|
Интегрированные среды программирования. Интегрированная среда программирования, ее составляющие, преимущества и недостатки
Содержание
Введение 3
Интегрированная среда программирования, ее составляющие, преимущества и недостатки 5
Современные интегрированные среды программирования 11
Заключение 17
Список источников и литературы ………………………………………………19
Введение
Общество не стоит на месте и развивается, требуя от людей идти в ногу со временем. Поэтому современные пользовательские средства требуют создания более сложных программ за короткое время.
Изначально создание поддержки для персональных компьютеров требовало от разработчика не только знания основ языка программирования, но и умения создавать дополнительную программу, на языке Makefile, которая помогала собрать проект. Создание программ, таким образом, требует большого количества времени и безошибочного написания кода для сборки проекта.
Первые шаги в упрощении работы над созданием программ были сделаны фирмой Borland, которая создала одну из первых интегрированных сред программировании Turbo Pascal на основе языка Pascal. Ее популярность дала толчок для развития программирования в данном направлении, к созданию таких сред со временем обратились все разработчики компиляторов. На данном этапе свои интегрированные среды выпускают такие компании как Microsoft, Apple и другие.
Существует обширное количество сред программирования, которые ориентированы на пользователя и позволяют программировать, зная только исходный язык будущей программы. В данной работе описываются основные составляющие любой интегрированной среды программирования и их функции. Также приводятся примеры таких сред и их особенности, выделяются плюсы работы с данными программами.
Таким образом, тема курсовой работы - Интегрированные среды программирования.
Целью является описание интегрированных сред программирования.
В ходе работы были поставлены задачи:
Описать составляющие интегрированной среды программирования, преимущества и недостатки работы с ней;
Рассмотреть современные интегрированные среды программирования и их особенности.
В ходе работы над выбранной темой были использованы следующие методы исследования: изучение научной и методической литературы, анализ, синтез, сравнение и обобщение полученной информации.
Интегрированная среда программирования, ее составляющие, преимущества и недостатки
Долгое время разработка программного обеспечения представляла собой процесс написания текста программы на каком-либо языке программирования. А программировании всегда есть потенциальный источник ошибок. Поэтому развитие систем программирования на этом не завершилось.
Следующим шагом в развитии средств разработки стало появление так называемой интегрированной среды разработки.
Создание таких сред стало возможным благодаря развитию персональных компьютеров и средств пользовательского интерфейса, что повлияло на дальнейшие развитие такого рода технических средств. Первой интегрированной средой программирования средой такого рода можно считать среду программирования Turbo Pascal на языке Pascal произведённую фирмой Borland. Популярность данной среды определила развитие интегрированных средств других разработчиков компиляторов для своих продуктов. [9]
Простая среда разработки включает в себя редактор текста, транслятор, состоящий из компилятора и (или) интерпретатора, отладчик и средства автоматизации сборки. Иногда также содержатся средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя и другие составляющие. Когда эти компоненты собраны в единый программный комплекс, говорят об интегрированной системе программирования. Такая система представлена одной программой, не выходя из которой можно производить весь цикл разработки.
Иначе интегрированная среда программирования – это программное обеспечение, предназначенное для автоматизации процесса создания новых программ.
Рассмотрим составляющие интегрированной среды программирования и их функции.
Текстовый редактор или редактор исходного кода – редактор, позволяющий набрать текст программы на языке программирования. Он может являться отдельным приложением, или быть встроенным в среду программирования.
Редактор позволяет упростить написание и изменение кода, за счет встроенных возможностей, таких как подсветка синтаксиса, проверка правильности расстановки скобок, автодополнение, контекстная помощь по коду. Так, например, в интегрированной среде Visual Studio при написании программы редактор позволяет следить за правильностью орфографии выбранного языка, синтаксисом и дополняет код, который пишет разработчик (Рис.1).
 Рис.1. Работа в редакторе исходного кода интегрированной среды Visual Studio.
Также интегрированная среда программирования имеет удобный способ для запуска транслятора. Программы, обеспечивающей перевод исходного текста программы на машинный язык. Она бывает двух типов - интерпретаторы и компиляторы.
Компилятор - программа, предназначенная для трансляции исходного текста программы с высокоуровневого языка в объектный код. Результатом компиляции является объектный файл с необходимыми внешними ссылками для компоновщика. Программа уже переведена в машинные инструкции, однако еще не полностью готова к выполнению.
