Общие положения об интегрированной среде программирования

Системы программирования - э то набор специализированных программных продуктов, которые являются инструментальны средствами разработчика. Программные продукты данного класса поддерживают все этапы процесса программирования, отладки и тестирования создаваемых программ.

Интегрированная система программирования (ИСП) " Turbo Pascal " предназначена для написания и отладки программ любого назначения на языке высокого уровня Паскаль.

Система программирования включает следующие программные компоненты:

1. редактор текста;

2. транслятор с соответствующего языка;

3. компоновщик (редактор связей);

4. отладчик;

5. библиотеки подпрограмм.

Редактор текста - это программа для ввода и модификации текста.

Трансляторы предназначены для преобразования программ, написанных на языках программирования, в программы на машинном языке. Программа, подготовленная на каком-либо языке программирования, называется исходным модулем. В качестве входной информации трансляторы применяют исходные модули и формируют в результате своей работы объектные модули, являющиеся входной информацией для редактора связей. Объектный модуль содержит текст программы на машинном языке и дополнительную информацию, обеспечивающую настройку модуля по месту его загрузки и объединение этого модуля с другими независимо оттранслированными модулями в единую программу.

Трансляторы делятся на два класса: компиляторы и интерпретаторы. Компиляторы переводят весь исходный модуль на машинный язык. Интерпретатор последовательно переводит на машинный язык и выполнят операторы исходного модуля, программа пользователя имеет одно представление - в виде текста. При компиляции одна и та же программа имеет несколько представлений - в виде текста и в виде выполняемого файла.

Компоновщик, или редактор связей - системная обрабатывающая программа, редактирующая и объединяющая объектные (ранее оттранслированные) модули в единые загрузочные, готовые к выполнению программные модули. Загрузочный модуль может быть помещен ОС в основную память и выполнен без использования системы программирования.

Отладчик позволяет управлять процессом исполнения программы, является инструментом для поиска и исправления ошибок в программе. Базовый набор функций отладчика включает:

1. пошаговое выполнение программы (режим трассировки) с отображением результатов;

2. остановка в заранее определенных (контрольных) точках;

3. возможность остановки в некотором месте программы (прерывания выполнения программы) при выполнении некоторого условия;

4. изображение и изменение значений переменных.

Загрузчик - системная обрабатывающая программа, объединяющая основные функции редактора связей и программы выборки в одном пункте задания. Загрузчик помещает находящиеся в его входном наборе данных объектные и загрузочные модули в оперативную память, объединяет их в единую программу, корректирует перемещаемые адресные константы с учетом фактического адреса загрузки и передает управление в точку входа созданной программы.

Встроенный отладчик позволяет легко выполнять программы по шагам, проверяя или модифицируя при этом переменные и ячейки памяти, устанавливая точки останова и прерывая выполнение программы с помощью комбинации клавиш "Ctrl"+"Break". Наличие встроенного отладчика расширило список функциональных клавиш, используемых при работе ИСП.

При работе ИСП используется ряд функциональных клавиш для выбора конкретных режимов работы:

"F1" - используется для получения развернутой контекстно-справочной информации о работе ИСП в любой момент работы с ней;

"F2" - осуществляет запись текста из окна текстового редактора в рабочую директорию на жесткий диск или дискету;

"F3" - осуществляет чтение файла в окно текстового редактора из рабочей директории;

"F4" - используется в отладочном режиме: начать или продолжить исполнение программы и остановиться перед исполнением той ее строки, на которой стоит курсор;

"F5" - используется для раскрытия текущего окна на весь экран и обратно;

"F6" - служит для смены текущего окна;

"F7" - используется в отладочном режиме: выполнить следующую строку программы; если в строке есть обращение к процедуре (функции), войти в эту процедуру и остановиться перед исполнением первого ее оператора;

"F8" - используется в отладочном режиме: выполнить следующую строку программы; если в строке есть обращение к процедуре (функции), исполнить ее и не прослеживать ее работу;

"F9" - компилировать программу, но не выполнять ее;

"F10" - перейти к диалоговому выбору режима работы с помощью главного меню.

Начало работы с ИСП осуществляется запуском выполняемого файла turbo.exe, после чего на экране появляется основной экран системы.

