Средства визуального программирования и проектирования программ. Визуальное программирование или не много теории о Visual Basic. Вопросы для самопроверки

Использование методовавтоматического проектирования ивизуального моделирования позволяет значительно улучшить качество, сократить стоимость и время разработки ИС. В настоящее время эти методы включают в себя:

компонентную технологию разработки моделей ИС,

визуальное программирование (RAD средстваRAD (от англ.rapidapplicationdevelopment -- быстрая разработка приложений) -- концепция создания средств разработки программных продуктов, уделяющая особое внимание быстроте и удобству программирования, созданию технологического процесса, позволяющего программисту максимально быстро создавать компьютерные программы.),

использование образцов (patterns) при проектировании ИС,

визуальное представление различных аспектов проекта (визуальное моделирование, CASE - средства)

Визуальные модели широко используются в существующих технологиях управления проектированием систем, сложность, масштабы и функциональность которых постоянно возрастают. В практике эксплуатации ИС постоянно приходится решать такие задачи как: физическое перераспределение вычислений и данных, обеспечение параллелизма вычислений, репликация БД, обеспечение безопасности доступа к ИС, оптимизация балансировки нагрузки ИС, устойчивость к сбоям и т.п.

Построение модели корпоративной ИС до ее программной разработки или до начала проведения архитектурной реконструкции и симуляция ее деятельности столь же необходимо, как наличие проектных чертежей перед строительством большого здания. Хорошие модели ИС позволяют наладить плодотворное взаимодействие между заказчиками, пользователями и командой разработчиков. Визуальные модели обеспечивают ясность представления выбранных архитектурных решений и позволяют понять разрабатываемую систему во всей ее полноте. Сложность разрабатываемых систем продолжает увеличиваться, и поэтому возрастает актуальность использования "хороших" методов моделирования ИС. Язык моделирования, как правило, включает в себя:

элементы модели - фундаментальные концепции моделирования и их семантику;

нотацию - визуальное предоставление элементов моделирования;

принципы использования - правила применения элементов в рамках построения тех или иных типов моделей ИС.

Отдельно следует остановиться на технологии RAD. Технология RAD предусматривает активное привлечение заказчика уже на ранних стадиях - обследование организации, выработка требований к системе. Последнее из указанных свойств подразумевает полное выполнение требований заказчика как функциональных, так и нефункциональных, с учетом их возможных изменений в период разработки системы, а также получение качественной документации, обеспечивающей удобство эксплуатации и сопровождения системы. Это означает, что дополнительные затраты на сопровождение сразу после поставки будут значительно меньше. Таким образом, полное время от начала разработки до получения приемлемого продукта при использовании этого метода значительно сокращается.

Технологию RAD целесообразно применять, когда четко определены некоторые приоритетные направления разработки проекта.

Необходимо выполнение проекта в сжатые сроки. Быстрое выполнение проекта позволяет создать систему, отвечающую требованиям сегодняшнего дня. Если система проектируется долго, то весьма высока вероятность, что за это время существенно изменятся фундаментальные положения, регламентирующие деятельность организации, то есть, система морально устареет еще до завершения ее проектирования.

Нечетко определены требования к ПО. В большинстве случаев заказчик весьма приблизительно представляет себе работу будущего программного продукта и не может четко сформулировать все требования к ПО. Требования могут быть вообще не определены к началу проекта либо могут изменяться по ходу его выполнения.

Проект выполняется в условиях ограниченности бюджета. Разработка ведется небольшими RAD-группами в короткие сроки, что обеспечивает минимум трудозатрат и позволяет вписаться в бюджетные ограничения.

Интерфейс пользователя (GUI) есть главный фактор. Нет смысла заставлять пользователя рисовать картинки. RAD-технология дает возможность продемонстрировать интерфейс в прототипе, причем достаточно скоро после начала проекта.

Возможно разбиение проекта на функциональные компоненты. Если предполагаемая система велика, необходимо, чтобы ее можно было разбить на мелкие части, каждая из которых обладает четкой функциональностью. Они могут выпускаться последовательно или параллельно (в последнем случае привлекается несколько RAD-групп).

Visual Basic относится к группе программных средств под общим названием системы программирования. Система программирования обеспечивает пользователя средой для разработки программ, а в Visual Basic это называется проектированием приложений.

В систему программирования Visual Basic входит текстовый редактор для написания текстов программ и конструктор форм. Программист пишет исходные тексты программ на формализованном языке, который представляет собой последовательность команды или операторов.

Разработка интерфейса программы выполняется с помощью конструктора форм. Чтобы программа выполнялась, исходные тексты переводят на машинный язык. Это делает компилятор, который также водит в систему программирования.

