Файл: Интегрированные среды разработки программ (Возникновение систем программирования).pdf
Добавлен: 24.04.2023
Просмотров: 350
Скачиваний: 3
В контексте данного курсового проекта будет целесообразным рассмотреть две популярные на сегодняшний день интегрированные среды разработки программ такие как Microsoft Visual Studio и eclipse. Так как на сегодняшний день именно они задают мировые тренды развития и функциональности современных интегрированных сред разработки программного обеспечения.
Microsoft Visual studio
Visual studio созданная корпорацией Microsoft является одной из старейших графических интегрированных сред разработки программ. Она позволяет разрабатывать программное обеспечение под все актуальные технологии, предлагаемые корпорацией Microsoft. Актуальная на сегодняшний день версией Visual Studio является Visual studio 2017 краткий обзор которой и будет приведен ниже.
Рисунок 2.1. Стартовая страница Microsoft Visual Studio 2017
На рисунке 2.1. Показана стартовая страница интегрированной среды разработки Visual Studio 2017. Именно ее видит пользователь при запуске данной среды. Рассмотрим ее с лева на права. С лева находится несколько секций:
- Get Started- содержит краткую информацию о среде разработки и позволяет быстро в ней освоится.
- Recent- содержит список последних открытых проектов.
В середине содержатся следующие секции:
- Open- Позволяет открывать проекты из Microsoft Azure или локального жесткого диска.
- New project- позволяет не заходя в меню File->New создать новый проект.
Правая часть содержит последнее новости в сообществе разработчиков программного обеспечения, использующего технологии Microsoft, а также некоторые полезные советы и приемы разработки. Что является безусловно полезным, так как технологии не стоят на месте и постоянно обновляются.
Так же, как и в других IDE Visual Studio создает проекты и хранит служебную информацию в отдельном каталоге. И для того, чтобы начать работу необходимо создать новый проект.
Рисунок 2.2. Окно создания нового проекта в Visual Studio
На рисунке 2.2. Отображено окно создания нового проекта. Стоит обратить внимание что в секции выбора шаблона проекта есть возможность выбора языка программирования, на котором, данный проект планируется реализовать. Связанно это с тем, что с 2003 года корпорация Microsoft перешла на технологию .NET созданной ею же. По сути, .NET это виртуальная машина, которую, можно сравнить с виртуальной машиной Java JVM (Java virtual Machine). Идея состоит в том, чтобы компилировать исходный текст программы не в машинный код, а в так называемый байт код, который, затем компилируется в машинный код. Разработчики языка программирования Java добиваются таким образом кроссплатформенности приложений, созданных с помощью данного языка. Девиз Java звучит как “Write once, run everywhere” что в переводе на Русский звучит как Пишите раз, запускайте везде. Однако, идея корпорации Microsoft была не в кроссплатформенности созданных разработчиками приложений, а в технологии CLR (Common language runtime). Было сделано так что, виртуальная машина .NET Framework’a позволяет использовать не один конкретный язык программирования, а несколько. Исходный код, написанный на любом поддерживаемом данной технологией языке, перекомпилируется в код виртуальной машины .NET и лишь затем выполняется. Таким способом корпорация Microsoft привлекает в ряды разработчиков программного обеспечения не только узкоспециализированных на одном языке программистов, а и разработчиков привыкших писать на Basic к примеру и не желающих переучиваться на какой-то один язык программирования.
Стоит так же отметить, что корпорация Microsoft специализируется не только на создании приложений для своей операционной системы Windows, а и на создании инструментов и технологий для других ниш таких как: Веб разработка, корпоративный сегмент, облачные технологии, искусственный интеллект и многое другое. Из-за этого Visual Studio стала занимать много ресурсов на компьютере разработчиков. Так, корпорация Microsoft в Visual Studio 2017 предложила своим пользователям установку только тех технологий с помощью, которых, они планируют разрабатывать программное обеспечение в ближайшее время. Именно поэтому в окне создания нового проекта Visual Studio нам предлагает заново открыть установщик и до установить те компоненты, которые, нам могут быть необходимы.
Как видно из рисунка 2.2. окно создания проекта делится на две части: Выбор языка программирования или используемой технологии, эта секция находится слева и шаблона. Шаблон — это автоматически сгенерированный код с уже подключенными компонентами и базовыми библиотеками. Таким образом, разработчик может сразу приступить к разработке логики приложения и не занимается рутинными процедурами такими как подключение нужных библиотек и компонентов, разработкой так называемого скелета приложения компонентов необходимых для его запуска.
Отдельно стоит упомянуть возможность создания проекта по Online шаблону. Такие шаблоны написаны сообществом программистов и самой корпорацией Microsoft для создания приложений с использованием популярных на сегодняшний день библиотек и фреймворков. При создании нового проекта можно выбрать один из них, и среда разработки автоматически скачает все необходимые компоненты и подключит их к создаваемому проекту. На рисунке 2.3. отображено окно создания нового проекта с использованием онлайн шаблона.
Рисунок 2.3. Онлайн шаблоны в Visual Studio 2017
В данном окне можно выбрать язык программирования или технологию которые, предполагается использовать в проекте и сам шаблон. Так же ознакомится со сведениями об авторе шаблона, его оценке в рейтинге и отзывами о самом шаблоне.
Далее рассмотрим возможности Visual Studio при работе с проектами разного назначения. Будут рассмотрены: консольное приложение на языке C++, приложение для операционной системы Windows на языке C# и веб приложение с использованием технологии ASP.Net MVC.
Рисунок 2.4. Рабочая область создания консольного приложения
При использовании инструментов для разработки консольного приложения присутствуют следующие элементы: не посредственно редактор кода, консоль в которой отображаются ошибки и другая служебная информация, и файловый менеджер он же Solution Explorer или обозреватель решения. Так же доступен отладчик и система авто дополнения кода. т. е. как показано на рисунке 2.5. редактор может автоматически дополнить код с необходимой функцией при вводе ее первых символов. Данная технология получила название IntelySence. Она позволяет разработчику выбрать из выпадающего списка необходимую ему функцию, что в разы минимизирует синтаксические ошибки при написании исходного кода. Так же в данном списке можно увидить список параметров которые, принимает дополняемая функция и тип значения которое она должна вернуть. Это минимизирует необходимость запоминать, где и какая функция была задана и за что конкретно она отвечает.
Рисунок 2.5. IntelySence в Visual studio
Рассмотрим структуру проекта созданного с помощью Visual Studio. В корневом каталоге данного проекта находится важный для нас файл с расширением .sln В нем прописана такая информация как точка входа и зависимости необходимые для функционирования создаваемого приложения. На рисунке 2.6. Этот файл выделен.
Рисунок 2.6. Корневая директория проекта
Далее нас может заинтересовать директория с таким же названием, как и наш проект ArrayTasks. В ней хранятся файлы с исходными кодами создаваемого проекта и, если мы откроем файл ArrayTask.cpp мы увидим такую же картину, как и в редакторе кода Visual Studio. На рисунке 2.7. показан листинг данного небольшого приложения.
Рисунок 2.7. Файл ArrayTask.cpp
И последняя директория на которую, стоит обратить внимание это Debug. Именно в ней хранится бинарный файл .exe сгенерированный при сборке данного проекта и другая служебная информация.
Рисунок 2.7. Директория Debug
В целом вся структура проекта, создаваемая интегрированной средой разработки программ Visual Studio, выглядит одинаково, за исключением некоторых деталей, накладываемых использованной технологией.
Далее будет целесообразным рассмотреть возможность создания Desktop приложений для операционной системы Windows. Пример будет реализован на языке программирования высокого уровня C# он же си шерп. Этот язык был написан корпорацией Microsoft в том же 2003-м году с выходом .Net Framework v1.1. Целью корпорации Microsoft было создание универсального языка программирования для создания как настольных приложений для операционной системы Windows, так и веб приложений запускающихся непосредственно в браузере пользователя. В начале для этих целей планировалось использовать модифицированную версию языка Java патентами на который владела компания Sun microsystems сегодня поглощённая корпорацией Oracle. И в 1997 году выходит Microsoft Visual studio версии 6.0 с модифицированной версией данного языка. Однако, Sun Microsystems подает на Microsoft в суд за нарушение патентов и лицензионного соглашения в котором прописано что язык Java можно использовать бесплатно, но, не модифицировать сами интерпретатор и компилятор данного языка программирования. Вскоре Sun Microsystems выигрывает суд и Microsoft вынужден выплатить штраф и убрать язык Java из следующей версии Visual Studio. Далее компания начинает работу над созданием технологии .NET и нового языка программирования C# по концепции схожим с Java. Visual Studio тоже не отставала в его поддержке и так появился Windows Forms и Windows presentation foundation базирующиеся на языке C# и предоставляющий конечным разработчикам удобный интерфейс для разработки настольных приложений для операционной системы Windows.
Рисунок 2.8. Создание Desktop приложения
Способ создания приложений для Windows в Visual Studio во многом схож с тем, что уже было реализовано компанией Borland в своей интегрированной среде разработки Delphi. По сути, тот же построитель форм. Как показано на рисунке 2.8. дизайнер выглядит следующим образом. Есть форма она же окно будущего приложения и есть набор диалогов кнопок и т., д., которые, можно использовать в своем приложении. Удобно то что элементы интерфейса расположены по категориям, таким образом поиск по ним очень удобен. С помощью языка C# можно их обрабатывать. В листинге 2.1. Показан способ обработки нажатия кнопки.
