с последовательным выполнением команд, таких как C и C++, графические языки изначально содержат в себе информацию о том, какие участи кода следует выполнять параллельно. Рассмотрим, к примеру, шаблон проектирования «Производитель/Потребитель», в котором два цикла While выполняются независимо: первый цикл генерирует или получает данные, а второй – обрабатывает их. Несмотря на то, что циклы выполняются параллельно, данные между ними успешно передаются с помощью механизма очередей, которые поддерживаются и в стандартных языках.

Параллелизм также позволяет увеличить производительность программ. В настоящее время становится все более популярной новая архитектура процессоров - многоядерные процессоры.

Чтобы до конца использовать все преимущества многоядерной архитектуры процессора, программы должны содержать участки кода, которые могут выполняться независимо (т.е. быть многопоточными). В обычных текстовых языках создание и управление потоками является сложной задачей для неопытного специалиста в программировании.

Явное преимущество языка LabVIEW по сравнению с обычными текстовыми языками программирования заключается в том, что реализация многопоточных приложений является весьма простой задачей. Встроенный компилятор самостоятельно определяет участки кода, имеющие параллельно расположенные узлы, и организует раздельные потоки для их параллельного исполнения. В компьютерной терминологии такой механизм называется «неявный параллелизм», т.е. реализация параллелизма осуществляется автоматически средствами разработки, а не специально написанным кодом.

Помимо поддержки многопоточности на многоядерных системах, LabVIEW позволяет создавать приложения для параллельных вычислений на ПЛИС – интегральных микросхемах с программируемой логикой, в которых выполнение независимых участков кода организуется абсолютно независимыми участками микросхемы, которые не влияют на производительность друг друга. LabVIEW очень хорошо подходит для программирования ПЛИС, потому что в его основе лежит работа с параллельными потоками данных. Именно поэтому он становится всё более популярным среди разработчиков, которым требуются параллельные детерминированные вычисления.

В примере с языком FORTRAN было показано, что уровни абстракции, обеспечиваемые языками высокого уровня – их главное преимущество, которое проявляется в более наглядном виде кода по сравнению с низкоуровневыми языками. LabVIEW автоматически обеспечивает выполнение ряда задач (например, управление памятью), которое в текстовых языках обычно ложится на плечи разработчика. В подобных случаях вы самостоятельно должны обеспечить выделение памяти перед ее использованием и освобождение – после, а также следить за тем, чтобы не выйти за границы выделенной области.

Автоматическое управление памятью – одно из главных преимуществ языка LabVIEW. Когда вы пишите программу на графическом языке программирования, вам не нужно ни выделять память для переменных, ни присваивать им значения. Вместо этого, вы создаете блок-диаграмму, отражающую движение данных. Узлы блок-диаграммы, которые генерируют данные, автоматически обеспечивают выделение памяти для данных. Высвобождение памяти происходит автоматически после того как данные оказываются не нужны. Как только вы добавляете дополнительные данные в массив или строку, вызываются процедуры выделение дополнительного объема памяти. Таким образом, вы можете сосредоточиться на решении поставленной задачи, а не разбираться в тонкостях языка и не допускать ошибок при программировании.

В то же время, если вам необходимо управление памятью на низком уровне, вы можете задействовать встроенные утилиты мониторинга использования памяти, чтобы оценить эффективность разных техник программирования.

Если программа на LabVIEW демонстрирует неожиданные результаты, вы можете воспользоваться как упомянутыми выше средствами отладки, так и инструментарием для продвинутых пользователей, а именно – тулкитом Desktop Execution Trace Toolkit, который позволяет провести динамический анализ кода на наличие:

• Утечек памяти и ошибки ссылок/указателей
• Участков кода, вызывающих не желаемое поведение программы
• Участков программы, на которых может быть увеличена производительность
• Определение вызова предшествующего ошибке
• Сравнение работы кода на разных платформах

Несмотря на то, что LabVIEW идеально подходит для организации распараллеливания кода, а также скрывает тонкости управления памятью, он не является наиболее оптимальным выбором для решения некоторых задач. В частности, математические формулы и уравнения могут быть более наглядно представлены в текстовом виде, поэтому в LabVIEW реализованы механизмы добавления на блок-диаграмму текстового кода.

Например, в LabVIEW есть узел, называющийся Formula Node, который позволяет рассчитывать значения по текстовым формулам и выполнять текстовые программы с C-подобным синтаксисом.

Аналогично, узел MathScript Node позволяет встраивать в программу на LabVIEW код .m файлов

Графический язык и концепция потокового программирования LabVIEW позволяет вам решать задачи более удобными и эффективными методами, чем традиционные текстовые языки. Ключевые особенности программирования на языке LabVIEW, а именно интуитивно понятный и наглядный графический код, а также управляемое потоком данных выполнение программы, позволяют сделать процесс программирования более близким к процессам мышления, чем другие языки. Несмотря на высокий уровень абстракции кода, производительность программ, написанных в среде LabVIEW, остается сопоставимой с языками типа C, благодаря встроенному компилятору кода.