Системи, середовища програмування, середовища для розробки програмного забезпечення

Застосування немашинних мов – асемблерів, мов високого та дуже високого рівня – дало поштовх до розробки інструментів, що забезпечують автоматичне складання машинних програм для комп’ютерів на основі інформації, поданої у програмах, написаних немашинною мовою. Ці інструменти називаються засобами (системами) автоматизації програмування [3]. Схему застосування засобів наведено на рис.2.8.

Рис. 2.8. Схема використання засобів автоматизації програмування

Системи автоматизації програмування (системи програмування) спочатку було зорієнтовано на мови FORTRAN, ALGOL, COBOL і являли собою програми перекладу немашинних (вхідних) програм у машинні (вихідні).

Системи автоматизації програмування можуть бути залежними від однієї з вихідних мов або зорієнтованими на клас мов. В останньому разі вони називаються параметричними.

Розрізняють два типи систем автоматизації програмування: найпростіші, що працюють за принципом „перетворити-завантажити-виконати” і асемблерні, які працюють за принципом „перетворити-зібрати-завантажити-виконати” (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Схема „перетворити-зібрати-завантажити-виконати”

Результат роботи системи програмування першого типу – програма машинною мовою в абсолютних адресах, готова до виконання.

Результат роботи системи другого типу – „напівскомпільована” програма машинною мовою, побудована з використанням відносних адрес. Ця програма не готова до виконання. Щоб виконати таку програму необхідно використати завантажувач, який перетворює в програмі відносні адреси в абсолютні.

Завантажувачі – це програми, які виконують дві такі функції: зв’язують (збирають) основну програму з інших програм, використаними в основній; за допомогою абсолютних адрес налаштовують (завантажують) складну програму на конкретне місце в пам’яті. Іноді ці функції виконуються двома різними засобами – редактором зв’язків і завантажувачем.

Асемблерні системи програмування набули подальшого розвитку в середовищах програмування завдяки тому, що дають змогу: об’єднати напівкомпільовані програми; об’єднувати програми написані різними мовами; створювати різні конфігурації машинної програми з одних і тих самих напівкомпільованих частин.

Нині системи автоматизації програмування в описуваному вигляді не застосовуються. Проте вони становлять основу засобів програмування, що поділяються на такі типи: середовища програмування і середовища для розробки програмного забезпечення.

Середовища програмування (programming environment) – це системи автоматизації програмування, які забезпечують створення, програмування, кодування та налагодження програм. Крім засобів трансляції програм вони містять засоби роботи з файловою системою операційних систем, редактор для створення програм на мові програмування, налагоджувач, який забезпечує різні режими виконання програми, а також розвинені бібліотеки підпрограм, макросів, модулів, класів, мегамодулів. Іноді їх називають інтегрованими середовищами розробки (програмування) (Integrated Development Environment - IDE). Схему середовища програмування зображено на рис. 2.10. Таким чином, середовища програмування забезпечує виконання вертикальних процесів однієї фази життєвого циклу.

Рис. 2.10. Схема середовища програмування

Середовища розробки програмного забезпечення (Computer Aided Software Environment CASE) – це купа засобів програмування, зорієнтованих на виконання не лише вертикальних програмних процесів, а й горизонтальних. Вони забезпечують наступне: повну підтримку життєвого циклу; повну інтеграцію засобів в аспекті колективної роботи; загальні репозитарії (данні, документація, продукти фаз життєвого циклу); стандартний інтерфейс, що не залежить від фази життєвого циклу; апаратну та програмну переносність (мультиплатформеність); підтримку мережної колективної роботи.

2.5. Питання для самоперевірки

1. Дайте визначення програмування, назвіть типи програмних процесів і наведіть приклад.

2. Дайте визначення програмного продукту і програмного забезпечення, наведіть приклади.

3. Охарактеризуйте основні фази життєвого циклу.

4. Назвіть типи процесів супроводження програмного забезпечення, наведіть приклади.

5. Назвіть типи процесів ліквідації програмного забезпечення, наведіть приклади.

6. Дайте визначення інженерії програмного забезпечення, назвіть цілі та типи інженерії.

7. Поясніть різницю між прямої та зворотної інженеріями.

8. Наведіть три складових комп’ютерної системи.

9. Перечисліть типи мов програмування і схарактеризуйте ці мови.

10. Наведіть структуру системи автоматизації програмування.

11. Наведіть структуру середовища програмування.

12. Що таке параметрична система програмування?

13. Поясніть схему обробки програм „перетворити − скласти − завантажити − виконати”.

14. Наведіть склад середовища розробки програмного забезпечення.

15. Назвіть тих, хто послуговується продуктом інженерії програмного забезпечення.

16. Назвіть основні ресурси фази кодування.

17. Що таке модель життєвого циклу програмного забезпечення?

18. Назвіть три складові життєвого циклу програмного забезпечення.

19. Назвіть типи процесів і ресурсів у життєвому циклі.

20. Визначте інженерію програмного забезпечення.

