Файл: Интегрированные среды разработки программ (Определение и значение интегрированной среды разработки).pdf

Инструменты визуализации сгенерированного бинарного кода - методов, переменных, их имен и т.д. Например, в среде Visual Studio для этой цели имеется утилита ildasm (IL disassembler), позволяющая визуализировать единый промежуточный (бинарный) код платформы .NET - Common Intermediate Language - CIL, сгенерированный одним из компиляторов среды.

Инструменты "запутывания" кода (obfuscation), выполняющие именно с этой целью замену имен элементов кода - классов, методов, полей и т.д. на непонятные, "случайные", "запутанные" имена, с целью затруднения изучения декомпилированного бинарного кода, для защиты от "взлома" кода злоумышленниками, которые хотят несанкционированным образом присвоить себе новые идеи, содержащиеся в коде, либо изучить его со злонамеренными целями организации атак. Например, в среде Visual Studio имеется "штатный" обфускатор - DotFuscator.

Поддержка создания различных видов программных проектов (projects) и решений (solutions) на основе типовых шаблонов кода (code patterns); механизм разработки расширений (plug-ins, add-ins, add-ons). При современной разработке программ подчас требуется создавать очень сильно отличающиеся друг от друга разновидности приложений и инструментов - консольные (простейшие) приложения, Web-приложения и Web-сервисы, мобильные приложения, облачные приложения и др. Для каждой из этих разновидностей требуется разработка специфической структуры файлов исходного кода, а также конфигурационных файлов (configuration files), специфицирующих, например, полномочия безопасности кода, Web-конфигурации и др. Современные интегрированные среды автоматизируют создание различного рода проектов, предоставляя шаблоны исходного кода и генерируя автоматически необходимые для проекта конфигурационные файлы. Трудно представить в настоящее время программирование без использования готовых шаблонов кода, которое неизбежно будет чревато ошибками, - например, очень легко забыть вручную создать тот или иной файл, неотъемлемую часть проекта, либо упустить из вида какой-либо важный фрагмент кода (например, инициировать асинхронный вызов, но не предусмотреть парный к нему вызов, его завершающий). Поэтому поддержка интегрированными средами различных видов проектов особенно важна. Кроме того, набор возможных видов проектов в современных интегрированных средах является расширяемым, т.е. разработчик может ввести в среду при необходимости новый вид проекта. ^[3]

Поддержка моделирования структуры программ на языке моделирования UML (Unified Modeling Language)^[4]. Современная версия языка UML (2.x) обеспечивает построение моделей различного рода программ и соответствующих этим моделям диаграмм. Кроме того, UML поддерживает разработку моделей деятельности при разработке программ и взаимодействия разработчиков между собой (activity diagrams). Современные интегрированные среды поддерживают испрользование языка UML в двух напрвлениях: генерация модели и соответствующей диаграммы по исходному коду и, наоборот, генерация (шаблона) исходного кода по разработанной модели.

---

4. Моноязыковые и многоязыковые интегрированные среды

Первоначально интегрированные среды разрабатывались для программирования на каком-либо одном исходном языке/ Например, среда Турбо-Паскаль - для программирования на расширении языка Паскаль фирмы Borland.

Однако постепенно проявилась тенденция к превращению таких моноязыковых интегрированных сред в многоязыковые, поскольку для разработки проектов на различных языках используются сходные принципы и механизмы и, кроме того, иногда удобно использовать в большом проекте фрагменты программы, написанные на разных языках.

Например, широко известная интегрированная среда NetBeans первоначально создавалась как студенческий проект Карлова университета в Праге для программирования на языке Java. В настоящее время среда NetBeans развилась в мощную многоязыковую интегрированную среду, в которой реализована компонента C / C++ development pack, обеспечивающий поддержку разработки проектов на языках C и C++.

Среда Visual Studio.NET с самого начала создавалась как многоязыковая среда. Это принципиальная установка фирмы Microsoft - дать возможность разработчикам выбрать наиболее удобный язык (или языки) для соответствующих частей разработанного проекта, а затем собрать проект из бинарных компонент (сборок - assemblies), полученных путем компиляции с соответствующих языков в единый бинарный промежуточный код CIL. Ниже мы еще раз рассмотрим подробнее эту удобную особенность Visual Studio и поддерживаемый ею набор языков.^[5]

5. Система программных средств.

Интегрированная среда разработки (ИСР) – это система программных средств, используемая программистам для разработки программного обеспечения. Мы уже подчеркивали, что ИСР обычно включает в себя текстовый редактор, компилятор,  интерпретатор, средства автоматизации разработки и сборки программного обеспечения и отладчик. Иногда также содержит средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают окно просмотра программных классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов – для использования при объектно-ориентированной разработке ПО. Большинство современных ИСР предназначенны для разработки программ на нескольких языках программирования одновременно.

---

Один из частных случаев ИСР – среды визуальной разработки, которые включают в себя возможность визуального редактирования интерфейса программы.

Основным окном, является текстовый редактор, который используется для ввода исходного кода в ИСР и ориентирован на работу с последовательностью символов в текстовых файлах. Такие редакторы обеспечивают расширенную функциональность – подсветку синтаксиса, сортировку строк, шаблоны, конвертацию кодировок, показ кодов символов и т. п. Иногда их называют редакторами кода, так как основное их предназначение – написание исходных кодов компьютерных программ.

Подсветка синтаксиса – выделение синтаксических конструкций текста с использованием различных цветов, шрифтов и начертаний. Обычно применяется в текстовых редакторах для облегчения чтения исходного текста, улучшения визуального восприятия. Часто применяется при публикации исходных кодов в Интернет.

