Файл: Интегрированные среды разработки программ ..pdf

Введение

Появление микропроцессоров делает электронику более доступной.

Программных инструментов для управления микропроцессорами много. Конструктор современной электроники уже работает как программист.

 Работа с пакетом IDE кроме знания тонкостей программирования на языках Си или ассемблер, как и с любой другой программой, требует необходимости разобраться с функциями его управления.

Исторически комплексы для разработки ПО развивались от отдельно поставляемых компиляторов, представляющих собой обособленные программные модули, к интегрированным средам программирования, которые первоначально включали в себя редакторы исходных текстов программ и командный язык компиляции. Развитие интегрированных сред разработки ПО привело к появлению развитых средств интерфейса пользователя, сначала текстовых, а потом и графических.

Первой удачной средой называют интегрированную среду программирования Turbo Pascal на основе языка Pascal производства фирмы Borland. Ее широкая популярность определила тот факт, что со временем все разработчики компиляторов обратились к созданию интегрированных средств разработки для своих продуктов.

Эти системы включали помимо встроенного редактора текстов подсистемы работы с файлами, систему помощи, подсистемы управления компиляцией и редактор связей, компилятор, встроенный отладчик.

В данной работе мы рассмотрим интегрированные среды разработки программ, их историю и текущее состояние. Особо подробно остановимся на

интегрированной среде разработки Visual Studio и Visual Basic.

1. Интегрированные среды разработки программ.

1.1 История

С развитием языков программирования совершенствовались и средства разработки программ – от режима командной строки до интегрированной среды проектирования. Такая среда предоставляет удобный графический интерфейс разработки и большой спектр сервисов, включающих управление версиями хранимых данных, утилиты просмотра и управления информацией, библиотеки классов, мастера создания шаблонов приложений и т.п.

При традиционном подходе, начальный этап написания программы строится следующим образом:

1. Исходный текст набирается при помощи какого-либо текстового редактора.
2. По завершении набора, работа с текстовым редактором прекращается и запускается кросс компилятор.
3. Как правило, вновь написанная программа содержит синтаксические ошибки, и компилятор сообщает о них на консоль оператора.
4. Вновь запускается текстовый редактор, и оператор должен найти и устранить выявленные ошибки, при этом сообщения о характере ошибок выведенные компилятором уже не видны, так как экран занят текстовым редактором.

И этот цикл может повторяться не один раз. Если программа имеет большой объем, собирается из различных частей, и подвергается длительному редактированию или модернизации, то даже этот начальный этап может потребовать много сил и времени. После этого наступает этап отладки программы и к редактору с компилятором добавляется эмулятор или симулятор, за работой которого хотелось бы следить прямо по тексту программы в текстовом редакторе[^[1]].

Интегрированные среды (оболочки) разработки (Integrated Development Environment, IDE) позволяют избежать большого объема однообразных действий и тем самым существенно повысить эффективность процесса разработки и отладки позволяют, то есть они являются RAD-средами различной степени автоматизации процесса программирования.

Первые ИСР были созданы для работы через консоль или терминал, которые сами по себе были новинкой: до того программы создавались на бумаге, вводились в машину с помощью предварительно подготовленных бумажных носителей (перфокарт, перфолент) и т. д[^[2]]

Dartmouth BASIC был первым языком, который был создан с ИСР, и был также первым, который был разработан для использования в консоли или терминале. Эта ИСР (часть Dartmouth Time Sharing System) управлялась при помощи команд, поэтому существенно отличалась от более поздних, управляемых с помощью меню и горячих клавиш, и тем более графических ИСР, распространённых в XXI веке[^[3]]. Однако она позволяла править исходный код, управлять файлами, компилировать, отлаживать и выполнять программы способом, принципиально подобным современным ИСР.

Maestro I — продукт от Softlab Munich, был первой в мире интегрированной средой разработки для программного обеспечения в 1975 г. и, возможно, мировым лидером в этой рыночной нише в течение 1970-х и 1980-х годов. Он был установлен у 22000 программистов во всем мире. До 1989 года 6000 копий было установлено в Федеративной Республике Германия. Ныне Maestro I принадлежит истории и может быть найден разве что в Музее Информационной технологии в Арлингтоне.

Одной из первых ИСР с возможностью подключения плагинов была Softbench.

Компилятор языка программирования выступает как составная часть среды проектирования. Сама программа наряду с конструкциями, предусмотренными стандартом, как правило, использует библиотечные функции и классы, предоставляемые средой проектирования. Так, интегрированная среда разработки VisualStudio содержит библиотеку классов MFC (Microsoft Foundation Classes), значительно упрощающую процесс разработки приложений, использующих оконный интерфейс.

Интегрированные среды разработки были созданы для того, чтобы максимизировать производительность программиста благодаря тесно связанным компонентам с простыми пользовательскими интерфейсами. Это позволит разработчику делать меньше действий для переключения различных режимов, в отличие от дискретных программ разработки. Однако, так как IDE является сложным программным комплексом, то лишь после долгого процесса обучения среда разработки сможет качественно ускорить процесс разработки ПО[^[4]]

1.2 Типы языков программирования

В настоящее время языки программирования в зависимости от применяемой вычислительной модели делятся на четыре основные группы:

    Процедурные языки, которые представляют собой последовательность выполняемых операторов. Если рассматривать состояние ПК как состояние ячеек памяти, то процедурный язык – это последовательность операторов, изменяющих значение одной или нескольких ячеек. К процедурным языкам относятся FORTRAN, C, Ada, Pascal, Smalltalk и некоторые другие. Процедурные языки иногда также называются императивными языками.