Не выходя из среды Visual Basic, Вы можете многократно запускать свою программу на выполнение, проверяя и отлаживая ее работу, и возвращаться обратно.

Таким образом, программа может находиться либо в режиме проектирования, либо в режиме выполнения.

Готовая программа сохраняется в виде исполняемого файла (exe-модуля), который может работать в отсутствие исходного текста. Его создает компилятор. Интерпретаторы отличаются от компиляторов тем, что "переводят" и выполняют программу построчно.

Объекты и их свойства

Для создания интерфейса Visual Basic предоставляет готовые объекты, обладающие определенными свойствами, которые можно изменять, настраивая программу на выполнение конкретной задачи.

Для создания средств общения с пользователем в проект включаются формы, которые представляют собой типовые окна Windows. Они имеют строку заголовка с кнопками управления и системным меню, а также возможности управления мышью. Все это не надо программировать, форма, включенная в проект, обладает этими свойствами. Пустая поверхность формы (серый фон покрытый сеткой) заполняется в процессе проектирования. В новый проект Visual Basic сразу добавляет одну форму, которая выводиться в центре экрана, в окне формы.

Свойствами формы являются, например, ее заголовок и размеры. Кроме форм в Вашем распоряжении набор управляющих элементов. Каждый из них выполняет определенные, уже запрограммированные функции. Один представляет собой рабочую область для ввода и редактирования текста, другой - для вывода рисунков и т.д. В процессе проектирования Вы выбираете нужные Вам элементы и помещаете их на форму.

Стандартный проект на Visual Basic

Исходные тексты программы на Visual Basic сохраняются в нескольких файлах.

Файл проекта имеет расширение.vbp и содержит реестр файлов, необходимых для создания исполняемого файла приложения.

В модуле формы сохраняется описание формы и ее управляющих элементов и программный код, относящийся к ним. Это обычный текстовый файл с расширением.frm. Таких модулей в проекте может быть несколько по числу форм.

Код, не связанный с конкретной формой или элементом управления, помещается в стандартный модуль с расширением.bas. Могут быть модули и другого типа.

Выбор типа проекта

При вызове Visual Basic открывается окно диалога мастера проектов. Оно имеет 3 вкладки следующего назначение:

New - создание нового проекта, предлагается на выбор несколько стандартных шаблонов, для создания Вашего первого приложения выбираем Standart EXE.

Existing - открыть существующий проект, позволяет выбрать файл в диалогом окне выбора.

Recent - открыть один из последних проектов, которые были созданы или в которые были внесены любые изменения.

Краткое описание IDE (Интегрированная среда разработки)

Окно Visual Basic содержит строку меню, панели инструментов и различные окна. Окно конструктора форм находиться в центре экрана и содержит форму (Form). В новый проект по умолчанию добавляется форма с именем Form1. Команда Object меню View открывает окно, если оно было закрыто и выводит его поверх других окон.

Окно с коллекцией управляющих элементов (ToolBox) находиться обычно слева от формы. Оно содержит набор стандартных управляющих элементов. В процессе проектирования Вы выбираете нужные элементы и перемещаете их на форму.

Окно свойств (Properties) содержит список свойств и их значений для выделенного объекта. Объект можно выбрать здесь же в списке под строкой заголовка.

Окно проводника (Project Explorer) отображает все составные части проекта: формы и модули. Здесь же имеются кнопки для переключения между окном формы и редактором.

Окно редактора кода (Code) содержит текст программы.

Окно макета формы (Form1 Layout) показывает, как будет выглядеть текущая форма на экране в режиме выполнения.

Окна пристыкованы друг к другу (Docking). Чтобы отстыковать окно, выполните двойной щелчок на строке заголовка или просто переместите его. Чтобы пристыковать окно, переместите его на границу и отпустите кнопку мыши. Можно перемещать границы между пристыкованными окнами и изменять их размеры. Любое из окон можно убрать с экрана и в нужный момент вернуть их обратно с помощью команд меню View или кнопок на панели инструментов.

Визуальное проектирование

Начните новый проект. Убедитесь, что форма является выделенным объектом, и окно Properties отображает ее свойства. Измените заголовок формы. Для этого в списке свойств найдите свойство Caption, выделите его двойным щелчком мыши и введите текст заголовка. Измените цвет формы с помощью свойства BackColor.

Свойство Left и Top определяют положение формы на экране при запуске программы на выполнение. Это координаты левого верхнего угла формы в твипах (1-1440 логического, т.е. зависящего от разрешающей способности монитора, дюйма.)

