可视程序设计是指用可视语言编写可视程序的方法与过程。在现实生活中用户所见到的绝大多数对象都是多维的,传统的程序设计要求把这种多维的对象强行变为一维的符号串描述才能被计算机所接受。可视程序设计允许用户以二维或多维方式来描述对象。可视程序设计主要沿着两个方向发展。在一个方向,图形技术和设备被用来提供程序构造和调试、信息检索和表示、软件设计和理解等方面的可视环境。在另一个方向,语言被设计来处理可视(图像)信息、支持可视交互、用可视表达式编程。可视化程序设计流程图如图6.18所示。

(1)可视化程序设计环境

可视化程序设计环境可分为3类:

①第一类是程序及其运行的可视化。美国Brown大学的PECAN是一个程序开发系统,为用户程序提供多个视图。这些视图可以是程序或者对应语义的表示。程序在内部被表示为一个抽象的语法树,用户看到的是它的视图或具体部分。

图6.18　可视化程序设计(www.daowen.com)

②第二类是数据或信息的可视化。空间数据管理系统SDMS是其中一个例子。SDMS的信息存储在关系数据库中,但用图形方式表达,并且以空间框架式呈现给用户。

③前两类导致了可视环境的第三类:系统设计的可视化。在支持软件生命周期的软件环境中,图形技术具有很高的价值。系统的设计、使用和维护人员都可以用图形方式实现需求、描述、设计决策、完成产品等操作要求。例如,把SDMS扩展为程序可视化(PV)系统,可以支持对并发系统的静态和动态图的操作、程序和文档正文的操作、多维信息空间的建立和遍历,以及工具的重用和传递。

(2)可视化程序设计语言

可视语言分为可视信息处理语言和可视程序设计语言。可视信息处理语言主要用来处理那些具有可视表示法的对象——与某种逻辑解释相联系的形象化对象。这类语言本身可以不具有可视表示法,通常仍旧是传统的线性语言,只是增加了子例程库或软件包来处理可视对象。这类语言主要用于下列应用:图像处理、计算机视觉、机器人学、图像数据库管理、办公自动化、多媒体系统等。可视程序设计语言主要处理那些原来不具有可视表示法的对象,包括传统的数据类型,如数组、栈、队列等,以及应用数据类型,如表格、文档、数据库等。可视地表示这些对象和语言本身,对用户是非常有力的帮助。所谓语言本身可视就是可视地表示程序设计的构件和组合这些构件的规则。这类语言可用于计算机图形学、用户界面设计、数据库界面设计、计算机辅助设计、各类复杂软件设计等。