Системы программирования и инструментальные среды
Автор: admin
Системы программирования и инструментальные среды
Очень специфический вид программного обеспечения для компьютера это системы программирования.
Система программирования – комплекс языковых и программных средств, предназначенных для автоматизации процесса составления, отладки программы и подготовки ее к выполнению.
В данный класс программного обеспечения входят средства (инструментарии) для создания других программ и программных комплексов.
В общем случае, программа— это последовательность предписаний (команд), записанных на языке, понятном некоторому исполнителю (процессору).
Язык, который понятен процессору, состоит из 0 и 1. Поэтому программа, записанная таким образом, носит название машинного кода.
Однако, такой язык не понятен для человека, поэтому для желающих писать программы были придуманы языки программирования высокого уровня (такое название было дано для того, чтобы отличить их от языков, непосредственно понятных машинам), которые позволяют быстро и понятно (для людей) записать последовательность действий, которые должен выполнить компьютер.
- Общая классификация языков программирования
Уровни языков программирования
Уровень языка программирования определяет степень его удаленности от языка процессора и приближенности к естественному или формальному языку, используемого человеком. (Чем выше уровень, тем дальше он от компьютера и ближе к человеку).
На схеме изображен состав системы программирования.
Состав системы программирования
Язык программирования— это специально обусловленный набор символов, слов и мнемонических (особым образом организованных и заранее оговоренных) сокращений, используемых для записи набора команд (программы), воспринимаемых компьютером.
Синтаксис языка программирования — это перечень правил записи программ из элементов этого языка.
В настоящее время существует несколько сотен языков высокого уровня, получивших название алгоритмических языков. Каждый из этих языков имеет свой синтаксис и ориентирован на решение задач определенного класса. К наиболее популярным относятся Basic, Pascal, C++, Prolog.
Для подготовки текста программы на любом алгоритмическом языке требуется специальная программа, называемая текстовым редактором, который является первым инструментом в сложном деле написания программ.
Процессор понимает только язык машинных команд. Поэтому обязательным элементом любой системы программирования является транслятор.
Транслятор(translator) — это программа, предназначенная для перевода (трансляции) описания алгоритма с одного формального языка на другой.
Этап трансляции кода программы является обязательным.
Этап превращения программы, написанной на языке высокого уровня, в машинный код реализуется в двух вариантах.
1. В первом случае транслятор берет из файла программу на языке высокого уровня и переводит в программу на машинном языке всю целиком, записывая ее в файл с расширением obj. Программу, записанную в такой файл, принято называть объектным модулем, а транслятор, который выполняет такой перевод, называют компилятором. К компилируемым языкам относятся языки: Паскаль, Си, Фортран и др.
2. Во втором случае транслятор берет из файла с программой на языке высокого уровня по одному предписанию (команде), транслирует ее и сразу исполняет эту команду. Такой транслятор называют интерпретатором. К интерпретируемым языкам относятся: Бейсик, Пролог, Лисп и др.
Современные инструментальные среды (системы программирования), как правило, используют компилятор. В связи с этим не лишним будет представление о том, как же объектный модуль превращается в исполняемую программу, которая и хранится в файле с расширением ЕХЕ или СОМ.
Алгоритм получения исполняемой программы
Данное превращение осуществляет компьютерная программа, называемая редактор связей.
Редактор связей – это программа, осуществляющая преобразование объектного модуля в исполняемую программу.
Объектный модуль представляет собой схему будущей программы. В нем отсутствует масса важных вещей, связанных с конкретной операционной системой, особенностями ее обмена с клавиатурой, дисплеем, диском, оперативной памятью и т.п. Редактор связей берет из специальной библиотеки (ее принято называть системной библиотекой подпрограмм) все необходимые для работы блоки (подпрограммы) и в файле с расширением ЕХЕ «склеивает» исполняемую программу из объектного модуля и этих блоков.
Таким образом, системы программирования предназначены для создания программ для компьютера и включают следующие основные компоненты:
- текстовые редакторы (редакторы программ);
- трансляторы (компиляторы, интерпретаторы);
- редакторы связей.
Инструментальные среды
Раньше пользователи вводили текст программы с помощью специального или подходящего текстового редактора. Затем использовали другую программу — транслятор(компилятор) для перевода написанной программы в объектный модуль. Далее использовалась третья программа —компоновщик(называемая также сборщиком, или редактором связей), которая позволяла собрать единый исполняемый файл из отдельных модулей, а также снабжала его специальными стандартными блоками, обеспечивающими связь программы с внешними устройствами. И наконец, четвертая программа — загрузчик— загружала окончательно подготовленный исполняемый файл в оперативную память ЭВМ, который далее выполнялся по специальной команде.
Если на каком-либо этапе подготовки программы была допущена ошибка, все приходилось начинать заново. Таким образом, отладка программы была достаточно длительным, трудоемким и утомительным процессом.
В настоящее время разработаны и успешно используются системы программирования, представляющие собой единую инструментальную среду (или Turbo-среду), где в рамках одного программного пакета осуществляются все перечисленные выше операции. Кроме того, пакет обычно снабжается удобными средствами отладки программ, системой контекстной помощи и рядом дополнительных сервисных возможностей.
Инструментальная среда – это интегрированная система, которая позволяет писать, редактировать, отлаживать и запускать программы на выполнение, не выходя из самой среды.
В качестве примеров программных продуктов этого типа можно привести широко известные пакеты TurboBASIC, BorlandPascalwithObjects 7.0, Borland C++ (продукты фирмы BorlandInternationalInc.), а также QuickBASIC, QuickPascal, Quick С (продукты фирмы Microsoft) и многие другие.
Примеры языков программирования
