Файл: Интегрированные среды разработки программ.pdf

С быстрым развитием вычислительной техники в середине ХХ ст. появился специальный машинный язык, который давал возможность программистам вводить команды для выполнения их процессором, напрямую – оперируя ячейками памяти - Ассемблер.

До 60-х годов персональные компьютеры были очень дорогими устройствами, которые использовались только для отдельных и очень сложных задач, выполняли лишь одну задачу в определенный момент времени.

Языки программирования тех годов, как и компьютеры, были созданы для специфичных таких задач: научные вычисления, экономические и математические расчеты и т.д. Поскольку ЕОМ были дорогостоящими и однозадачными, то и, так называемое, «машинное время» было дорогим – поэтому скорость выполнения инструкций программы стояла на первом месте.

Со временем компьютерная техника стала усовершенствоваться и дешеветь, программное обеспечение разрабатывалось в более широких масштабах и приобретало более дружественный оконный вид.

В нынешнее время актуальной проблемой является создания программных продуктов с помощью современных языков программирования с оконным интерфейсом, чем и обеспечивается удобность использования интерфейса «пользователь-система».

Целью написания курсовой работы является характеристика современных интегрированных сред разработки, создания с их помощью графического приложения.

Исходя из цели работы необходимо решить такие основные задачи:

– рассмотреть основные понятия о программном обеспечении;

описать понятие интегрированных сред разработки;
дать характеристику основным средам интегрированной разработки;
используя интегрированную среду разработки на практике продемонстрировать ее применение;
создать оконное приложение для демонстрации методов разработки графических программ.

Объектом исследования является инструментальное ПО персонального компьютера.

Предмет исследования – современные интегрированные среды разработки.

Развитием теоретических и практических основ интегрированных сред разработки занимались отечественные и зарубежные программисты: Королюк В.С., П.Голдинг, Б.Стауструп, С.Прата и многие другие.

1. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

1.1. Предназначение и классификация программного обеспечения ПК

Под программным обеспечением понимается совокупность программ – систем для обработки информации, программных электронных документов, необходимых для выполнения непосредственной эксплуатации данных программ (ГОСТ 19791-90).

По стандарту ISO 2383/1-84, это совокупность программных средств, процедур и правил, разной документации, что относятся к функционированию систем по обработке данных.

В информатике ПО является одним с типов обеспечения вычислительных систем:

– информационное;

– аппаратное;

– организационное;

– математическое;

– лингвистическое;

– методическое.

Все ПО по назначению принято подразделять на такие основные категории (рисунок 1):

Рисунок 1 – Категории ПО

Системное ПО – это множество программных средств, которые обеспечивают управление компонентами имеющейся вычислительной системы:

– процессор;

– оперативная память;

– потоки для ввода-вывода данных;

– сетевое оборудование и др.

Системное ПО, выступая в роли «межслойного интерфейса» с одной стороны которого находится аппаратная часть ПК, а с другой – программы пользователя. [5]

Заметим, что в отличие от современного прикладного программного обеспечения, рассматриваемое не решает конкретных задач прикладного направления, а только обеспечивает функционирование других программ, а также управляет вычислительной системой.

Прикладным программным обеспечением (ППО) называют программное обеспечение, что состоит с:

– отдельных программ или пакетов прикладных программ (ППП), которые предназначены для решения задач пользователей;

– автоматизированных информационных систем, которые созданы на основе ППП.

Инструментальным программным обеспечением является ПО, предназначенное для непосредственного использования в ходе процесса проектирования, сопровождения и разработки программ.

Этот термин обычно применяется для конкретного акцентирования отличия указанного класса ПО от системного и прикладного программного обеспечения.[10]

К прикладному ПО относят такие категории программ:

– ППО для организаций и предприятий. К примеру,

система отношений с клиентами;
финансовое управление;
сеть поставок.

К указанному типу относится и ведомственное ПО малого бизнеса, ПО для отдельных подразделений предприятия. (управление транспортными расходами, отдел кадров и прочие).

– Программное обеспечение для инфраструктуры организации – обеспечивает возможности для поддержки программ предприятий. В указанную категорию относятся базы данных (БД), серверы электронной почты (ЭП) и другие вспомогательные программы.

– ПО информационного работника имеет возможность обслуживать потребности индивидуальных пользователей при непосредственном создании и управлении разного рода информацией. Как правило, это управление ресурсами, временем, документацией, к примеру, текстовые редакторы, клиенты электронной почты, электронные таблицы, программные блоги, персональные информационные системы (ИС) и разного рода медиа редакторы.[15]

– ПО для доступа к информационному контенту – применимо для доступа к разным программам без их непосредственно редактирования (но может включать и функцию редактирования). Данная категория предназначена для групп, индивидуальных пользователей электронного контента:

веб-браузеры;
медиа-плееры;
вспомогательные браузеры и прочее.

