Обзор существующих технологий разработки программного обеспечения

Реферат

по предмету “ Основы информационных технологий ”

на тему: “Платформа Microsoft. NET Framework ”

 

Минск 2011

Введение

 

За прошедшие десятилетия было создано множество технологий, призванных облегчить создание архитектуры и реализацию исходного кода приложений. Многие технологии предусматривают абстрагирование, которое позволяет разработчикам сосредоточиться на решении предметных задач, меньше думая об особенностях аппаратного обеспечения и операционных систем.

Целью данной работы является дать краткое описание платформы Microsoft. NETF ramework, ее структуры и принципов работы, показать ее преимущества и недостатки перед другими существующими технологиями, а также последние нововведения в платформу и перспективы ее развития.

Платформа NETF ramework ставит своей целью предоставить разработчикам возможность создавать код на любом языке по собственному выбору. При этом платформа обеспечивает максимальную интеграцию всех компонентов, даже если они были написаны на разных языках.

Единая модель программирования, API-интерфейс и язык программирования – большой шаг вперед в области технологий абстрагирования и огромная помощь разработчикам в их работе. Все функции NETF ramework направлены на то, чтобы оставить в прошлом проблемы интеграции, что значительно упростило тестирование, развертывание, администрирование, управление версиями, повторное использование и переориентацию кода на выполнение других задач.

Архитектура и принцип работы платформы NET Framework

Компиляция исходного кода

платформа net framework работа

При работе с платформой.NETможно создавать файлы с исходным кодом на любом языке, поддерживающем CLR. Затем соответствующий компилятор проверяет и анализирует исходный код. Независимо от компилятора результатом его работы является управляемый модуль (managedmodule) – стандартный переносимый исполняемый (portableexecutable, РЕ) файл 32-разрядной (РЕ32) или 64-разрядной Windows (PE32+), который требует для своего выполнения исполняемую среду CLR.

В прошлом почти все компиляторы генерировали код для конкретных процессорных архитектур, таких как x86, IA64, Alpha или PowerPC. Все CLR-совместимые компиляторы вместо этого генерируют IL-код. IL-код иногда называют управляемым (managedcode), потому что CLR управляет его жизненным циклом и выполнением.

Каждый компилятор, предназначенный для CLR, кроме генерации IL-кода, также должен создавать полные метаданные (metadata) для каждого управляемого модуля. Коротко говоря, метаданные – это просто набор таблиц данных, описывающих то, что определено в модуле, например типы и их члены. Метаданные служат многим целям:

- Они устраняют необходимость в заголовочных и библиотечных файлах прикомпиляции, так как все сведения о типах/членах, на которые есть ссылки, содержатся в файле с IL-кодом, в котором они реализованы. Компиляторы могут читать метаданные прямо из управляемых модулей.

- В процессе верификации кода CLR использует метаданные, чтобы убедиться, что код совершает только «безопасные» операции.

- Метаданные позволяют сериализовать поля объекта в блок памяти на удаленной машине и затем десериализовать, восстановив объект и его состояние на этой машине.

- Метаданные позволяют сборщику мусора отслеживать жизненный цикл объектов. Используя метаданные, сборщик мусора определяет тип объектов и узнает, какие поля в них ссылаются на другие объекты.

Метаданные расширяют возможности таких старых технологий, как библиотеки типов и файлы языка описания интерфейсов (Interface Definition Language, IDL). Важно заметить, что метаданные CLR гораздо полнее. И в отличие от библиотек типов и IDL они всегда связаны с файлом, содержащим IL-код. Фактически метаданные всегда встроены в тот же ЕХЕ/DLL, что и код, так что их нельзя разделить. Так как компилятор генерирует метаданные и код одновременно и привязывает их к конечному управляемому модулю, рассинхронизация метаданных и описываемого ими IL-кода исключена.

После компиляции набор управляемых модулей объединяется в сборку. Сборка – это логическая группировка одного или нескольких управляемых модулей или файлов ресурсов. Это самая маленькая единица с точки зрения повторного использования, безопасности и управления версиями. Сборка может состоять из одного или нескольких файлов – все зависит от выбранных средств и компиляторов [1].

 

IL-код и верификация

 

IL ориентирован на работу со стеком, то есть все его команды помещают операнды в стек исполнения и извлекают результаты из стека. Поскольку в IL нет команд работы с регистрами, это упрощает работу разработчикам компиляторов для CLR: не нужно думать об управлении регистрами, да и команд в IL меньше (за счет отсутствия тех же команд работы с регистрами).

Команды IL не связаны и с типами. Например, IL-команда add складывает два последних операнда, помещенных в стек; нет отдельных 32- и 64-разрядной версий команды. При выполнении add определяет типы операндов в стеке и делает, что требуется.

Главное достоинство IL не в том, что он позволяет абстрагироваться от конкретного типа процессора, а в надежности и безопасности приложений. При компиляции IL в машинный код CLR выполняет верификацию, в процессе которой проверяется, все ли «безопасно» делает высокоуровневый IL-код: например, нужное ли число параметров передается методу и корректны ли их типы, правильно ли используются возвращаемые методами значения, имеют ли все методы операторы возврата и т.д. Все необходимые для верификации сведения о методах и типах есть в метаданных управляемого модуля.

В Windows у каждого процесса собственное виртуальное адресное пространство. Отдельные адресные пространства нужны потому, что нельзя полностью доверять коду приложения. Весьма вероятно, что приложение будет считывать или записывать данные по недопустимому адресу. Размещение каждого процесса Windows в отдельное адресное пространство позволяет добиться надежности: процесс не может нарушить работу других.

