Файл: Системы программирования (Основные понятия, эволюция, компоненты и классификация систем программирования).pdf

2) Полнота набора системных компонентов. Данное требование является важным, но вторичным. В мире существуют несколько систем программирования, которые обеспечивали бы поддержкой весь процесс проектирования, разработки и сопровождения программных продуктов. Однако имеется некоторый уже обязательный круг компонентов, лакуны в котором недопустимы. Невозможно представить себе систему программирования, в которой отсутствовали бы трансляторы. Уже давно обязательным компонентом считается редактор связей (компоновщик), позволяющий объединять раздельно созданные модули в единую программу. Наличие системных библиотек также является обязательным требованием к составу систем программирования. Среди современных систем программирования уже трудно найти системы без интерактивных отладчиков и справочных систем. В то же время, отсутствие компонентов, ответственных за первые этапы проектирования программ – от фиксации первичных требований к разрабатываемому программному продукту до разработки подробных спецификаций и структурированных описаний программ, в настоящее время еще не считается существенным недостатком систем программирования, и многие из них обходятся без таких компонентов, оставляя их системам проектирования другого рода. Можно ожидать, что в будущем, по мере внедрения автоматизированных технологий разработки программного обеспечения, системы, предназначенные для автоматизации различных стадий общего процесса проектирования и разработки, будут объединяться в единые комплексы.

3) Требование удобства работы с системами программирования и отдельными их компонентами. Важными являются возможности по поддержке работы в различных режимах, а также по поддержке ведения в системе нескольких разных проектов разработки программного обеспечения. От систем программирования требуется поддерживать как режим отладки программ, так и режим получения наиболее эффективного варианта программ.

Поддержка нескольких проектов позволяет пользователям систем сохранять в архивах сделанные ими настройки и установки режимов для ведущихся ими проектов разработки и быстро извлекать их оттуда, легко восстанавливая сохраненный контекст.

2.2 Обзор современных систем программирования (на примере Visual Basic, Visual C++, C++Builder, Symantec Café (Java))

В данной главе мы рассмотрим наиболее популярные системы программирования ведущих фирм-производителей.

Отметим основные вехи на пути развития систем программирования:

• Переход от одиночных утилит систем программирования к интегрированным диалоговым средам программирования (например, семейство Turbo-продуктов фирмы Borland);
• Развитие инструментальных наборов, расширяющих возможности систем программирования, в частности, в области диалога (разного рода Tool Box);
• Появление объектно-ориентированных диалектов языков Си и Паскаль; заметим, что, по нашему мнению, несмотря на то, что Паскаль является более строгим и корректным языком, феномен Си++ имеет большее значение в силу наличия стандарта;
• Возникновение операционной среды Windows со встроенной поддержкой диалога и первых Windows-приложений с помощью SDK (Software Development Keet);
• Создание объектно-ориентированных библиотек, поддерживающих диалоговый режим работы в среде DOS и Windows (TurboVision, Object Windows и MFC);
• Появление систем программирования, облегчающих создание приложений для DOS и Windows;
• Развитие механизма встраивания и связывания объектов OLE 2;

Переход к визуальным системам программирования (Visual Си++, Delphi, Visual Basic), которые ориентированы на разработку информационных приложений^[11].

Visual Basic

Microsoft Visual Basic – сегодня самая популярная в мире система проектирования приложений для Windows. Среда Visual Basic может с успехом использоваться начинающими пользователями для познания секретов программирования и увлекательных занятий по созданию несложных для начала приложений и, в то же время, предоставляет мощные инструменты разработки опытным программистам. Чрезвычайно развитые справочная система, средства обучения, мастера и программы-надстройки позволяют при построении приложения и работе в Visual Basic найти выход из любой ситуации и получить ответ на любой вопрос. Начинать работать с Visual Basic можно практически с любым уровнем подготовки.

