虚拟仪器程序设计在线监测虚拟仪器（VI）技术是计算机辅助测试（CAI）领域中一项重要技术。它与传统仪器的不同之处在于它是利用各种计算机平台把硬件软件等结合起来，利用计算机强大的图形用户界面（GUI）在计算机屏幕上显示与真实仪器面板操作元素相对应的各种控件（如按钮、量程旋钮等），用户用鼠标操作虚拟仪器的面板就如同操作真实仪器一样真实方便。数据采集用PC通过各种内置功能插卡、通用接口总线（GPIB）接口卡、串行口、VXI总线仪器接口等设备送入PC内存或硬盘，然后通过软件编程对测试数据进行各种分析处理并在计算机屏幕上显示结果或曲线，也可通过打印机输出.在虚拟仪器的设计中软件设计是至关重要的，尤其在实时监测中，它直接决定了虚拟仪器的性能优劣。用虚拟仪器进行实时监测要求程序对数据的处理速度要快，否则就影响到实时监测的性能。为了提高程序运行效率可采用下面两种措施。
合理选择采样数据长度采样数据长度N取决于采样过程的采样频率fs和采样时间T，在虚拟仪器的程序设计中常要用离散傅立叶（DFT）或快速傅立叶（FFT）算法对数据进行分析处理。对数据长度为N的采样数值进行DFT运算大约需要N2次操作，这将是很费时的。数据长度选为N=2P不仅加快了运算速度，而且在执行FFT程序时不用增加存储缓冲器，从而提高了存储器的效率。以133MHz奔腾计算机为例，编程语言采用LabVIEW，对三种不同数据长度（N）进行傅立叶变换和低通滤波，其执行时间如所列。但实际应用中采样数据长度fsTw并不完全满足N=2P.此时可以在采样的数据中填加总数为2P-fsTw个零，使数据长度满足要求。这不影响采样信号的特征却可以提高数据处理速度。
对采样数据进行处理在实时监测中，如果信号频率很高，就需要对信号进行高速采样，采样频率fs也很大，则采样数据长度fsTw也很大。假设采样频率fs=100kHz，Tw=2s，则每个采样周期将采样fsTw=200k个数据点，如果再利用前述的加零措施，，数据长度N为218，若每个数据为双字节，将占用16字节的存储空间，则整个数据块将占用16@218=4.096M字节存储器。在实时监测中，采样数据常常一方面要进行波形显示，另一方面还要进行滤波和FFT处理，为了让原始数据和处理过的数据能同时显示进行比较，需要把原始数据进行复制并存储在存储器中，这样就会使所占用的内存加倍，即=8.192M字节。若VI程序中每一特定功能都需要对数据进行复制，就会占用大量存储空间，从而减慢程序执行速度。为了解决这个问题，在程序设计时就应该考虑什么时候某些存储单元所存数据不再使用，其占用的存储单元可以重新使用。例如在数据输出时就可以重新利用数据输入时占用的存储单元，这样就为其他功能释放出存储空间。另外还要考虑改进数据的存储结构，特别是采样信号具有对称性时，就可以利用其对称性减少数据的存储。例如对经过FFT处理后具有对称性的数据进行显示时，只需要00.5fs（fs为采样频率）范围的数据，而0.5fsfs的数据用镜像反射得到，这样单字数据进行显示时占用的存储单元将减少一半。列出了基于奔腾133MHz计算机的某实时监测系统，使用和不使用上述方法进行优化设计两种情况下，对存储器的占用和程序执行时间的比较。
从以上分析中我们可看出，在虚拟仪器实时监测系统中，通过合理选择采样数据长度并对采样数据和存储单元进行适当处理，可以大大改善VI系统的实时数据分析和显示能力，这对于在线实时监测来说是非常重要的。
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