Инструментарий технологии программирования

Инструментарий технологии программирования обеспечивает процесс разработки программ и включает специализированные программные продукты, которые являются инструментальными средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все технологические этапы процесса проектирования, программирования (кодирования), отладки и тестирования создаваемых программ. Пользователями технологии программирования выступают системные и прикладные программисты.

Инструментарий технологии программирования — совокупность программ и программных комплексов, обеспечивающих технологию разработки, отладки и внедрения создаваемых программ.

Рисунок 1 - Классификация инструментария программирования

Выделяют следующие группы инструментальных средств технологии программирования:

- средства для создания приложений, включающие:

ü локальные средства, обеспечивающие выполнение отдельных работ по созданию программ;

ü интегрированные среды разработчиков программ, обеспечивающие выполнение комплекса взаимосвязанных работ по созданию программ;

CASE-технология (Computer-Aided System Engineering), представляющая методы анализа, проектирования и создания программных систем и предназначенная для автоматизации процессов разработки и реализации информационных систем.

Рассмотрим средства для создания приложений более подробно.

Локальные средства разработки программ наиболее представительны на рынке программных продуктов и состоят из языков и систем программирования, а также инструментальной среды пользователя.

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

Системы программирования - это комплекс инструментальных программных средств, предназначенный для работы с программами на одном из языков программирования. Системы программирования предоставляют сервисные возможности программистам для разработки их собственных компьютерных программ.

Инструментальная среда пользователя представлена специальными средствами, встроенными в пакеты прикладных программ, такими как:

- библиотека функций, процедур, объектов и методов обработки;

- макрокоманды;

- клавишные макросы;

- языковые макросы;

- программные модули-вставки;

- конструкторы экранных форм и отчетов;

- генераторы приложений;

- языки запросов высокого уровня;

- языки манипулирования данными;

- конструкторы меню и многое другое.

Интегрированные программные среды разработчиков -дальнейшее развитие локальных средств разработки программ, они объединяют набор средств, для комплексного их применения на всех технологических этапах создания программ. Основное назначение инструментария данного вида — повышение производительности труда программистов, автоматизация создания кодов программ, обеспечивающих интерфейс пользователя графического типа, разработка приложений для архитектуры клиент-сервер, запросов и отчетов.

ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Одной из самых революционных идей, приведших к созданию автоматических цифровых вычислительных машин, была высказанная в 20-х годах XIX века мысль о предварительной записи порядка действий машины для последующей автоматической реализации вычислений - программе. И, хотя запись программы на перфокартах технически не имеет ничего общего с современными приемами хранения программ в ЭВМ, принцип здесь один. С этого момента начинается история программирования.

Революционным моментом в истории языков программирования стало появление системы кодирования машинных команд с помощью специальных символов, предложенной Джоном Моучли.

Языки программирования служат разным целям, и их выбор определяется удобностью пользователя, пригодностью для данного компьютера и данной задачи.

В настоящее время известно несколько сотен языков программирования, которые используют пользователи при разработке своих заданий. Появление новых типов ЭВМ, например ПЭВМ, и новых областей их применения способствует появлению следующих поколений языковых средств, в большей степени отвечающих требованиям потребителей.

Вместе с тем число интенсивно применяемых языков программирования относительно невелико.

Язык программирования – это искусственный язык с ограниченным числом слов, значения которых строго и однозначно фиксированы транслятором и подчинены строгим правилам записи команд, задающих алгоритм в форме, понятной для исполнителя (например, компьютера). Каждый язык программирования, как и «естественный» язык, имеет алфавит, словарный запас, свои грамматику и синтаксис, а также семантику.

Язык программирования служат средством передачи информации, средством записи текстов исходных программ. Поэтому в состав программ общего ПО он не входят.

Алфавит - фиксированный для данного языка набор основных символов, допускаемых для составления текста программы на этом языке.

Синтаксис - система правил, определяющих допустимые конструкции языка программирования из букв алфавита.

Семантика - система правил однозначного толкования отдельных языковых конструкций, позволяющих воспроизвести процесс обработки данных.

При описании языка и его применении используют понятия языка. Понятие подразумевает некоторую синтаксическую конструкцию и определяемые ею, свойства программных объектов или процесса обработки данных, например, операторы, идентификаторы, переменные, функции и процедуры, модули и т.д.

Важнейшими характеристиками языка являются трудоемкость программирования и качество получаемого программного продукта. Качество программ определяется длиной программ (количеством машинных команд или емкостью памяти, необходимой для хранения программ), а также временем выполнения этих программ. Для языков различного уровня эти характеристики взаимосвязаны. Чем меньше детализация, тем выше уровень языка, тем меньше трудоемкость программирования, но тем сложнее средства САП (трансляторы, средства отладки и др.), привлекаемые для получения машинных программ, тем ниже качество генерируемых программных продуктов.

Выделяют следующие уровни языков программирования:

- машинные;

- машинно-ориентированные (языки ассемблера);

- машинно-независимые (языки высокого уровня).

Машинные языки

Машинный язык - это совокупность машинных команд, которая отличается количеством адресов в команде, назначением информации, задаваемой в адресах, набором операций, которые может выполнять машина и др. Каждый компьютер имеет свой машинный язык.

Машинный код -последовательность чисел, которые представляются как совокупность двух цифр: 0 и 1.

При программировании на машинном языке программист может держать под своим контролем каждую команду и каждую ячейку памяти, использовать все возможности имеющихся машинных операций.

Но процесс написания программы на машинном языке очень трудоемкий и утомительный. Программа получается громоздкой, труднообозримой, ее трудно отлаживать, изменять и развивать. Применение машинных языков требует знания специфики представления и преобразования информации в ЭВМ.

Поэтому в случае, когда нужно иметь эффективную программу, в максимальной степени учитывающую специфику конкретного компьютера, вместо машинных языков используют близкие к ним машинно-ориентированные языки (ассемблеры).