Интерпретатор - средство, построчного анализа, обработки и выполнения исходной программы или запроса, при котором программа транслируется целиком до завершения ее выполнения.
Интерпретация и компиляция не позволяют изменить синтаксис и систематику языка - набор правил построения фраз алгоритмического языка, позволяющий определить осмысленные предложения в этом языке. Но укажет на ошибочность написания программы. Так, например, при запуске компилятора в неправильно написанной программе среда Visual Studio выдаст ошибку, сообщит о неверном написании языка в окне список ошибок, а также укажет какие изменения необходимо внести (Рис.2)
 Рис.2. Работа с компилятором в Visual Studio.
Объединение в интегрированной среде программирования компилятора и редактора текста позволяет обеспечивать пользователя меню, окнами, блоками ввода, управлением конфигураций и контекстной диалоговой документацией, что упрощает работу с кодом [6].
Одна из наиболее важных частей интегрированной среды программирования – отладчик. Он представляет собой отдельное приложение или модуль среды разработки, предназначенный для поиска ошибок в программе.
Отладчик позволяет, выполнит трассировку или пошаговое выполнение программы, отследить, установить или изменить значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать или удалять контрольные точки, условия остановки и выполнять другие изменения при поиске ошибок в программе. Так, например, при сомнении в правильности и логичности написанной программы интегрированная среда Visual Studio позволяет поставить контрольные точки и пошагово проверить написанную программу (Рис.3).
Рис.3 Часть программы написанная в среде Visual Studio во время отладки с установленной контрольной точкой.
Многие современные среды программирования также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов - для использования при объектно-ориентированной разработке программного обеспечения [3].
Также нельзя не сказать и о том, что некоторые современные интегрированные среды программирования являются визуальными. В таких средах разработки программного обеспечения, наиболее распространены блоки программного кода, которые являются графическими объектами. Некоторые визуальные среды имеют собственный формат хранения проектов, что осложняет переход на другую среду, так как может возникнуть непереносимость свойств проекта или его частей.
Интегрированные среды с данной составляющей применяются в основном для создания прикладных программ и разработки графического интерфейса пользователя с помощью компьютерной мыши, в том виде, который будет представлен потом пользователю.
При этом среды, не имеющие визуальную составляющую, требуют написания специального кода от программиста, ответственного за создание визуальной составляющей -интерфейса пользовательской программы.
Совокупность программных средств входящих в интегрированные среды разработки программ позволяет поддерживать все этапы разработки программного обеспечения от написания исходного текста программы до ее компиляции и отладки. А также обеспечивает простое и быстрое взаимодействие с другими инструментальными средствами одним разработчиком.
Выше сказанное определяет с следующие преимущества использования интегрированных программных средств[5].
⦁ использование встроенного текстового редактора, ориентированного на работу с исходными текстами программ;
⦁ выявленных ошибок при компиляции,
⦁ доступ к редактированию исходного текста программы;
⦁ возможность организации параллельной работы над несколькими проектами;
⦁ загрузка отлаживаемой программы в имеющиеся средства отладки, и работы с ними без выхода из оболочки;
⦁ подключение к оболочке практически любых программных средств.
Говоря о преимуществах интегрированных сред программирования важно сказать и о их недостатках.
Большинство сред включает в себя обширный набор инструментов, поэтому интегрированная среда становится весьма сложной программой. Большинство сред похожи в своем концептуальном плане, но могут наблюдаться различия:
в комбинациях клавиш, значениях пунктов меню;
различие в особенностях языка программирования;
платформы на которых работают программы, разделяются на кросс-платформенные (возможна работа с разными платформами) или платформенно-зависимые (работа только на одной платформе) так например кросс-платформенная среда - Eclipse, платформенно-зависимая - Delphi;
Разное количество языков программирования, включенных в интегрированную среду разработки, например многоязычные - Eclipse, NetBeans, Embarcadero RAD Studio, Qt Creator или Microsoft Visual Studio и одного определенного языка - Visual Basic, Delphi, Dev-C++.
В связи с этим для работы с интегрированными средами программирования необходимо потратить время для их изучения и перехода с одной среды в другую.
