Средства программирования

Средства программирования – совокупность языков и систем программирования, а также различные программные комплексы для отлад­ки и поддержки создаваемых программ.

Язык программирования – формализованный язык для описания алго­ритма решения задачи на компьютере.

Программа, подготовленная на языке программирования, проходит этап трансляции, когда происходит преобразование исходного кода программы (source code) в объект­ный код (object code), который далее пригоден к обработке редактором связей. Ре­дактор связей – специальная программа, обеспечивающая построение загрузочного модуля (load module), пригодного к выполнению (рис. 32).

Исходный код программы



Транслятор (компилятор)



Объектный код программы



Редактор связей



Загрузочный модуль

Рис. 32. Схема процесса создания загрузочного модуля программы

Трансляция может выполняться с использованием средств компиляторов (com­piler) или интерпретаторов (interpreter). Компиляторы транслируют всю програм­му, но без ее выполнения. Интерпретаторы, в отличие от компиляторов, выполняют пооператорную обработку и выполнение программы.

Существуют специальные программы, предназначенные для трассировки и анализа выполнения программ, так называемые отладчики (debugger). Отлад­чики позволяют осуществить трассировку (отслеживание выполнения программы в поопе­раторном варианте), идентификацию места и вида ошибок в программе, «наблюдение» за изменением значений переменных, выражений и т. п.

Системы программирования (programming system) включают:

• интегрированную среду разработчика программ;

• компилятор;

• отладчик;

• обширные библиотеки стандартных программ и функций;

• редактор связей;

• сервисные средства (утилиты) для работы с библиотеками, текстовыми и двоичными файлами;

• справочные системы.

В последнее время получили распространение системы программирования, ориентированные на создание Windows-приложений.

1. Microsoft Visual Studio – линейка продуктов компании Майкрософт, включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств, в том числе язык Visual Basic.

2. Пакет Borland Delphi – наследник семейства компиляторов Borland Pascal, предоставляющий качественные и очень удобные средства визуальной разработки. Его исключительно быстрый компилятор позволяет эффективно и быстро решать практически любые задачи прикладного программирования.

3. Пакет Borland C++ может использоваться для разработки DOS- и Windows-приложений.

Файловая система

Информация в компьютере хранится в оперативной памяти и на различных носителях, таких как: гибкие и жесткие диски или компакт-диски. При выключении питания компьютера информация, хранящаяся в оперативной памяти компьютера, теряется, а хранящаяся на дисках – нет. Для уверенной работы за компьютером следует знать основные принципы хранения информации на компьютерных дисках.

Вся хранимая во внешней памяти информация записана исключительно в виде файлов.

Файл (англ. file) – это логически связанная совокупность данных, для размещения которой во внешней памяти выделяется область, имеющая собственное имя. Файл может содержать программу, числовые данные, текст, графическое изображение и др.

Для удобства файлы хранятся в различных папках, которые расположены на дисках. В компьютере может быть установлено несколько дисков (гибкий диск, жесткий диск, компакт-диск, цифровой видеодиск или сетевой диск будем называть просто диском). Каждому диску присваивается буква латинского алфавита от А до Z, причем существуют некоторые правила обозначения. Буквой А обозначается гибкий диск, буквой С – основной диск компьютера, где расположена операционная система. Буквой D и последующими буквами обозначаются остальные диски. После буквы, обозначающей диск, ставится символ двоеточия «:», чтобы показать, что буква обозначает именно диск, например А: или С:. Кроме буквы, диск может иметь свое уникальное имя, также называемое меткой. Чаще всего при указании диска используется метка и буквенное обозначение в скобках. Например, надпись Main (С:) означает, что основной диск компьютера имеет метку Main.

На каждом диске помещается множество различных файлов. Любой файл может располагаться как прямо на диске, так и в произвольной папке, которая в свою очередь также может располагаться в другой папке.

Файловая система  это структурная организация внешней памяти, определяющая способ размещения файлов и методы доступа к файлам.

Существует много типов файловых систем, которые отличаются друг от друга внутренним устройством, однако пользователь везде найдет привычную структуру из вложенных каталогов и файлов. Файловые системы различаются скоростью доступа, надежностью хранения данных, степенью устойчивости при сбоях, некоторыми дополнительными возможностями.

Современные операционные системы поддерживают по несколько типов файловых систем:

• операционная система Windows – файловые системы FAT, FAT32, NTFS;

• операционная система Linux имеет собственные файловые системы Ext2/3, ReiserFS, XFS, JFS, а также способна поддерживать файловые системы других ОС;

• операционная система UNIX – файловые системы UNIX, DOS, AFS.

Кроме указанных файловых систем, используемых для хранения данных на жестком диске, имеются также файловые системы для CD, DVD и пр.

Файловая система FAT (File Allocation Table – таблица размещения файлов) яв­ляется стандартной для операционных систем DOS, OS/2, Windows 9x и Windows NT. В разделах FAT под DOS допустимая длина имен файлов – 11 символов (8 символов собственно имени и 3 символа расширения), а объем тома (логического диска) — до 2 Гбайт. Под Windows 9x и Windows NT версии 4.0 и выше допустимая длина имен файлов – 255 символов.

Файловая система FAT 32 (File Allocation Table, 32-bit – 32-разрядная таблица размещения файлов) используется в операционных системах Windows, начиная с версии 95 OSR2. FAT32 использует дисковые кластеры меньшего размера по сравнению с FAT, благодаря чему эффективнее расходует дисковое пространство (по сравнению с FAT экономится в среднем 10–15 % дискового пространства). FAT32 позволяет работать с дисками большего объема, чем FAT; допустимая длина имен файлов – 255 символов. Однако по сравнению с NTFS есть сложности с произвольным доступом к большим файлам и довольно медленная работа с каталогами, содержащими большое количество файлов.

Файловая система NTFS (Windows NT File System – файловая система Windows NT) содержит ряд значительных усовершенствований и изменений. Поскольку в основу структуры каталогов NTFS заложена структура данных, называемая «бинарным деревом», время поиска файлов в NTFS не связано линейной зависимостью с их количеством (в отличие от систем на базе FAT). NTFS также обладает определенными средствами самовосстановления. Сложность структуры каталогов и число файлов в одном каталоге также не влияет на быстродействие. NTFS обеспечивает быстрый доступ к произвольному фрагменту файла, быстрый доступ к маленьким файлам. NTFS также поддерживает различные механизмы проверки целостности системы, включая ведение журналов транзакций, позволяющих воспроизвести все файловые операции записи по специальному системному журналу.

NTFS обеспечивает безопасность на уровне файлов. Это означает, что права доступа к томам, каталогам и файлам могут зависеть от учетной записи пользователя и тех групп, к которым он принадлежит. Журналы транзакций NTFS также помогают свести к минимуму возможные потери данных. NTFS обладает встроенными средствами сжатия, которые можно применять к отдельным файлам, целым каталогам и даже томам. NTFS включает в себя систему шифрования файлов EFS (Encrypting File System), которая позволяет зашифровать данные на жестком диске. При попытке несанкционированного доступа к зашифрованному файлу система откажет в доступе.

NTFS позволяет задавать дисковые квоты для каждого пользователя, т. е. определять количество места, которое конкретный пользователь может использовать на диске.

Основные характеристики файловых систем FAT, FAT32 и NTFS приведены в таблице.