Файл: Интегрированные среды разработки программ (Понятие и обзор интегрированных сред разработки программ).pdf

Введение

Актуальность темы исследования объясняется тем, что при традиционном подходе первоначальный этап написания программы строится так:

1. Исходный текст набирается с помощью какого-либо текстового редактора. После завершения набора, работа с текстовым редактором прекращается и запускается компилятор. Как правило, во вновь написанной программе содержатся синтаксические ошибки, и компилятор сообщает о них на консоль оператора.
2. Вновь запускается текстовый редактор, и программист должен найти и устранить выявленные ошибки, при этом сообщений о характере ошибок, выведенных компилятором уже не видно, поскольку экран занят текстовым редактором.

И этот цикл может повторяться не однократно. При большом объеме программы, собираемой из различных частей, и подвергаемой длительному редактированию или модернизации, 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, работу которого желательно прослеживать прямо по тексту программы в текстовом редакторе.

С помощью интегрированных сред разработки (IDE) можно избежать большого объема однообразных действий, тем самым существенно повышая эффективность процесса разработки и отладки.

Целью работы является рассмотрение интегрированных сред разработки программ.

1. Теоретические аспекты интегрированных сред разработки программ

1.1 Понятие и обзор интегрированных сред разработки программ

Интегрированная среда разработки, ИСР (англ. IDE, Integrated Development Environment или Integrated Debugging Environment) является системой программных средств, используемой программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Обычно среда разработки состоит из:

• текстового редактора;
• компилятора и / или интерпретатора;
• средств автоматизации сборки;
• отладчика. [7]

Иногда она состоит также из средств для интеграции с системами управления версиями и разнообразных инструментов, упрощающих конструирование графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также состоят из браузера классов, инспектора объектов и диаграммы 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 предназначены для одного определённого языка программирования - как, к примеру, Visual Basic, PureBasic, Delphi, Dev-C++.

---

Частным случаем ИСР, их эволюционным развитием являются среды визуальной разработки, включающие в себя возможность визуально редактировать интерфейс программы.

Интегрированные среды разработки были созданы для максимизации производительности программистов, благодаря тесно связанным компонентам с простыми пользовательскими интерфейсами. Это позволит разработчику производить меньше действий для переключения разных режимов, в отличие от дискретных программ разработки. Однако, поскольку ИСР - сложный программный комплекс, то только после долгого процесса обучения среда разработки сможет качественно ускорить процесс разработки ПО. [8]

ИСР обычно является единственной программой, в которой проводилась вся разработка, и обычно обладает многими функциями для создания, изменения, компилирования, развертывания и отладки программного обеспечения. Цель среды разработки заключается в том, чтобы абстрагировать конфигурацию, необходимую для объединения утилит командной строки в одном модуле, который позволит сократить время для изучения языка и повышения производительности разработчика. Также считается, что трудной интеграцией задач разработки может далее повыситься производительность. К примеру, IDE позволяет проанализировать код, тем самым обеспечивая мгновенную обратную связь и уведомляя о синтаксических ошибках.

В то время как большинство современных IDE графические, они использовались еще до появления систем управления окнами (реализованных в Microsoft Windows). Они были основаны на тексте с использованием функциональных клавиш или горячих клавиш для выполнения различных задач (к примеру, Turbo Pascal). Использование IDE для разработки ПО - прямая противоположность способа, использующего несвязанные инструменты, такие как vi (текстовый редактор), GCC (компилятор), и т.д.

Интегрированными средами разработки также часто поддерживаются пометки в комментариях в исходном тексте программ, отмечающие места, требующие дальнейшего внимания или предполагающие внесение изменений, такие как TODO. В дальнейшем эти пометки могут выделяться редакторами (напр. vim, emacs, встроенным редактором Visual Studio) или использоваться для организации совместной работы с построением тегов и задач (например, в IntelliJ). Использование комментариев с TODO так же стандарт оформления кода на Object Pascal, Delphi. Microsoft в руководстве по Visual Studio рекомендует использование тега TODO (наравне с HACK, UNDONE) для следующих пометок:

• добавления новых функций;
• известных проблем, которые необходимо устранить;
• предполагаемых к реализации классов;
• мест размещения кода обработчиков ошибок;
• напоминаний о необходимости переработки участка кода.

---

Обычно ИСР является совокупностью программных средств, поддерживающей все этапы разработки ПО от написания исходного текста программы до ее компиляции и отладки, и обеспечивающей простое и быстрое взаимодействие с иными инструментальными средствами (программным отладчиком-симулятором, внутрисхемным эмулятором, эмулятором ПЗУ и программатором). [8]

Работа в интегрированной среде дает программисту:

• Возможность использовать встроенный многофайловый текстовый редактор, специально ориентированный на работу с исходными текстами программ;
• Вывод одновременно в многооконном режиме диагностики выявленных при компиляции ошибок, и исходного текста программы, доступного редактированию;
• Возможность организации и ведения параллельной работы над несколькими проектами. Менеджер проектов позволяет использовать любой проект в качестве шаблона для вновь создаваемого проекта;
• Перекомпиляции подвергаются только редактировавшиеся модули;
• Возможность загрузки отлаживаемой программы в имеющиеся средства отладки, и работы с ними, не выходя из оболочки;
• Возможность подключения к оболочке практически любых программных средств.

В последнее время функции интегрированных сред разработки становятся стандартной принадлежностью программных интерфейсов эмуляторов и отладчиков-симуляторов.