Таким образом, интегрированные среды программирования, являются шагом в развитии средств разработки, которые облегчают написание новых программ. Все они включает в себя такие составляющие как редактор текста, транслятор, отладчик, средства автоматизации сборки и так далее. На данном этапе существуют среды, как с визуальной составляющей, так и без нее. Работа в них может осуществляться на одной или нескольких платформах, а сама среда может иметь несколько языков программирования. Все это при знании интегрированной среды помогает разработчику создавать программы начиная с написания кода до его отладки.
При этом необходимо помнить, что несмотря на схожесть составляющих интегрированных сред программирования возможны несовпадения свойств и языка программирования. Поэтому на этапе проектирования программного обеспечения следует выбрать подходящую интегрированную среду разработки и язык программирования. Правильно спроектированное программное обеспечение должно учитывать развитие и внедрение новых технологий, поэтому перенос разработки такого программного обеспечения в другую среду разработки не должен представлять трудностей.
Современные интегрированные среды программирования
В современном мире широкое распространение получили упоминавшиеся ранее среды визуального программирования, в которых наиболее распространенные блоки программного кода, представленные в виде графических объектов.
Часто используются такие визуальные интегрированные среды програмирования как Delphi, C++ Builder фирмы Borland, Visual C++, Visual Basic фирмы Microsoft, Visual Ada фирмы IBM и др.
На сегодняшний день C++ является одним из распространенных языков программирования. Для написания программ на этом языке существует большое количество сред программирования и у всех есть свои особенности и недостатки. Рассмотрим некоторые из них.
Интегрированная среда программирования, имеющая множество версий и способная создавать разнообразные типы программ Visual Studio от компании Microsoft. Эта линейка программного обеспечения включает в себя множество инструментов, для создания программ начиная от веб-приложений и заканчивая мобильными приложениями, видеоиграми, а также в ней предусмотрено тестирование совместимости будущих продуктов.
Говоря об особенностях среды следует обратить внимание на то, что среда имеет:
постоянно увеличивающуюся библиотеку расширений;
настраиваемый интерфейс для удобства пользователя;
возможность вставки кода и рефакторинг;
список ошибок, упрощающий отладку;
инструменты автоматизации.
Следует сказать и о том, что по мимо работы на языке С++ среда имеет возможность программирования на языках Ajax, ASP.NET, DHTML, JavaScript, JScript, Visual Basic, Visual C#, Visual F#, XAML и других.
Беря во внимание большой объем среды и ее компонентов для запуска и открытия приложений требуются значительные ресурсы и время, но она является отличным инструментом для профессионалов благодаря своей гибкости и многофункциональности [4].
C++ Builder - интегрированная среда разработки, обладающая огромным числом функций, похожих на функции Visual Studio. Так например среда C++ Builder имеет:
собственный компилятор;
поддержку баз данных и технологии Windows Forms;
объекты модулей данных;
открытые инструменты интерфейса программирования приложений и другое.
В данной программе создание приложений с графическим интерфейсом сделать намного легче, что будет плюсом для начинающих программистов.
Бесплатная среда разработки с открытым исходным кодом - NetBeans, Подходит для редактирования существующих проектов или создания новых. Среда в основном используется для разработки Java приложений, но можно устанавливать пакеты, поддерживающие другие языки: C, C++, C++ 11, Fortan, HTML 5, Java, PHP и так далее.
Одна из самых главных особенностей данной интегрированной среды поддержка простого интерфейса, который поставляется с большим количеством удобных шаблонов проектов. Также данная среда включает в себя динамические и статические библиотеки, предполагает поддержку QtToolkit, Fortan и Assembler и целого ряда компиляторов, а также совместимость с платформами Windows, Linux, OS X и Solaris.
При этом данная бесплатная среда разработки потребляет много памяти, поэтому на некоторых персональных компьютерах может работать медленно [1].
Следующая среда первоначально создаваемая как среда для Java-разработки - Eclipse, сегодня имеет широкий диапазон возможностей благодаря большому количеству плагинов и расширений. В данной среде возможна работа с такими языками как C, C++, Java, Perl, PHP, Python, Ruby и другие.
Помимо средств отладки и поддержки Git / CVS, стандартная версия Eclipse поставляется с инструментами Java и Plugin Development Tooling. При этом в среде доступны такие пакеты как: инструменты для построения диаграмм, моделирования, составления отчетов, тестирования и создания графических интерфейсов.
