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07虚拟仪器的软件系统
虚拟仪器技术的最核心思想，就是利用计算机的硬 *软件资源，使本来需要硬件实现的技术软件化（虚拟化），以增强系统的功能和灵活性，并降低成本。
虚拟仪器的软件框架从低层到顶层，包括三部分： %()库、仪器驱动程序、应用软件。
%()（ %89:;<= >4:9;?@>:<:8A> (AB:C<9@)9DE8:@D:;9@）虚拟仪器软件体系结构，实质即是标准的 *6函数库及其相关规范的总称。一般称该 *6函数库为 %()库。它驻留于计算机系统之中，执行仪器总线的特殊功能，是计算机与仪器之间的软件层连接，以实现对仪器的程控。它是一个可调用的函数集。
"仪器驱动程序是完成对某一特定仪器控制与通信的软件程序集。每个仪器模块都有自己的仪器驱动程序，仪器厂商以源码的形式提供给用户。 应用软件建立在仪器驱动程序之上，直接面对操作用户，通过提供直观友好的测控操作界面、丰富的数据分析与处理功能，来完成自动测试任务。
虚拟仪器应用软件可采用通用编程应用软件和专业图形化编程软件进行编写或开发。前者有 %、%’F F和 2@=GE8等；后者有 H公司的 I<J%/K、I<JK8>LAC4 * ’%；美国 M@N:9AO >84公司的 /P Q M@4:；R/S2<:<公司的 (><G Q S<9:@9平台软件。
应用软件还包括通用数字处理软件。它包括处理数字信号的各种功能函数，如频域分析的功率谱估计、 TTM、细化分析等；时域分析的相关分析、卷积运算、均方根估计、差分积分运算和排序等，这些为扩展虚拟仪器的功能提供了基础。
随着计算机网络技术、多媒体技术及分布式技术的发展，融合了计算机技术的虚拟仪器技术，其内容会更加丰富。如简化仪器数据传输的 >:@9>@:访问技术 2<:<(ADN@:、基于组件对象模型（’6S）的仪器软硬件互操作技术 6"’和软件开发技术 )D:8U@&等，这些技术不仅提高了测试系统的性能水平，而且为软件仪器时代的到来打下技术基础。
三、并行处理技术
在单个 ’".中依靠指令并行、部件并行能有效提高 ’".的能力。美国能源部在 5,,+年研制的超级计算机每秒浮点运算为 0,万亿次， 5,,V年将研制出 +,,万亿次每秒的超级计算机，都将采用 +W X+5Y个对称多处理机系统（ (S"），而每个 (S"又由 V, X+,,个 ’".组成。
这种利用并行处理技术的高速计算机在航空发动机动态试验和测量、高空台模拟试验以及飞行试验、监控中会得到广泛应用，特别是发动机仿真、过渡态仿真、全飞行任务仿真、部件仿真将主要取决于并行处理技术的发展。
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并行分布处理（"）理论是神经网络、神经计算和神经计算机研究中一个十分重要的基础概念，其中还包括神经计算机的硬件结构— ——并行分布式连接及其软件编制和运行的基本原则。
"模型的信息处理是并行的，而信息的表达则是分布的，知识被各单元之间的连接所编码，因此， "具有分布式的编码方式，这不同于数字计算机。计算机中采用的是局域性编码或地址编码，而分布式编码则是一种内容编码。分布式编码可以节省大量单元，并且信息的存取是多个单元并行动作，所以速度快，具有较强的容错性和鲁棒性。
并行处理器阵列神经计算机是将大量的处理机单元通过规则的、易于通信的互联网络构成大规模的并行处理机阵列，以实现极高的计算性能。
神经网络并行处理器阵列中的处理器采用专门设计的芯片，其性能好。
%&’并行阵列计算机由仿真处理器（ &’）组成，加上软件后形成了一个网络计算环境。传输速率为 ()% * +的 *,接口和传输速率为 -))% * +的 &’之间的 &’./接口、 01%数据存储器和程序存储器等构成了 &’。一个 &’可模拟 23个神经元和 -43根连接，速度为每秒修改网络 5) 67)次。
日本富土通公司开发的基于工作站的高速神经计算机 /89:;，采用了环状寄存器并行技术，其积和运算速度超过超级计算机。 /89:; * (由 <74个处理器构成整个系统，单机运算速度 55%浮点，总体运算速度 (= 7>浮点，并体存储容量 44%。这种计算机对于航空发动机整机动态仿真是十分必要的设备。
四、试验、计算数据可视化
人类通过眼、耳、鼻、舌、身接受信息、感知世界。据统计，人类所获得的信息中，约有 ?7@是以图像形式，通过视觉系统获得的。图像是人类最主要的信息源。可视化的目标是把数值计算和试验获得的大最数据转换为人的视觉可以感受到的计算机图像。随着计算机图形学理论的发展，出现了更加真实图像的技术，诸如浓淡技术、纹理技术、消隐技术、彩色图像技术等。试验和计算数据场可视化是科学技术发展过程中一个重要研究部分，亦是显示科学试验和计算结果的主要手段。
-=数据场
数据场的来源可概括为：
由试验和现场测试获得数据场。例如，通过发动机整机试验获得各截面的速度场、温度场和压力场；通过部件试验获得其气动、热力和可靠性诸方面的性能数据；通过高空台模拟试验获得发动机在不同飞行高度、不同飞行速度下的主要工作参数值。通过对人体多个方向、多个剖面拍摄人体器官的浓度场数据获得反映病变的情况；通过对机器的无损探伤，如超声波、 A射线和全息干涉测试，可以在不破坏部件下获得大量数据，通过对数据的可视化分析可以了解到部件的内部结构，准确显示发生变异的区域。
"由大量工程计算获得数据场。如发动机整机性能计算，瞬态 *稳态工作过程模拟，发动机相容性仿真研究等，可以获得压力场、温度场和速度场等大量数据，反映发动机内部工作过程、特点和规律；构件的有限元分析给出局部应变与应力集中的区域，预测裂纹的增长速度等。
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科学研究和工程计算会产生愈来愈大的数据场。、数据通常可分为数值数据、几何数据和图像数据。试验和测量除获得数值数据外，还有大量的图像数据。工程计算可产生这三种数据。
数值数据又称属性数据，如用来表示温度、压力、浓度、速度和强度等。属性数据又可分为标量、矢量和张量等多种形式，是可视化中主要关注的数据。
几何数据用来表示实体的形状，包括点、线、多边形和曲面等，通常可由几何造型软件定义或生成。几何数据是一类独立变量，有时与其表示实体的属性相互关系，例如发动机燃烧室中温度场与其燃烧室火焰筒几何形状有关。温度分布通常可用不同颜色来表示。图像数据通常以点阵数据形式表示。
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飞机检测与维修实用手册 4(65)
