Характеристика системы программирования

ВВЕДЕНИЕ

 

Информационная система — это организационно-техническая система, предназначенная для выполнения информационно-вычислительных работ или предоставления информационно-вычислительных услуг, удовлетворяющих потребности системы управления и ее пользователей—управленческого персонала, внешних пользователей.

Автоматизированные информационные системы стали играть в жизни общества большую роль в середине 20 века. В это время бурно начала развиваться индустрия вычислительной техники. Большинство компаний и организаций переходили на автоматизированные системы, потому что человеку становилось все сложнее управлять большим количеством информации и организовать ее должным образом. С этого момента у каждой компании появились свои информационные системы для стабильной работы.

В моём случае, я разрабатываю автоматизированную информационную систему «Регистратура поликлиники» на языке программирования С++. Эта простая программа обеспечивает стабильную работу поликлиники, упрощает запись ко врачам, работу медсестер: им больше не приходится всё писать в ручную или же искать карту пациента в архиве - всю работу выполняет автоматизированная информационная система:

· Поиск карты пациента;

· Запись;

· Создание новой карты;

· Хранение информации.

Таким образом, мы приходим к выводу, что наше общество нуждается в автоматизированных информационных системах. Теперь общество выполняет очень много полезных, быстрых и сложных операций с помощью информационных систем. Я теперь понимаю, насколько сильную и большую роль играют автоматизированные системы в нашей жизни, без которых мы вернемся в первобытное общество.

 

ОБЩИЙ РАЗДЕЛ

 

Системные требования

 

Системные требования к электронной вычислительной машине:

- Процессор: AMD A6;

- Операционная система: Windows 7 или выше;

- Частота: 2000 MHz;

- Оперативная память: 4 ГБ;

- Клавиатура и мышь.

- Монитор 1600х900;

- Свободное пространство на жестком диске 19 ГБ.

 

 

Характеристика системы программирования

1.2.1 Анализ средств разработки

Сколько существуют компьютеры, столько же и существуют средства разработки программного обеспечения. С течением времени они совершенствуются, постоянно прогрессируют и с каждым разом становятся все удобнее в использовании и проще в изучении.

Для начала подвергнем анализу наиболее популярные языки программирования:Java, C#, C++ и VisualBasic[DataStructures…, 1999].

 

Анализ языка программирования

 

Таблица 1.1 - Парадигмы

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	VisualBasic
Императивная	+	+	+	+
Объектно-ориентированная	+	+	+	+
Рефлексивная	-/+	+/-	+/-	+/-
Обобщенное программирование	+	+	+	+
Логическая	-	-	-	-
Распределительная	+	-/+	+/-	-

 

- Императивная. Императивный язык описывает не задачу, а способ ее решения.

- Объектно-ориентированная. Она основана на представлении всего в языке в виде объектов. Объекты, в свою очередь, могут содержать в себе как переменные, так и методы для работы с ними. Выполняется поддержка основополагающих принципов ООП: полиморфизм, наследование и инкапсуляция.

- Рефлексивная. Это возможность, предполагающая, что язык программирования может оперировать собственным кодов как данными.

- Обобщенное программирование. При написании алгоритмов есть возможность передавать им данные любых типов.

- Логическая. Программа является набором некоторых правил и фактов вывода в определенном логическом исчислении.

- Распределительная. Поддержка языком программирования возможности распараллеливания вычислений.

 

Таблица 1.2 - Типизация

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	VisualBasic
Статическая типизация	+	+	+	+
Явная типизация	+	+	+	+
Неявное приведение типов без потери данных	-	+	+	+
Неявное приведение типов с потерей данных	-	-	+	+
Неявное приведение типов в неоднозначных ситуациях	-	+	+	+
Алиасы типов	-	+	+	-
Информация о типах в runtime	+	+	-/+	+
Информация о типах-параметрах в runtime	-	+	-/+	+

 

- Статическая типизация. Невозможность изменения типов в процессе выполнения после их объявления.