Рис. Рабочее поле ИСП Турбо-Паскаль

Как видно, на экране находятся две строки и два окна:

· · верхняя строка меню, в которой перечислены пункты меню режимов работы ИСП

· · нижняя информационная строка состояния, в которую выводится оперативная "подсказка" о возможных в данный момент командах;

· · Edit - окно текстового редактора, предназначенное для работы с текстами программ;

· · Watch - окно трассировки программы, предназначенное для отладки программ. Есть еще одно окно, доступное в " Turbo Pascal ":

· · Output, в котором можно просмотреть результаты выполнения программы.

Из окна Edit можно попасть в окно Output, нажав "F6". Еще одно нажатие "F6" возвращает Вас обратно в окно Editt. Можно полностью увидеть все окно Output, нажав клавиши "Alt"+"F5". Для возврата также необходимо нажать клавиши "Alt"+"F5".

Рассмотрим назначение пунктов основного меню и работу с ними. Выбрать какой-либо из пунктов можно двумя способами:

· · нажать клавишу "F10", затем с помощью клавиш горизонтального управления курсором выбрать необходимый пункт меню и нажать клавишу "Enter";

· · набрать одну из комбинаций нажать клавишу Alt и клавишу с заглавной буквой требуемого пункта меню.

Все пункты основного меню имеют собственные подменю, детализирующие и уточняющие режимы их работы.

2. Пункты основного меню (ИСП) "Turbo Pascal"

Дадим краткую характеристику пунктов меню:

Пункт меню File предназначен для работы с ОС, каталогами и файлами и имеет следующие подпункты:

New Open … F3 Save F2 Save as … Save all	новый файл чтение файла запись файла запись файла с новым именем запись всех файлов
Change dir … Print Printer setup … DOS shell Exit Alt+X	смена каталога печать параметры печати временный выход в MS DOS выход из системы
1. TP7\ALEX.PAS 2. PRIM5.PAS	история работы

Режим New очищает окно текстового редактора и создает файл с именем Noname.pas, при необходимости выдает запрос на сохранение измененного текста. В случае ответа "Y" текущий файл записывается на диск, в противном случае (ответ "N") записи не происходит.

Режим Open (F3). При его инициализации появляется окно с маской “*.pas” и списка файлов имеющих это расширение в текущей директории. При необходимости маску можно скорректировать. После нажатия клавиши "Enter" можно выбрать любой файл из списка, переместив курсор на его имя и нажав клавишу ввода "Enter". Для отмены режима выбора можно нажать клавишу "Esc". Для перехода в другую директорию курсор перемещают в конец списка: ..\ и нажимают клавишу "Enter".

Режим Save (F2) вызывает запись текста из окна текстового редактора в текущую директорию. При этом если программист не присвоил файлу уникальное имя, ИСП выдает запрос на его перезапись. Запрос на запись текста выдается и в том случае, когда на момент завершения работы с ИСП в окне текстового редактора находится несохраненный текст. Для разрешения записи следует ответить - "Y", в противном случае - "N".

Режим Save as осуществляетзапись текста из текущего окна текстового редактора в текущую директорию под новым именем. При этом на экран выдается запрос о новом имени файла_. После ввода имени ИСП проверяет наличие в текущей директории файла с указанным именем и в случае необходимости выдается дополнительный запрос на перезапись файла. Для разрешения перезаписи необходимо ответить "Y", в противном случае - "N".

Режим Save all осуществляетзапись текстов из всех окон текстового редактора в текущую директорию. При этом если программист не присвоил файлу уникальное имя, ИСП выдает запрос на его перезапись. Запрос на запись текста выдается и в том случае, когда на момент завершения работы с ИСП в окне текстового редактора находится несохраненный текст. Для разрешения записи следует ответить - "Y", в противном случае - "N".

Режим Change dir предназначен для смены текущей директории из которой осуществляется загрузка файлов и их запись. По умолчанию текущей будет являться директория, из которой произведен запуск ИСП.

Режим Print позволяет вывести на печать информацию текущего окна.

Режим Printer setup позволяет настроить параметры принтера.

Режим DOS Shell позволяет выйти в операционную систему MS-DOS без прекращения работы ИСП и вернуться назад по команде Exit. Выполнение команды влечет очистку экрана и выдачу приглашения MS-DOS. Перед возвратом в ИСП (по команде Exit) необходимо убедиться в том, что программы, запущенные ранее, прекратили свою работу.