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
//функция которая должна выполнится при нажатии кнопки.
}
Листинг 2.1. Обработчик событий
Лишь заметим то, что исходный код был сгенерирован автоматически средой разработки.
Каждый элемент формы имеет свои уникальные свойства. На Рисунке 2.8. справа Отображены свойства элемента кнопка.
Рисунок 2.8. Свойства элемента кнопка
Добавим элемент Combobox, как видно из рисунка 2.9. опции в окне свойств изменились. Таким образом можно конфигурировать каждый элемент интерфейса создаваемого приложения. Данный подход называется WYSIWYG “What you see that you get”, в переводе на русский язык это означает вы получаете то, что вы видите. Таким образом, не пришлось вручную прописывать исходный код вручную, как это было раньше во времена MS Dos. В данном случае мы можем воспользоваться построителем форм, а исходный код сгенерирует сама Visual Studio.
Рисунок 2.9. Свойства элемента ComboBox.
Однако как говорилось выше, корпорация Microsoft не собиралась и не собирается ограничиваться только лишь предоставлением технологий для разработки приложений для Windows. И в 2005-м году выходит ее новая революционная на то время технология для разработки веб приложений ASP.Net MVC. Сама технология ASP.Net уже существовала в виде ASP.Net WebForms. Это была попытка реализовать API (Application programming interface) для веб приложений в виде того же WYSIWYG редактора который, был описан выше для веб приложений. Однако, на пороге был HTML5 и новый движок JavaScript V8, а значит, что создавать веб приложения таким образом было все труднее. И тогда Microsoft приняла решение разрабатывать свой веб фреймворк с использованием паттерна MVC (Model, View, Controller). Где Model- отвечает за работу с базами данных и бизнес логику приложения, Controller отвечает за работу с Model и обработку HTTP запросов пользователя, а View оно же представление которое, не посредственно отображается пользователю. Эти модули имеют некоторую автономность что обеспечивает некоторую автономность их разработки. На примере стандартного MVC приложения рассмотрим возможности Visual Studio и в данном контексте.
Рисунок 2.10. Созданное ASP.Net приложение.
Как видно из Рисунка 2.10. Visual Studio автоматически сгенерировала для нас две сущности паттерна MVC это Controller и View. При запуске любого приложения базирующегося на MVC паттерне, контроллер перехватывает запрос пользователя, выполняет соответствующий скрипт и в дальнейшем возвращает пользователю View в переводе на Русский представление. В листинге 2.2. представлен сам контроллер.
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Web;
using System.Web.Mvc;
namespace WebApplication1.Controllers
{
public class HomeController : Controller
{
public ActionResult Index()
{
return View();
}
public ActionResult About()
{
ViewBag.Message = "Your application description page.";
return View();
}
public ActionResult Contact()
{
ViewBag.Message = "Your contact page.";
return View ();
}
}
}
Листинг 2.2. MVC контроллер
Рассмотрим листинг 2.2. более подробно. Сам контроллер представляет из себя класс, который, в данном случае называется HomeController. Он в свою очередь наследует класс Controller в нем описаны методы, которые и определяют поведение сгенерированного Visual Studio класса Controller. Таким образом, можно начинать писать логику приложения. Public ActionResult это ни что иное как функция в плане языка программирования C# здесь уже можно прописывать логику поведения самой страницы. Так же она выступает как ссылка на страницу. т. е. пользователь может добраться до определенной страницы по названию данной функции. Всю маршрутизацию Visual Studio берет на себя. Конечно, данный аспект можно настроить вручную, однако в этом нет большой необходимости.
Так же не мало важным элементом является технология NewGet.
Рисунок 2.11. NewGet manager
По сути, технология NewGet, представляет из себя репозиторий с библиотеками, которые, можно подключить к проекту. При установки такой библиотеки Visual Studio автоматически подключает ее к проекту. В отличии от подключаемого модуля данная библиотека может быть подключена только к текущему проекту. Однако, это позволяет сэкономить время на поиск и подключение необходимой библиотеки либо фреймворка так как большинство популярных библиотек или фреймворков уже находятся в репозитории.
В качестве вывода можно сказать, что Microsoft Visual Studio является почти универсальным средством для работы со всеми актуальными технологиями, созданными и поддерживаемыми корпорацией Microsoft и замены ей нет, и в ближайшем будущем не предвидится. Стоит отметить, что Visual Studio условно бесплатный продукт. На сегодняшний день существует несколько версий данной интегрированной среды разработки: Community, Professional и Enterprise. Community- является бесплатной и включает в себя все возможности платных версий за исключением некоторых функций для коллаборации в командах и не подходит для больших корпораций однако, функционал данной версии подходит для индивидуальных разработчиков и не больших команд которые, планируют разрабатывать приложения базируясь на технологиях предлагаемых корпорацией Microsoft.