Для изменения можно ввести новые значения с клавиатуры или мышью переместить изображение формы в окне Form Layout. В режиме выполнения можно перемещать форму, как обычное окно Windows, но это не влияет на значение свойств Left и Top.

Значения свойств Height и Width - это соответственно высота и ширина формы. Изменить эти значения можно, изменяя мышью размеры формы в режиме проектирования. Если размеры формы становятся больше, чем размеры окна с формой в режиме проектирования, то появляются полосы прокрутки. Изменение размеров в режиме выполнения программы не влияет на значение свойств.

Соглашение об именах

В программе каждая форма и каждый управляющий элемент имеет свое уникальной имя, по которому к ним можно обращаться. Имена по умолчанию даются системой при создании объекта и состоят из слова, обозначающего тип объекта, и цифры - порядкового номера. Например, первая форма в проект имеет имя Form1. Имя объекта в программе является значением свойства Name этого объекта, часто это свойство изменяют с целью дать объекту имя, отражающее его назначение в программе. Visual Basic не накладывает сколько нибудь серьезных ограничений на имена - они могут быть практически любыми, но имеются общепринятые соглашения (Венгерская нотация) об образовании имен. В венгерской нотации имя объекта начинается с короткого префикса, который является стандартным для объектов данного рода и описывает тип или область видимости. За префиксом следует собственно имя объекта, отражающее его назначение, при этом первый символ имени пишется с заглавной буквы, например, форма frmDefault.

Если имя составлено из нескольких слов, то с заглавной литеры начинается каждое из них, например, frmTextEditor.

Но существуют некоторые ограничения в выборе имени. Имя переменной должно: начинаться с буквы, не содержать точки, быть не более 255 символов, не совпадать с ключевыми словами Visual Basic, быть уникальным в пределах области видимости.

Хотите создать собственную программу, но не имеете специальных навыков? Благодаря визуальным средам, программирование стало доступно для всех пользователей электронных девайсов.

Совсем недавно визуальные среды были примитивны и имели ограниченный функционал, в отличии от интегрированных, основанных на работе с языками. Но цифровые технологии не стоят на месте и уже сегодня нам доступны мощные инструменты, способные заменить код на удобный интерфейс.

Принцип визуального программирования

В основах визуальных сред, лежит тот-же язык программирования, но в отличии от IDE, здесь не нужно прописывать его самостоятельно. Процесс создания программы заключается в манипуляции блоками (их обозначением и соединением в последовательную цепь). Универсальные возможности визуальных сред, позволяют воплощать самые необычные задумки и в разы ускоряют процесс создания.

Чтобы облегчить ваш выбор подходящей программы, мы собрали лучшие инструменты в единый архив. Выбирайте и скачивайте свою среду визуального программирования через торрент или файлообменные сервисы (MEGA или Яндекс.Диск).

Полиморфизм (имеющий много форм)

Наследование

Инкапсуляция

Три основных принципа ООП

Объектно-ориентированное программирование базируется на трех основных принципах: инкапсуляция, наследование и полиморфизм . Программа, построенная по этим принципам, есть совокупность объектов и способов их взаимодействия, при этом обмен информацией между объектами происходит посредством сообщений.

С одной стороны объект, обладает определенными свойствами, которые характеризуют его состояние в данный момент. С другой стороны над объектами возможны операции, которые приводят к изменению этих свойств. Доступ к изменению свойств осуществляется только с помощью методов, присущих данному классу объектов. Есть метод, данное свойство данного объекта можно изменить, нет метода – нельзя. Методы как бы «окружают» свойства объекта, говорят, что свойства «инкапсулированы» в объект. Для обеспечения инкапсуляции класс не должен позволять прямого доступа к своим данным. Инкапсуляция – механизм скрытия всех внутренних деталей объекта, не влияющих на его поведение.

Классы-наследники могут наследовать характеристики классов-родителей. Т.е. один объект приобретает свойства другого объекта, добавляя к ним свойства, характерные только для него.

Наследование определяет отношение между классами: объекты класса-наследник обладают всеми свойствами и методами объектов класса-родитель и не должны их повторно реализовывать.

К объектам разных классов можно применять один и тот же метод, вот только действовать этот метод будет по-разному. Например, к большинству объектов в Windows&Office можно применять одни и те же методы: копирование, перемещение, переименование, удаление и т.п. Однако, механизмы реализации этих методов для разных классов (файл в Windows и документ Word) неодинаковы.

Полиморфизм – возможность использования одних и тех методов для объектов разных классов, только реализация этих методов будет индивидуальной для каждого класса.

