CHAPITRE 2 GROUPAGE DES DONNÉES ET FONCTIONS ASSOCIÉES Comme nous l avons vu dans le précédent chapitre, il existe divers types de données scalaires de base. Cependant, des données scalaires seules ne suffisent pas à construire un logiciel d acquisition de données; il est souvent nécessaire de pouvoir traiter les données en groupes. Les groupes d éléments se présentent ou bien sous la forme de tableaux de données de même type, ou simplement sous la forme d un groupement de données appelé cluster. Dans un cluster les données peuvent être du même type ou de type différents. Nous verrons dans ce chapitre les types de groupage de données que LabVIEW offre et les opérations praticables sur ces mêmes groupes. Tableaux (arrays) "Un tableau est défini par des éléments et des dimensions. Les éléments sont les données qui constituent le tableau. Une dimension est la longueur, la hauteur ou la profondeur d un tableau. Un tableau peut avoir une ou plusieurs dimensions et jusqu à (2 31 ) 1 éléments par dimension, en fonction de la capacité mémoire" [2]. Un tableau est constitué de données de même type, par exemple: des numériques, des booléens, des chemins, des chaînes, des waveforms et des clusters. Nous sommes inévitablement appelé à nous servir de tableaux lorsqu'on travaille avec un grand nombre de données semblables et lorsqu'on effectue des calculs répétitifs. Les tableaux sont particulièrement utiles pour stocker les données générées par boucles ou par la génération et l'acquisition de signaux. Construction des tableaux Il existe plus d une manière de construire un tableau. La manière la plus simple est de construire le tableau à partir de la face-avant. Voici la démarche à suivre: 1. Ouvrir la palette des commandes 2. Cliquer sur la sous-palette Array, Matrix & Cluster. 3. Ajoutez un tableau (array) sur la face-avant. À cette étape, le tableau n est pas associé à aucun type d élément. Son terminal est noir dans le diagramme. 4. Dans la palette de commandes, choisir l'élément de commande ou d'indicateur de votre choix (numérique, booléen, chaîne, etc.) et l ajouter à la face-avant. Version 2008-02-16 25
5. Glisser cet élément à l'intérieur du tableau, puis le relâcher. Le tableau gardera l élément et dans le diagramme, le tableau aura pris la couleur qui représente le type de données de l'élément inséré. Par défaut, le tableau aura une seule dimension. On peut ajouter une autre dimension (ou indice) à l'aide du menu local du tableau. Figure 2.1 : VI avant que le tableau ne soit défini. Version 2008-02-16 26
Figure 2.2 : VI pendant que le contrôle numérique est glissé dans le tableau vide Version 2008-02-16 27
Figure 2.3 : VI lorsque le tableau est défini comme étant de type nombre à virgule flottante double précision (DBL). Le tableau est à un dimension comme le montre son unique indice (rectangle blanc à gauche) Il est également possible de construire des tableaux avec la fonction Build Array, discutée plus loin dans ce chapitre. Un tableau peut également être construit avec une boucle (While ou For) en mode d'auto-indexation. Les boucles sont abordées dans le chapitre 3. Dimensions des tableaux Les tableaux peuvent avoir plusieurs dimensions, mais par défaut ils ont une dimension lors de leur création. Lorsqu on veut plus d une dimension, il faut faire un click droit sur le tableau et choisir Add Dimension dans le menu local. La procédure est répétée pour ajouter d'autres dimensions au tableau. On peut connaître le nombre de dimensions d une matrice de deux manières : Sur la face-avant, le nombre de compteurs d'indice correspond au nombre de dimensions, comme le montre la figure 2.4. Le nombre d'indices indique la dimension du tableau. Dans le diagramme, on peut connaître la dimension du tableau à partir du style de tracé des fils, comme on peut le voir à la figure 2.4, où il y a des tableaux 1D, 2D et 3D. Version 2008-02-16 28
Habituellement, pour la programmation des instruments virtuels, on utilise des tableaux 1D, 2D, et parfois des 3D. LabVIEW permet aussi de créer des tableaux avec autant de dimensions qu'on le désire. Figure 2.4 : Tableaux 1D, 2D, 3D dans la face-avant et le diagramme. Le tracé des fils connecteurs change avec le nombre de dimensions. Manipulation des tableaux LabVIEW possède plusieurs fonctions qui servent à manipuler directement les tableaux. Ces fonctions sont mieux adaptées à un contexte d acquisition de données plutôt qu'à celui de l algèbre vectorielle. C'est pourquoi on ne retrouve pas dans les fonctions de LabVIEW certaines opérations telles que l inversion d une matrice. Pour accéder aux fonctions permettant la manipulation des tableaux, aller dans Functions Palette, Programming, Arrays. Voici quelques unes des fonctions disponibles : Version 2008-02-16 29
