Л 3. 4. Инструментальное по

Инструментальное ПО (средства разработки программ) используется для разработки нового программного обеспечения, как системного, так и прикладного.

Инструментарий технологии программирования включает следующие виды программ:

1) средства для создания приложений (программ):

2) средства для создания информационных систем (CASE-технологии). Позволяют поддерживать коллективную работу над проектом за счет возможности работы в локальной сети, экспорта - импорта любых фрагментов проекта, организации управления проектом.

В состав средств создания приложений входят (рис. 5):

· языки программирования;

· трансляторы;

· редакторы связей.

Язык программирования - формальная знаковая система, предназначенная для описания алгоритмов в форме, которая удобна для исполнителя (например, компьютера). Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, используемых при составлении компьютерной программы. Он позволяет программисту точно определить то, на какие события будет реагировать компьютер, как будут храниться и передаваться данные, а также какие именно действия следует выполнять над этими данными при различных обстоятельствах.

Трансляторы предназначены для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем.

Транслятор преобразует исходный модуль в объектный модуль, являющийся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу. Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы.

Компилятор переводит весь исходный модуль на машинный язык.

Интерпретатор последовательно, по мере выполнения, переводит на машинный язык операторы исходного модуля.

Редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные модули, полученные в результате работы транслятора, в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули, которые загружаются ОС для выполнения в основную память.

В настоящее время все выше перечисленные компоненты объединяются в единую систему программирования (например, Delphi, Microsoft Visual Studio и др.),котораявключает в себя:

1) интегрированную среду разработчика программы, состоящую, в частности, из текстового редактора, позволяющего создавать и корректировать исходные тексты программ, средств поддержки интерфейса программиста с системными средствами для выполнения различных сервисных функций (например, сохранения или открытия файла);

2) транслятор - программу, переводящую исходный текст во внутреннее представление компьютера;

3) отладчик - программу для трассировки и анализа выполнения прикладных программ. Она позволяет отслеживать выполнение программы в пооператорном режиме, идентифицировать место и вид ошибок в программе, наблюдает за изменением значений переменных, выражений и т.д.;

4) компоновщик (редактор связей) - программа для подготовки прикладной программы к работе в конкретных адресах основной памяти компьютера;

5) справочные системы;

6) средства оптимизации кода программ;

7) набор библиотек (возможно с исходными текстами программ);

8) утилиты для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;

9) документатор исходного кода программы;

10) систему поддержки и управления проектом программного комплекса;

Средства поддержки проектов - новый класс программного обеспечения, предназначенный для:

· отслеживания изменений, выполненных разработчиками программ;

· поддержкой версий программы с автоматической разноской изменений;

· получения статистики о ходе работ проекта.

Условно, языки программирования можно разделить на следующие классы (см. рис. 6).

Рис. 6. Классы языков программирования

Проведем классификацию языков и подходов к программированию.

Первые языки программирования возникли относительно недавно. Различные исследователи указывают в качестве времени их создания 20-е, 30-е и даже 40-е годы XX столетия.

Первые языки программирования, как и первые ЭВМ, были довольно примитивны и ориентированы на численные расчеты. Это были и чисто теоретические научные расчеты (прежде всего, математические и физические), и прикладные задачи, в частности, в области военного дела.

Программы, написанные на ранних языках программирования, представляли собой линейные последовательности элементарных операций с регистрами, в которых хранились данные.

Ранние языки программирования были оптимизированы под аппаратную архитектуру конкретного компьютера, для которого предназначались, и хотя они обеспечивали высокую эффективность вычислений, до стандартизации было еще далеко. Программа, которая была вполне работоспособной на одной вычислительной машине, зачастую не могла выполняться на другой.

Таким образом, ранние языки программирования существенно зависели от того, что принято называть средой вычислений и приблизительно соответствовали современным машинным кодам или языкам ассемблера.

Следующее десятилетие ознаменовалось появлением языков программирования так называемого "высокого уровня", по сравнению с ранее рассмотренными предшественниками, соответственно именуемыми низкоуровневыми языками.

При этом различие состоит в повышении эффективности труда разработчиков за счет абстрагирования от конкретных деталей аппаратного обеспечения. Одна инструкция (оператор) языка высокого уровня соответствовала последовательности из нескольких низкоуровневых инструкций, или команд. Исходя из того, что программа, по сути, представляла собой набор директив, обращенных к компьютеру, такой подход к программированию получил название императивного.

Еще одной особенностью языков высокого уровня была возможность повторного использования ранее написанных программных блоков, выполняющих те или иные действия, посредством их идентификации и последующего обращения к ним, например по имени. Такие блоки получили название функций или процедур, и программирование приобрело более упорядоченный характер.

Кроме того, с появлением языков высокого уровня зависимость реализации от аппаратного обеспечения существенно уменьшилась. Платой за это стало появление специализированных программ, преобразующих инструкции языков в коды той или иной машины, или трансляторов, а также некоторая потеря в скорости вычислений, которая, впрочем, компенсировалась существенным выигрышем в скорости разработки приложений и унификацией программного кода.

Нужно отметить, что операторы и ключевые слова новых языков программирования были более осмысленными, чем безликие цифровые последовательности кодов, что также обеспечивало повышение производительности труда программистов.

Естественно, для обучения новым языкам программирования требовалось много времени и средств, а эффективность реализации на прежнем аппаратном обеспечении снижалась. Однако это были временные трудности, и, как показала практика программирования, многие из первых языков высокого уровня оказались настолько удачно реализованными, что активно используются и сегодня.

Одним из таких примеров является язык Fortran, реализующий вычислительные алгоритмы. Другой пример – язык APL, трансформировавшийся в BPL и затем в C. Основные конструкции последнего остаются неизменными вот уже несколько десятилетий и присутствуют в языке C#, который нам предстоит изучить.

Примеры других языков программирования: ALGOL, COBOL, Pascal, Basic.

Дата добавления: 2014-01-06