Файл: Интегрированные среды разработки программ (Интегрированная среда разработки, ее предназначение).pdf

Введение

В настоящее время во всем мире стало широко распространено программирование. Многие занимаются им профессионально, еще большее количество человек увлекается им на прикладном уровне. Для выполнения поставленных задач существует огромное множество всевозможных инструментов и методов программирования, каждые из них имеют свою нишу и свою цель разработки.

Каждый программист, независимо от его уровня подготовки должен уметь качественно и объективно выбрать среду в которой он будет выполнять стоящую перед ним задачу. Многие из них останавливают свой выбор на той системе разработки которую они хорошо знают и где имеют опыт работы. Не всегда такой выбор является объективным и имеет все необходимые для разработки инструменты. Именно это является той проблемой, пути решения которой стоит рассмотреть, для чего необходимо исследовать среды разработки, постараться их сгруппировать по определенным признакам.

В рамках своей курсовой работы я предлагаю проанализировать существующие среды разработки, выявить их минусы и плюсы, а так же уделить особое внимание интегрированным средам разработки, рассмотреть наиболее используемые варианты, а так же выявить те их них, которые по тем или иным причинам являются недооцененными и выявить причины этого.

ГЛАВА 1. Общие сведения о интегрированных средах разработки.

Интегрированная среда разработки, ее предназначение.

Интегрированная среда разработки (ИСР) – совокупность программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения. Если использовать язык родоначальник данного понятия то оно имеет название Integrated Development Environmentили сокращенно IDE. В случае, когда IDE имеет возможность визуального редактирования графического интерфейса разрабатываемого программного обеспечения , она называется средой визуальной разработки.

Интегрированная среда разработки включает в себя 4 основополагающих составляющие:

1. Текстовый редактор;
2. Компилятор;
3. Интерпретатор;
4. Средства автоматизации разработки и сборки программного обеспечения.

Кроме того ИСР может включать в себя:

1. Отладчик;
2. Средства для обмена данными с системой управлениями версиями;
3. Инструменты для упрощения задачи разработки графического интерфейса пользователя.

Интегрированные среды разработки разрабатывались с целью максимально увеличить производительность программиста, используя для этого связанные компоненты с интуитивно понятными интерфейсами пользователя. Такое решение позволяет программному разработчику совершать меньшее количество операций для изменения режимов, что является важным отличием от дискретных программ разработки. Стоит отметить, что по причине того, что ИСР характеризуется как сложный программный комплекс, то максимальное увеличение скорости разработки программного обеспечения будет достигнуто лишь после полного изучения среды.

Интегрированная среда разработки, как правило, является единой программой, разработка в которой ведется от начального этапа до момента вывода продукта на тестирование и дальнейшей эксплуатации. Такой модуль содержит огромное количество инструментов для создания, редактирования, компилирования, установки и отладки программного комплекса.

Целью среды разработки является максимально изолировать конфигурацию, требуемую, чтобы собрать воедино функции командной строки в едином модуле, который сделает выполнимой задачи уменьшения времени на изучение языка и повышения полезности разработчика. Кроме того установлено, что сложная интеграция задач разработки позволит и в дальнейшем увеличивать производительность. Примером правильности данного утверждения является тот факт, что ИСР имеет возможность анализа кода и обеспечивает обратную связь в реальном времени. Это проявляется в обнаружении синтаксических ошибок, выявлении логических ошибок при выстраивании проекта, а так же упрощенном составлении синтаксиса проекта.

Интегрированные среды разработки дают возможность отказаться от совершения огромного количества одинаковых действий и этим значительно повысить эффективность каждого из этапов разработки и отладки программного продукта. Таким образом ИСР в некотором смысле являются RAD–средствами, обладающими той или иной степенью автоматизации процесса программирования. Кроме того ИСР часто имеют возможность создания в исходном коде программ комментариев, отображающих какую то информацию, применимую для дальнейшего поиска возникающих ошибок и упрощения отладки разрабатываемого программного продукта.Кроме того данные пометки могут быть использованы лицом, развивающим запущенный проект, а так же для организации совместной работы с построением тегов и формирования задач. Применение комментариев считается стандартом формирования кода в Object Pascal, Delphi, C++, C# и многих других языков программирования высокого уровня.

Разработка в интегрированной среде предоставляет программисту следующие возможности:

1. Использование стандартного текстового редактора, предполагающего возможность обработки нескольких файлов различного расширения, созданного специально для работы с исходными кодами;
2. Автоматизированная диагностика ошибок, которые были обнаружены при компиляции (исходный код, открытый для редактирования, выводится параллельно с диагностикой в смежных окнах);
3. Одновременная работа с несколькими самостоятельными или объединяемыми воедино проектами. Менеджер проектов дает возможность использования любого проекта в качестве шаблона;
4. Наименьший показатель перекомпиляции. Данному процессу подвергаются лишь те модули, которые были отредактированы;
5. Загрузка проходящей испытания программы в средства отладки, а так же возможность работы отладчика без выхода из оболочки;
6. Широчайшие возможности подключения к оболочке любых совместимых программных средств.

История создания первых интегрированных сред разработки

С развитием и совершенствованием ЭВМ изменялся и способ взаимодействия программиста с машинами. Первые версии компьютеров не имели даже зачатков, привычного нам, программного обеспечения. В первых версиях ЭВМ программа передавалась вычислительной технике вручную, с использованием пульта, а в дальнейшем с помощью перфокарт и перфолент. После десятилетий эволюции ЭВМ начали появляться терминалы с электронно – лучевыми трубками (графическими дисплеями), но они создавались не для разработчиков программ, а для тех кто работал с ЭВМ – операторов. Программисты же долгое время осуществляли работу с техникой путем отправки на вычислительный центр перфокарт. Лишь в начале 1970-х годов был совершен массовый переход на языки программирования, впервые были представлены операционные системы. Параллельно росту мощности ЭВМ появлялись различные варианты коллективного доступа к ресурсам вычислительной техники, визуализированная среда постепенно стала инструментом программистов.

