Основные возможности современных интегрированных сред
Суммируем теперь основные возможности интегрированных сред разработки программ. Для каждой из них характерно наличие следующих компонент:
· 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. В недавнем прошлом в отечественной традиции использовался именно термин исходный текст, впоследствии стал использоваться термин исходный код (source code);
· Система поддержки сборки (build), то есть компиляции проектов из исходных кодов, включающая компилятор с исходного реализуемого языка и компоновщик (linker) объектных бинарных кодов в единый исполняемый код (загрузочный модуль); компоновщик используется либо штатный, входящий в состав операционной системы, либо специфичный для данной среды;
· Отладчик (debugger) для отладки программ в среде с помощью типичного набора команд: установить контрольную точку остановки; остановиться в заданной процедуры (методе); визуализировать значения переменных (или, на более низком уровне, регистров и областей памяти).
Современные текстовые редакторы в интегрированных средах обеспечивают также режим автоматического завершения кода (code completion), который в них включен по умолчанию и в котором редактор среды подсказывает разработчику кода возможные и синтаксически правильные его продолжения - например, отсутствие закрывающей скобки, отсутствие точки с запятой; возможные варианты имен методов при вызове метода от объекта какого-либо определенного класса, и т.д.
В современных версиях интегрированных сред появились также следующие возможности (компоненты):
· Профилировщик (profiler) - инструмент для накопления и анализа статистических данных, полученных в результате исполнения программы под управлением интегрированной среды: число вызовов процедур (методов), объем памяти, используемой при выполнении программы, и т.д.
· Рефакторинг (refactoring) [4] - инструментарий систематических групповых модификаций программ в среде, без принципиальных изменений их функциональности, с целью улучшения кода. К типичным подобным действиям относится, например, изменение имени метода в его определении и во всех использованиях, добавление его аргумента, добавление try/catch - блока для обработки ранее не учтенного исключения и т.п.
· Генератор тестов (unit test generator) - инструмент для генерации типовых тестов для тестирования модулей (units) - методов или процедур - с различными возможными сочетаниями значений аргументов; типичные примеры - инструмент JUnit в интегрированных Java-средах и аналогичный инструмент NUnit в среде Visual Studio
· Система управления версиями исходных кодов (source code control system) или инструмент интеграции среды с одной из существующих версионных систем (CVS, RCS, Mercurial, Visual SourceSafe и др.) - поддержка управления версиями файлов исходных кодов проектов в среде при сопровождении программ
· Инструменты поддержки командной разработки программ (teamwork) - этапов жизненного цикла программы (требования и спецификации, проектирование, реализация, тестирование), распределения заданий по разработке среди участников команды программистов, контроля выполнения заданий менеджером проекта. В среде Visual Studio такая компонента называлась сначала Team Foundation Server (TFS), а, начиная с версии Visual Studio 2013, она реализована в виде облачного интерфейса и получила название Visual Studio Online.
· Инструменты анализа кода (code analysis) - его семантической корректности: отсутствие некоторых видов ошибок, обнаруживаемых обычно при исполнении, например, недостиживые условия; отсутствие необходимых проверок и полномочий безопасности и др. Подробнее об этих особенно важных для меня, в силу моих профессиональных интересов, возможностях рассказано ниже, в "Visual Studio 2013 и ее возможности для надежных и безопасных вычислений (trustworthy computing)" . Эти возможности соответствуют духу и принципам надежных и безопасных вычислений (trustworthy computing), сформулированным в 2002 г. корпорацией Microsoft и последовательно воплощаемым этой фирмой в жизнь. Также в современные среды встраиваются инструменты анализа кода в терминах метрик (metrics), характеризующих его сложность, - например, цикломатическое число графа потоков управления в программе, степень сцепления (взаимосвязанности) классов и т.д.
· Инструменты визуализации сгенерированного бинарного кода - методов, переменных, их имен и т.д. Например, в среде Visual Studio для этой цели имеется утилита ildasm (IL disassembler), позволяющая визуализировать единый промежуточный (бинарный) код платформы .NET - Common Intermediate Language - CIL, сгенерированный одним из компиляторов среды
· Инструменты "запутывания" кода (obfuscation), выполняющие именно с этой целью замену имен элементов кода - классов, методов, полей и т.д. на непонятные, "случайные", "запутанные" имена, с целью затруднения изучения декомпилированного бинарного кода, для защиты от "взлома" кода злоумышленниками, которые хотят несанкционированным образом присвоить себе новые идеи, содержащиеся в коде, либо изучить его со злонамеренными целями организации атак. Например, в среде Visual Studio имеется "штатный" обфускатор - DotFuscator.
· 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). При современной разработке программ подчас требуется создавать очень сильно отличающиеся друг от друга разновидности приложений и инструментов - консольные (простейшие) приложения, Web-приложения и Web-сервисы, мобильные приложения, облачные приложения и др. Для каждой из этих разновидностей требуется разработка специфической структуры файлов исходного кода, а также конфигурационных файлов (configuration files), специфицирующих, например, полномочия безопасности кода, Web-конфигурации и др. Современные интегрированные среды автоматизируют создание различного рода проектов, предоставляя шаблоны исходного кода и генерируя автоматически необходимые для проекта конфигурационные файлы. Трудно представить в настоящее время программирование без использования готовых шаблонов кода, которое неизбежно будет чревато ошибками, - например, очень легко забыть вручную создать тот или иной файл, неотъемлемую часть проекта, либо упустить из вида какой-либо важный фрагмент кода (например, инициировать асинхронный вызов, но не предусмотреть парный к нему вызов, его завершающий). Поэтому поддержка интегрированными средами различных видов проектов особенно важна. Кроме того, набор возможных видов проектов в современных интегрированных средах является расширяемым, т.е. разработчик может ввести в среду при необходимости новый вид проекта. Например, при реализации нашего инструмента аспектно-ориентированного программирования Aspect.NET как расширения интегрированной среды Visual Studio мы ввели новый вид проекта - аспект (aspect) с соответствующим шаблоном кода
· Поддержка моделирования структуры программ на языке моделирования UML (Unified Modeling Language) [5]. Современная версия языка UML (2.x) обеспечивает построение моделей различного рода программ и соответствующих этим моделям диаграмм. Кроме того, UML поддерживает разработку моделей деятельности при разработке программ и взаимодействия разработчиков между собой (activity diagrams). Современные интегрированные среды поддерживают испрользование языка UML в двух напрвлениях: генерация модели и соответствующей диаграммы по исходному коду и, наоборот,генерация (шаблона) исходного кода по разработанной модели.