Для удобства программирования в данной среде предусмотрен интерфейс ориентированный на задачи, включая уведомления в системе программы и автоматическое создание отчетов об ошибках.
Eclipse как бесплатная и гибкая среда может оказаться полезеной, как для новичков, так и для профессионалов[7].
Другой популярной свободной интегрированной средой разработки программ является KDevelop - свободная среда разработки программного обеспечения для UNIX-подобных операционных систем, которая распространяется согласно лицензии GNU (General Public License). Она поддерживает такие языки программирования как C, C++, Java, Pascal, Perl, PHP, Python, Ruby, SQL и другие.
KDevelop представляет собой «подключаемую» архитектуру. Когда разработчик делает изменения, он должен лишь скомпилировать плагин. Предусмотрена возможность сохранения профилей, указывающих какие плагины должны быть загружены. KDevelop не поставляется с встроенным текстовым редактором, он подключается как плагин. KDevelop не зависит от языка программирования и не зависит от платформы, на которой он запускается, поддерживая KDE, GNOME и много других технологий (например, Qt, GTK+ и wxWidgets)[2].
Еще один популярный инструмент с открытым исходным кодом- Code::Blocks. Гибкая интегрированная среда программирования, которая стабильно работает на всех платформах, поэтому отлично подходит для разработчиков, которые часто переключаются между рабочими пространствами. Встроенный фреймворк позволяет настраивать ее под свои потребности.
К особенностям данной среды относятся:
простой интерфейс с вкладками открытых файлов;
совместимость с Linux, Mac и Windows;
множество встроенных и настраиваемых плагинов;
поддерживает несколько компиляторов, включая GCC, MSVCС++, clang и другие;
отладчик с поддержкой контрольных точек;
текстовый редактор с подсветкой синтаксиса и функцией автоматического заполнения;
настраиваемые внешние инструменты;
простые средства управления задачами, идеально подходящие для совместной работы.
Несмотря на простоту среда поддерживает всего несколько языков: C, C++, Fortran, а из-за ее компактности и ограничений не подходит для разработки крупных проектов[10].
Xcode - набор инструментов для создания приложений под iPad, iPhone и Mac. Интеграция с Cocoa Touch делает работу в среде Apple простой, вы можете включать такие сервисы, как Game Center или Passbook, одним кликом мыши. Встроенная интеграция с сайтом разработчика помогает создавать полнофункциональные приложения «на лету». Недостатком инструментальной среды разработки является то, что для запуска Xcode нужен компьютер от компании Apple. А для загрузки создаваемых приложений в Apple Store — лицензия разработчика [11].
Dev C++ - интегрированная среда разработки, обладающая следующими возможностями:
поддержка GNU Compiler Collection;
втроеннная отладка;
менеджер проекта;
быстрое создание Windows-приложений, консольных программ, статичных библиотек и библиотеки динамической компоновки;
оддержка шаблонов, позволяющих создавать свои типы проектов;
создание makefile’а;
редактирование и компиляция файлов ресурсов;
средства поиска/замены;
поддержка системы одновременных версий;
Также данная среда разработки с большим функционалом и маленьким размером работает только под Windows [8].
Еще одной интегрированной средой программирования является Delphi созданная на основе технологии визуального проектирования и базирующаяся на идеях объектно-ориентированного программирования.
Программы в Delphi пишутся на языке Object Pascal, который является преемником и развитием языка Turbo Pascal и являются ориентированными на работу в операционных системах семейства Windows. Несмотря на это при помощи Delphi можно создавать самые различные типы программ - начиная от консольных приложений и заканчивая приложениями для работы с базами данных и Internet.
Таким образом, рассмотрев современные интегрированные среды программирования можно сделать вывод о том, что на данном этапе развития персональных компьютеров, средств пользовательского интерфейса и разработки программ представлен широкий выбор сред для создания новых программ. Каждая среда имеет не один язык программирования, подстраиваемый по пользователя интерфейс, а также встроенные возможности упрощения разработки программ. Все перечисленное выше позволяет в одной интегрированной среде создавать и веб - приложения, и видеоигры. Но стоит помнить о том, что выбор среды зависит от языка программирования и самой среды. Так как некоторые из сред работают не во всех операционных системах.