Такие функциональные возможности, в сочетании с дружественным интерфейсом, могут существенно ускорить разработку программ для микроконтроллеров и процессоров цифровой обработки сигналов. [9]

1.2 Интегрированная среда разработки Delphi

Основой Delphi является графическая среда разработки приложений, называемая интегрированной средой разработки (IDE). 

Среда Delphi - представитель спецификации, называемой Single Document Interface (SDI), и состоящей из нескольких отдельно расположенных окон. Окна могут перемещаться по экрану, частично или полностью перекрывая друг друга, каждое из них предназначено для решения определенных задач. 

После запуска Delphi на экране открываются четыре окна интегрированной среды разработки приложений. Среда программирования Delphi представлена главными составными частями:

1. Главным меню с размещенными на нем стандартными операциями работы с файлами (создать, сохранить, закрыть и др.). Ниже расположение вкладок объектов: Standard, Additional и др.

---

2. Окном формы с расположенными объектами, необходимыми для работы разрабатываемой программы.

3. Окном программного кода, в которое записывается код программы.

4. Окном инспектора объектов, состоящего из окна свойств (Properties) и событий (Events). Чтобы вставить объект на форму, нужно выбрать его в главном меню и щелкнуть в нужном месте формы.

В верхней части экрана расположено главное окно (рис. 1) с заголовком Delphi 7 – Project1. В строке заголовка главного окна отображается имя открытого в данный момент проекта: Project1. Главное окно состоит из строки главного меню, панели инструментов и панели компонентов. Главное окно программы остается открытым все время, пока остается загруженной Delphi. Закрытие главного окна приводит к концу работы с системой программирования.

Строка меню состоит из команд, необходимых для разработки и тестирования приложений, а также управления ими.

Панель инструментов (рис. 1) состоит из кнопок, соответствующих определенным командам меню, например командам File, View и пр. Щелчок по какой-либо из кнопок приводит к тому же результату, что и выбор соответствующей команды в главном меню.

Рисунок 1 – Главное меню Delphi

Палитра компонентов (рис. 2) состоит из компонент, с помощью которых пользователь создает свои приложения. Компоненты - основные элементы каждого Delphi приложения и, одновременно, основа библиотеки визуальных компонентов – Visual Component Library (VCL), позволяющие создавать пользовательский интерфейс прикладных программ.

Рисунок 2 - Палитра компонентов с активной страницей Standard

Компонент является неким функциональным элементом с имеющимися определенными свойствами и размещаемым программистом в окне формы. Компоненты создают каркас программы, во всяком случае, – ее видимые на экране внешние проявления: окна, кнопки, списки выбора и пр. После запуска Delphi активной является страница Standard палитры компонентов. Выбор другой страницы осуществляется щелчком на вкладке с соответствующим названием.[10]

Окно формы (рис. 3) - проект Windows-окна будущей программы. Форма – это окно приложения на этапе разработки. Вначале окно формы содержит только стандартные для Windows интерфейсные элементы – кнопки вызова системного меню, максимизации, минимизации и закрытия окна, полосу заголовка и очерчивающую рамку. На всей рабочей области расположены точки координатной сетки, служащие для упорядочения размещаемых на форме компонентов. Для каждого нового проекта автоматически создается главное окно будущего приложения и по умолчанию оно имеет имя Form1.

---

Рисунок 3 – Окно формы

Работа с формой в Delphi интуитивно понятна. Программист “достает” из палитры компонентов нужный компонент и размещает его на окне формы, постепенно заполняя форму интерфейсными элементами.

Окно редактора текста программы расположено позади окна формы и предназначено для создания и редактирования текста программы. Программа составляется по определенным правилам и описывает алгоритм работы.

При разработке программы на Delphi, программисты постоянно переходят от окна формы к окну программы и обратно. Первоначально окно программы состоит из минимального исходного текста, обеспечивающего нормальное функционирование пустой формы в качестве полноценного Windows-окна (рис. 4).

Рисунок 4 – Окно программы

В ходе работы над проектом программист вносит в него необходимые дополнения для придания программе нужной функциональности. Между содержимым окон формы и программы существует неразрывная связь, строго отслеживаемая Delphi. Размещение на форме компонента автоматически изменяет текст программы. Удаление тех или иных автоматически вставленных фрагментов текста программы может привести к удалению соответствующих компонентов.

С помощью окна инспектора объектов (рис. 5) можно задать и редактировать свойства и обработчики событий компонентов. Инспектор объектов - это инструмент, используемый для формирования внешнего вида и функциональных возможностей формы и компонентов в процессе разработки приложения. Любой размещаемый на форме компонент характеризует некоторый набор параметров: положение, размер, цвет и пр. Часть этих параметров, к примеру, положение и размеры компонента, программист может изменять, манипулируя с компонентом в окне формы.[10]

Рисунок 5 – Окно инспектора объектов

Окно инспектора объектов содержит две страницы, каждую из которых можно активизировать, щелкнув по вкладке с соответствующим названием. Первая страница имеет название Properties (свойства). В левая колонке этой страницы содержится список всех свойств редактируемого компонента, доступных во время проектирования. Вторая страница называется Events (события). Ее левая колонка содержит все имеющиеся обработчики событий компонента. Совокупностью событий определяется поведенческая сторона компонента, т.е. будет ли компонент реагировать на щелчок мыши или нажатие клавиши, как он будет вести себя в момент появления на экране. В правых колонках обеих страниц устанавливаются значения соответствующих свойств или обработчиков событий.

---