Файл: Применение средств создания серверного программного обеспечения (Средства разработки программ).pdf

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

Средства разработки программного обеспечения – совокупность приемов, методов, методик, а также набор инструментальных программ (компиляторы, прикладные/системные библиотеки и т.д.), используемых разработчиком для создания программного кода программы, отвечающего заданным требованиям.

Разработка программ – сложный процесс, основной целью которого является создание, сопровождение программного кода, обеспечивающего необходимый уровень надежности и качества.

Для достижения основной цели разработки программ используются средства разработки программного обеспечения.

В зависимости от предметной области и задач, поставленных перед разработчиками, разработка программ может представлять собой достаточно сложный, поэтапный процесс, в котором задействовано большое количество участников и разнообразных средств.

Современный рынок инструментов создания ПО не ограничивается собственно средствами разработки — во многих случаях они играют в процессе разработки далеко не самую главную роль.

Кроме того, важной характеристикой современного рынка средств управления жизненным циклом ПО является интеграция этих инструментов между собой и появление наборов средств, исчерпывающих все или почти все задачи, связанные с реализацией проектов по разработке.

В ближайшее время следует ожидать появления нового поколения инструментов, ориентированных, во-первых, на вовлечение в процесс разработки заказчиков, специалистов по сопровождению ПО и конечных пользователей, а во-вторых, на повышение эффективности планирования и управления отделами разработки.

Для написания данной курсовой работы были использованы следующие  литературные источники:

- Рудаков А. В. «Технология разработки программных продуктов». В учебном пособии в систематизированном виде приведены необходимые теоретические сведения построения моделей программных продуктов с использованием как структурного, так и объектно-ориентированного подхода.

- Хорев П. Б. «Объектно-ориентированное программирование». В книге излагаются основные понятия технологии программирования. Большое внимание уделяется программированию для операционной системы Windows. Рассматриваются наиболее часто используемые в разработке программного обеспечения системы программирования.

- Якобсон А. «Унифицированный процесс разработки программного обеспечения». В данной книге описывается унифицированный процесс создания сложных программных систем, включающий в себя как использование средств унифицированного языка моделирования UML — стандартного способа визуализации, конструирования, документирования и пересылки артефактов программных систем, — так и все фазы подготовки и управления этим процессом.

---

Кроме того, использовалась и другая учебная и научная литература.

В курсовой работе были использованы методы анализа, классификации, описания.

Целью данной работы является рассмотрение методов применения средств создания серверного программного обеспечения.

Предмет исследования – средства создания серверного программного обеспечения.

Объект –  IDE – системы, применяемые для создания серверного ПО.

В соответствии с целью работы, необходимо решить ряд задач:

- ознакомиться с классификацией ПО;

- изучить средства создания современного ПО;

- провести сравнительный анализ IDE – систем.

ГЛАВА 1. СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММ

Какими бы «умными» не были электронно-вычислительные машины или персональные компьютеры, но они останутся бесполезным «куском железа», если в них не загружено программное обеспечение. Именно оно заставляет их работать, выполняя определённые действия: производить расчёты, выводить на экран текст, картинки и видео, издавать звуки и проигрывать музыку, а также управлять другими устройствами.

Все действия, которые выполняет компьютер, он выполняет по определённой программе, разработанной для него человеком, а совокупность таких программ для управления электронно-вычислительными средствами и называется программным обеспечением.

По сути дела, программа состоит из шагов, последовательно выполняя которые, ПК производит те, или иные действия, например, принимает от пользователя вводимые с клавиатуры символы и выводит их на экран, заставляет принтер печатать текст на бумажном листе и т. п. [7, c. 119]

Каждый из таких шагов кодируется на специальном машинном языке и называется «командой», а совокупность таких команд - программным кодом.

Впервые, идею того, что любое, наперёд заданное состояние системы может быть достигнуто, последовательным выполнением элементарных команд, переводящим её из одного стабильного состояния в другое, предложил английский математик по имени Алан Тьюринг.

В своём эссе «Computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem (Decision problem)» он создал теоретическую модель, представлявшую собой абстрактную машину (автомат), способную выполнять элементарные действия и, переводившую её из одного фиксированного состояния в другое фиксированное состояние.

В результате автоматом могли выполняться простейшие, рудиментарные операции. Такой автомат, впоследствии, получил в литературе название – «машина Тьюринга». Главная идея заключалась в математическом доказательстве того, что любое, заданное наперёд состояние этого автомата можно достигнуть, выполняя конечный набор определённых команд, из всего фиксированного набора (программы).

---

Сегодня существует огромное количество самых разных программ, предназначенных для выполнения совершенно разных функций: арифметических или инженерных расчётов, рисования, программирования, проигрывания музыки или фильмов и т. п.

Но, в то же время, каждая из них не выполняется сама по себе на персональном компьютере, она запускается, как это принято говорить, под управлением той или иной операционной системы. [2, c. 279]

Возникает резонный вопрос: «Почему же нельзя запустить каждую из программ самостоятельно минуя эту самую операционную систему, если программа – это набор кодов, при помощи которых можно управлять компьютером?»

На самом деле - конечно можно, и такое тоже практикуется, например, в станках с ЧПУ (числовым программным управлением), в автоматах на производстве и т. п., но есть несколько моментов, из-за которых и были разработаны эти самые операционные системы для персональных компьютеров и даже больших ЭВМ.

Дело в том, что когда речь идёт о стандартном автомате – он выполняет набор простых последовательных операций, например, выдвинуть манипулятор, взять заготовку, повернуться, положить заготовку на нужное место. Далее операция повторяется. Все время автомат выполняет одни и те же действия по одной и той же, одной программе.