Режим Exit (Alt-X) завершает сеанс работы с ИСП. Если в окне редактора находился несохраненный текст, то на экран выводится запрос о его сохранении (для записи файла необходимо ответить "Y", в противном случае - "N").

В нижней части меню находится список файлов, отсортированных по порядку последних обращений к ним. Можно выбрать любой файл из этого списка, переместив выделенную строку на его имя и нажав клавишу "Enter".

Пункт меню Edit предназначен для редактирования текста программы:

Undo Alt+BkSp Redo	предыдущая операция редактирования. последующая операция редактирования
Cut Shift+Del Copy Ctrl+Ins Paste Shift+ Ins Clear Ctrl+Del	вырезать выделенный блок в память скопировать выделенный блок в память вставить блок из память удалить выделенный блок
Show clipboard	показать содержимое памяти

В верхней строке окна Edit посередине указывается имя файла 320661\lab.pas и номер окна в правом углу. В нижнем левом углу указывается номер строки-столбца где располагается курсор. В левом верхнем углу изображается символ закрытия окна. В правом верхнем углу изображается символ позволяющий развернуть окно до максимальных размеров или свернуть окно до стандартных размеров.

Режим Undo (Alt+BkSp) – позволяет отменить предыдущую операцию редактирования.

Режим Redo– позволяет отменить последующую операцию редактирования.

Режим Cut (Shift+Del) – позволяет удалить выделенный фрагмент и поместить его в память.

Режим Copy (Ctrl+Ins) – позволяет скопировать выделенный фрагмент в память.

Режим Paste (Shift+ Ins) – позволяет вставить фрагмент из памяти.

Режим Clear (Ctrl+Del) – позволяет удалить выделенный фрагмент.

Режим Show clipboard – позволяет показать содержимое памяти.

Помимо указанных команд могут быть использованы следующие команды встроенного редактора текста:

Команды	Функции
Ctrl-K B	Отметить начало блока
Ctrl-K K	Отметить конец блока
Ctrl-K T	Выделить в блок одно слово
Ctrl-K C	Скопировать блок
Ctrl-K V	Переместить блок
Ctrl-K Y	Удалить блок
Ctrl-K P	Вывести блок на печать
Ctrl-K W	Вывести блок на диск
Ctrl-K R	Прочитать блок с диска
Ctrl-K H	Снять выделение блока

Пункт меню Search предназначен для вызова встроенного текстового редактора:

Find.…. Replace…. Search again	поиск фрагмента в тексте программы поиск и замена фрагмента в тексте повторить поиск фрагмента
Go to line number… Show last compiler error Find error… Find procedure…	перейти на оператор с номером … показать последнюю ошибку компиляции поиск адреса ошибки по коду поиск процедуры или функции

Режим Find– позволяет найти указанный фрагмент в тексте.

Режим Replace…– позволяет найти указанный фрагмент в тексте и заменить его на новый.

Режим Search again – позволяет повторить предыдущую операцию.

Режим Go to line number… – позволяет перейти к указанной строке.

Режим Show last compiler error – позволяет показать последнюю ошибку компиляции.

Режим Find error… – позволяет найти ошибку по ее номеру.

Режим Find procedure … – позволяет найти процедуру в тексте по ее имени.

Пункт меню Run осуществляет запуск на выполнение текущей программы:

Run Ctrl+F9 Step over F8 Trace into F7 Go to cursor F4 Program reset Ctrl+F2 Parameters …

выполнить выполнение по строкам трассировка выполнение до курсора прекращение отладки параметры строки

Режим Run (Ctrl-F9) - осуществляет запуск на выполнение текущей программы. Если текст программы не был еще откомпилирован или изменения в него внесены после компиляции, автоматически осуществляется компиляция программы. Если при выполнении программы не возникло ошибок, то после завершения ее выполнения окно Output заменяется экраном операционной системы (ОС). В случае возникновения ошибки курсор устанавливается в строку, содержащую ошибку, а в первой строке окна появляется сообщение о характере ошибки.

Режим Trace into (F7) - после запуска этой команды выполнение программы происходит пооператорно. Переход к следующему выполняемому оператору осуществляется нажатием на клавишу F7. Если в текущей строке находится вызов подпрограммы (процедуры или функции), то осуществляется переход на первую строку этой подпрограммы. После окончания выполнения подпрограммы отладчик автоматически вернется в точку её вызова.