21. Наведіть методи фази кодування.

22. Поясніть дві схеми трансляції мов програмування.

23. Поясніть, що є макрос? Базова мова?

24. Що таке „напівкомпільована” програма і де вона застосовується?

2.6 Питання для самостійної роботи

1. Дослідіть матеріали до конференції НАТО 1968 р., підготуйте відповідну презентацію.

2. Дослідіть матеріали щодо конференції в Києві в 1968 р., підготовте презентацію.

3. Дослідіть деяку модель життєвого циклу програмного забезпечення.

4. Дослідіть історію виникнення мови Algob 58.

5. Дослідіть історію виникнення мови Algol 68.

6. Дослідіть біографію Н.Вирта.

7. Дослідіть історію макромов та відповідних інструментів.

2.7 Лабораторні роботи

Лабораторна робота 2.1

СТВОРЕННЯ ТА РЕДАГУВАННЯ ПРОГРАМ В ІНТЕГРОВАНИХ СЕРЕДОВИЩАХ ПРОГРАМУВАННЯ

Мета лабораторної роботи - виробити навики практичного використання інтегрованих середовищ програмування з метою створення та редагування програм на мовах Паскаль та Cі.

Теоретичні відомості

Інтегроване середовище програмування призначене для створення, редагування, компіляції, компоновки, відлагодження і виконання програм.

Інтерфейс інтегрованого середовища використовує метафору вікон. На екрані може бути відкрито водночас декілька вікон, але тільки одне з них є активним (поточним). Сьогодні існує широкий набір інтегрованих середовищ програмування, які обирає програміст в залежності від мови програмування, що він використовує для створення програми. Не дивлячись на те, що середовища суттєво відрізняються за інтерфейсом, можна надати йому узагальненого опису. Так, звичайно інтерфейс включає: головне меню, вікно редагування і додаткові вікна.

Головне меню може ініціюватися клавішею F10 (Borland Pascal та Borland C++ (MS-DOS)) або наведенням на нього миші (Delphi, C++ Builder, Visual Studio (Windows)). Воно може бути фіксованим (незмінним) (Borland Pascal), чи контекстно залежним, тобто його склад змінюється в залежності від дій, що в певний момент виконуються програмістом у середовищі (Visual Studio). Звичайно основними компонентами головного меню є опції File, Edit, Run, Compile або Build, Debug, Tools, Window, Help. Опції ініціюються клавішею Alt і першою літерою позначки опції (Borland C++) або мишею (C++ Builder). По всіх командах виводиться перелік підменю. Для переміщення курсору уверх і вниз по цьому списку можна використати клавіші управління курсором. Вибравши потрібний рядок, натисніть клавішу Enter. Вибір можна здійснити, натиснувши на активну клавішу - літеру, виділену у назві підменю кольором або сукупність гарячих клавіш, вказаних праворуч назви команди. Для виходу з меню натисніть клавішу Esc.

Опції головного меню для створення та редагування програм

File (Файл).

Надає засоби для виконання операцій з файлами (завантаження, збереження, створення, запис на диск, друк та ін.) і завершення роботи інтегрованого середовища. Основними командами даної опції є Open (відкриття існуючого файлу), New (створеня нового файлу для редагування), Save, Saveas, Saveall (збереження файлу, що знаходиться в редакторі, на диску з поточною чи новою позначкою, або збереження всіх відкритих файлів чи файлів програми) та Quit (вихід).

Edit (Редагування).

Надає засоби для редагування тексту, пошуку та заміни окремих його фрагментів. Основними командами даної опції є Copy (копіювання виділеного фрагменту тексту), Cut («вирізання» виділеного тексту), Paste (вставка попередньо скопійованого чи видаленого фрагменту тексту), Delete (видалення виділеного фрагменту тексту), Find (пошук зазначеного фрагменту тексту), Replace (заміна визначеним текстом), Go to … або Go to line number (перехід на зазначений рядок тексту).

Для редагування тексту програми використовуються наступні клавіші і комбінації клавішів:

Insert - включення/виключення режиму вставлення символів;

Delete - вилучення поточного символу;

Backspace - вилучення символу ліворуч від курсору;

Home - перенесення курсору в початок рядка;

End - перенесення курсору в кінець рядка;

Ctrl® - перенесення курсору на слово праворуч;

Ctrl - перенесення курсору на слово ліворуч;

Page Up - прокручування тексту на екран уверх;

Page Down - прокручування тексту на екран униз;

Tab - вставлення символу табуляції (8 пробілів);

Для роботи з блоком тексту:

Shift­¯® - виділення блоку

Ctrl Insert - скопіювати блок у буфер (команда Copy);

Shift Insert - вставити блок з буферу за курсором (команда Paste);

Shift Delete - вирізати блок у буфер (команда Cut);

Ctrl Delete - усунути блок (команда Clear абоDelete);

Undo - відміна останньої дії (Alt+Backspace);

Redo - повторення скасованої дії;