�ݺ�ߣ

Системное программное обеспечение
Лекция 3

Тема 1. Системное программное обеспечение

План лекции:
 Процесс разработки программы. Трансляция.
Компиляция
 Компилятор языка Free Pascal в среде Lazarus
 Этапы компиляции программ на языке Free Pascal
 Системное программирование в Windows
 Системное программирование в Linux
 Win API и DLL

Этапы разработки программы
 Первый этап?

 Первый этап?
 Подсказка: Аль-Хорезми

 Составление алгоритма решения задачи.
Алгоритм — это описание последовательности
действий, которые необходимо выполнить для
решения поставленной задачи.

 Второй этап?

 Написание текста программы. Текст программы
пишут на каком-либо языке программирования
(Free Pascal) и вводят его в компьютер с помощью
текстового редактора (редактор кода среды
Lazarus).

 Написание текста программы.
 Третий этап?

 Отладка программы. Отладка программы —
это процесс устранения ошибок из текста
программы.

 Отладка программы.
 Четвертый этап?

 Отладка программы.
 Тестирование программы. Тестирование
программы — процесс выявления ошибок в ее
работе.
Процессы отладки и тестирования сопровождаются
неоднократным запуском программы на
выполнение.

 Что необходимо произвести для запуска
программы на исполнение?
?

перевод в двоичный
машинный код

Трансляция
 Процесс перевода текста программы в машинный
код называют трансляцией.

Трансляция
 Процесс перевода текста программы в машинный
код называют трансляцией.
Трансляторы
Интерпретаторы Компиляторы

Интерпретаторы
 трансляторы, которые переводят каждый
оператор программы в машинный код и по мере
перевода операторы выполняются процессором.
 Примеры: реализации языка Basic

Компиляторы
 переводят всю программу целиком, и если этот
перевод прошел без ошибок, то полученный
двоичный код можно запускать на выполнение.
 Примеры: FPC - Free Pascal Compiler
свободно распространяемый компилятор языка
Паскаль с открытыми исходными кодами,
распространяется на условиях GNU General Public
License (GNU GPL).

Режимы компиляции FPC
 TP — режим совместимости с Turbo Pascal
 FPC — собственный диалект
 DELPHI — режим совместимости с Delphi
 OBJFPC — совмещает объектно-ориентированные
возможности Delphi и собственные расширения
языка.
Пример задания режима компиляции:
{$mode objfpc}{$H+}
{$H+} – директива компиляции, определяющая что тип
string будет обработан как AnsiString

Этапы компиляции программы на языке Free
Pascal. 1 этап
 Компилятор анализирует, какие внешние библиотеки
нужно подключить, разбирает текст программы на
составляющие элементы, проверяет синтаксические
ошибки и в случае их отсутствия формирует объектный код
(в Windows — файл с расширением .obj, в Linux — файл с
расширением .o).
 В библиотеках языка Pascal хранится объектный (двоичный) код
стандартных (таких, как sin(x), cos(x) и др.) функций и процедур
языка.
 Получаемый на этом этапе двоичный файл (объектный
код) не включает в себя объектные коды подключаемых
библиотек.

Этапы компиляции программы на языке Free
Pascal. 2 этап
 На втором этапе компоновщик подключает к объектному
коду программы объектные коды библиотек и генерирует
исполняемый код программы. Этот этап называется
компоновкой, или сборкой, программы. Полученный на
этом этапе исполняемый код можно запускать на
выполнение.

Среда Lazarus
 Lazarus это бесплатный инструмент разработки с
открытым кодом.
 IDE Lazarus представляет собой среду с
графическим интерфейсом для быстрой разработки
программ, аналогичную Delphi, и базируется на
оригинальной кроссплатформенной библиотеке
визуальных компонентов LCL (Lazarus Component
Library), совместимых с VCL Delphi.
 Lazarus это стабильная богатая возможностями среда
разработки для создания самостоятельных
графических и консольных приложений.

Официальный сайт Lazarus. Версии

Версии Lazarus в сети колледжа
 lazarus-1.2.6-fpc-2.6.4-win32.exe – версия для
Windows 32 и 64 bit
 LazarusPortable_1.0.8.0_Development_Test_1.paf.e
xe – портируемая версия, проверена для Windows 32
bit

Системное программирование в Windows
 Абстракция от оборудования и низкоуровневых
протоколов вводится в ядра операционных систем в
виде библиотек API (Application Program Interface). Эта
абстракция доступна программисту в виде библиотек
API. Это самый низкий уровень, который доступен для
прикладного программирования.
 Функции и процедуры Windows API, являются
набором программных интерфейсов приложений
доступных в операционных системах Microsoft
Windows. Все Windows-приложения
взаимодействуют с WinAPI вне зависимости от того,
на каком языке они написаны.

