Компонент современных систем программирования позволяющий анализировать работу программы во время

Языки моделирования

При
создании программ и формировании
структур баз данных нередко применяются
формальные способы их представления –
форматные нотации, с помощью которых
можно визуально (в виде диаграмм)
представить таблицы баз данных, поля,
объекты программы и взаимосвязи между
ними в системе, имеющей специализированный
редактор и генератор исходных текстов
программ на основе созданной модели.
Такие системы называются CASE-системами.
В них активно применяются нотации IDEF,
а в последнее время все большую
популярность завоевывает язык графического
моделированияUML.

Поколения языков программирования

Языки
программирования принято делить на
пять поколений:

• Первое поколение.Начало 50-х годов, когда первые компьютеры
  только появились на свет. Первый язык
  ассемблера, созданный по принципу «одна
  инструкция – одна строка».

• Второе поколение.Конец 50-х – начало 60-х годов. Был
  разработан символический ассемблер,
  в котором появилось понятие переменной.

• Третье поколение.60-е годы. Появились универсальные языки
  высокого уровня, с их помощью удается
  решать задачи из любых областей. Такие
  качества новых языков, как относительная
  простота, независимость от конкретного
  компьютера и возможность использования
  мощных синтаксических конструкций,
  позволили резко повысить производительность
  труда программистов. Подавляющее
  большинство языков этого поколения
  успешно применяется и сегодня.

• Четвертое
  поколение.Начало 70-х годов по настоящее
  время. Языки этого поколения предназначены
  для реализации крупных проектов,
  повышают их надежность и скорость
  создания,ориентированы на
  специализированные области применения,
  и используют не универсальные, а
  проблемно-ориентированные языки,
  оперирующие конкретными понятиями
  узкой предметной области. В эти языки
  встраиваются мощные операторы,
  позволяющие одной строкой описать
  такую функциональность, для реализации
  которой на языках младших поколений
  потребовались бы тысячи строк исходного
  кода.

• Пятое поколение.Середина 90-х годов по настоящее время.
  К этому поколению относятся системы
  автоматического создания прикладных
  программ с помощью визуальных средств
  разработки, без знания программирования.
  Главная идея, которая закладывается в
  эти языки, –возможность автоматического
  формирования результирующего текста
  на универсальных языках программирования.
  Инструкции же вводятся в компьютер в
  максимально наглядном виде с помощью
  методов, наиболее удобных для человека,
  не знакомого с программированием.

Системы программирования и их компоненты

Системы
программирования для компилируемых
языков. В самом общем случае для
создания программы на выбранном
компилируемом языке программирования
нужно иметь компоненты, способные
реализовывать следующие этапы:

1. Набор текста
   программы. Лучше использовать
   специализированные текстовые
   редакторы, которые ориентированы на
   конкретный язык программирования и
   позволяют в процессе ввода текста
   выделять ключевые слова и идентификаторы
   разными цветами и шрифтами, а также
   автоматически проверять правильность
   синтаксиса программы непосредственно
   во время ее ввода.

2. Перевод исходного
   текстав машинный код с помощью
   программы-компилятора. Исходный текст
   большой программы состоит, как правило,
   из несколькихмодулей (файлов с
   исходными текстами). Каждый модуль
   компилируется в отдельный файл собъектным кодом. Процесс компиляции
   обычно демонстрируется на экране:
   показывается, сколько строк исходного
   текста откомпилировано, или выдаются
   сообщения о найденных ошибках.

3. Объединение
   отдельно откомпилированных модулейпрограммы в одно целое. Кроме того, к
   ним надо добавить машинный код
   подпрограмм, реализующих различные
   стандартные функции (например вычисляющих
   математические функцииsinилиLn). Такие функции
   содержатся вбиблиотеках, которые
   поставляются вместе с компилятором.
   Сгенерированный код модулей и подключенные
   к нему стандартные функции надо не
   просто объединить в одно целое, а
   выполнить такое объединение с учетом
   требований операционной системы, то
   есть получить на выходе программу,
   отвечающую определенному формату. Это
   выполняет специальная программа –редактор связей илисборщик.На выходе получается работоспособное
   приложение –исполнимый код для
   конкретной платформы.Исполнимый код– это законченная программа, которую
   можно запустить на любом компьютере,
   где установлена операционная система,
   для которой эта программа создавалась.
   Как правило, итоговый файл имеет
   расширение .ЕХЕ или .СОМ.

Итак,
для создания программы нужны:

• текстовый редактор;

• компилятор;

• редактор связей;

• библиотеки функций.