– ПО для образования по содержанию является очень близким к ПО для развлечений и медиа, но в отличие от него данный класс программ имеет четкие требования для тестирования знаний пользователей и отслеживанию прогресса при изучении материала.

Стоит отметить, что многие образовательные программы в себя включают функции для совместного пользования или многостороннего сотрудничества.[2]

– Имитационное ПО используется для непосредственной симуляции абстрактных или физических систем с научными целями для обучения или развлечений.

– Инструментальное ПО в области медиа контента обеспечивает потребности пользователей, что производят электронные и печатные медиа ресурсы для иных потребителей, на образовательной или коммерческой основе. Это ПО для полиграфической обработки, редакторы цифровой анимации, обработки мультимедиа, верстки, редакторы HTML, цифрового звука и прочее.

– Прикладные программы для выполнения проектирования и конструирования разных видов аппаратного и программного обеспечения. Эта категория охватывает:

– автоматизированное проектирование (CAE);

– автоматизированный дизайн (CAD);

– компилирование и редактирование языков программирования (ЯП);

– программы для интегрированной среды разработки;

– интерфейс для прикладного программирования (API).

1.2. Предназначение инструментального программного обеспечения

Инструментальное ПО предназначено для непосредственной разработки нового ПО.[1]

Множество различных приложений для ПК создаётся с помощью систем и языков программирования.

ЯП – это формализованный язык, который предназначен для описания алгоритмов, что применяются для решения самых разных задач на компьютере.

При становлении и развитии вычислительной техники часто возникали и развивались и языки программирования.

Стоит отметить, что некоторые из них изменялись, трансформировались, интегрировались, некоторые вовсе умирали. Сейчас у опытных программистов имеется очень богатый арсенал ЯП на все случаи жизни:

– Assembler№

– Delphi;

– Basic;

– Fortran;

– Java и другие.

Каждый с выше указанных ЯП имеет целый ряд своих модификаций и диалектов (Visual Basic, Q-Basic), которые по возможностям существенно разнятся друг с другом.

Все ЯП классифицировать на языки низкого и высокого уровня.

К ЯП низкого уровня относят [14]:

– машинные языки, что написанные в бинарных кодах в виде единиц и нулей;

– машинно-ориентированные языки (или ассемблеры), что написанные в мнемокодах, заложенных непосредственно в систему команд процессора (к примеру, мнемокод для операции «сложить» записывается как ADD, а мнемокод для операции «очистить» – DEL и т.п.).

К ЯП высокого уровня можно отнести [13]:

– алгоритмические языки, которые переводят алгоритмы с математических записей в программные;

– процедурно - ориентированные ЯП позволяют записать программы в виде набора нескольких процедур (модуля),

– проблемно-ориентированные ЯП предназначены для практического решения определённого типа задач.

Программа, что написанная на ЯП высокого уровня, непосредственно не может использоваться на персональном компьютере (ПК). Она должна пройти этапы трансляции кода, записанного на ЯП высокого уровня, в так называемый объектный код, который далее с помощью редактора связи формирует загрузочный модуль, что и будет пригодным для запуска на ПК. Такой процесс осуществляется, к примеру, при написании программ на языке Фортран.

В иных языках высокого уровня (на Бейсике) трансляция начального кода в выполняемый происходит последовательно по каждой команде (оператором).

Такая трансляция будет осуществляться программой-интерпретатором.[2]

Созданная программа должна проходить проверку на пригодность к применению с помощью отладчиков программ. Он также позволяет отслеживать последовательную реализацию программы, выявлять места и типы ошибок в ПО, давать комментарии.

Разные интегрированные среды программирования в себя включают весь спектр средств для комплексного применения на всех этапах разработки программы.

Главное назначение такого инструментария в том, чтоб с его использованием повысить эффективность и производительность труда программистов.

Стоит отметить, что по способу использования и распространения на:[8]

– несвободное;

– открытое;

– свободное.

К примеру, свободное ПО может распространяться, устанавливаться, использоваться на разных компьютерах дома, в школах, вузах, офисах, а также государственных и коммерческих учреждениях без каких-либо ограничений на применение.

2. ОБЗОР ИНТЕГРИРОВАННЫХ СРЕД РАЗРАБОТКИ

2.1. Понятие интегрированной среды разработки

Интегрированная среда разработки, ИСР (англ. IDE, Integrated Development Environment или Integrated Debugging Environment) — система программных средств, используемая программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Обычно среда разработки включает в себя:

текстовый редактор;
компилятор и / или интерпретатор;
средства автоматизации сборки;
отладчик.

Иногда содержит также средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов — для использования при объектно-ориентированной разработке ПО. Хотя и существуют ИСР, предназначенные для нескольких языков программирования — такие, как Eclipse, NetBeans, Embarcadero RAD Studio, Qt Creator или Microsoft Visual Studio, но обычно ИСР предназначается для одного определённого языка программирования - как, например, Visual Basic, PureBasic, Delphi, Dev-C++.