Библиотеки над Win API
Библиотеки и среды программирования, частично или
полностью скрывающие от программиста особенности
Windows API, и предоставляющие ту или иную часть его
возможностей в более удобном виде:
Active Template Library (ATL)
Windows Template Library (WTL),
Microsoft Foundation Classes (MFC),
.Net/WinForms/WPF
OWL и VCL.
Кросс-платформенные библиотеки, такие как Qt, Tk

Системное программирование в Linux
 Программирование для UNIX изначально
зарождалось именно как системное. Исторически
системы UNIX не включали значительного количества
высокоуровневых концепций.
 В системном программировании для Linux можно
выделить три основных краеугольных камня:
системные вызовы, библиотеку C и компилятор C.
 API в Linux обеспечивает переносимость
приложений между различными архитектурами Linux.

Классификация WinAPI. 8 категорий
 Основные сервисы (Base Services)
 Дополнительные сервисы (Advanced Services)
 Интерфейс взаимодействия с графическими
устройствами (Graphics Device Interface, или,
сокращенно, GDI)
 Пользовательский интерфейс (User Interface, UI)
 Стандартная библиотека диалогов (Common Dialog
Box Library)
 Стандартная библиотека элементов управления
(Common Control Library)
 Оболочка Windows (Windows Shell)
 Сетевые сервисы (Network Services)

Основные сервисы (Base Services)
 предоставляют доступ к основным ресурсам системы
Windows, таким, как файловые системы, устройства,
процессы и потоки, обработка ошибок. Эти функции
располагаются в файлах kernel32.dll, advapi32.dll.

Дополнительные сервисы (Advanced
Services)
 предоставляют доступ к надстройкам над kernel-
библиотеками, включая такие элементы, как реестр
Windows, перезагрузка и завершение работы
системы, запуск/создание/остановка сервисов
Windows, управление учетными записями
пользователей. Эти функции располагаются в
advapi32.dll.

Интерфейс взаимодействия с графическими
устройствами (Graphics Device Interface)
 предоставляет набор функциональных возможностей
вывода графического содержимого на мониторы,
принтеры и другие устройства вывода. Функции
располагаются в файле gdi32.exe.

Пользовательский интерфейс (User
Interface, UI)
 предоставляет набор функций создания и управления
окнами и наиболее простых элементов управления,
таких, как кнопки и полосы прокрутки; получение
данных с мыши и клавиатуры и прочие функции,
связанные с графическим интерфейсом пользователя
(GUI). Этот модуль расположен в файле user32.dll,
однако, начиная с Windows XP, эти функции
объединены с библиотекой стандартных элементов
управления (Common Control Library) и
располагаются в файле comctl32.dll.

Стандартная библиотека диалогов
(Common Dialog Box Library)
 предоставляет стандартные диалоговые окна для
открытия и сохранения файлов, выбора цвета, шрифта
и т.д. Библиотека располагается в файле comdlg32.dll.
Эту категорию часто объединяют с пользовательским
интерфейсом.

Стандартная библиотека элементов
управления (Common Control Library)
 позволяет приложениям использовать
дополнительные элементы управления операционной
системы Windows, включая такие элементы, как
панели статуса, панели состояния, панели
инструментов и вкладки. Библиотека располагается в
файле comctl32.dll. Эту категорию также часто
объединяют с пользовательским интерфейсом.

Оболочка Windows (Windows Shell)
 является компонентом WinAPI, который
предоставляет доступ к функциям системной
оболочки, также позволяя изменять и улучшать их.
Компонент располагается в файлах shell32.api,
shlwapi.dll.

Сетевые сервисы (Network Services)
 предоставляют доступ к различным сетевым
возможностям операционной системы. Их
подкомпоненты включают NetBIOS, Winsock,
NetDDE, RPC и многие другие.

Win API и DLL
 Все Windows API функции располагаются в файлах
динамических библиотек (*.dll), которые находятся в
системных папках ОС (как правило, папка System32).
 Каждая программа должна самостоятельно заботится
о том, чтобы подключить эти библиотеки. DLL могут
подключаться к программе статически и
динамически.

Win API и DLL
 При статическом подключении программа
«освобождает» DLL только при завершении.

Win API и DLL
 При динамическом подключении освобождение DLL
может произойти в любой момент.
 Если после освобождения DLL оказывается, что её
больше не использует ни одна программа, она
выгружается из памяти.

Win API и DLL
 Стандартные библиотеки используются самой
системой, они всегда находятся в памяти.
 Вопрос: как подключаются стандартные библиотеки?

Win API и DLL
 Т.к. стандартные библиотеки используются самой
системой и всегда находятся в памяти, то
использование динамического подключения
бессмысленно и используется статическое
подключение.

Спасибо за внимание!
Вопросы?

�ݺ�ߣ

лекция 3

Recommended

More Related Content

What's hot (19)

Similar to лекция 3 (20)

лекция 3