- Явная типизация. Параметры и типы переменных указываются явно.

- Неявное приведение типов без потери данных. Например, приведение числа с плавающей точкой к целому числу.

- Неявное приведение типов с потерей данных. Например, приведение целого числа к числу с плавающей точкой.

- Неявное приведение типов в неоднозначных ситуациях. Допустим, при попытке сложения числа 7 и строки «3» мы можем получить, как число 10, так и строку «73».

- Алиасы типов. Замена одного алиаса типа на другой, полностью эквивалентный ему, например, #typedefTYPE1 TYPE2.

- Информация о типах в runtime. Наличие возможности выяснить точный тип объекта в runtime.

Таблица 1.3 - Компилятор-интерпретатор

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	Visual Basic
Open-source	+	+	+	+
Возможность компиляции	+	+	+	+
Bootstrapping	+	+	+	?
Многопоточная компиляция	+	-	+	+
Интерпретатор командной строки	-	-	+/-	+
Условная компиляция	-/+	+	+	+

 

- Open-source компилятор или интерпретатор. Эта возможность говорит о наличии полноценного open-sourceкомпилятора или интерпретатора.

- Возможность компиляции. Способность компилировать код в нативный или в byte-codс возможностью JIT компиляции.

- Bootstrapping. Это значит, что компилятор написан на том же языке, что и компилируется им.

- Многопоточная компиляция. Способность компилятора распараллеливать процесс сборки на несколько потоков при условии наличии таковых.

- Интерпретатор командной строки. Возможность вводить инструкции языка в командную строку с последующим незамедлительным их выполнением.

- Условная компиляция. Наличие возможности включения или отключения компиляции участка программного кода в зависимости от выполнения условий, например, в C++ это делается с помощью #if … #endif.

Таблица 1.4 - Управление памятью

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	Visual Basic
Создание объектов на стеке	-	+	+	-
Неуправляемые указатели	-	+	+	-
Ручное управление памятью	-	+	+	-
Сборка мусора	+	+	-/+	+

 

- Объекты на стеке. Способность создавать экземпляры любого типа данных не «в куче», а на стеке.

- Неуправляемые указатели. Характерен прямой доступ к памяти и наличие адресной арифметики.

- Ручное управление памятью. Возможность оперировать с данными «в куче» посредством, например, операторов newи deleteв языке C++.

- Сборка мусора. Компилятор способен сам отслеживать неиспользуемые участи памяти в куче и освобождать их.

 

 

Таблица 1.5 - Управление потоками вычислений

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	Visual Basic
Конструкция goto	-	+	+	+
Инструкция break без метки	+	+	+	+
Инструкция break с меткой	+	-	-	+
Поддержка try/catch	+	+	+	+
Ленивые вычисления	-	-/+	+	-

 

- Конструкция goto. Подразумевает возможность безусловного перехода к метке.

- Инструкция breakбез метки. Безусловный выход из ближайшего цикла.

- Инструкция breakс меткой. Поддержка безусловного выхода из цикла, помеченного меткой.

- Поддержка try/catch. Наличие возможности обрабатывать исключения с помощью конструкции try/catch.

- Ленивые вычисления. Предполагает экономию времени на проведении вычислений, результаты которых в дальнейшем не понадобятся.

 

 

Таблица 1.6 - Типы и структуры данных

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	Visual Basic
Кортежи	-	+/-	+/-	+/-
Многомерные массивы	+/-	+	+	+
Динамические массивы	+/-	+/-	+	+
Ассоциативные массивы	+/-	+	+	+
Контроль границ массивов	+	+	+/-	+
Цикл foreach	+	+	+	+
Целые числа произвольной длины	+	+	-	+
Целые числа с контролем границ	-	-	-	-

 

- Кортежи. Способность компилятора вернуть из метода кортеж. Кортеж – это неименованный тип данных, содержащий безымянные поля произвольного типа.