Между тем, верифицировав управляемый код, можно быть уверенным, что он не обратится некорректно к памяти и не повлияет на код другого приложения. Это значит, что можно выполнять несколько управляемых приложений в едином виртуальном адресном пространстве Windows.

Поскольку процессы в Windows требуют массу ресурсов ОС, наличие множества процессов отрицательно сказывается на производительности и ограничивает доступные ресурсы. Уменьшение количества процессов за счет запуска нескольких приложений в одном процессе ОС увеличивает производительность и снижает потребности в ресурсах, но никак не в ущерб надежности. Это еще одно преимущество управляемого кода перед неуправляемым.

CLR предоставляет возможность выполнения множества управляемых приложений в одном процессе ОС. Каждое управляемое приложение связано с доменом приложения (AppDomain). По умолчанию каждый управляемый ЕХЕ-модуль работает в собственном, отдельном адресном пространстве, где есть только один домен приложения. Однако процесс, являющийся хостом CLR (например, InternetInformationServices (IIS) или Microsoft SQL Server 2005), может выполнять домены приложений в одном процессе ОС[1].

 

Заключение

 

В работе было изложено описание архитектуры, структуры и принципов работы платформы Microsoft NET Framowork. Были рассмотрены преимущества и недостатки данной платформы в сравнении с другими уже существующими решениями. Можно сделать вывод, что платформа Microsoft NET Framework в свое время явилась большим достижением в области разработки программного обеспечения, предоставляя уникальные инновационные возможности.

Также необходимо отметить, что с момента выпуска первой версии платформы NET Framework 1.0 она претерпела некоторые изменения и много дополнений, которые также призваны повысить эффективность разработки. Компания Microsoft продолжит развитие своей платформы и в будущем.

Таким образом, платформа Microsoft NET Framework является прекрасной универсальной платформой для разработки многочисленных типов программных средств, начиная от простых настольных программ, заканчивая сложными корпоративными системами и серверами.

Реферат

по предмету “ Основы информационных технологий ”

на тему: “Платформа Microsoft. NET Framework ”

 

Минск 2011

Введение

 

За прошедшие десятилетия было создано множество технологий, призванных облегчить создание архитектуры и реализацию исходного кода приложений. Многие технологии предусматривают абстрагирование, которое позволяет разработчикам сосредоточиться на решении предметных задач, меньше думая об особенностях аппаратного обеспечения и операционных систем.

Целью данной работы является дать краткое описание платформы Microsoft. NETF ramework, ее структуры и принципов работы, показать ее преимущества и недостатки перед другими существующими технологиями, а также последние нововведения в платформу и перспективы ее развития.

Платформа NETF ramework ставит своей целью предоставить разработчикам возможность создавать код на любом языке по собственному выбору. При этом платформа обеспечивает максимальную интеграцию всех компонентов, даже если они были написаны на разных языках.

Единая модель программирования, API-интерфейс и язык программирования – большой шаг вперед в области технологий абстрагирования и огромная помощь разработчикам в их работе. Все функции NETF ramework направлены на то, чтобы оставить в прошлом проблемы интеграции, что значительно упростило тестирование, развертывание, администрирование, управление версиями, повторное использование и переориентацию кода на выполнение других задач.

Обзор существующих технологий разработки программного обеспечения

 

Обзор платформы Microsoft NETF rameworkследует начать с обзора уже существующих альтернативных технологий, призванных облегчить создание архитектуры и реализацию исходного кода приложений. Некоторые примеры таких технологий:

Microsoft Foundation Class (MFC) – уровень абстрагирования, служащий в языке C++ для программирования графического пользовательского интерфейса для операционных систем Windows. Используя MFC, разработчики могут больше внимания уделить самой программе и меньше заниматься циклами обработки сообщений, оконными процедурами, классами окон и т. п. [1].

Java и J 2 EE – полностью объектно-ориентированный, межплатформенный язык программирования и платформа на его основе для создания приложений уровня предприятия. Программы на Java транслируются в байт-код, выполняемый виртуальной машиной Java (JVM) – программой, обрабатывающей байтовый код и передающей инструкции оборудованию как интерпретатор, но с тем отличием, что байтовый код, в отличие от текста, обрабатывается значительно быстрее[2].

ActiveServerPages (ASP) – служит для абстрагирования при создании активных и динамических Web-сайтов с использованием VisualBasicScript или JScript. Эта технология позволила разработчикам абстрагироваться от особенностей сетевых взаимодействий и больше внимания уделять содержанию Web-страниц.

ActiveTemplateLibrary (ATL) – уровень абстрагирования, облегчающий создание компонентов, которые доступны для использования специалистами, работающими с различными языками программирования.

Все эти технологии абстрагирования создавались, чтобы разработчики могли забыть о технических деталях и сосредоточиться на конкретных вещах, будь то приложения с графическим пользовательским интерфейсом, Web-приложения или компоненты. Несмотря на то, что эти технологии значительно облегчали работу, они требовали от программиста осваивать массу материала. Также различные технологии разрабатывались без расчета на совместное использование, и разработчики сталкивались с необходимостью решать непростые проблемы интеграции[1].

В отличие от вышеописанных технологий, платформа NETF ramework ставит своей целью предоставить разработчикам возможность создавать код на любом языке по собственному выбору. При этом платформа обеспечивает максимальную интеграцию всех компонентов, даже если они были написаны на разных языках.

Все функции NETF ramework направлены на то, чтобы оставить в прошлом проблемы интеграции, что значительно упростило тестирование, развертывание, администрирование, управление версиями, повторное использование и переориентацию кода на выполнение других задач[3].