Одни из первых ИСР основывались на вводе данных через консоль или терминал. Эти понятия на тот момент были последними достижениями технической мысли. Первым языком программирования, который был разработан с ИСР, стал Dartmouth Basic, кроме того это был первый язык, используемый в консолях и терминалах. Данная ИСР для управления использовала команды, что было главным отличием от более новых, управление которыми производилось с помощью меню и горячими клавишами, и уж совсем сильно она отличалась от распространенных в наше время графических ИСР. Но все основные черты интегрированных сред разработки были ей присущи, а именно: редактирование исходного кода, управление файлами, компилирование, отладка программного продукта. Кроме того существовала возможность исполнения программы методом, присущим современным ИСР.

Следующим этапом в истории ИСР стал выпуск Maestro 1 –продукт, созданный Softlab Munich, стал первой в мире интегрированной средой разработки программного обеспечения для ЭВМ. Данная система была представлена миру в 1975 году и стала всемирным лидером в этом кластере рынка в течении 1970-х и 1980-х годов. Ей воспользовались более 22000 программистов по всему земному шару (стоит учитывать, что в тот период компьютеров и людей, умеющих ими пользоваться, было во много раз меньше, чем в наши дни). С момента выпуска в 1975 году и до 1989 года лишь на территории Германии было установлено более 6000 копий данного продукта. В наше время данную среду есть возможность увидеть лишь в Музее Информационной технологии в Арлингтоне.

Все дальнейшее развитие сред разработки имело тесную взаимосвязь с возрастающей популярностью и скачкообразным развитием графических интерфейсов пользователя. Начальным этапом интеграции графических интерфейсов в среды разработки являлось включение библиотек, поддерживающих графику и осуществлявших взаимодействие с функциями API операционных систем.

Дальнейшим курсом развития являлись среды проектирования, внутри которых программирование заменялось проектированием. В проектируемом окне (форме) шаблоны существующих визуальных компонентов располагаются с помощью мыши, после этого их свойства и модели поведения подвергаются настройке с помощью редактора. Данный подход получил название визуального программирования.

Таким образом с развитием информационных технологий появлялось все большее количество методик общениями с ЭВМ. Но, несмотря на любые технологии существуют основополагающие и потому неизменные этапы разработки любого продукта:

1. Разработка исходного кода;
2. Редактирование программы;
3. Компиляция;
4. Сборка;
5. Тестирование;
6. Анализ ошибок, отладка;
7. Редактирование;
8. Подготовка итоговой версии продукта.

Приведенные этапы необходимо учитывать при расчете эффективности программной среды.

Современные интегрированные среды программирования

В большинстве современных сред программирования помимо основополагающих компонентов, необходимых в разработке, существует еще огромное множество дополнительных элементов, которые оптимизируют работу программиста. К ним относятся следующие компоненты:

1. Элемент просмотра классов (в этом окне разработчик может просмотреть все классы, а так же методы каждого из классов);
2. Инспектор объектов (в данном элементе отображаются текущие настройки выбранного объекта, а также существует возможность изменять их прямо в ходе разработки);
3. Диаграмма иерархии классов – применяется при методе объектно- ориентированного программирования.

Многие из современных интегрированных сред программирования дают возможность разработки программ на нескольких языках программирования одновременно. В таком случае каждая задача разбивается на отдельные модули, для каждого из которых в дальнейшем выбирается наиболее удобный язык программирования. Наиболее известными примерами таких интегрированных сред являются популярные среди многих разработчиков:

1. «Eclipse»;
2. «NetBeans»;
3. «Intellij IDEA»;
4. «Qt Creator»;
5. «Microsoft Visual Studio»;
6. «Xcode».

Но обычно интегрированные среды разработки используются для каждого определенного отдельно языка программирования:

1. «Visual Basic»;
2. «PyCharm»;
3. «Delphi»;
4. «Dev – C++».

Рассмотрим основные функциональные возможности современных интегрированных сред программирования:

1. Общий интерактивный интерфейс, который обеспечивает вызов всех других компонентов, без закрытия среды разработки, с широким использованием функциональных клавиш;
2. Текстовый редактор для создания и изменения исходных кодов программ.
3. Модуль сборки (так называемый building), отвечающий за компиляцию проекта, выстраиваемого их исходных кодов, включающий в себя компилятор с используемого языка программирования и компоновщик (в среде именуемый linker) объектных бинарных кодов в общий исполняемый код (который в дальнейшем является загрузочным модулем);
4. Отладчик, который используется для поиска ошибок и отладки программы в среде разработки, располагающий стандартным набором команд: установить точку остановки; прекратить выполнение в выбранной процедуре; отображать значения переменных (а при программировании на языках низкого уровня – регистров и областей памяти).

Кроме того стоит отметить что компоновщик может быть как штатный (включенный в состав операционной системы), так и специальный, разработанный для данной среды.

Современные редакторы кода, применяемые в интегрированных средах программирования имеют функцию автоматического заполнения кодовой строки. Данная функция поддерживает определение классовой зависимости (вероятные имена методов при вызове метода от объекта какого – либо определенного класса), а также подсказки по возможным и синтаксически верным продолжениям кода.