Заключение
Изначально разработка программных средств представляла собой написание текста программы на языке программирования. В современном мире большинство программ создаются в интегрированных средах программирования.
Рассмотрев среды можно сказать о том, что они включают в себя необходимые для разработки программ средства, такие как текстовый редактор или редактор исходного кода, позволяющий написать программу; транслятор, позволяющий отследить синтаксические ошибки языка в написанной программе; отладчик для устранения ее логических ошибок.
Также большинство современных интегрированных средств разработки программ имеют визуальную составляющую, которая позволяет, за счет блоков программного кода, представленных графическими объектами, быстро создавать графический интерфейс без написания кода.
Собранные в одном месте средства работы над программой позволяют разработчику поддерживать все этапы ее написания от исходного текста до отладки. При этом написание не требует перехода от одной программы к другой, а это ускоряет и облегчает работу программиста.
Несмотря на это включение большого количества инструментов в интегрированную среду программирования делает ее сложной для восприятия. В связи с этим для работы в таких средах необходимо потратить время на их изучение.
Говоря об этом, следует обратить внимание на то, что разнообразие интегрированных сред разработки программ значительно. Многие из них включают в себя не один язык программирования, большое количество библиотек и баз данных, разнообразие платформ для работы со средой, инструменты для упрощения написания кода, настраиваемые интерфейс и внешние инструменты.
При таком разнообразии сред программирования следует помнить и о том, что некоторые из них могут работать только в определенной операционной системе, а также при переносе программного обеспечения в другую среду возможны не совпадения.
Список источников и литературы
Быстрое учебное руководство по Java IDE NetBeans [Электронный ресурс] / NetBeans - Режим доступа: https://netbeans.org/kb/docs/java/quickstart_ru.html (Дата обращения: 19.01.2019).
Введение в KDevelop [Электронный ресурс] http://www.source-code.ru/magazine/1204/kdevelop.html - статья в интернете (Дата обращения : 19.01.2019).
Волкова И. А. истемы программирования: Учебное пособие / И. А. Волкова, И. Г. Головин, Л. Е. Карпов. – М.: Издательский отдел факультета ВМК МГУ - 2013 — 64 с.
Интегрированная среда разработки и средства компиляции для разработки на языке Visual C++ [Электронный ресурс] / Microsoft - Режим доступа: https://docs.microsoft.com/ru-ru/cpp/ide/ide-and-tools-for-visual-cpp-development?view=vs-2017 (Дата обращения 19.01.2019).
Интегрированные среды разработки [Электронный ресурс] Пособие по ОСМПС https://studfiles.net/preview/5918053/ - статья в интернете (Дата обращения : 19.01.2019).
Кирютенко Ю. А. Объектно-ориентированное программирование: Язык Smalltalk / Ю. А. Кирютенко, В. А. Савельев. — Москва: «Вузовская книга», 2003 — 358 с.
Начало работы с платформой Eclipse [Электронный ресурс] / IBM Developer - Режим доступа: https://www.ibm.com/developerworks/ru/library/os-eclipse-platform/ (Дата обращения: 19.01.2019).
Позднеев А. В. Введение в язык C++, среда программирования Dev-C++, простейшие алгоритмы и программы Программирование, численные методы и информатика. [Электронный ресурс] http://ani.cs.msu.su/files/geo-2009-prac-01.pdf - статья в интернете ( Дата обращения : 19.01.2019).
Рудаков П. И. Основы языка Pascal: учебный курс / П. И. Рудаков, М. А. Федотов. - М.: Радио и связь: Горячая линия – Телеком, 2000 – 205 с.
Руководство по работе в среде разработки Code::Blocks [Электронный ресурс] http://staff.mmcs.sfedu.ru/ dubrov/files/tut_codeblocks.pdf - статья в интернете( Дата обращения : 19.01.2019).
Руководство по разработке приложений в Xcode 8.2 [Электронный ресурс] http://wnfx.ru/rukovodstvo-po-razrabotke-prilozheniy-v-xcode-8-2/ - статья в интернете( Дата обращения : 19.01.2019).
Толстых В. К. Программирование в среде Delphi: учеб.-метод. Пособие для бакалавров инженерных и физических специальностей / В. К. Толстых. – Донецк: ДонНУ, 2010. – 128 с.
|
|
|
Скачать 354.2 Kb.