VIPLE

VIPLE: Языковая среда программирования Visual IoT/робототехники
Парадигма	Сервис-ориентированное , Визуальное программирование , Приложение рабочего процесса
Разработано	Государственный университет Аризоны
Впервые появился	2014 г .; 10 лет назад
Под влиянием
	Язык визуального программирования Microsoft

ASU VIPLE — это языковая среда визуального программирования для Интернета вещей и робототехники, разработанная в Университете штата Аризона. ^[1]

ASU VIPLE — это образовательная платформа, разработанная с упором на вычислительное мышление, а именно на изучение того, как работают алгоритмы, не уделяя внимания синтаксическим сложностям. С этой целью VIPLE предназначен для облегчения программирования приложений, использующих робототехнику и другие устройства Интернета вещей. ^[2]

История

Языки визуального и графического программирования использовались в качестве инструментов для обучения концепциям информатики и вычислительному мышлению. Был разработан и применен ряд сред визуального программирования. MIT App Inventor для Android использует головоломки в стиле перетаскивания для создания телефонных приложений. ^[3] Университета Вирджинии и Карнеги-Меллон Alice (программное обеспечение) — это среда разработки 3D-игр и фильмов. ^[4] Он использует раскрывающийся список, позволяющий пользователям поэтапно выбирать доступные функции. App Inventor и Alice позволяют начинающим программистам разрабатывать сложные приложения, используя визуальную композицию на уровне рабочего процесса. Программное обеспечение LEGO EV3 позволяет просто программировать робототехнику с помощью блоков-головоломк, расположенных на рельсах. Он применялся в младших и средних классах школы. Язык визуального программирования (VPL) Microsoft Robotics Developer Studio (MRDS) специально разработан для приложений робототехники, что является важной вехой в разработке программного обеспечения, робототехнике и образовании в области информатики во многих аспектах. Microsoft MRDS VPL ориентирован на обслуживание; он визуален и основан на рабочих процессах; он управляем событиями; он поддерживает параллельные вычисления ; и он широко использовался в средних школах, старших классах и колледжах как образовательный инструмент, который прост в освоении, но в то же время является мощным и выразительным. К сожалению, Microsoft прекратила разработку и поддержку MRDS и VPL в 2014 году. VIPLE (языковая среда программирования Visual IoT/Robotics) разработана для поддержки сообщества MRDS VPL. VIPLE разработан на основе концепции Робот как услуга . VIPLE используется во многих школах и университетах по всему миру. Учебник опубликован Machine Press China: «Введение в информатику с помощью робототехнического эксперимента», Machine Press, 2013. ^[5] В летних лагерях АГУ по робототехнике преподавание проводится с использованием VIPLE каждое лето. ^[6] ASU класса FSE100 использует VIPLE в качестве языка программирования. ^[7] В декабре 2016 года в рамках программ HEEAP и BUILD-IT во Вьетнаме более 90 преподавателей и 20 студентов прошли обучение использованию VIPLE для преподавания вводных курсов в инженерное дело с использованием программирования робототехники. ^[8] ASU VIPLE применялся в многочисленных студенческих проектах, о чем сообщалось в различных новостных репортажах: «Программирование роботов стало проще». ^[9] и «Команда АГУ завоевала первый приз на Intel Cup в Китае». ^[10]

Особенности и философия

ASU VIPLE использует ту же вычислительную модель, что и Microsoft VPL. Программа работает на компьютере под управлением Windows, настольном компьютере, ноутбуке или планшете. Компьютер отправляет команды для управления приводами робота (двигателями) и получает от робота сенсорные данные и обратную связь от двигателя. Данные между компьютером и роботом кодируются в объекте JSON в текстовом формате. Он поддерживает соединения Wi-Fi, Bluetooth и USB между основным компьютером и роботом. ASU VIPLE основан на концепции «Робот как услуга» и использует стандартный интерфейс для взаимодействия с различными платформами Интернета вещей и робототехники. Он поддерживает EV3 и любых роботов собственной разработки. ASU разработала различных роботов на базе архитектуры Intel, операционной системы Linux и операционной системы Windows. ^[1] Разработаны два симулятора VIPLE, которые можно использовать в качестве шага в процессе разработки перед использованием физических роботов, а также в качестве альтернативы, когда физические роботы недоступны. Симуляторы поддерживают все функции физических роботов. Один симулятор разработан с использованием игрового движка Unity 3D, который обеспечивает реалистичное поведение роботов в реальном времени, а другой симулятор разработан с использованием HTML 5 и JavaScript, который запускается в любом веб-браузере.VIPLE — это язык программирования, поддерживающий следующие парадигмы:- Программирование потока управления общего назначения (обязательно)- Сервис-ориентированные вычисления с поддержкой сервисов RESTful и WSDL.- Параллельное/многопоточное программирование с безопасностью базовых потоков.- Программирование, управляемое событиями, со встроенными и настраиваемыми событиями.- Рабочий процесс и визуальное программирование- Программирование Интернета вещей и робототехники.

Пример «Привет, мир»

ASU VIPLE похож на Microsoft VPL не только по концепции, но и по программированию. Цель состоит в том, чтобы программисты Microsoft VPL использовали ASU VIPLE без особого обучения. Примеры базового программирования в АСУ VIPLE. Начните с программы Hello World. На рис. 2.2 показаны две версии кода, использующие VPL и ASU VIPLE. Обе диаграммы выглядят одинаково. Однако ASU VIPLE упростил несколько шагов: он автоматически меняет тип на String после ввода строки, а шаг с нулевым значением по умолчанию в Microsoft VPL исключен. ^[11]

Библиотеки

Реализации

VIPLE внедрен и работает с 2015 года. Программное обеспечение поддерживается и обновляется ежемесячно. Программное обеспечение бесплатное, а последнюю версию можно загрузить с сайта Университета штата Аризона.

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б «АСУ ВИПЛЕ» . neptune.fulton.ad.asu.edu . Проверено 13 февраля 2017 г.
^ Чен, Инонг; Де Лука, Дженнаро (2016). «VIPLE: Языковая среда визуального программирования IoT/робототехники для обучения информатике». Семинары Международного симпозиума IEEE по параллельной и распределенной обработке (IPDPSW) , 2016 г. стр. 963–971. дои : 10.1109/IPDPSW.2016.55 . ISBN 978-1-5090-3682-0 . S2CID 14954561 .
^ Камриани, Фелиция; Рой, Кришненду (2016). Приложение Inventor 2: Основы . Издательство пакетов. ISBN 9781785281105 .
^ Адамс, Джоэл (2014). Алиса 3 в действии: вычисления посредством анимации . Дельмар Обучение. ISBN 9781133589228 .
^ «Введение в CSE с Robotic Labs» .
^ «Лагерь робототехники АГУ» .
^ «ФСЕ100» .
^ «Мастерская по робототехнике начинает использование классов дистанционного обучения - веб-сайт HEEAP» .
^ «Программирование роботов стало проще благодаря ASU» . 12 августа 2016 г.
^ «Команда АГУ завоевала первый приз на Intel Cup в Китае – Полный круг» . 9 августа 2016 г.
^ Чен, Инонг; Дженнаро, Де Лука. «Руководство по решению задач Интернета вещей и робототехники в лаборатории визуального программирования» (PDF) . neptune.fulton.ad.asu.edu . Университет штата Аризона . Проверено 13 февраля 2017 г.

Дальнейшее чтение

Сервис-ориентированные вычисления и интеграция веб-программ, 5-е издание, Kendall Hunt Publishing, 2015 г.
Введение в информатику с использованием робототехнических экспериментов, Machine Press China, 2013 г.
Учебное пособие VIPLE: Языковая среда программирования Visual IoT/Robotics, GitBook
«VIPLE: Языковая среда визуального программирования IoT/робототехники для обучения информатике», семинары IPDPS 2016: 963-971 PDF и презентация PPT
«Анализ и визуальное программирование Интернета вещей и автономных децентрализованных систем», Практика и теория имитационного моделирования, том 65, июнь 2016 г., стр. 1–10.
«Язык программирования визуального Интернета вещей/робототехники в пи-исчислении», 13-й Международный симпозиум по автономным децентрализованным системам, Таиланд, март 2017 г.
«Алгоритмическое улучшение многопоточной производительности в VIPLE», 13-й Международный симпозиум по автономным децентрализованным системам, Таиланд, март 2017 г.
Компании-разработчики приложений IOT 2018

[auto-1] Jump up to: ^а ^б «АСУ ВИПЛЕ» . neptune.fulton.ad.asu.edu . Проверено 13 февраля 2017 г.

[:0-2] Чен, Инонг; Де Лука, Дженнаро (2016). «VIPLE: Языковая среда визуального программирования IoT/робототехники для обучения информатике». Семинары Международного симпозиума IEEE по параллельной и распределенной обработке (IPDPSW) , 2016 г. стр. 963–971. дои : 10.1109/IPDPSW.2016.55 . ISBN 978-1-5090-3682-0 . S2CID 14954561 .

[3] Камриани, Фелиция; Рой, Кришненду (2016). Приложение Inventor 2: Основы . Издательство пакетов. ISBN 9781785281105 .

[4] Адамс, Джоэл (2014). Алиса 3 в действии: вычисления посредством анимации . Дельмар Обучение. ISBN 9781133589228 .

[5] «Введение в CSE с Robotic Labs» .

[6] «Лагерь робототехники АГУ» .

[7] «ФСЕ100» .

[8] «Мастерская по робототехнике начинает использование классов дистанционного обучения - веб-сайт HEEAP» .

[9] «Программирование роботов стало проще благодаря ASU» . 12 августа 2016 г.

[10] «Команда АГУ завоевала первый приз на Intel Cup в Китае – Полный круг» . 9 августа 2016 г.

[11] Чен, Инонг; Дженнаро, Де Лука. «Руководство по решению задач Интернета вещей и робототехники в лаборатории визуального программирования» (PDF) . neptune.fulton.ad.asu.edu . Университет штата Аризона . Проверено 13 февраля 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]