В
современных системах программирования
имеется еще один компонент – отладчик,
который позволяет анализировать
работу программы во время ее выполнения.
С его помощью можно последовательно
выполнять отдельные операторы исходного
текстапо шагам, наблюдая при этом,
как меняются значения различных
переменных. Без отладчика разработать
крупное приложение очень сложно.

Среды
быстрого проектирования (визуальный
подход). Серьезным препятствием для
разработки графических приложений была
сложность создания различных элементов
управления и контроль за их работой.
Достаточно взглянуть на окно любойWindows-программы. В нем
имеется множество стандартных элементов
управления (кнопки, пункты меню, списки,
переключатели и т.д.). Очень трудоемко
вручную описывать процесс создания
этих элементов в соответствии с
требованиямиWindows, на
глазок определять координаты, отслеживать
их состояние с помощью специальных
команд.

Этот
процесс автоматизирован в средах
быстрого проектирования (RapidApplicationDevelopment,RAD-среды). Все
необходимые элементы оформления и
управления создаются и обслуживаются
не путем ручного программирования, а с
помощью готовых визуальныхкомпонентов,
которые с помощью мыши «перетаскиваются»
в проектируемое окно. Их свойства и
поведение затем настраиваются с помощью
простых редакторов, визуально показывающих
характеристики соответствующих
элементов. При этом вспомогательный
исходный текст программы, ответственный
за создание и работу этих элементов,
генерируетсяRAD-средой
автоматически, что позволяет сосредоточиться
только на логике решаемой задачи. В
результате программирование во многом
заменяется на проектирование – подобный
подход называется ещевизуальным
программированием.

Компоненты
достаточно легко создавать самостоятельно,
поэтому в мире сегодня распространяются
тысячи бесплатных и платных компонентов
для наиболее известных RAD-сред,
из них формируются библиотеки компонентов
–объектные репозитории. Компоненты
выступают в роли «строительных
кирпичиков», позволяющих собирать
готовое приложение с богатыми
возможностями, написав всего десяток
строк исходного кода, и такойкомпонентный
подход к созданию программ считается
очень перспективным, потому что без
лишних усилий и на законных основаниях
допускаетповторное использование
чужого труда.

Из
универсальных языков программирования
сегодня наиболее популярны следующие:

• Бейсик (Basic);

• Паскаль (Pascal);

• Си++ (C++);

• Ява (Java).

Для
каждого из этих языков программирования
имеется немало систем программирования,
выпускаемых различными фирмами и
ориентированных на различные модели
ПК и операционные системы. Наиболее
популярны следующие визуальные среды
быстрого проектирования программ для
Windows:

• Basic:
  Microsoft Visual Basic;

• Pascal:
  Borland Delphi;

• C++: Borland
  C++Bulider;

• Java:
  Symantec Café.

· возможность использования конкретных аппаратных ресурсов;

· предсказуемость объектного кода и заказов памяти;

· для составления эффективных программ необходимо знать систему команд и особенности функционирования данной ЭВМ;

· трудоемкость процесса составления программ (особенно на машинных языках и ЯСК), плохо защищенного от появления ошибок;

· низкая скорость программирования;

· невозможность непосредственного использования программ, составленных на этих языках, на ЭВМ других типов.

Машинно-независимые системы программирования – это средство описания алгоритмов решения задач и информации, подлежащей обработке. Они удобны в использовании для широкого круга пользователей и не требуют от них знания особенностей организации функционирования ЭВМ. В таких системах программы, составляемые языках, имеющих название высокоуровневых языков программирования, представляют собой последовательности операторов, структурированные согласно правилам рассматривания языка (задачи, сегменты, блоки и т.д.). Операторы языка описывают действия, которые должна выполнять система после трансляции программы на машинном языке. Таким образом, командные последовательности (процедуры, подпрограммы), часто используемые в машинных программах, представлены в высокоуровневых языках отдельными операторами. Программист получил возможность не расписывать в деталях вычислительный процесс на уровне машинных команд, а сосредоточиться на основных особенностях алгоритма.

1.3 Средства создания программ

В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования нужно иметь следующие компоненты.

1. Текстовый редактор . Так как текст программы записывается с помощью ключевых слов, обычно происходящих от слов английского языка, и набора стандартных символов для записи всевозможных операций, то формировать этот текст можно в любом редакторе, получая в итоге текстовый файл с исходным текстом программы. Лучше использовать специализированные редакторы, которые ориентированы на конкретный язык программирования и позволяют в процессе ввода текста выделять ключевые слова и идентификаторы разными цветами и шрифтами. Подобные редакторы созданы для всех популярных языков и дополнительно могут автоматически проверять правильность синтаксиса программы непосредственно во время ее ввода.

2. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в машинный код. Исходный текст программы состоит, как правило, из нескольких модулей (файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом , которые затем требуется объединить в одно целое. Кроме того, системы программирования, как правило, включают в себя библиотеки стандартных подпрограмм (имеют расширение .LIB). Стандартные подпрограммы имеют единую форму обращения, что создает возможности автоматического включения таких подпрограмм в вызывающую программу и настройки их параметров.

3. Объектный код модулей и подключенные к нему стандартные функции обрабатывает специальная программа – редактор связей . Данная программа объединяет объектные коды с учетом требований операционной системы и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код для конкретной платформы. Исполнимый код это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютер, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .exe или .com.

4. В современных системах программирования имеется еще один компонент – отладчик , который позволяет анализировать работу программы во время ее исполнения. С его помощью можно последовательно выполнять отдельные операторы исходного текста последовательно, наблюдая при этом, как меняются значения различных переменных.

5. В последние несколько лет в программировании (особенно для операционной среды Windows) наметился так называемый визуальный подход. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования . При этом используются готовые визуальные компоненты, свойства и поведение которых настраиваются с помощью специальных редакторов. Таким образом, происходит переход от языков программирования системного уровня к языкам сценариев.

2. Современные системы программирования

2.1 Microsoft Visual Basic

Microsoft Visual Basic — средство разработки программного обеспечения, разрабатываемое корпорацией Microsoft и включающее язык программирования и среду разработки. Язык Visual Basic унаследовал дух, стиль и отчасти синтаксис своего предка — языка Бейсик, у которого есть немало диалектов. В то же время Visual Basic сочетает в себе процедуры и элементы объектно-ориентированных и компонентно-ориентированных языков программирования. Среда разработки VB включает инструменты для визуального конструирования пользовательского интерфейса.

Visual Basic считается хорошим средством быстрой разработки прототипов программы, для разработки приложений баз данных и вообще для компонентного способа создания программ, работающих под управлением операционных систем семейства Microsoft Windows.

Первое признание серьёзными разработчиками Visual Basic получил после выхода версии 3 — VB3. Окончательное признание как полноценного средства программирования для Windows — при выходе версии 5 — VB5. Версию VB6, входящую в состав Microsoft Visual Studio 6.0, стала по-настоящему зрелым и функционально богатым продуктом. После этого разработчики из Microsoft существенно изменили направление развития данной технологии.

Visual Basic .NET не позволяет программировать по-старому, ибо, по сути, является совершенно другим языком, таким же, как и любой другой язык программирования для платформы .NET. Индивидуальность языка, так же как и его преимущества (простота, скромность создания программ, лёгкость использования готовых компонент) при использовании в среде .NET не имеют такого значения, как раньше — всё сосредоточено на возможностях самой системы .NET, на её библиотеке классов. Поэтому сегодня нужно говорить о классическом Visual Basic, его диалектах Visual Basic for Applications (VBA) и Visual Basic Scripting Edition (VBScript) и о языке для платформы (4, 467) .NET — Visual Basic .NET. Основные разновидности Visual Basic:

1) Классический Visual Basic (версии 5-6).Этот язык очень сильно привязан к своей среде разработки и к операционной системе Windows, являясь исключительно инструментом написания Windows-приложений. Привязка к среде заключается в том, что существует большое количество средств, предназначенных для помощи и удобства программирования: встроенный отладчик, просмотр переменных и структур данных на лету, окно отладки, всплывающая подсказка при наборе текста программы (Intellisense). Все эти преимущества делают бесполезным и даже невозможным использование Visual Basic вне среды разработки, например в обычном текстовом редакторе.

2) Visual Basic for Applications (VBA) Это средство программирования, практически ничем не отличающееся от классического Visual Basic, которое предназначено для написания макросов и других прикладных программ для конкретных приложений. Наибольшую популярность получил благодаря своему использованию в пакете Microsoft Office. Широкое распространение Visual Basic for Applications в сочетании с изначально недостаточным вниманием к вопросам безопасности привело к широкому распространению макровирусов.

3) Visual Basic Scripting Edition (VBScript). Скриптовый язык, являющийся несколько усечённой версией обычного Visual Basic. Используется в основном для автоматизации администрирования систем Windows, а также для создания страниц ASP и сценариев для Internet Explorer.

Достоинства VB:

· Высокая скорость создания приложений с графическим интерфейсом для MS Windows.

· Простой синтаксис, позволяющий очень быстро освоить язык.

· Возможность как компиляции в машинный код, так и интерпретации во время отладки.

Недостатки:

· Поддержка операционных систем только семейства Windows и Mac OS X (Исключение — VB1 for DOS).