Инструментальные среды программирования

Инструментальные среды программирования обычно содержат текстовый редактор, компилятор, отладчик и средства подсказки. Кроме того, в них могут быть включены и другие инструменты, позволяющие выполнять статический и динамический анализ программ. Эти инструменты взаимодействуют между собой через обычные файлы с помощью стандартных возможностей файловой системы. Различают среды общего назначения и языково-ориентированные среды.

• Среды общего назначения содержат набор программных инструментов (например, текстовый редактор, редактор связей и т. п.), позволяющих выполнять разработку программ на разных языках программирования. Для программирования на конкретном языке программирования требуются дополнительные инструменты, ориентированные на этот язык.
• Языково-ориентированные среды предназначены для поддержки разработки программ на каком-либо одном языке программирования, причем построение такой среды базируется на знаниях об этом языке.

Инструментальная среда не обязательно должна функционировать на том компьютере, на котором должен будет применяться разрабатываемый с ее помощью программный продукт.

Особенности инструментальных сред программирования:

• поддерживают различные методологии;
• применяются в различных технологиях;
• применяются командами, работающими над различными проектами;
• используются для разработки разнообразных приложений;
• разрабатываются одной компанией. Возможность интеграции инструментов других компаний отсутствует.

Примеры инструментальных сред:

• Visual Studio (компании Microsoft
• Forte for Solaris Developer Tools (компании Sun Microsystems Inc.));
• Delphi Suite (компании Borland International

5.5.2. Средства автоматизации разработки программ (CASE-средства)

Средства автоматизации разработки программ - инструментарий для системных аналитиков, разработчиков и программистов, позволяющий автоматизировать процесс проектирования и разработки программного обеспечения. Первоначально под CASE-средствами понимались средства, применяемые на ранних процессах жизненного цикла." В первую очередь - на наиболее трудоемких процессах анализа и проектирования. Международный стандарт [ISO/IEC 14102:1995] определяет CASE-средства более широко - как программное средство, поддерживающее процессы жизненного цикла программного обеспечения. CASE-средства характеризуются наличием мощных средств визуального моделирования.

Особенности средств автоматизации разработки программ:

• поддерживают единственную методологию;
• ориентируются на определенную технологию;
• предназначаются для команд, работающих над единственным проектом (так сложилось исторически);
• используются для разработки информационных систем;
• разрабатываются одной компанией. Возможность интеграции инструментов других компаний отсутствует.

Примеры CASE-средств:

• Oracle Designer (компании Oracle ();
• ERwin (компании Computer Associates International, Inc. (http://www.cai.com/));
• Rational Rose (компании Rational Software Corporation (http://www.rational.com/)).

Интегрированные среды

Интегрированная среда - совокупность программных инструментов, поддерживающая все процессы жизненного цикла программного обеспечения в рамках определенной технологии. Компонентами интегрированных сред являются:

• инструменты управления процессами;
• инструменты управления проектом;
• инструменты конфигурационного управления;
• инструменты верификации;
• инструменты поддержки разработки документации.

Выделяют три уровня интеграции инструментов в интегрированных средах.

• Уровень 1. Интеграция инструментов очень слабая. Как правило, обмен информацией между ними происходит через интерфейсы экспорта и импорта.
• Уровень 2. Интеграция инструментов одной компании осуществляется на основе единого репозитория. Интеграция инструментов других компаний с первыми инструментами происходит по образцу уровня 1.
• Уровень 3. Интеграция всех инструментов осуществляется с помощью общего репозитория. При этом любой инструмент любой компании может осуществлять взаимодействие через службы взаимодействия с репозиторием.

Особенности интегрированных сред:

• поддерживают различные методологии;
• определяют технологию разработки;
• применяются командами, работающими вместе над несколькими проектами;
• как правило, используются для разработки научных и инженерных приложений;
• разрабатываются одной компанией, но имеется возможность интеграции инструментов других компаний.

Примеры интегрированных сред:

• WebSphere Studio WorkBench (компании IBM));
• CohesionWorX (компании Digital Equipment Corp.);
• SorfBench (компании Hewlett-Packard (http://www.hp.com/)).

Об аппаратной платформе интегрированных сред
Обратим внимание, что интегрированные среды практически отсутствуют на персональных компьютерах. Это можно объяснить сильным монополизмом компаний разработчиков инструментария на рынке персональных компьютеров и их нежеланием предоставлять возможность интеграции инструментов других компаний.

Репозитории проекта

Репозитории - хранилище информации, связанной с проектом разработки программного продукта в течение всего его жизненного цикла. В современных инструментальных системах репозитории приобретают роль фундамента всей информационной среды. Важно, чтобы репозитории помогали работе инструментальных систем.

Филипп Бернштейн (Philipp Bernstein) определяет репозитории как разделяемую базу данных с информацией об артефактах проектирования, требующую некоторых дополнительных функций управления помимо предоставляемых обычными системами баз данных.

Большинство технологических подходов к разработке программного обеспечения предполагает работу с тремя основными типами информации - модельными спецификациями, интерфейсом прикладного программиста и окружением проекта. Выделим три уровня репозиториев, соответствующих этим типам.

• Модельный.
• Программного интерфейса.
• Окружения.

Уровень моделирования достаточно хорошо может быть описан универсальным языком UML. Данный язык является абстрактным, не привязанным к конкретной модели. Язык дает возможность описать зависимости элементов, иерархию, взаимосвязи, свойства и т. п.

Уровень программного интерфейса разумно описывать с помощью языка определения интерфейсов IDL, обеспечивающего независимость спецификации интерфейсов от их реализации. Уровень играет не только роль промежуточного слоя, также его средства поддерживают распределенное программирование (в том числе в Интернете).

Репозитории окружения программного проекта предназначен для хранения информации, разделяемой компонентами и подкомпонентами систем программирования в процессе их работы. Приведем ниже основные группы и подгруппы полезной информации.

• Языково-независимая группа.
• Информация для отладчика.
• Информация для просмотрщика исходных текстов.
• Языково-зависимая группа (например, для языка C++).
• Информация для шаблонов.
• Коды встроенных функций.
• Виртуальные функции.
• Группа контроля репозитория.
• Контроль информации о версиях.
• Контроль отношения к проекту.
• Тип параллельной обработки.
• Тип управления репозиторием.
• Проверка цифровой подписи.

Основными достоинствами применения репозиториев окружения являются:

• эффективность работы с информацией;
• использование информации для целей оптимизации;
• распределенность (из которой следуют доступность, параллелизм и специализация);
• модульность, включающая независимость от конкретных инструментов (например, компиляторов);
• возможность работы с репозиторием как в архитектуре "клиент-сервер", так и в "связанном" с инструментом режиме.

Статистика отмечает, что около 80% программного обеспечения создается по уже имеющемуся. Следовательно, необходимо иметь инфраструктуру (электронную библиотеку), которая будет поддерживать архивы и достаточно интеллектуальный поиск нужных прототипов и фрагментов. Фактически, мы на более высоком уровне обращаемся к парадигме сборочного программирования, которая характеризуется стремлением к выделению независимой единицы программистского знания (модульной абстракции). Одним из наиболее известных репозиториев является Microsoft Repository (компании Microsoft (http://www.microsoft.com/)).