🗊Презентация Язык программирования VB.NET

Язык программирования VB.NET лекция 1 Платформа .NET Framework Вид обучения-Бакалавр 2 курс, 4 семестр

Интегрированная среда разработки приложений - IDE Интегрированная среда (integrated development environment - IDE) - набор инструментов для разработки и отладки программ, имеющий общую интерактивную графическую оболочку, поддерживающую выполнение всех основных функций жизненного цикла разработки программы - набор и редактирование исходного текста (кода), компиляцию (сборку), исполнение, отладку, профилирование и др.

История интегрированных сред Турбо-среды (Turbo Pascal, Turbo C, Turbo C++, Delphi и др.) фирмы Borland GNU Emacs [2] - многоязыковая и многоплатформная интегрированная среда разработки, реализованная для MS DOS, затем для Windows, OpenVMS и для Linux. интегрированная среда для разработки программ на объектно-ориентированном языке Smalltalk фирмы Xeror PARC, в которой впервые появилось понятие байт-кода и понятие just-in-time компилятора.

Основные возможности IDE Единая интерактивная оболочка, обеспечивающая вызов всех других компонент, не выходя из среды, с широким использованием функциональных клавиш; Текстовый редактор для набора и редактирования исходных текстов программ; Система поддержки сборки (build); Отладчик (debugger) для отладки программ в среде с помощью типичного набора команд; Современные текстовые редакторы в интегрированных средах обеспечивают также режим автоматического завершения кода (code completion).

Новые компоненты IDE Профилировщик (profiler) Рефакторинг (refactoring) Генератор тестов (unit test generator) Система управления версиями исходных кодов (source code control system) Инструменты поддержки командной разработки программ (teamwork) - этапов жизненного цикла программы Инструменты анализа кода (code analysis) Инструменты визуализации сгенерированного бинарного кода - методов, переменных, их имен и т.д.

Продолжение Инструменты "запутывания" кода (obfuscation), Поддержка создания различных видов программных проектов (projects) и решений (solutions) на основе типовых шаблонов кода (code patterns); механизм разработки расширений (plug-ins, add-ins, add-ons). Поддержка моделирования структуры программ на языке моделирования UML (Unified Modeling Language).

Microsoft .NET Framework Разработка платформы .NET началась в 1998 году. Изначально ей дали рабочее название Project 42, которое затем было изменено на COM Object Runtime (сокращенно, COR). Видимо, аббревиатура COR использовалась достаточно длительное время, так как ее до сих пор можно найти в названиях dll-файлов и именах библиотечных функций. Потом платформа сменила еще несколько названий: Lightning, COM+ 2.0, Next Generation Web Services и, в конце концов, стала называться .NET Framework. Спецификация основной части платформы .NET стандартизована ассоциацией ECMA (European Computer Manufacturers Association). Это означает, что корпорация Microsoft приветствует независимые реализации платформы.

Платформа .NET Framework .NET - платформа надежного и безопасного многоязыкового программирования. Она основана на единой для всех языков инфраструктуре (CLI), общей системе типов (CTS), общей системе поддержки выполнения (CLR). метаинструменты - программы, для которых другие программы выступают в роли данных. Совокупность средств, с помощью которых программы пишутся, корректируются, преобразуются в машинные коды, отлаживаются и запускаются, называют средой разработки или оболочкой. 

Архитектура .NET Framework В основе .NET лежит единая объектно-ориентированная модель классов

Пространство имен В основе .NET лежит единая объектно-ориентированная модель классов, в которой все классы унаследованы от базового класса Object. Классы разбиты на пространства имен для избежания накладок при совпадении имен. Основные сервисы .NET сосредоточены в пространстве имен System (например, там находится упоминавшийся выше класс Object ). Пространства имен имеют много уровней вложенности ( System.WinForms или System.Web.UI.WebControls ).

Разработка метаинструментов Мы будем называть метаинструментами программы, для которых другие программы выступают в роли данных. Метаинструменты используются для разработки, тестирования, анализа и преобразования программ. Это могут быть компиляторы, средства быстрой разработки приложений (RAD), оптимизаторы, отладчики, верификаторы, профайлеры и т.п.

.NET Framework включает в себя: Общеязыковую объектно-ориентированную среду выполнения CLR (Common Language Runtime), совместно используемую этими языками для создания приложений. Библиотеку классов под общим именем FCL (Framework Class Library), включающую ADO.NET, ASP.NET, Windows Forms, Windows Presentation Foundation (WPF) и Windows Workflow Foundation (WF). Языки программирования С# и Visual Basic, F#, Managed C++ , JScript .NET

Общая схема архитектуры .NET

Common Language Runtime Common Language Runtime (сокращенно CLR) можно назвать "двигателем" платформы .NET. Его задача - обеспечить выполнение приложений .NET, которые, как правило, закодированы на языке CIL, рассчитаны на автоматическое управление памятью и вообще требуют гораздо больше заботы, чем обычные приложения Windows. Поэтому CLR занимается управлением памятью, компиляцией и выполнением кода, работой с потоками управления, обеспечением безопасности и т.п.

