Основные
технические средства,
используемые в комплексе
с компиляторами, включают
в себя следующие программные
модули:
-
текстовые редакторы,
служащие для создания
текстов исходных
программ;
-
компоновщики, позволяющие
объединять несколько
объектных модулей,
порождаемых компилятором,
в единое целое;
-
библиотеки прикладных
программ, содержащие
в себе наиболее
часто используемые
функции и подпрограммы
в виде готовых
объектных модулей;
-
загрузчики, обеспечивающие
подготовку готовой
программы к выполнению;
-
отладчики, выполняющие
программу в заданном
режиме с целью
поиска, обнаружения
и локализации
ошибок.
Первоначально
компиляторы представляли
собой обособленные
программные модули,
решающие исключительно
задачу перевода исходного
текста программы
на входном языке в язык
машинных кодов. Компиляторы
разрабатывались вне
связи с другими техническими
средствами, с которыми
им приходилось взаимодействовать.
В задачу разработчика
программы входило обеспечить
взаимосвязь всех используемых
технических средств:
-
подать весь набор
полученных объектных
файлов вместе
с необходимыми
библиотеками подпрограмм
на вход компоновщику;
-
получить от компоновщика
единый файл программы
(исполняемый файл)
и подготовить
его к выполнению
с помощью загрузчика;
-
поставить программу
на выполнение, при
необходимости использовать
отладчик для проверки
правильности выполнения
программы.
Все
эти действия выполнялись
с помощью последовательности
команд, инициировавших
запуск соответствующих
программных модулей
с передачей им
всех необходимых
параметров. Параметры
передавались каждому
модулю в командной
строке и представляли
собой набор имен файлов
и настроек, реализованных
в виде специальных
«ключей». Пользователи
могли выполнять эти
команды последовательно
вручную, а с развитием
средств командных процессоров
ОС они стали объединять
их в командные файлы.
Со
временем разработчики
компиляторов постарались
облегчить труд пользователей,
предоставив им все
необходимое множество
программных модулей
в составе одной
поставки компилятора.
Теперь компиляторы
поставлялись уже
вкупе со всеми
необходимыми сопровождающими
техническими средствами.
Кроме того, были унифицированы
форматы объектных файлов
и файлов библиотек
подпрограмм. Теперь
разработчики, имея
компилятор от одного
производителя, могли
в принципе пользоваться
библиотеками и объектными
файлами, полученными
от другого производителя
компиляторов. Для написания
командных файлов компиляции
был предложен специальный
командный язык — язык Makefile.
Он позволял в достаточно
гибкой и удобной форме
описать весь процесс
создания программы
от порождения исходных
текстов до подготовки
ее к выполнению. Это
было удобное, но достаточно
сложное техническое
средство, требующее
от разработчика высокой
степени подготовки
и профессиональных
знаний, поскольку сам
командный язык Makefile
был по сложности сравним
с простым языком программирования.
Язык Makefile стал стандартным
средством, единым для
компиляторов всех разработчиков.
Такая
структура средств
разработки существовала
достаточно долгое время,
а в некоторых
случаях она используется
и по сей день (особенно
при создании системных
программ). Ее широкое
распространение было
связано с тем, что сама
по себе вся эта структура
средств разработки
была очень удобной
при пакетном выполнении
программ на компьютере,
что способствовало
ее повсеместному применению
в эпоху mainframe.
Следующим
шагом в развитии
средств разработки
стало появление
так называемой «интегрированной
среды разработки».
Интегрированная
среда объединила
в себе возможности
текстовых редакторов
исходных текстов
программ и командный
язык компиляции.
Пользователь
(разработчик исходной
программы) теперь не
должен был выполнять
всю последовательность
ействий от порождения
исходного кода до его
выполнения, от него
также не требовалось
описывать этот процесс
с помощью системы команд
в Makefile. Теперь ему было
достаточно только указать
в удобной интерфейсной
форме состав необходимых
для создания программы
исходных модулей и
библиотек. Ключи, необходимые
компилятору и другим
техническим средствам,
также задавались в
виде интерфейсных форм
настройки. После этого
интегрированная среда
разработки сама автоматически
готовила всю необходимую
последовательность
команд Makefile, выполняла
их, получала результат
и сообщала о возникших
ошибках при их наличии.
Причем сам текст исходных
модулей пользователь
мог изменить здесь
же, не прерывая работу
с интегрированной средой,
чтобы потом при необходимости
просто повторить весь
процесс компиляции.