Язык Basic, в том виде, каким он предстает в современных системах программирования, сильно отличается от своей первоначальной версии. В настоящее время это объектно-ориентированный язык, обладающий всеми возможностями других, более новых языков программирования, но оставшийся весьма простым для изучения, благодаря простым изобразительным средствам. Процесс создания диалоговых форм и расстановки на них элементов управления диалогом благодаря визуальному подходу стал несложным и понятным. Система программирования в процессе создания форм автоматически создает программу на языке Visual Basic. Отладчик, встроенный в систему программирования, работает в терминах языка Visual Basic, поэтому отладка программ не представляет особой сложности.

В целом, систему Visual Basic можно определить, как инструментальную среду для разработки самых различных программных продуктов. Создаваемые в этой интегрированной инструментальной среде программы обладают свойством автономности и в состоянии после завершения разработки функционировать в отрыве от самой среды. Следует только помнить о необходимости сопровождать распространение программы, написанной в системе Visual Basic, библиотеками, отслеживая совместимость версий стандартных библиотек фирмы Microsoft с версией созданной программы. Отсутствие нужной библиотеки, а иногда и небольшого системного файла в системном каталоге неминуемо заблокирует работу программы^[12].

Если задаться вопросом – что такое Visual Basic – компилятор или интерпретатор, можно смело сказать: «И то, и другое». Его нельзя всецело отнести ни к компиляторам, ни к интерпретаторам.

Основным признаком интерпретатора Visual Basic является то, что созданные с помощью него программы выполняются только в среде разработки. Программу можно запустить непосредственно из среды и, если в ней есть ошибки, они сразу же распознаются. Все это наблюдается и в Visual Basic, где можно запустить приложение непосредственно в среде программирования. При этом Visual Basic использует технологию Threaded-p-Code, при которой каждая написанная строка кода преобразуется в промежуточный код – Threaded-p-Code. Это не машинный код, но такой код выполняется быстрее, чем при работе с обычным интерпретатором. Во-первых, Visual Basic сразу же проверяет синтаксис программы и выдает сообщение, если присутствует ошибка. Также можно самим искать эти ошибки.

Но при этом Visual Basic – не просто интерпретатор, так как это означало бы, что приложения выполняются только в среде Visual Basic. Эта среда программирования предоставляет возможность создавать и исполняемые ЕХЕ-файлы, поэтому она относится и к компиляторам.

Visual Basic нельзя назвать чистым компилятором, так как в отличие, например, от Visual C++, Visual Basic не создает исполняемый файл сразу же при запуске из среды разработки. Для создания такого файла необходимо сделать это явно (команда File\Make ***.EXE). Начиная с пятой версии, Visual Basic обладает так называемым «Native Compiler», то есть компилятором, который может создавать машинный код. Таким образом. Visual Basic объединяет в себе возможности, как интерпретатора, так и компилятора. И это имеет больше преимуществ, чем недостатков^[13].

Visual C++

Система программирования Microsoft Visual C++ представляет собой реализацию среды разработки для распространенного языка системного программирования C++, выполненную компанией Microsoft. Эта система программирования в настоящее время построена в виде интегрированной среды разработки, включающей в себя все необходимые средства для разработки результирующих программ, ориентированных на выполнение под управлением ОС типа Microsoft Windows различных версий.

Возможность использовать язык Си++ превращает эту систему программирования в инструмент, позволяющий создавать не только обычные офисные приложения, но и решать другие задачи.

Основу системы программирования Microsoft Visual C++ составляет библиотека классов MFC (Microsoft foundation classes). В этой библиотеке реализованы в виде классов C++ все основные органы управления и интерфейса ОС. Также в ее состав входят классы, обеспечивающие разработку приложений для архитектуры клиент-сервер и трехуровневой архитектуры (в современных версиях библиотеки). Система программирования Microsoft Visual C++ позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows, в том числе серверные или клиентские результирующие программы, осуществляющие взаимодействие между собой по одной из указанных выше архитектур.

Классы библиотеки MFC ориентированы на использование технологий COM/DCOM, а также построенной на их основе технологии ActiveX для организации взаимодействия между клиентской и серверной частью разрабатываемых приложений. На основе классов библиотеки пользователь может создавать свои собственные классы в языке C++, организовывать свои структуры данных.