Понятие трансляции, компилятора и интерпретатора было дано в предыдущих лекциях.

Одна из наиболее важных частей ИСР – отладчик, который представляет собой модуль среды разработки или отдельное приложение, предназначенное для поиска ошибок в программе. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т. д.

Наиболее распространёнными отладчиками являются:

- GNU Debugger – отладчик программ от проекта GNU;

- IDA – дизассемблер и низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows и GNU/Linux;

- Microsoft Visual Studio – среда разработки программного обеспечения, включающая средства отладки от корпорации Microsoft;

- OllyDbg – бесплатный низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows;

- SoftICE – низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows;

- Dr. Watson – стандартный отладчик Windows, позволяет создавать дампы памяти;

- WinDbg – бесплатный  отладчик от корпорации Microsoft.

Основным процессом отладки является трассировка. Трассировка – это процесс пошагового выполнения программы. В режиме трассировки программист видит последовательность выполнения команд и значения переменных на данном шаге выполнения программы, что позволяет легче обнаруживать ошибки. Трассировка может быть начата и окончена в любом месте программы, выполнение программы может останавливаться на каждой команде или на точках останова, трассировка может выполнятся с заходом в процедуры/функции и без заходов.

---

Наиболее важным модулем ИСР при совместной разработке проектов средней и высокой степени сложности является система управления версиями. Система управления  версиями (английская аббревиатура CVS) - программное обеспечение для облегчения работы с изменяющейся информацией. Она позволяет хранить несколько версий одного и того же документа, при необходимости, возвращаться к более ранним версиям, определять, кто и когда сделал то или иное изменение и многое другое.

Такие системы наиболее широко применяются при разработке программного обеспечения, для хранения исходных кодов разрабатываемой программы. Однако они могут с успехом применяться и в других областях, в которых ведётся работа с большим количеством непрерывно изменяющихся электронных документов, в частности, они всё чаще применяются в САПР, обычно в составе систем управления данными об изделии. Управление версиями используется в инструментах конфигурационного управления различных устройств и систем.

В нашей стране, возможно в связи с малым количеством масштабных проектов, системы управления версиями распространение не получили, несмотря на то, что их использование является залогом успешной реализации крупных проектов. В связи с этим остановимся подробнее на этой возможности ИСР.^[6]

Большинство систем управления версиями используют централизованную модель, когда имеется единое хранилище документов, управляемое специальным сервером, который и выполняет большую часть функций по управлению версиями. Пользователь, работающий с документами, должен сначала получить нужную ему версию документа из хранилища; обычно создаётся локальная копия документа, так называемая «рабочая копия». Может быть получена последняя версия или любая из предыдущих, выбранная по номеру версии или дате создания, иногда и по другим признакам. После того, как в документ внесены нужные изменения, новая версия помещается в хранилище. В отличие от простого сохранения файла, предыдущая версия не стирается, а тоже остаётся в хранилище и может быть получена оттуда в любое время. Сервер может использовать дельта-компрессию – способ хранения документов, при котором сохраняются только изменения между последовательными версиями, что позволяет уменьшить объём хранимых данных.

Иногда создание новой версии выполняется незаметно для пользователя (прозрачно) – либо с помощью прикладной программы, имеющей встроенную поддержку такой функции, либо за счёт использования специальной файловой системы. В последнем случае пользователь просто работает с файлом как обычно, и при сохранении файла автоматически создаётся новая версия.

---

Часто бывает, что над одним проектом одновременно работают несколько человек. Если два человека изменяют один и тот же файл, то один из них может случайно отменить изменения, сделанные другим. Системы управления версиями отслеживают такие конфликты и предлагают средства их решения. Большинство систем может автоматически объединить (слить) изменения, сделанные разными разработчиками. Однако такое автоматическое объединение изменений, возможно обычно только для текстовых файлов и то, только при условии, что изменялись разные (непересекающиеся) части этого файла. Такое ограничение связано с тем, что большинство систем управления версиями ориентированы на поддержку процесса разработки программного обеспечения, а исходные коды программ хранятся в текстовых файлах. Если автоматическое объединение выполнить не удалось, система может предложить решить проблему вручную.

Часто выполнить слияние невозможно ни в автоматическом, ни в ручном режиме, например, в случае, если формат файла слишком сложен или вообще неизвестен. Некоторые системы управления версиями дают возможность заблокировать файл в хранилище. Блокировка не позволяет другим пользователям получить рабочую копию или препятствует изменению рабочей копии файла (например, средствами файловой системы) и обеспечивает таким образом исключительный доступ только тому пользователю, который работает с документом.

Другие возможности системы управления версиями состоят:

- в создании разных вариантов одного документа-ветки, с общей историей изменений до точки ветвления и с разными – после неё.

- возможности узнать, кто и когда добавил или изменил конкретный набор строк в файле;

- ведении журнала изменений, куда пользователи могут записывать пояснения о том, что и почему они изменили в данной версии;

- контролирует права доступа пользователей, разрешении или запрете чтения или изменения данных в зависимости от того, кто запрашивает это действие.

Отдельным классом являются распределённые системы управления версиями. Такие системы используют распределённую модель вместо традиционной клиент-серверной. Они, в общем случае, не нуждаются в централизованном хранилище: вся история изменения документов хранится на каждом компьютере, в локальном хранилище, и при необходимости отдельные фрагменты истории локального хранилища синхронизируются с аналогичным хранилищем на другом компьютере. В некоторых таких системах локальное хранилище располагается непосредственно в каталогах рабочей копии.

---