Учебник по программированию микрокомпьютера NXT в LabVIEW написан специально для школьников. Эта книга может быть рекомендована для изучения темы "Алгоритмизация и объектно-ориентированное программирование" учащимися третей ступени общего образования в старшей школе в рамках федерального базисного учебного плана. Она может быть использована для работы в общеобразовательных классах и классах естественно-математического и информационно-технологического профиля. Структура книги во многом схожа с тематическим планированием изучения языка программирования в курсе школьного предмета "Информатика". Содержание книги поясняется многочисленными рисунками, примерами и упражнениями.

Предисловие
С чего начать
Урок 1. Некоторые сведения о NXT
В этом уроке даются основные представления о
том, как устроен NXT внутри. Рассказывается о
возможных сценариях, стратегиях
программирования NXT в LabVIEW. Представлен ряд
датчиков, с которыми будем работать далее, а
также перечислены датчики сторонних фирм
A. Как устроен NXT внутри
B. Датчики и мотор, с которыми будем работать
C. Датчики сторонних фирм для NXT
Урок 2. Введение в LabVIEW
В этом уроке даются основные представления о
программной среде LabVIEW
A. Программная среда LabVIEW
B. Виртуальные приборы (ВП)
C. Пример оформления ВП в среде LabVIEW
УрокЗ. Создание ВП
В этом уроке более подробно представлены основы
создания и редактирования ВП. Материал данного
урока может стать подробным справочным
материалом для знакомства с инструментальными
панелями и палитрами LabVIEW. К уроку можно
обращаться по мере необходимости использования
инструментария LabVIEW. Для быстрого старта
этот урок можно пропустить
A. Инструментальная панель лицевой панели
B. Компоненты ВП
C. Создание ВП
D. Редактирование ВП
E. Упражнение 3-1. ВП Редактирование
Урок 4. Простые программы для NXT
В этом уроке рассказывается, как настроить NXT
для подготовки его работы с LabVIEW. Здесь
рассмотрены два примера программ для NXT,
работающего автономно.
A. Настроим NXT для работы с LabVIEW
B. Простые программы для NXT в среде LabVIEW
Упражнение 4-1. Вывод информации на дисплей
NXT
Упражнение 4-2. Движение робота по простой
программе
Урок 5. Данные в LabVIEW
В этом уроке рассматриваются основные типы
данных. Обсуждается вопрос соединения
различных терминалов данных, установки
точности и формата представления числовых
данных. Подробнее изучается логический тип
данных.
A. Последовательность обработки данных в
LabVIEW
B. Типы и проводники данных
C. Упражнение 5-1. ВП с данными логического типа
D. Упражнение 5-2. ВП с данными логического типа
для NXT
Урок 6. Алгоритмическая структура "цикл" While в
LabVIEW
В этом уроке рассмотрена структура цикл While (по
условию), разобран простой пример программы для
робота с бесконечным циклом, разобран пример
программы с циклом While (по условию), с
установкой диапазона изменения данных и
количества знаков после запятой в данных.
A. Использование цикла While (по условию)
бесконечный цикл
Упражнение 6-1. ВП отслеживания одиночного
показания
энкодера мотора
Упражнение 6-2. ВП отслеживания показания
энкодера
мотора в режиме online
B. Использование цикла While (по условию)
С. Упражнение 6-3. ВП использования графика
диаграмм для звуке в режиме online
D. Упражнение 6-4. ВП для робота следующего
заданной
траектории
Инструкция, как загрузить программу с PC на NXT
Урок 7. Алгоритмическая структура "цикл" со
счетчиком.
Доступ к значениям предыдущих итераций
цикла в LabVIEW
Структура цикл While (по условию) подробно была
рассмотрена в уроке 6. В этом уроке рассмотрены
цикл For (с фиксированным числом итераций), а
также функции доступа к значениям предыдущих
итераций. В этом уроке познакомимся с функцией
Shift Register (сдвиговый регистр) и со стеком
сдвиговых регистров и упомянем о Feedback Node
(узле обратной связи).
A. Использование цикла For (с фиксированным
числом
итераций) 1
B. Организация доступа к значениям предыдущей
итерации цикла
Упражнение 7-1. Подсчет суммы цифр в записи
целого числа
Упражнение 7-2. Радар для определения скорости
C. Организация доступа к значениям предыдущих
итераций
цикла
Упражнение 7-3. Использование графика диаграмм
для
отображения нескольких потоков данных. ВП
отслеживания
показания датчика звука и "бегущего среднего" в
режиме
online
Урок 8. Основные типы структур. Логическая
структура
"выбор"
В этом уроке рассматриваются основные типы
структур LabVIEW при программировании NXT.
Изучаются подробно логическая функция "выбор" и
логическая структура "выбор". Приведены
примеры использования этих структур.
А. Основные типы структур. Структуры для NXT
В. Логическая функция "выбор"
Упражнение 8-1. ВП деления чисел
С. Логическая структура Case "выбор"
