《计算机科学与工程导论：基于IoT和机器人的可视化编程实践方法第2版》一2.2.1　VIPLE的工程设计过程...

2.2.1　VIPLE的工程设计过程

我们来看一下整个工程设计过程：
1）明确问题和需求；
2）研究；
3）草拟解决方案；
4）建模（画流程图）；
5）分析；
6）模拟；
7）建立原型；
8）最终选定方案；
9）实现以及测试。
我们把整个设计过程应用到软件开发过程中。在传统的软件开发中，流程图是一种概念模型，使得开发者更好地理解问题。在使用VIPLE的面向服务的可视化开发过程中，流程图成为一个数学或者逻辑模型并可被编译成可执行文件，从而去除或者减轻了实现（编程）步骤中将流程图转译成文字形式编码的负担。这种方法不仅可以用于机器人应用，还可用于通用软件开发。现有的几个基于工作流的通用软件可视化编程的开发环境，包括IBM的WebSphere、Microsoft的基于Visual Studio的Workflow Foundation以及Oracle的SOA Suite，帮助开发者绘制各种应用程序的流程图。比如，一个在线的银行系统、一个电子商务系统或者一个图像验证系统。编译器能够直接把流程图编译成可执行文件。与VIPLE工作流类似，链接http://neptune.fulton.ad.asu.edu/WSRepository/Services/WFImage给了一个使用Workflow Foundation的简单图像验证器。
软件工程师的职责是理解问题并开发一个解决方案。编码实现并不是软件工程师的主要职责。高级开发工具并不会减少对软件工程师的需求，但是它减少了对程序员的需求。因为编码（实现）工作可以由高级软件工具自动化实现，但是问题的定义、需求撰写、建模以及分析的工作是无法被工具或者机器替代的。
此外，VIPLE还包含一个基于Unity游戏引擎的3D模拟器以及一个基于HTML5的Web 2D和Web 3D模拟器，使得用户可以在他们的程序加载到硬件平台（机器人）之前进行测试。在模拟环境中开发者可以在软硬件问题混合到一起之前单独测试软件问题。图2-8显示了一个3D Unity模拟器和一个机器人迷宫导航的Web 2D和Web 3D模拟器。Unity模拟器中的红色光线是测距传感器在测量距离。迷宫的墙壁可以通过点击来修改（添加或移除）。在Web 2D和Web 3D模拟器中，迷宫可以在线下准备好并在执行迷宫导航程序之前加载到模拟环境里。

VIPLE是一个基于数据编程模型的应用程序开发环境，而不是典型的用于传统编程语言（如C++、Java）的控制流模型，后者会串行执行命令语句。数据流程序更像生产线上的工人，当材料到达时工人就做指定的工作。因此VIPLE很适合机器人应用程序的编程，同样，它也适合各种并发分布式应用。在我们的实验中，将会使用VIPLE来设计电路。
VIPLE可以让初级程序员对变量、数据类型、If/Else语句、循环和逻辑思维等概念有一个基本的理解。但是，VIPLE并不仅限于新手，其编程语言的组成方法可能会吸引更多的高级程序员进行快速原型开发或代码开发。此外，虽然VIPLE的工具箱是为开发机器人应用程序特别定制的，但其底层的体系结构并不局限于机器人编程。比如，VIPLE可应用于游戏、复杂制造过程、控制智能家居设备以及其他设计过程。VIPLE的模拟环境可将现实系统虚拟化，用于物理实现前的测试。因此，VIPLE对于广大的用户都具有吸引力，包括高中生、大学生、兴趣爱好者、研究者，以及Web开发者和职业程序员。
VIPLE是免费的，可从http://neptune.fulton.ad.asu.edu/VIPLE/下载。