Основные понятия в области разработки программных средств

Б1

1. Основные положения и  классификация программных средств(1-3)

2. Исключения и отладка  программных средств (32)

1. Лекция № 1. Основные понятия в области разработки программных средств

          Программа(П) - последовательность команд по обработке данных с целью реализации заданного алгоритма.

Формула Никлауса Вирта ( создателя языков Паскаль, Модула и др.)

          П = А + Д ,

Где П – программа;

       А – алгоритм;

       Д –  структуры данных.

          Программные средства (ПС) – это программы, которые представлены в той или иной форме,  плюс программная документация на эти программы.

          Программная документация (ПД) – набор документов, состоящих из технического задания на разработку, спецификации, описания, алгоритмов в виде блок-схем, текста программы, методики испытаний(тесты), руководства программиста.

          По аналогии с Виртом мы можем записать

          ПС=П + ПД;

          Программная документация оформляется в соответствии сЕСПД – единой системой программной документации. ЕСПД представляет из себя набор ГОСТов, регламентирующих правила оформления программной документации.

          Как отмечалось выше, программы могут быть представлены в разных формах :

Исходная форма — это  текст программы, написанный на каком-либо языке программирования. Расширение файла в котором хранится текст программы содержит подсказку на язык программирования. Например,

*.pas – текст программы на языке Pascal;

*.vb   – текст программы на языке Visual Basic;

*.cpp  – текст программы на языке C++;

*.mod – текст программы на языке Modula;

*.cs     – текст программы на языке C#

и т.д.   

          Объектная форма- это двоичный файла, содержащий двоичные коды процессорных команд, двоичные коды обработки данных, двоичные коды адресов ячеек памяти в относительной адресации. Как правило файл объектной формы имеет расширение *.obj.

          Исполняемая форма - это двоичный файла, содержащий двоичные коды процессорных команд, двоичные коды обработки данных, двоичные коды физических адресов ячеек . Как правило файл исполняемой формы имеет расширение *.com или *.exe. Файл исполняемой формы может быть вызван для работы с помощью соответствующих команд операционной системы или файлового процессора.

          Особым видом исполняемой формы являются файлы динамических библиотек (расширение *.dll). Эти файлы содержат библиотеки двоичных кодов процедур, функций или объектов, которые можно вызвать к исполнению в процессе работы основной программы.

          Процесс перехода от исходной формы в объектную или исполняемую называется трансляцией и выполняется с помощью специальных программ — трансляторов.

          Процесс перехода от объектной формы к исполняемой  называется компоновкой.

          В настоящее время и трансляторы и компоновщики входят в состав инструментальных средств программирования (ИСП).

          Трансляторы делятся на следующие виды :

Компиляторы – программы, с помощью которых файл исходной формы

преобразуется в файл исполняемой формы.

          Интерпретаторы — программы ,которые постоянно находятся в памяти компьютера и выполняют построчную(пооператорную) обработку файла исходной формы. Т. е. берется оператор исходной формы , транслируется в машинные коды  и исполняется. При этом файл исполняемой формы не создается.

        Конверторы -  программы, которые преобразуют  файл одной исходной или исполняемой формы в файл другой исходной  или исполняемой формы. Например, с одного языка программирования на другой. Или с одного семейства компьютеров на другое.

                        Классификация программных средств

ПС делятся на системные и прикладные.

В свою очередь системные делятся на операционные системы (ОС) и ИСП.

          ОС – это набор управляющих и обрабатывающих программ, с помощью которых выполняются операции (действия) с компьютером.  А именно организовывается взаимодействие с пользователем, производится управление работой аппаратурных средств компьютера, управление процессом загрузки и выполнения прикладных программ и т.п.

ИСП – набор программ, обеспечивающих автоматизацию работ по написанию и вводу исходных текстов программ, проверку синтаксиса языков программирования, компоновку ,компиляцию , отладку            программ (используется специальная программа – отладчик), обеспечивается также сервис при написании программ — подсказки, различные вспомогательные оконные формы, панели инструментов и т. п.

          В настоящее время ИСП реализуются в виде особых программных пакетов, которые называются “ студиями программирования “ и содержат в себе все необходимые и перечисленные выше наборы программ. Например,

Microsoft Visual Studio 2008.

          Прикладные  ПС состоят из собственно программ, которые могут вызываться к исполнению и самостоятельно работать, а также пакетов прикладных программ (ППП). ППП представляют собой набор программ, объединенных общей программной оболочкой(shell). Под управлением этой оболочки программы могут вызывать друг друга, обмениваться данными и совместно работать.

          Следует отметить, что до недавнего времени прикладные ПС могли работать только в среде конкретной ОС под которую они проектировались и на определенном семействе компьютеров. Проблема мобильности , т.е. переносимости программ из одной операционной системы в другую и с одного семейства компьютеров на другое , всегда была актуальной.

2.

Исключение и отладка программы

          Исключением называется ситуация, связанная с возникновением ошибки при работе с программой.

          Виды программных ошибок:

1.  Синтаксическая – связана с нарушениями правил языка программирования и отлавливается на этапе компиляции.

2.  Семантические(смысловые) – связаны с ошибками при разработке алгоритмов(эти ошибки можно найти с помощью тестирования).

3.  Ошибки времени исполнения – программа пытается выполнить недопустимое действие(пример деления на 0)

Главной причиной исключения является неправильность данных.

Try

{

  :   возможна

  :   ошибка

}

Catch

{

  :   обработка

  :   исключения

}

Finally – необязательный блок

{

  :   корректное закрытие

  :   программы

}

          Отладкой называется процесс поиска и устранения ошибок в программе. Для отладки используется отладчик, с помощью которого упрощается работа по исключению ошибок. Отладчик работает  со строкой. Одна строка – один оператор.