Упражнение 8-2. ВП подсчета числа нажатий
датчика касания
D. Использование вложенных структур Case
"выбор"
Упражнение 8-3. Робот обходит препятствия,
получая сигналы от двух датчиков касания
Урок 9. Кластеры
В этом уроке рассказывается об объединении
элементов различных типов данных в кластеры.
Описано, как создать кластер из элементов
управления или отображения данных, каков
порядок элементов в кластере. Описана процедура
создания кластера констант.
A. Что такое кластеры
B. Использование функций работы с кластерами
C. Упражнение 9-1. ВП работы с кластерами на NXT
Урок 10. Строки и файловый ввод/вывод
В этом уроке рассказывается о функциях работы с
файлами, которые обеспечивают ввод данных в
файл и вывод данных из файла. Будем
рассматривать работу с файлами, которые
расположены непосредственно на NXT, и с файлами
с данными на PC
A. Строки. Создание строковых элементов
управления и
отображения данных
B. Функции работы со строками
Упражнение 10-1. ВП компоновки строки для NXT
C. Функции файлового ввода на NXT
Упражнение 10-2. Запись значений в файл на NXT
D. Функции файлового ввода/вывода в LabVIEW
Упражнение 10-3. Запись значений в файл на PC
Упражнение 10-4. Чтение из файла и запись в файл
Урок 11. Локальные переменные
В этом уроке продемонстрируем, как создавать,
сохранять и манипулировать локальными
переменными. Опишем, как сделать элементы
управления и индикации более гибкими и
удобными.
A. Локальные переменные
Упражнение 11-1. Использование локальной
переменной для
управления параллельными циклами
B. Упражнение 11-2. Счетчик для голосования на
NXT
C. Упражнение 11-3. Система автоматической
регистрации
результатов для соревнований роботов
D. Упражнение 11 -4. Программа для игры "Тир"
Урок 12. Передача данных между NXT
В этом уроке рассказывается о возможности
организации процесса обмена данных между двумя
или несколькими NXT. Описаны примеры
передачи показаний датчиков от одного NXT
другому. Отображение
результатов исследования оформляется с помощью
многостраничного
контейнера Tab.
А. Связь компьютера с несколькими NXT
В. Упражнение 12-1. Совместная работа двух NXT
С. Упражнение 12-2. Совместная работа двух NXT
Графопостроитель
Урок 13. Создание подпрограмм ВП
В этом уроке представлена последовательность
действий по редактированию иконки ВП, а также
настройки соединительной панели (области полей
ввода/вывода данных), что позволяет
использовать виртуальный прибор как
подпрограмму в других ВП.
A. Модульный принцип построения программ. Узел
Формула
Упражнение 13-1. ВП содержит узлы формул
B. Подпрограмма ВП. Создание иконки ВП и
настройка
соединительной панели
Упражнение 13-2. Управление
роботом-сортировщиком с
тремя степенями свободы
C. Использование виртуального прибора в
качестве
подпрограммы ВП
Упражнение 13-3. Панель управления для
робота-сортировщика
D. Превращение выделенной секции
блок-диаграммы ВП в подпрограмму ВП
Урок 14. Структура данных массивы
В этом уроке рассказывается об объединении
элементов одного типа Данных в массивы.
А. Типы и объявление массивов
В. Создание массивов с помощью цикла
Упражнение 14-1. Запись показаний датчика в
числовой
массив
С. Двумерные массивы и вложенные циклы
D. Использование функций работы с массивами
Е. Полиморфизм
Урок 15. Графические возможности языка
В этом уроке рассмотрены способы визуализации
данных с помощью графика с постоянным шагом
(Waveform Graph) и двухкоординат-ного графика
(XY graph). В общем случае графики диаграмм
следует использовать для вывода на экран
скалярных точек, а графики Waveform Graph - для
вывода массивов данных.
A. Использование графика с постоянным шагом
Упражнение 15-1. Вывод массива показаний
датчика света
на график
Упражнение 15-2. Вывод нескольких графиков
B. Двухкоординатный график для отображения
данных
Упражнение 15-3. ВП графика окружности
Упражнение 15-4. ВП отображения нескольких
зависимостей
на одной области графика
Урок 16. Режим прямого обмена
В этом уроке рассказывается о режиме прямого
обмена между компьютером PC и NXT. Описан
пример синхронизированной работы компьютера PC
одновременно с несколькими NXT.
A. Режим прямого обмена
Упражнение 16-1. Запускаем программу на NXT из
ВП
на PC
B. Упражнение 16-2. Совместная работа четырех
NXT, управляемых
компьютером PC
C. Упражнение 16-3. Синхронизированная работа
четырех NXT,
управляемых компьютером PC
Заключение

Белиовская Л.Г.
Учитель информатики высшей квалификационной категории ГОУ лицей 1557, эксперт ЕГЭ, Дважды лауреат Гранта Москвы в области науки и образования. Имеет более 30 научных печатных работ, в том числе и в зарубежной печати.

Белиовский А.Е.
Инженер-физик. Участник программы "LEGO-педагогика. Образование и воспитание", имеет Международный диплом этой программы.