В отличие от систем программирования компании Borland, система программирования Microsoft Visual C++ ориентирована на использование стандартных средств хранения и обработки ресурсов интерфейса пользователя в ОС Windows.

Система программирования Microsoft Visual C++ выдержала несколько реализаций. В процессе выхода новых версий системы программирования было выпущено и несколько версий библиотеки MFC, на которой основана данная система.

Сама по себе библиотека MFC является, по мнению автора, довольно удачной реализацией широкого набора классов языка C++, ориентированного на разработку результирующих программ, выполняющихся под управлением ОС типа Microsoft Windows. Это во многом обусловлено тем, что создатель библиотеки компания Microsoft одновременно является и создателем ОС типа Microsoft Windows, на которые ориентирован объектный код библиотеки. Библиотека может быть подключена к результирующей программе с помощью обычного компоновщика, либо использоваться как динамическая библиотека, подключаемая к программе во время ее выполнения. Библиотека MFC достаточно широко распространена. Ее возможно использовать не только в составе систем программирования производства компании Microsoft, но и в системах программирования других производителей.

В систему программирования встроен удобный интерактивный отладчик, работающий в терминах языка Си++ или языка ассемблера и позволяющий одновременно видеть на экране тексты различных фрагментов программ, значения переменных и регистров центрального процессора ЭВМ, стек вызовов процедур и другую необходимую при отладке информацию. Отладчик позволяет менять значения переменных, что иногда помогает программисту проверить гипотезу о причинах неправильного поведения программы, а впоследствии и исправить программу.

При работе в системе Visual C++ доступна вся справочная информация, как о самой системе, так и о языке Си++, библиотечных функциях и операционной системе Windows. Справочник снабжен большим количеством примеров, которые часто позволяют повысить эффективность как процесса программирования, так и процесса работы уже подготовленной программы^[14].

C++Builder

Язык Си++ появился раньше языка Object Pascal и раньше языка Delphi. Именно на примере Си++ были продемонстрированы принципы объектно-ориентированного программирования и его достоинства.

Новейшая система объектно-ориентированного программирования C++ Builder производства корпорации Borland предназначена для операционных систем Windows. Интегрированная среда C++ Builder обеспечивает скорость визуальной разработки, продуктивность повторно используемых компонент в сочетании с мощью языковых средств C++, усовершенствованными инструментами и разномасштабными средствами доступа к базам данных.

C++ Builder может быть использован везде, где требуется дополнить существующие приложения расширенным стандартом языка C++, повысить быстродействие и придать пользовательскому интерфейсу качества профессионального уровня.

По своим возможностям С++ Builder практически полностью пересекается с системами Delphi: и здесь и там использован метод технического проектирования программы, называемый визуальным программированием. Отличие от систем Delphi в данном случае заключается в том, что базовым языком данной системы программирования является язык Си++.

C++Builder объединяет в себе комплекс объектных библиотек (STL, VCL, CLX, MFC и др.), компилятор, отладчик, редактор кода и многие другие компоненты. Цикл разработки аналогичен Delphi. Большинство компонентов, разработанных в Delphi, можно использовать и в C++Builder без модификации, но обратное утверждение не верно.

C++Builder содержит инструменты, которые при помощи drag-and-drop действительно делают разработку визуальной, упрощает программирование благодаря встроенному WYSIWYG – редактору интерфейса и прочим.

В системе программирования С++ Builder явно прослеживается тенденция построения многоязыковых систем программирования. В большой степени это связано с входящей в состав системы С++ Builder библиотекой визуальных компонентов VCL.

Первоначально эта библиотека была разработана для систем программирования на Паскале, то есть систем Delphi, а позднее была перенесена в С++ Builder. Наличие этой библиотеки в разных системах программирования позволяет пользователю писать программу, состоящую из фрагментов, написанных на разных языках. При этом программист имеет возможность пользоваться одними и теми же абстракциями. В то же время системы Delphi и С++ Builder – это разные системы, поэтому реально создавать многоязыковые программы с их помощью нелегко.