Icône Description Construire un tableau (build array) : Concatène plusieurs tableaux ou ajoute des éléments à un tableau à n dimensions. Il existe deux modes de fonctionnement pour la fonction Construire un tableau, et le mode employé varie selon que vous sélectionnez ou non l'option Concaténer les entrées dans le menu local. Si vous sélectionnez l'option Concaténer les entrées (Concatenate Inputs), la fonction ajoute toutes les entrées dans l'ordre, en formant un tableau en sortie ayant la même dimension que le tableau en entrée de plus grande dimension câblé. Si vous ne sélectionnez pas Concaténer les entrées, la fonction construit un tableau en sortie ayant une dimension de plus que celle des entrées. Les entrées doivent avoir les mêmes dimensions. La fonction ajoute chaque entrée dans l'ordre, formant ainsi un sous-tableau, un élément, une ligne ou une page du tableau en sortie. Les entrées sont comblées, si nécessaire, afin que leur taille corresponde à celle de la plus longue entrée. Initialise un tableau (initialize array): Crée un tableau et assigne à chaque élément la même valeur. Taille d'un tableau (array size) : Renvoie le nombre d'éléments situés dans chaque dimension du tableau. Indexer un tableau (index array) : Renvoie l'élément ou le sous-tableau d'un tableau à n-dimensions, à l'indice spécifié. Insérer dans un tableau (insert into array) : Insère un élément ou un soustableau dans le tableau n dimensions à l'endroit spécifié par indice. Remplacer une portion d'un tableau (replace array subset) : Remplace un élément ou un sous-tableau d'un tableau à l'endroit que vous spécifiez dans indice. Supprimer une portion de tableau (delete from array) : Supprime un élément ou un sous-tableau de tableau et renvoie le tableau modifié dans tableau sans le sous-tableau et l'élément ou le sous-tableau supprimé dans partie supprimée. Sous-ensemble d'un tableau (array subset) : Renvoie la portion d'un tableau commençant à indice et contenant n éléments, n représentant la valeur de longueur. Classer un tableau 1D (sort 1D array) : Renvoie une version classée du tableau avec les éléments disposés dans l'ordre croissant. Renverser un tableau 1D (rotate 1D array) : Inverse l'ordre des éléments de tableau. Version 2008-02-16 30
Transposer un tableau 2D (transpose 2D array) : Réorganise les éléments du tableau 2D de manière à ce que le tableau 2D [i,j] devienne le tableau transposé[j,i]. Rechercher dans un tableau 1D (search 1D array) : Recherche un élément dans un tableau 1D en commençant à l'indice de départ. Comme la recherche est linéaire, vous n'avez pas besoin de classer le tableau avant d'appeler cette fonction. LabVIEW arrête la recherche dès qu'il trouve l'élément. Il existe également d autres opérations matricielles dans LabVIEW. Celles présentées ci-dessus sont les plus courantes. Chaînes de caractères (Strings) Une chaîne de caractères est une séquence de caractères ASCII affichables ou non. LabVIEW offre la possibilité de manipuler les chaînes de caractère. Ceci peut s avérer utile lorsqu on souhaite construire un programme qui sera utilisé par un autre utilisateur, de sorte que le programme soit facile à utiliser. Il est ainsi possible de programmer des messages d erreur, de donner des noms à des entrées, d enregistrer des fichiers avec des noms déterminés, de donner des indications à l intérieur de fichiers de données enregistrés, etc. Les chaînes de caractères sont constituées d un élément de 32 bit (numérique) en tête, suivi d une chaîne d éléments de 8 bit (numériques, ayant un caractère associé à chaque valeur). Création des chaînes de caractères Pour créer des chaînes de caractères, également nommées strings, aller dans la palette des Commandes, sous-palette Strings and Paths. Bien qu il s agisse d un groupe d éléments, les chaînes de caractères sont traitées comme des éléments simples. Il est toutefois possible de manipuler les caractères à l intérieur des chaînes avec des fonctions semblables à celles servant à traiter les matrices. Pour introduire des caractères spéciaux non affichables dans une chaîne, aller dans le diagramme, palette des fonctions, sous-palette Strings et sélectionner les caractères voulus dans la liste. Voici la liste des caractères spéciaux : Chaîne vide Retour Changement de ligne Fin de ligne Tabulation Version 2008-02-16 31
Les chaînes ont des fils connecteurs plus larges que ceux des éléments scalaires, puisqu en réalité il s agit de groupes de caractères ASCII. Manipulation des chaînes de caractères La manipulation des chaînes se fait avec des fonctions qu on peut retrouver dans la palette des fonctions, sous-palette Programming, Strings. Voici quelques fonctions servant à manipuler les chaînes de caractères. Icône Description Nombre de caractères : Cette fonction retourne un élément numérique indiquant le nombre de caractères dans la chaîne. Assemblage (concatenate) : Cette fonction assemble plusieurs chaînes de caractères dans une seule chaîne. Sous chaîne (subset) : Cette fonction retourne une sous chaîne contenue dans la chaîne entrée. La sous chaîne est définie par l'index de son premier caractère et sa longueur. Clusters ou ensembles d éléments de données Les ensembles d éléments de données, ou clusters sont constitués d un nombre d éléments de types semblables ou différents. L'utilisateur peut définir le nombre d éléments, le nombre de types d éléments et le nombre d éléments de chaque type qui seront inclus dans un cluster. Certaines fonctions plus avancées retournent également des ensembles prédéterminés. L utilisateur doit donc manipuler ces ensembles pour en retirer l information qu il souhaite. Construction des clusters Les étapes menant à la construction des ensembles sont énoncées et illustrées ci-dessous. 1. Ouvrir la palette des Commandes (Controls Palette) 2. Cliquer sur la sous-palette Arrays & Clusters. 3. Ajoutez un cluster sur le Front Panel. À cette étape, le cluster est vide. Son terminal est noir dans le diagramme. 4. Dans la palette des commandes, choisir les éléments de votre choix et les introduire., dans le cluster. 5. Note: Le type du premier élément introduit dans le cluster, une commande ou un indicateur, détermine le type du cluster (commande ou indicateur). Tous les autres élément du cluster seront du même type. Version 2008-02-16 32
Figure 2.5 : VI avant que le cluster ne soit défini Figure 2.6 : VI lorsque l ensemble est défini par un élément numérique Version 2008-02-16 33
Figure 2.7 : VI lorsque le cluster comprend un élément numérique et un élément booléen. La couleur du fil connecteur et du terminal d un cluster dépend de ce qu il contient. En effet, si l ensemble ne contient que des éléments numériques, la couleur qui lui est associée est le marron. Autrement, la couleur qui lui est associée est le rose. Le fil connecteur d un ensemble est plus large que celui d une chaîne de caractères. Ordonner les éléments d'un cluster Lorsqu un cluster est construit, un numéro est associé à chacun des éléments qui y sont introduits, et ce dans l ordre où ils y sont introduits. Pour des considérations pratiques, il peut être utile de changer l ordonnancement des éléments dans un cluster. Pour ce faire, les étapes sont les suivantes: 1. Dans la face-avant, faire un clic droit sur le rebord du rectangle du cluster 2. Choisir l option Reorder Controls In Cluster. 3. Une case blanche et une case noire apparaissent sur chacun des éléments dans le cluster. La case noire montre l ordre initial. Pour changer l ordre des éléments, cliquer dans les cases blanches. Un clic dans une case blanche pousse l élément en dernier. Les autres éléments prennent l'ordre le plus haut possible tout en respectant l ordre dans lequel ils étaient. 4. Lorsque que le nouvel ordonnancement est terminé, appuyer sur «ok». Version 2008-02-16 34
Figure 2.8 : Étape 2 : Clic droit sur le rebord du rectangle du cluster Figure 2.9 : Étape 3 : Choisir l option Reorder Controls in Cluster Version 2008-02-16 35
Figure 2.10 : Étape 4 : Changer l'ordre des éléments dans le cluster Manipuler les clusters Les clusters sont manipulés à l aide de fonctions accessibles à partir de la palette des fonctions (Functions Palette, programming, Cluster. Voici les plus utiles. Icône Description Assembler (Bundle) : Prend les éléments à l'entrée et les groupe en un cluster, dans l ordre où ils y sont entrés, c'est-à-dire de haut en bas. Désassembler (Unbundle) : Prend un cluster et le désassemble en éléments individuels. Cette fonction s adapte automatiquement au nombre d éléments que contient le cluster et illustre chacun des éléments par le diminutif du type d élément et sa couleur. Construire une matrice de clusters : Cette fonction prend plusieurs tableaux 1D de diverses sortes d éléments (ex : un tableau de booléens, un tableau de nombres, un tableau de chaînes de caractères) et désassemble ces tableaux pour construire un cluster qui contient un seul élément de chaque tableau, du même index. Il répète cette opération autant de fois que la longueur du plus long tableau et forme ainsi un nouveau tableau de clusters. Convertir un tableau en cluster et vice-versa Version 2008-02-16 36