.NET Framework Class Library FCL включает в себя Common Language Specification (CLS – общая языковая спецификация), которая устанавливает: основные правила языковой интеграции. Спецификация CLS определяет минимальные требования, предъявляемые к языку платформы .NET. Компиляторы, удовлетворяющие этой спецификации, создают объекты, способные взаимодействовать друг с другом. Поэтому любой язык, соответствующий требованиям CLS, может использовать все возможности библиотеки FCL. Библиотека разбита на несколько модулей таким образом, что имеется возможность использовать ту или иную ее часть в зависимости от требуемых результатов. Часть FCL посвящена описанию базисных типов. Тип — это способ представления данных; определение наиболее фундаментальных из них облегчает совместное использование языков программирования с помощью .NET Framework. Все вместе это называетсяCommon Type System (CTS — единая система типов).

Разновидности типов в CTS Типы-значения - размещаются в стеке виртуальной машины .NET; (int, double, unsigned int, native int, структуры), Типы-ссылки – размещаются в куче. Управляемый указатель в .NET содержит ссылку на тип объекта (на метаданные), благодаря чему тип и атрибуты любого объекта можно проверить во время выполнения. Неуправляемый указатель (unmanaged pointers) - обычные адреса без явного хранения типа содержащейся в памяти по этим адресам информации.

Понятие сборки Сборка представляет собой набор файлов, модулей и дополнительной информации, которые должны обеспечить простую установку приложения и последующую работу. Таким образом, можно говорить и о том, что повторное использование приложений может быть реализовано с помощью интеграции различных сборок.

Схема компиляции .NET-приложения

Спецификация CLI Общая система типов (Common Type System, сокращенно CTS) Виртуальная система исполнения (Virtual Execution System, сокращенно VES) Система метаданных (Metadata System) - предназначена для описания типов. Общий промежуточный язык (Common Intermediate Language, сокращенно CIL) - независимый от платформы объектно-ориентированный байт-код Общая спецификация языков (Common Language Specification, сокращенно CLS) - соглашение между разработчиками языков программирования и разработчиками библиотек классов, в котором определено подмножество CTS и набор правил.

JIT-компиляция Ключевой особенностью выполнения программ в среде .NET является JIT-компиляция. Аббревиатура JIT расшифровывается как Just-In-Time, и термин JIT-компиляция можно перевести как компиляция программ "на лету". JIT-компиляция заключается в том, что CIL-код, находящийся в запускаемой сборке, тут же компилируется в машинный код, на который затем передается управление. Такая схема выполнения программ в среднем является более эффективной, чем интерпретация инструкций CIL, так как потеря времени на предварительную компиляцию CIL-кода с лихвой компенсируется высокой скоростью работы откомпилированного кода. В .NET реализованы два JIT-компилятора: один компилирует сборку непосредственно перед ее выполнением, а другой позволяет откомпилировать ее заранее и поместить в так называемый кэш откомпилированных сборок. JIT-компилятор первого типа вызывается автоматически при запуске программы, а JIT-компилятор второго типа реализован в виде служебной программы ngen, которая входит в состав .NET Framework SDK.

Сборка мусора Преждевременное освобождение памяти (premature free). -Это случается, если мы пытаемся использовать объект, память для которого была уже освобождена. Указатели на такие объекты называются висящими (dangling pointers), а обращение по этим указателям дает непредсказуемый результат. Двойное освобождение (double free). -Иногда бывает важно не перестараться и не освободить ненужный объект дважды. Утечки памяти (memory leaks)- Когда мы постоянно выделяем новые блоки памяти, но забываем освобождать блоки, ставшие ненужными, память в конце концов заканчивается. Фрагментация адресного пространства (external fragmentation).

Достоинства платформы .NET Безопасные типы и общее повышение безопасности приложений Единая модель обработки ошибок Межъязыковое взаимодействие (language interoperability) Единая среда разработки, позволяющая проводить межязыковую отладку Расширенные возможности повторного использования кода

Недостатки платформы .NET Существенное замедление выполнения программ; при создании платформы, основной упор был сделан на С++/Java-подобные языки; наблюдается и движение с противоположной стороны: уже сегодня стандарты некоторых языков программирования претерпевают значительные изменения для того, чтобы эти языки могли быть поддержаны в .NET.

ASP.NET-технология разработки WEB-приложений. AJAX – технология программирования клиентской стороны (Asynchronus JavaScript and XML), позволяет странице связываться с сервером и обновлять содержимое без полной обратной отправки. Компонент ASP.NET MVC (Model-View-Controller), отделяет бизнес-логику от пользовательского интерфейса. ASP.NET Dynamic Data- вспомогательная платформа, позволяющая быстро создавать управляемые данными приложения. Технология Silverlight- позволяет разным браузерам в разных ОС выполнять код .NET