Лекция 6. Методы, технологии и инструментальные средства производства программных продуктов

Выделим основные инструментальные программные средства, позволяющие создавать, отлаживать, анализировать и выполнять программы. Реальные компиляторы с языков программирования высокого уровня превращают исходную программу не сразу в коды, а в некоторую промежуточную форму, называемую объектным кодом. После компиляции в такой промежуточный объектный код необходим еще один этап, во время которого из объектных кодов отдельных частей программы собирается вся программа в кодах целиком. На этом же этапе, называемом редактированием связей или сборкой, происходит подключение стандартных подпрограмм, если они нужны, и преобразование оставшихся имен в адреса.

Таким образом, программист с помощью служебной программы — редактора текстов — записывает исходный текст своей программы в какие-то файлы на диске, с помощью другой программы — компилятора — преобразовывает их в объектные коды, с помощью третьей — редактора связей (сборщика) — получает программу в кодах или загрузочный файл. После этого загрузочный файл можно выполнить средствами операционной системы. Эти три вида инструментальных средств составляют минимальный набор, позволяющий разрабатывать программы. Рассмотрим эти и другие средства подробнее.

Редактор (editor)— программа для ввода и редактирования исходного текста.

Компилятор (compiler)—программа, преобразующая исходный текст программы в выполняемый код.Как правило, компилятор порождает так называемый объектный файл — машинный код с незаполненными внешними ссылками, хотя могут генерировать и исполняемые файлы. По способу генерации кода компиляторы делятся на обычные и оптимизирующие. Оптимизирующие компиляторы работают гораздо дольше обычных, но генерируют код, оптимизированный по скорости или по объему.

Компоновщик или редактор связей (linker)— программа, собирающая из совокупности объектных файлов и библиотек исполняемую программу. По способу генерации кода компоновщики делятся на обычные и инкрементальные. Инкрементальные редакторы связей позволяют значительно ускорить процесс компоновки за счет учета информации о предыдущей компоновке.

Отладчик (debugger) — программа, позволяющая контролировать код и данные программы во время ее выполнения с целью обнаружения ошибок. В настоящее время распространены символьные отладчики, позволяющие кроме чисел отображать код на ассемблере либо на исходном языке высокого уровня.

Профилировщик (profiler) — программа, предназначенная для оценки эффективности выполнения различных участков кода. Профилировщики встраивают в программу специальный код, позволяющий подсчитать частоту вызова различных подпрограмм, время их работы с учетом и без учета вызываемых подпрограмм и большое количество других параметров. Накопленную информацию профилировщики отображают в численном виде, а наиболее совершенные из них — в виде графиков и диаграмм.

Библиотекарь (librarian) — программа, позволяющая создавать из объектных файлов библиотеки.

Библиотека (library) — набор данных и подпрограмм. Библиотеки по способу использования делятся на статические (static library) и динамически связываемые (dynamic link library — DLL). Статические используются только при компоновке программы, при которой из них извлекаются используемые модули. Динамические библиотеки постоянно находятся в памяти, вследствие чего их модулями могут пользоваться различные программы одновременно. Для этого используется специальный механизм динамического связывания.

В настоящее время для платформы Intel наиболее известны следующие проблемно-ориентированные библиотеки, предназначенные для построения пользовательского интерфейса:

• Object Windows Library (OWL) — для приложений Microsoft Windows;

• Microsoft Foundation Classes (MFC) — для приложений Microsoft Windows;

• Visual Component Library (VCL) — для приложений Microsoft Windows.

Для Unix-платформ принят более унифицированный подход к построению пользовательского интерфейса, получивший название X Window. В его основе лежит библиотеки нижнего уровня Xlib и среднего уровня — Xintrinsics, на основе которых предложены две конкурирующие библиотеки высокого уровня — OpenLook фирмы Sun и Motif объединения Open Software Foundation (OSF).

Все перечисленные инструментальные средства по способу вызова могут быть как автономными, так и встроенными в интегрированную среду программирования.

Интегрированная среда разработчика (Integrated Developer Environment). Это программа, интегрирующая в себе редактор, компилятор, отладчик и большинство других указанных выше инструментальных средств. Интегрированная среда может как содержать отдельные компоненты в себе, так и вызывать их извне, что определяется политикой фирм-разработчиков.

В настоящее время многие интегрированные среды поддерживают популярную технологию визуального программирования — так называемую технологию быстрой разработки приложений (Rapid Application Development — RAD). Эта технология позволяет быстро создавать и изменять графический интерфейс пользователя. Поскольку программирование графического интерфейса пользователя является достаточно объемной и сложной задачей, то путем сокращения затрат на его создание уменьшаются затраты на разработку приложения в целом.

В то же время, технология RAD не может ускорить создание прикладной части программы, которая занимается собственно обработкой данных. Эта часть работы, в любом случае, ложится на программистов.

Другие инструментальные средства. Кроме перечисленных, нередко используют другие инструменты, такие как генераторы дистрибутивов, построители файлов справки, генераторы документации и т.д.