В случае же с ПК пользователь хочет не только, например, рисовать в загруженной программе, он хочет одновременно с этим слушать музыку, т. е. в один и тот же момент времени работать не с одной, а с несколькими программами одновременно.

Кроме этого, есть ещё один чисто практический момент. Разрабатывая программу для ПК, которая могла бы работать самостоятельно без операционной системы, пришлось бы все функции работы с оборудованием компьютера описывать в одной программе: чтение и запись на диск, ввод-вывод с клавиатуры, работу с монитором и т. д.

В результате – огромные временные затраты, большой размер ПО, зависимость от аппаратной платформы, наличие большого количества ошибок и ещё целый ряд отрицательных моментов.

Операционная система берёт на себя большинство подобных «рутинных» операций, обеспечивая при этом «многозадачность». То есть пользователь может запустить и выполнять на своём персональном компьютере не одну, а сразу несколько программ одновременно. [5, c. 85]

Таким образом, все программное обеспечение можно условно разделить на три вида:

1. Системное ПО;
2. Прикладное ПО;
3. Инструментальное ПО.

Системное ПО – это совокупность программ, которые обеспечивает управление аппаратной частью ПК: процессором, оперативной памятью, устройствами ввода-вывода, графическими системами, сетевыми устройствами и т. д. В частности, к такому ПО относятся:

---

• Операционные системы;
• Драйверы – небольшие по размеру программы, обеспечивающие корректную работу с той или иной частью оборудования (графическими, сетевыми, звуковыми платами, контроллерами и т. п.);
• Дополнительные программы, расширяющие возможности операционной системы.

Основным отличием системного программного обеспечения от других его видов является то, что оно не нацелено на выполнение каких-либо практических или специфических задач. Оно лишь обеспечивает правильную работу других программ, являюсь своеобразной «прослойкой» между оборудованием компьютера с одной стороны и программным кодом пользователя с другой, обеспечивая их корректное взаимодействие.

Прикладное ПО – самый обширный класс. Именно к нему и относится большинство программ, которые используются в повседневной жизни. Браузеры, проигрыватели аудио и видеофайлов, графические и текстовые редакторы, антивирусные пакеты, бухгалтерские и другие программы, выполняющие различные расчёты и вычисления – все это, как и многие программы, разработанные для выполнения конкретных действий, функций и пользовательских задач носит название прикладного программного обеспечения. [6, c. 110]

Инструментальное ПО.

Этот вид программного обеспечения является весьма специфическим ПО. С одной стороны, его также можно было бы отнести и к прикладному виду, но с другой стороны, в силу специфики своего применения и использования, оно выделено в отдельный вид (хотя точнее было бы назвать его подвидом прикладного).

Основной функцией для программ инструментального ПО является предоставление возможности по проектированию, созданию, отладке и сопровождению программного кода, т. е. по сути дела – это различные среды программирования: компиляторы с языков высокого уровня, отладчики, редакторы и пр.

Программирование напрямую в «машинный код» представляет собой определённые трудности для написания программ. Поэтому и было разработано специализированное программное обеспечение, которое переводит более простые для понимания слова программных «языков высокого уровня» в «машинный код». Такие программы получили название компиляторы и интерпретаторы.

Разница состоит в том, что компилятор позволяет получить готовый к выполнению файл, а интерпретатор, файл, который можно запустить на компьютере, только при помощи его самого. Написанный текст программы, содержащий команды на языке высокого уровня, получил название «исходный код».

---

Справедливости ради необходимо заметить, что файлы программ содержат машинный код не в «двоичной», а, как правило, в «шестнадцатеричной» системе исчисления. А специальная системная программа, встроенная в операционную систему – «командный процессор», «переведёт» «шестнадцатеричный» код в «двоичный». Сделано это для того, чтобы сократить размер программных файлов, так как «шестнадцатеричная» форма записи намного компактнее. [7, c. 201]

Распространение любого программного обеспечения сопровождают специальным документом, в котором чётко оговорены все права и обязанности сторон, передающих и использующих это ПО.

По способу использования и распространения все ПО условно делят на:

1. Бесплатно распространяемые программы. Как правило, их можно свободно копировать и распространять абсолютно бесплатно. Распространитель при этом, может взимать плату, но не за само программное обеспечение, а, например, за услуги записи на носитель, канал передачи данных и т. п.;
2. Свободно распространяемое ПО. Как и в случае с «бесплатным» денег за такие программы никто не взимает, но основным отличием от первого, является возможность вносить изменения в программный код и распространять новые версии полученного ПО вместе со своими изменениями. Таким образом, «свободное» ПО распространяется вместе с исходным кодом;
3. Открытое ПО. ПО условиям лицензии в обязательном порядке распространяется с открытым исходным кодом;
4. Закрытое ПО. Является частной собственностью своих авторов и распространяется строго на определённых условиях. Например, это может быть условно-бесплатное распространение. Как правило, распространяется без исходных кодов.

ГЛАВА 2. JAVA КАК ОСНОВНОЙ ЯЗЫК СОЗДАНИЯ

СЕРВЕРНОГО ПО

Java – язык программирования от компании Sun microsystems. Изначально разрабатывался как язык для программирования электронных устройств, но позже стал использоваться для написания серверного ПО.

Программы на Java - кроссплатформенные, то есть способны работать на любых операционных системах. Основы программирования на языке Java Java как язык с поддержкой объектного ориентирования отвечает основным принципам ООП:

- наследование;

- полиморфизм;

- инкапсуляция.

В центре «Джава», как и в других ООЯ, - объект и класс с конструкторами и свойствами. Код на языке программирования Java транслируется в байт-код, затем выполняется на виртуальной машине JVM. Преобразование в байт-код осуществляется на Javac, Jikes, Espresso, GCJ.

---