Режим Step over (F8) - осуществляет построчное выполнение программы. Переход к следующей строке осуществляется повторным нажатием на клавишу F8. Работа этого режима аналогична работе предыдущего, за исключением того, что при встрече вызова подпрограммы по команде F8 не осуществляется вход внутрь подпрограммы.

Режим Go to cursor (F4) выполняет программу до тех пор, пока не будет достигнута строка, в которой находится курсор.

Режим Program reset (Ctrl-F2) - после выбора этой команды процесс выполнения отладки программы прекращается (без сбрасывания точек останова и просмотра переменных).

Режимы Parameters … устанавливают параметры, используемые при запуске в командной строке дополнительных параметров.

Пункт меню Compile осуществляет компиляцию текста программы, находящегося в окне редактора:

Compile Alt+F9 Make F9 Build	компиляция специальные средства компиляции
Destination Memory Primary file: IPR.PAS Clear primary file	куда компилировать главный файл компиляции удаление имени главного файла
Information …	текущая информация

Режим Compile (Alt-F9) - осуществляет компиляцию файла находящегося в текущем окне. При этом на экране появляется окно информации о процессе компиляции/

В нижней строке во время компиляции высвечивается сообщение: Ctrl ‑ Break to quit, говорящее о том, что для выхода из режима достаточно нажать указанные клавиши. Если компиляция прошла успешно, в нижней строке этого окна выдается сообщение о завершении процесса: Compile Successful: Press any key.

Если была обнаружена ошибка, то ИСП Турбо-Паскаль активизирует редактор и устанавливает курсор в строку, где она обнаружена. Расшифровку ошибки можно видеть в верхней строке. Детальное описание ошибки можно получить, нажав клавишу F1. Компилятор прекращает свою работу в случае обнаружения первой ошибки.

Режим Make (F9). Данный режим создаёт загрузочный модуль, т.е. программу, полностью готовую к выполнению в автономном режиме. Имя модуля определяется следующим образом: если строка Primary file данного пункта меню пуста, то загрузочному модулю присваивается имя файла, находящегося в текущем окне текстового редактора. Например, после компиляции файла var1.pas будет сформирован загрузочный модуль var1.exe. Местонахождение этого модуля (диск или память) определяется режимом Compile/Destination (см. ниже). Если программа состоит из нескольких модулей, то компилируются только измененные модули.

Режим Build вызывает принудительную перекомпиляцию текущего текстового модуля, или, если программа состоит из нескольких модулей, то заново компилируются все модули.

Режим Destination - определяет местонахождение загрузочных (EXE) и объектных (TPU) файлов. Имеются две альтернативы - Memory и Disk. В первом случае эти файлы будут храниться в оперативной памяти, а во втором - помещаются на диск. Опцию Disk необходимо использовать для получения EXE-файла, запуск которого будет осуществляться без Турбо-системы.

Режим Primary file - предназначен для определения полного имени главного файла, определяемого в том случае, если текст программы разбит на несколько модулей. При этом в главном файле должна находится основная программа. Компиляция и выполнение программы в этом случае начинается именно с главного файла.

Режим Clear primary file - предназначен для отмены главного файла.

Пункт меню Debug предназначен для отладки программ и имеет следующие подпункты:

Breakpoints Call stack Ctrl+F3 Register Watch Output User screen Alt+F5	вкл/выкл точки останова вызов состояния стека регистр окно отладки окно результатов окно ввода-вывода
Evalute/modify … Ctrl+F4 Add watch … Ctrl+F7 Add breakpoint …	оценка значений добавление выражения просмотра добавление точек останова

Режим Breakpoints позволяет вывести на экран все точки останова и при необходимости отредактировать их.

Режим Call stack(Ctrl-F3) в окне любой момент отладки показывает список процедур и функций, получивших управление на данный момент.

Режим Register в любой момент отладки распределение регистров.

Режим Watch выводит на экран окно отладки Watch.

Режим Output выводит на экран окно результатов Output.

Режим User screen (Alt-F5) выводит на весь экран просмотр результатов. При нажатии на клавишу Enter или Alt-F5 существляется возврат в интегрированную среду.

Режим Evalute/modify (Ctrl-F4) позволяет оперативно просмотреть значения переменных и выражений в программе, не обращаясь к окну наблюдений Watch. Эта опция позволяет также и задать новое значение переменной.