    Аппликативные языки, в основу которых положен функциональный подход. Язык рассматривается с точки зрения нахождения функции, необходимой для перевода памяти ПК из одного состояния в другое. Программа представляет собой набор функций, применяемых к начальным данным, позволяющий получить требуемый результат. К аппликативным языкам относится язык LISP.

    Языки системы правил, называемые также языками логического программирования, основываются на определении набора правил, при выполнении которых возможно выполнение определенных действий. Правила могут задаваться в виде утверждений и в виде таблиц решений. К языкам логического программирования относится язык Prolog.

    Объектно-ориентированные языки, основанные на построении объектов как набора данных и операций над ними. Объектно-ориентированные языки объединяют и расширяют возможности, присущие процедурным и аппликативным языкам. К объектно-ориентированным языкам относятся C++, Object Pascal, Java.

В настоящий момент наибольшее распространение получили языки, основанные на объектно-ориентированной модели. Они, реализуя процедурную модель построения языка, поддерживают аппликативность конструкций, позволяя представлять блок-схему выполнения структурированной программы как некоторый набор аппликативных функций[^[5]]

1.3 Интегрированные среды разработки программ в настоящее время

Интегри́рованная среда́ разрабо́тки, ИСP (англ. Integrated development environment — IDE), также единая среда разработки, ЕСР — комплекс программных средств, используемый программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Среда разработки включает в себя:

• текстовый редактор,
• Транслятор (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. ИСР обычно предназначены для нескольких языков программирования — такие как IntelliJ IDEA, NetBeans, Eclipse, Qt Creator, Geany, Embarcadero RAD Studio, Code::Blocks, Xcode или Microsoft Visual Studio, но есть и IDE для одного определённого языка программирования — как, например, Visual Basic, Delphi, Dev-C++

2. Интегрированная среда разработки Visual Studio

Интегрированная среда разработки Visual Studio — это оригинальная среда запуска, которая позволяет редактировать, отлаживать и создавать код, а затем публиковать приложения. Интегрированная среда разработки (IDE) — это многофункциональная программа, которую можно использовать для различных аспектов разработки программного обеспечения. Помимо стандартного редактора и отладчика, которые существуют в большинстве сред IDE, Visual Studio включает в себя компиляторы, средства выполнения кода, графические конструкторы и многие другие функции для упрощения процесса разработки программного обеспечения[^[6]].

На рисунке 1 показана среда Visual Studio с открытым проектом и несколькими окнами основных инструментов, которые вам, скорее всего, понадобятся:

• Обозреватель решений (вверху справа) позволяет просматривать файлы кода, перемещаться по ним и управлять ими. Обозреватель решений позволяет упорядочить код путем объединения файлов в решения и проекты.
• В окне редактора (центр), где вы, скорее всего, будете проводить большую часть времени, отображается содержимое файла. Здесь вы можете редактировать код или разрабатывать пользовательский интерфейс, например окно с кнопками или текстовые поля.
• Team Explorer (правый нижний угол) позволяет отслеживать рабочие элементы и использовать код совместно с другими пользователями с помощью технологий управления версиями, таких как Git и система управления версиями Team Foundation (TFVC).

2.1 Выпуски

Среда Visual Studio доступна для Windows и Mac. Функции Visual Studio для Mac во многом аналогичны возможностям Visual Studio 2019 и оптимизированы для разработки кроссплатформенных и мобильных приложений. Эта статья посвящена версии Visual Studio 2019 для Windows.

Существует три выпуска Visual Studio 2019: Community, Professional и Enterprise. Сведения о функциях, поддерживаемых в каждом выпуске, см. в сравнительном анализе интегрированных сред разработки Visual Studio[^[7]]

2.2 Популярные средства повышения производительности

Ниже перечислены некоторые популярные возможности Visual Studio, которые помогут вам повысить продуктивность разработки программного обеспечения.

• Волнистые линии и быстрые действия

Волнистые линии обозначают ошибки или потенциальные проблемы кода прямо во время ввода. Эти визуальные подсказки позволяют устранять проблемы немедленно и не ждать, пока ошибка будет обнаружена во время сборки или запуска программы. Если навести указатель мыши на волнистую линию, на экран будут выведены дополнительные сведения об ошибке. Кроме того, в поле слева может появляться значок лампочки с быстрыми действиями по устранению ошибки.

• Очистка кода

Вы можете одним нажатием кнопки отформатировать код и применить к нему исправления, предложенные параметрами стиля кода, соглашениями в файле EditorConfig и (или) анализаторами Roslyn. Очистка кода помогает устранить многие проблемы в коде еще до проверки кода. (Сейчас эта возможность доступна только для кода на C#.) На рисунке 2 показана эта функция.

• Рефакторинг

Рефакторинг изображен на рисунке 3 включает в себя такие операции, как интеллектуальное переименование переменных, извлечение одной или нескольких строк кода в новый метод, изменение порядка параметров методов и многое другое.

• IntelliSense

IntelliSense — это набор функций, отображающих сведения о коде непосредственно в редакторе и в некоторых случаях автоматически создающих небольшие отрывки кода. По сути, это базовая документация, встроенная в редактор, с которой вам не приходится искать информацию где-то еще. Функции IntelliSense зависят от языка[^[8]]. Дополнительные сведения см. в руководствах по IntelliSense для C# , IntelliSense для Visual C++, IntelliSense для JavaScript и IntelliSense для Visual Basic. На рисунке 4 показано, как IntelliSense отображает список членов типа: