9.2. Системы программирования и ИСР (IDE)

Машинно-ориентированные языки относятся к машинно-зависимым языкам программирования. Основные конструктивные средства таких языков позволяют учитывать особенности архитектуры и принципов работы определенной ЭВМ, т. е. они имеют те же возможности и требования к программистам, что и машинные языки. Однако в отличие от последних они требуют предварительной трансляции на машинный язык составленных с их помощью программ.

Данными видами языков программирования могут быть: автокоды, языки символического кодирования и ассемблеры.

Для машинно-независимых языков не требуется полного знания специфики компьютеров. С их помощью можно записывать программу в виде, допускающем ее реализацию на ЭВМ с различными типами машинных операций, привязка к которым возлагается на соответствующий транслятор.

Интегри́рованная среда́ разрабо́тки, ИСP (англ. Integrated development environment — IDE), также единая среда разработки, ЕСР — комплекс программных средств, используемый программистами для разработки программного обеспечения (ПО).

Среда разработки включает в себя:

• текстовый редактор,
• Транслятор (компилятор и/или интерпретатор),
• средства автоматизации сборки,
• отладчик.

Иногда содержит также средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов — для использования при объектно-ориентированной разработке ПО. иср обычно предназначены для нескольких языков программирования — такие как IntelliJ IDEA, NetBeans, Eclipse, Qt Creator, Geany, Embarcadero RAD Studio, Code::Blocks, Xcode или Microsoft Visual Studio, но есть и IDE для одного определенного языка программирования — как, например, Visual Basic, Delphi, Dev-C++.

Частный случай ИСР — среды визуальной разработки, которые включают в себя возможность наглядного редактирования интерфейса программы.

Обзор

Использование ИСР для разработки программного обеспечения является прямой противоположностью способу, в котором используются несвязанные инструменты, такие как текстовый редактор, компилятор, и т. п. Интегрированные среды разработки были созданы для того, чтобы максимизировать производительность программиста благодаря тесно связанным компонентам с простыми пользовательскими интерфейсами. Это позволяет разработчику сделать меньше действий для переключения различных режимов, в отличие от дискретных программ разработки. Однако так как ИСР является сложным программным комплексом, то среда разработки сможет качественно ускорить процесс разработки ПО лишь после специального обучения. Для уменьшения барьера вхождения многие достаточно интерактивны, а для облегчения перехода с одной на другую интерфейс у одного производителя максимально близок, вплоть до использования одной ИСР.

ИСР обычно представляет собой единственную программу, в которой проводится вся разработка. Она, как правило, содержит много функций для создания, изменения, компилирования, развертывания и отладки программного обеспечения. Цель интегрированной среды заключается в том, чтобы объединить различные утилиты в одном модуле, который позволит абстрагироваться от выполнения вспомогательных задач, тем самым позволяя программисту сосредоточиться на решении собственно алгоритмической задачи и избежать потерь времени при выполнении типичных технических действий (например, вызове компилятора). Таким образом, повышается производительность труда разработчика. Также считается, что тесная интеграция задач разработки может далее повысить производительность за счет возможности введения дополнительных функций на промежуточных этапах работы. Например, ИСР позволяет проанализировать код и тем самым обеспечить мгновенную обратную связь и уведомить о синтаксических ошибках.

Большинство современных ИСР являются графическими. Но первые ИСР использовались еще до того, как стали широко применяться операционные системы с графическим интерфейсом — они были основаны на текстовом интерфейсе с использованием функциональных и горячих клавиш для вызова различных функций (например, Turbo Pascal, созданный фирмой Borland).

История

Клавиатура Maestro

Первые ИСР были созданы для работы через консоль или терминал, которые сами по себе были новинкой: до того программы создавались на бумаге, вводились в машину с помощью предварительно подготовленных бумажных носителей (перфокарт, перфолент) и т. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . д.

Dartmouth BASIC был первым языком, который был создан с ИСР, и был также первым, который был разработан для использования в консоли или терминале. Эта ИСР (часть Dartmouth Time Sharing System) управлялась при помощи команд, поэтому существенно отличалась от более поздних, управляемых с помощью меню и горячих клавиш, и тем более графических ИСР, распространенных в XXI веке. Однако она позволяла править исходный код, управлять файлами, компилировать, отлаживать и выполнять программы способом, принципиально подобным современным ИСР.

Maestro I — продукт от Softlab Munich, был первой в мире интегрированной средой разработки для программного обеспечения в 1975 г. и, возможно, мировым лидером в этой рыночной нише в течение 1970-х и 1980-х годов. Он был установлен у 22000 программистов во всем мире. До 1989 года 6000 копий было установлено в Федеративной Республике Германия. Ныне Maestro I принадлежит истории и может быть найден разве что в Музее Информационной технологии в Арлингтоне.

Одной из первых ИСР с возможностью подключения плагинов была Softbench.

Причина бурного развития и применения высокоуровневых языков программирования заключается в быстром росте производительности ЭВМ и хронической нехватке программистских кадров.

Промежуточное место между машинно-независимыми и машинно-зависимыми языками отводится языку Си. Он создавался при попытке объединения достоинств, присущих языкам обоих классов. Данный язык обладает рядом особенностей:

• • максимально использует возможности конкретной вычислительной архитектуры; из-за этого программы на языке Си компактны и работают эффективно;
• • позволяет налучшим образом использовать огромные выразительные средства современных языков высокого уровня.

Языки разделяют на процедурно-ориентированные и проблемно-ориентированные.

Процедурно-ориентированные языки, например Фортран, Кобол, Бейсик, Паскаль, наиболее часто используются для описания алгоритмов решения широкого класса задач.

Проблемно-ориентированные языки, в частности РПГ, Лисп, АПЛ, GPSS, применяются для описания процессов обработки информации в более узкой, специфической области.

Объектно-ориентированные языки программирования позволяют разрабатывать программные приложения для большого круга разнообразных задач, имеющих общность в реализуемых компонентах.

Рассмотрим методы использования языков программирования.

Интерпретация представляет собой пооператорную трансляцию и последующее выполнение оттранслированного оператора исходной программы. Существует два основных недостатка метода интерпретации:

1) интерпретирующая программа должна располагаться в памяти ЭВМ на протяжении всего процесса выполнения исходной программы. Другими словами, она должна занимать некоторый установленный объем памяти;

2) процесс трансляции одного и того же оператора повторяется такое число раз, которое должна исполнять эта команда в программе. Это приводит к резкому снижению производительности работы программы.

Трансляторы-интерпретаторы являются достаточно распространенными, так как они поддерживают диалоговый режим.

Процессы трансляции и выполнения при компиляции разделяются во времени: сначала исходная программа в полном объеме переводится на машинный язык, после чего оттранслированная программа может многократно исполняться. Для трансляции методом компиляции необходим неоднократный «просмотр» транслируемой программы, т. е. трансляторы-компиляторы являются многопроходными. Трансляция методом компиляции носит название объектного модуля, который представляет собой эквивалентную программу в машинных кодах. Необходимо, чтобы перед исполнением объектный модуль обрабатывался специальной программой ОС и преобразовывался в загрузочный модуль.

Применяют также трансляторы интерпретаторы-компиляторы, объединяющие в себе достоинства обоих принципов трансляции.