Для преодоления трудностей на этапе создания интерфейса пользователя широкое распространение получило визуальное программирование. Работа стала производиться в Интегрированных средах разработки (IDE - ИСР) приложений, которые предоставляют программисту набор средств для наглядного конструирования интерфейса. Этот набор средств заранее программно разработан, определен перечень их свойств, методов и режимов использования. Содержатся эти средства в стандартных библиотеках.

К таким средам ИСР и относятся такие среды программирования как Visual Basic и Delphi, которые предоставляют программисту проект экранной формы, на которой он может помещать различные компоненты, имеющиеся в стандартных библиотеках этих сред. С помощью простых манипуляций мышью можно изменять размеры и расположение этих компонентов. Результаты проектирования тут же отражаются на экране. При необходимости разработчик приложения может менять с помощью специального диалогового окна свойства компонентов, заданные по умолчанию.

Но самое главное достоинство визуального программирования заключается в том, что во время проектирования формы и размещения на ней компонентов редактор кода ИСР автоматически генерирует код программы, включая в нее соответствующие фрагменты, описывающие данный компонент.

Подобная среда существенно сокращает время и облегчает процесс создания графического интерфейса приложения. Но это только первая часть проблемы. Вторая часть – написание программного кода, соответствующего смыслу решаемой задачи – остается за разработчиком и решается стандартными средствами языка программирования ИСР (VB или Pascal).

Среды разработки программ

Интегрированные среды программирования являются различными средами программирования объединенными в один пакет программ и использующие одни и те же средства(пример Microsoft Visual Studio включает в себя несколько языков программирования, но с объединенным компилятором т.е. на каком либо языке программирования(из включенных в пакет) пишется программа затем собирается(сборка происходит у каждого языка своя) и передается компилятору(компилятор один) или используют одни и те же средства отладки программ и т.д.).

Также в среду разработки интегрируются поддержка различных технологий ActiveX, COM, ADO и других что позволяет писать программы или компоненты используя эти технологии.

Обычно среда разработки включает в себя текстовый редактор, компилятор и/или интерпретатор, средства автоматизации сборки и отладчик. Иногда также содержит средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают браузер классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов - для использования при объектно-ориентированной разработке ПО. Хотя и существуют среды разработки, предназначенные для нескольких языков - такие как Eclipse или Microsoft Visual Studio, обычно среда разработки предназначается для одного определённого языка программирования - как например, Visual Basic.

Примеры сред разработки - NetBeans, Eclipse, Sun Studio, Turbo Pascal, Borland C++, GNU toolchain, DrPython, Borland Delphi, PascalABC.NET, Dev-C++, Lazarus, KDevelop, QDevelop, QNX Momentics IDE, XCode

Визуальное программирование - способ создания программы для ЭВМ путём манипулирования графическими объектами вместо написания её текста.

Необходимо различать:

графический язык программирования - который прежде всего язык программирования (со своим синтаксисом)

визуальные средства разработки - как правило под ними подразумевают средства проектирования интерфейсов или какую либо CASE-систему. для быстрой разработки приложений или SCADA- систему для программирования микроконтроллеров.

Языки визуального программирования могут быть дополнительно классифицированы в зависимости от типа и степени визуального выражения, на следующие типы:

языки на основе объектов, когда визуальная среда программирования предоставляет графические или символьные элементы, которыми можно манипулировать интерактивным образом в соответствии с некоторыми правилами;

языки, в интегрированной среде разработки которых на этапе проектирования интерфейса применяются формы, с возможностью настройкой их свойств. Примеры: Delphi и C++ Builder фирмы Borland, С#

языки схем, основанные на идее «фигур и линий», где фигуры (прямоугольники, овалы и т. п.) рассматриваются как субъекты и соединяются линиями (стрелками, дугами и др.), которые представляют собой отношения. Пример: UML.

С изобретением визуального программирования, первой ласточкой которого была среда разработки Visual Basic, создание графического пользовательского интерфейса стало под силу даже новичку. В среде Visual Basic можно было быстро создать приложение для операционной системы Windows, в котором были все присущие графическому пользовательскому интерфейсу элементы: окна, меню, кнопки, поля ввода и т.д. Все эти элементы превратились в строительные блоки программы - компоненты - объекты, имеющие визуальное представление на стадии проектирования и во время работы.

Проектирование пользовательского интерфейса упростилось на порядок, однако, для профессиональных программистов язык Basic оказался явно слабоват. Отсутствие в нем контроля типов данных и механизма их расширения оказалось камнем преткновения на пути создания серьезных программ. Создание нестандартных компонентов в среде Visual Basic было крайне затруднено (для этого приходилось прибегать к другим средствам разработки, в частности, к языку C++). В общем, среда Visual Basic отлично подходила для создания прототипов приложений, но не для разработки коммерческих программных продуктов