Библиотека программиста

Все, что необходимо начинающему и опытному программисту

Программные среды разработки и исполнения программ

Программная среда разработки пользовательской программы

Программную среду (программное окружение) разработки пользовательской программы составляет совокупность программных средств (системных программ), используемых при создании и исполнении программы в данной аппаратно-операционной среде.
В понятие аппаратно-операционной среды входит набор устройств компьютера и средств операционной системы. Поскольку изложение этих понятий лежит вне рамок рассматриваемого здесь материала, то ограничимся лишь очень краткой характеристикой тех их составляющих, которые будут упоминаться в дальнейшем.
Основные устройства персонального компьютера:

Процессор - выполняет выборку команд программы, выборку аргументов команды, ее исполнение и отсылку на запоминание полученных результатов.

Оперативная память — служит для хранения кода программы и ее данных. Представляет собой последовательность перенумерованных элементов (слов, байтов, битов), номер - адрес элемента. Оперативная память выделяется программе и ее данным только на время исполнения программы.

Внешняя память - предназначена для долговременного хранения большого объема информации. Информация, хранящаяся во внешней памяти, используется процессором только через оперативную память; для обмена информацией между этими двумя видами памяти имеются специальные команды.

Внешние устройства (клавиатура, дисплей, принтер и др.) - служат для взаимодействия компьютера с пользователем и другими устройствами.

Управлением всех устройств компьютера занимается операционная система (например, DOS, Windows и т.п.). Как и всякая программная система, она состоит из набора компонент (программ и данных). Основное отличие операционной системы от других программных систем - исполнение ее программ инициируется сигналами (прерываниями), поступающими от устройств компьютера. В свою очередь, программы операционной системы вырабатывают сигналы, заставляющие эти устройства выполнять "пользовательские" программы в соответствии с определенными правилами, определяемыми в данной операционной системе.

В целом аппаратные устройства и операционные средства создают ту операционную среду, в которой работают системные и пользовательские программы.

Одной из программных сред, специально ориентированных на разработку пользовательских программ, является программная среда, создаваемая системой программирования Турбо Паскаль.

Она является достаточно удобным средством разработки программ в силу нескольких факторов:

-язык Турбо Паскаль впитал в себя многие понятия и средства, лежащие в основе основных стилей разработки (модульный, структурный, надежный, объектно-ориентированный);
- интегрированная среда программирования Турбо Паскаль создает программное окружение, достаточно эффективно поддерживающее различные стили разработки.

Среда программирования Турбо Паскаль называется интегрированной (имеет интегрированную инструментальную оболочку), так как состоит из нескольких компонентов, взаимосвязанных общностью представления информации, взаимно дополняющими видами обработки информации и единым пользовательским интерфейсом. Находясь внутри этой среды, можно использовать ее компоненты - набирать и редактировать программы, компилировать их, компоновать, отлаживать и исполнять.
Основные компоненты системы: экранный текстовый редактор, компилятор, компоновщик, отладчик, справочная подсистема.

Благодаря естественному и не требующему большого количества манипуляций переходу от одного вида обработки к другому, рассматриваемую систему программирования называют Турбо-системой.

Все этапы создания программ в интегрированной среде можно выполнить с помощью системы меню, имеющей довольно сложную древовидную структуру. Основное (главное) меню всегда содержится в верхней строке экрана. Оно состоит из следующих полей (подменю):

File (работа с файлами),
Edit (редактирование),
Search (поиск),
Run (выполнение),
Compile (компиляция),
Debug (отладка),
Options (параметры),
Windows (окна),
Help (помощь).

При выборе любого из этих полей в поле экрана появляется соответствующее ниспадающее меню. Наиболее используемым из них является меню File (работа с файлами).
С его помощью можно выполнять основные работы с файлами: вызывать имеющиеся файлы (Open), создавать новые (New), записывать на диск (Save), переименовывать редактируемый файл и записывать его на диск под новым именем (Save as), распечатывать редактируемый файл на принтере (Print), изменять текущий каталог, в котором производится поиск и запись файлов (Change dir), прекращать работу в интегрированной среде и выходить в операционную систему (Exit).

Компонентом интегрированной среды Турбо Паскаль, с которым непосредственно взаимодействует пользователь, является экранный текстовый редактор. Он обладает многими возможностями по созданию и корректировке текстов Паскаль-программ. Он позволяет работать сразу с несколькими Паскаль-программами, размещенными в разных окнах редактирования, перемещаться между ними, переносить между ними информацию. При этом (как и при редактировании в каждом отдельном окне) нужно использовать буфер Clipboard.

Компилятор интегрированной среды Турбо Паскаль является основным ее компонентом. Компиляция — процесс преобразования (перевода, трансляции) текста, написанного на языке программирования, к виду, доступному для понимания вычислительной машиной (код программы). При компиляции к собственно коду программы добавляются коды подпрограмм используемых модулей.