Режим Add watch (Ctrl-F7) используется для добавления новых имен переменных или выражений в окно Watch, находящееся в нижней части экрана. Контроль значений переменных и выражений, помещаемых при отладке в окно Watch, значительно облегчает и ускоряет процесс отладки программ при использовании пошагового выполнения. При этом используются функциональные клавиши F4, F7 и F8 и выполнение до точек останова (Ctrl-F8).

Режим Add breakpoint … определяет текущую строку программы находящейся в окне Edit, как точку останова и при необходимости задаются параметры останова. Эта строка будет выделена цветом или яркостью. Этот же пункт (при повторении) выключает точку останова.

Пункт меню Tools предназначен для просмотра сообщений и подключенных подпрограмм

Messages Go to next Alt+F8 Go to previous Alt+F7	сообщения переход к следующему сообщению переход к предыдущему сообщению
Grep Shift+F2 Turbo Assembler Shift+F3 Turbo Debugger Shift+F4 Turbo Profiler Shift+F5	быстрый просмотр турбо ассемблер турбо отладчик турбо профайлер

Пункт меню Options предназначен для установки некоторых параметров ИС и настройки её тем самым для работы с определённым пользователем:

Compiler … Memory sizes … Linker … Debugger … Directories … Tools …	компилятор величина памяти компоновщик отладчик директории инструменты
Environment	условия работы
Open … Save Save as …	чтение опций с диска запись опций на диск запись опций на диск

Режим Compiler позволяет устанавливать различные варианты работы компилятора. Для изменения параметров необходимо переместить курсор на строку с требуемым параметром и нажать клавишу "Enter".

Режим Memory sizes позволяет устанавливать максимальные размеры памяти.

Режим Linker позволяет регулировать процесс компоновки (объединения) объектных модулей Вашей программы и стандартных библиотечных модулей.

Режим Debugger позволяет регулировать процесс компоновки (объединения) объектных модулей Вашей программы и стандартных библиотечных модулей.

Режим Directories позволяет выбрать рабочие директории для всех модулей Вашей программы.

Режим Tools позволяет выбрать инструмент - программу для отладки.

Режим Environment. Этот режим устанавливает некоторые параметры работы ИСП.

Режим Open предназначены для восстановления сохраненной конфигурации режимов настройки ИСП.

Режим Save предназначены для сохранения конфигурации режимов настройки ИСП. Запись файла конфигурации осуществляется в стандартный файл turbo.tp. При нажатии клавиши "Enter" происходит запись файла конфигурации в указанной директории.

Режим Save as предназначены для сохранения конфигурации режимов настройки ИСП не в стандартный файл turbo.tp или не в стандартную директорию.

Пункт меню Window предназначен для задания расположения и размеров окон и имеет следующие подпункты:

Tile Cascade Close all Refresh display	черепица каскад закрыть все регенерация изображения
Size/Move Ctrl+F5 Zoom F5 Next F6 Previous Shift+F6 Close Alt+F3	размер/переместить раскрыть окно следующее окно предыдущее окно закрыть окно
List Alt+0	выбор текущего окна из списка

Режим Tile устанавливает режим черепица для отображения всех окон..

Режим Cascade устанавливает режим каскад для отображения всех окон.

Режим Close All закрывает все окна интегрированной системы. Окна с измененной информацией предлагается сохранить.

Режим Refresh display восстанавливает экран интегрированной системы программирования.

Режим Size/Move (Ctrl-F5) позволяет изменить размеры окна.

Режим Zoom (F5) раскрывает окно на весь экран.

Режим Next (F6) переход в следующее окно.

Режим Previous (Shift - F6) переход в предыдущее окно.

Режим Close (Alt-F3) закрыть текущее окно.

Режим List (Alt-0) выбор текущего окна из списка всех окон.

Пункт меню Help предназначен для получения полной или контекстной помощи и имеет следующие подпункты:

Contents Index Shirt+F1 Topic search Ctrl+F1 Previous topic Alt+F1 Using help Files…	помощь по разделам помощь по индексу помощь по заголовку предыдущий заголовок описание помощи настройка файлов помощи
Compiler directories Procedures and functions Reserved words Standard units Turbo Pascal Language Error messages	коды компиляции список процедур и функций ключевые слова стандартные модули элементы языка Турбо Паскаль описание ошибок
About…	версия программы

3. Порядок выполнения работы с ИС "Turbo Pascal"