Создание
интегрированных
сред разработки стало
возможным благодаря
бурному развитию
персональных компьютеров
и появлению развитых
средств интерфейса
пользователя (сначала
текстовых, а потом и
графических). Их появление
на рынке определило
дальнейшие развитие
такого рода технических
средств. Пожалуй, первой
удачной средой такого
рода можно признать
интегрированную среду
программирования Turbo Pascal
на основе языка Pascal
производства фирмы
Borland. Ее широкая популярность
определила тот факт,
что со временем все
разработчики компиляторов
обратились к созданию
интегрированных средств
разработки для своих
продуктов. Развитие
интегрированных сред
несколько снизило требования
к профессиональным
навыкам разработчиков
исходных программ.
Теперь в простейшем
случае от разработчика
требовалось только
знание исходного языка (его
синтаксиса и семантики).
При создании прикладной
программы ее разработчик
мог в простейшем случае
даже не разбираться
в архитектуре целевой
вычислительной системы
Дальнейшее
развитие средств
разработки также
тесно связано
с повсеместным распространением
развитых средств
графического интерфейса
пользователя. Такой
интерфейс стал неотъемлемой
составной частью многих
современных ОС и так
называемых графических
оболочек. Со временем
он стал стандартом
«де-факто» практически
во всех современных
прикладных программах
Это не могло не сказаться
на требованиях, предъявляемых
к средствам разработки
программного обеспечения.
В их состав были сначала
включены соответствующие
библиотеки, обеспечивающие
поддержку развитого
графического интерфейса
пользователя и взаимодействие
с функциями API (application program interface,
прикладной программный
интерфейс операционных
систем). А затем для
работы с ними потребовались
дополнительные средства,
обеспечивающие разработку
внешнего вида интерфейсных
модулей. Такая работа
была уже более характерна
для дизайнера, чем для
программиста.
Для
описания графических
элементов программ
потребовались соответствующие
языки. На их основе
сложилось понятие «ресурсов»(1) (resources)
прикладных программ.
Ресурсами прикладной
программы будем называть
множество данных, обеспечивающих
внешний вид интерфейса
пользователя этой программы,
и не связанных напрямую
с логикой выполнения
программы. Характерными
примерами ресурсов
являются:
тексты
сообщений, выдаваемых
программой; цветовая
гамма элементов
интерфейса; надписи
на таких элементах,
как кнопки и заголовки
окон и т. п. Для
формирования структуры
ресурсов в свою очередь
потребовались редакторы
ресурсов, а затем и
компиляторы ресурсов,
обрабатывающие результат
их работы(2). Ресурсы,
полученные с выхода
компиляторов ресурсов,
стали обрабатываться
компоновщиками и загрузчиками.
Весь
этот комплекс программно-технических
средств в настоящие
время составляет
новое понятие, которое
здесь названо
«системой программирования.
Структура
современной системы
программирования
Системой
программирования будем
называть весь комплекс
программных средств,
предназначенных для
кодирования, тестирования
и отладки программного
обеспечения.
Структуру
современной системы
программирования
можно представить в
виде следующей схемы.
Текстовый ®¬
Исходная ®¾
Компилятор ®¾
Объектная ®¾
Редактор ¾¬
Библиотеки
редактор
программа
программа
связей
¯
Исполняемый
файл
¯
Редакто𠮬
Исходный код ®¾
Компилятор ®¾
Ресурсы ®¾
Загрузчик
ресурсов
ресурсов
ресурсов
интерфейса
¯
Выполнение программы
Примерами
современных систем
программирования
являются
Системы
программирования Turbo
Pascal, Borland Pascal, Borland Delphi,
Borland C++ Builder,
Microsoft
Visual Basic, Microsoft Visual C++.
Новейшими системами
программирования являются
система, построенная
на базе языка С# и системы,
ориентированные на
концепцию .NET.
Системы
программирования языка
С под ОС Linux и UNIX (функции
загрузчика выполняются
самой ОС) долгое время
не требовали наличия
интегрированной среды
и вполне могли быть
ограничены командными
файлами компиляции.
Однако стали появляться
и системы программирования,
построенные на базе
интегрированных сред
разработки. В основном
они строятся в графической
среде на базе стандартного
графического интерфейса
пользователя на основе
среды X Windows.
Нередко
системы программирования
взаимосвязаны и с другими
техническими средствами,
служащими целям создания
программного обеспечения
на более ранних этапах
жизненного цикла (от
формулировки требований
и анализа до проектирования).
(1)
Термин «ресурсы»
следует признать
не слишком удачным,
так как этим словом
обозначаются очень
многие понятия, связанные
с вычислительными системами (например,
ресурсы вычислительного
процесса). Однако так
сложилось, что этот
термин применяется
при работе со средствами
разработки, поэтому
придется принять его.
(2)
Наверное, с точки
зрения терминологии
компиляторы ресурсов
правильнее было
бы назвать «трансляторы»,
так как в результате
своей работы они
обычно порождают
не объектный файл,
а некий промежуточный
код ресурсов. Однако
термин «компилятор
ресурсов» стал уже
общепринятым.