Компилятор выполняет процесс трансляции программы в соответствии с заложенной в него информацией о языке программирования. Однако, создание программы не ограничивается использованием только собственно средств языка программирования.

Среда программирования расширяет возможности языка программирования, добавляя средства, работу с которыми она поддерживает. К ним относятся модули (в том числе системные, т.е. предоставляемые системой программирования), а также директивы (параметры) компилятора.

Таким образом средства программирования, т.е. средства написания программ, в среде Турбо Паскаль складываются из:

1. средств языка программирования Турбо Паскаль,
2. программных объектов используемых модулей,
3. средств управления процессом компиляции и исполнения программ - директив (параметров) компилятора.

Отметим несколько важных опций (режимов, параметров), которые обязательно нужно учитывать при создании и исполнении программ в среде Турбо Паскаль.
В меню Compile задание опции Compile вызывает компиляцию файла, находящегося в активном окне. При обнаружении синтаксической ошибки выдается сообщение о ней, а курсор указывает ее место в тексте; в противном случае компилятор выдает сообщение об успешной компиляции. Результатом успешной компиляции является машинное представление программы, готовой к исполнению. Если ведется активная работа по созданию, редактированию и тестированию программы, то для ускорения процесса компиляции лучше оставить готовую программу в оперативной памяти для непосредственного исполнения. Для этого нужно задать значение Memory для опции Destination меню Compile.

По завершении тестирования программы лучше сохранить ее в откомпилированном виде (в виде объектного файла с расширением .ехе) с тем, чтобы ее можно было запускать на исполнение отдельно от интегрированной среды. Для этого нужно задать значение Disk для опции Destination меню Compile.

Если компилируется не программа, а пользовательский модуль, то для опции Destination меню Compile задается всегда значение Disk. Откомпилированный модуль записывается в файл с расширением .tpu. Задать директорию (папку), в которой будет размещен этот файл, можно в параметре Directories меню Options.

Программная среда исполнения пользовательской программы

Понятие "программная среда исполнения" является важным современным понятием. Его можно определить, как совокупность объектов, доступных программе при ее исполнении.
Программный объект — носитель информации, который определяется некоторой совокупностью атрибутов (характеристик), один из которых - имя объекта. Программными объектами языка Турбо Паскаль являются константы, типы, переменные, функции, процедуры.

Программа при исполнении, может быть погружена в такую программную среду, в которой уже частично описаны объекты, необходимые этой программе. Возможность их использования существенно сокращает сложность программы, время ее создания, повышает ее надежность и экономичность.

Поскольку описать объекты, необходимые для всех программ, невозможно, то системой программирования обычно определяется некоторый набор наиболее часто используемых объектов. Эти объекты объединяются в несколько так называемых "системных" (стандартных, библиотечных) модулей, каждый из которых имеет некоторое целевое назначение.

Кроме того, любой из пользователей может описать необходимую его программам (программам для решения некоторого класса задач) совокупность объектов и объединить их в модули. Тогда для каждой из программ можно указать конфигурацию как системных, так и пользовательских модулей, которые необходимы для исполнения пользовательской программы. Совокупность объектов этих модулей составляет контекст исполнения программы.

Средства описания и механизм выборки (подключения) объектов модулей определяются программной средой и являются мощным и необходимым инструментарием поддержки исполнения программ.

В системе Турбо Паскаль стандартные (библиотечные) модули играют значительную роль. Они предоставляют всем пользовательским программам множество различных программных объектов, что существенно расширяет язык программирования, освобождая пользователей от необходимости описывать структуру и операции со сложными программными объектами (например, строками, текстовыми и типизированными файлами).

Каждый из стандартных модулей Турбо Паскаля содержит определение совокупности объектов, ориентированных на поддержку выполнения работ специального вида. Коротко укажем специализацию основных библиотечных модулей.

Модуль System обеспечивает поддержку ввода-вывода, обработку строк, операций над числами с плавающей точкой и управление динамической памятью.

Модули Dos и Windows поддерживают большинство наиболее часто используемых функций операционной системы и функций обработки файлов.

Модуль Crt содержит подпрограммы управления экранным (текстовым) режимом, позволяющие работать с клавиатурой и экраном, используя цвет, звук и окна.

Модуль Graph предоставляет широкий набор средств для работы с графикой. В нем определено несколько десятков функций и процедур, реализующих элементарные графические операции, и несколько десятков констант, обозначающих коды ошибок, цвет и вид линий и т.п.

В состав системы Турбо Паскаль входят также модули, поддерживающие другие, более специализированные виды работ.

<< Назад         В начало         Далее >>

Библиотека программиста. 2009.
Администратор: admin@programmer-lib.ru