- Многомерные массивы. Наличие в языке возможности создавать многомерные массивы, например, array[N][M].

- Динамические массивы. Наличие в языке возможности создавать массивы, которые способны изменять свой размер в процессе выполнения программного кода.

- Ассоциативные массивы. Это так называемыеhash-таблицы.

- Цикл foreach. Наличие в языке конструкции, благодаря которой существует возможность перебора всех элементов коллекции.

- Наличие поддержки длинной целочисленной арифметики.

- Целые числа с контролем границ. Определение типа чисел с заданным диапазоном, например, intrange [-77, 69], и при попытке присвоения переменной rangeзначения, выходящего за границы, происходила бы ошибка.

Таблица 1.7 - Объектно-ориентированные возможности

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	Visual Basic
Интерфейсы	+	+	+	+
Мультиметоды	-	-/+	-/+	-
Переименование членов при наследовании	-	-	-/+	-
Множественное наследование	-	-	+	-

 

- Интерфейсы. Наличие синтаксической и семантической конструкций в программном коде, обеспечивающая специфицирование услуг, предоставляемых классом.

- Множественное наследование. Способность при создании класса наследоваться от нескольких, что позволяет производному классу содержать в себе функционал базовых классов.

Таблица 1.8 - Функциональные возможности

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	Visual Basic
First class function	-	+	+	-
Анонимные функции	-	+	+	+
Лексические замыкания	+	+	+	+
Частичное применение	-	+	+/-	-
Каррирование	-	+	+/-	-

 

- Firstclassfunction или объекты первого класса. В контексте определенного языка это названия сущностей, способных передаваться в качестве параметра, быть полученными при выполнении функции или быть присвоенными переменной.

- Анонимные функции. Наличие особого вида функций, объявляемых в месте использования и не получающих уникального идентификатора для их вызова.

- Лексическое замыкание. Наличие в функции ссылки на переменную, объявленную вне тела функции и не переданную в нее в качестве параметра.

Таблица 1.9 - Прочие свойства

Возможность	Язык
	Java	C#	C++	VisualBasic
Макросы	-	-	+	+
Шаблоны	+	+	+	+
Поддержка Unicodeв идентификаторах	+	+	+	+
Перегрузка функций	+	+	+	+
Динамические переменные	+	+	+	+
Значение параметров по умолчанию	-	+	+	+
Локальные функции	+/-	+/-	+	+/-
Наличие библиотек для работы с графикой	+	+	+	+

 

- Макросы. Наличие макросистемы, обрабатывающей код программы до ее компиляции или выполнения.

- Шаблоны. Наличие возможности создания обобщенных классов для расширения функционала. Например, в C++ это template классы.

- Перегрузка функций. Возможность создания перегруженных функций, позволяющих принимать на вход различные наборы параметров.

- Динамические переменные. Способность языка создавать в нем переменные «в куче».

- Значение параметров по умолчанию. Способность вызывать конструкторы или функции без явной подстановки значений входных параметров, которые проинициализированы в описании функции.

- Наличие библиотек для работы с графикой. Возможность использовать функционал таких библиотек как: OpenGL, WebGL, OpenML, DirectX.

Исходя из приведенных сравнительных характеристик можно сказать, что по своей универсальности при написании программного обеспечения языку C++ нету равных. Считается, что при реализации программного продукта нужно отталкиваться от поставленной цели, и для этого в наибольшей степени подходят два языка: C++ и Java. Они оба обладают возможностью распараллеливания вычислений и созданием хорошего графического интерфейса, хотя в Javaдля этого требуется значительно больше оперативной памяти, что склоняет выбор не в его пользу. Также, в отличии от языка C++, Javaне поддерживает прямой доступ к памяти компьютера и ленивые вычисления, что сильно увеличило бы объем кода. Помимо прочего C++ обладает более хорошей типизацией данных.