W Cat - Описание языка PascalABC.NET

В результате компиляции .NET-программы генерируется не машинный код, а так называемый байт-код, содержащий команды виртуальной машины (в .NET он называется IL-кодом от англ. Intermediate Language - промежуточный язык). Команды байт-кода не зависят от процессора и используемой операционной системы. При запуске программа, содержащая IL-код, подается на вход виртуальной машины, которая и производит выполнение программы. Часть виртуальной машины, называемая JIT-компилятором (Just In Time - непосредственно в данный момент), сразу после запуска .NET-программы переводит ее промежуточный код в машинный (проводя при этом его оптимизацию), после чего запускает программу на исполнение. Если быть точными, то промежуточный код переводится в машинный частями по мере выполнения программы.

Такой способ двойной компиляции сложнее обычного, но имеет ряд преимуществ. Во-первых, JIT-компилятор может определить тип процессора, установленного на данном компьютере, поэтому генерирует максимально эффективный машинный код. Тесты показывают, что за счет этого некоторые программы выполняются даже быстрее обычных. Во-вторых, IL-код - гораздо более высокоуровневый, чем машинный, и содержит ряд объектно-ориентированных команд. В их числе - команда newobj вызова конструктора объекта, команда callvirt вызова виртуального метода объекта и команда throw генерации исключения.

Программа или библиотека для .NET называется сборкой и имеет традиционное расширение - exe или dll. Поскольку в сборках содержится IL-код, они значительно компактнее обычных программ и библиотек. Так, приложение с главным окном, меню и элементами управления занимает на диске всего несколько десятков килобайт.

Наиболее чистым .NET-языком является C#: он создавался специально для платформы .NET и включает практически все ее возможности. .NET-языки легко взаимодействуют друг с другом не только за счет высокоуровневого промежуточного кода, но и за счет общей системы типов (CTS - Common Type System - общая система типов). Все стандартные типы (строковые, символьные, числовые и логический) имеют одинаковое представление в памяти во всех .NET-языках. Это позволяет, например, создать библиотеку dll на C#, поместить в нее описание класса, а затем воспользоваться этой библиотекой из программы на PascalABC.NET, сконструировав объект данного класса. Можно также разработать библиотеку на PascalABC.NET, а потом подключить ее к проекту на Visual Basic.NET. Отметим, что традиционные библиотеки dll не позволяют хранить классы, доступные извне, и обладают рядом других ограничений.

Важнейшими средствами, предоставляемыми платформой .NET, являются единый способ обработки ошибок - генерация и перехват исключений, - а также автоматическое управление освобождением динамической памяти, называемое сборкой мусора. Последнее, в частности, означает, что отсутствует необходимость в деструкторах классов.

Имеются программы, которые могут восстанавливать текст программы по IL-коду (например, программа ILSpy).

Помимо JIT-компилятора, важной частью платформы .NET является набор стандартных библиотек (FCL - Foundation Class Library - общая библиотека классов). Среди них - библиотеки работы с графикой, сетью, базами данных, XML, контейнерами, потоками, содержащие тысячи классов. Каждый .NET-язык может пользоваться всеми возможностями этих библиотек.

Имеется открытая кроссплатформенная реализация среды Microsoft.NET - среда Mono, позволяющая в частности разрабатывать и запускать .NET-программы под Linux.

Кратко отметим достоинства и недостатки платформы .NET.

* Платформа .NET поддерживает множество .NET-языков. В их числе C#, Visual Basic.NET, F#, управляемый C++, Delphi Prism, Oberon, Zonnon, Iron Python, Iron Ruby, PascalABC.NET.

* Любой .NET-язык содержит самые современные языковые возможности: классы, свойства, полиморфизм, исключения, перегрузка операций, легкое создание библиотек.

* .NET-языки легко сочетаются друг с другом, похожи друг на друга по синтаксическим конструкциям и системе типов.

* Имеется обширная библиотека стандартных классов FCL.

* .NET-приложения компактны.

* Платформа .NET активно развивается фирмой Microsoft, добавляются как новые языковые возможности, так и новые библиотеки.

* Компилятор .NET-языка создать значительно проще, чем компилятор обычного языка.

Недостатки платформы .NET

* Запуск .NET-приложения выполняется в несколько раз медленнее запуска обычного приложения, поскольку требует загрузки в оперативную память компонентов виртуальной машины и внешних библиотек.

* .NET-код в некоторых ситуациях работает медленнее обычного (однако, в большинстве задач это отставание незначительно, а в некоторых - приложения .NET могут опережать обычные программы).

* Сборщик мусора начинает работу в момент исчерпания динамической памяти, его работа занимает несколько миллисекунд. Для приложений реального времени это непозволительно.

* Запуск .NET-приложения обязательно требует установки на компьютере платформы .NET. Без нее приложение работать не будет (Отметим, что в Windows Vista и в Windows 7 платформа .NET встроена).

Отметим, что достоинства платформы .NET многократно перекрывают ее недостатки.

Преимущества PascalABC.NET

Язык PascalABC.NET включает в себя практически весь стандартный язык Паскаль, а также большинство языковых расширений языка Delphi. Однако, этих средств недостаточно для современного программирования. Именно поэтому PascalABC.NET расширен рядом конструкций, а его стандартный модуль - рядом подпрограмм, типов и классов, что позволяет создавать легко читающиеся приложения средней сложности.

Кроме этого, язык PascalABC.NET использует большинство средств, предоставляемых платформой .NET: единая система типов, классы, интерфейсы, исключения, делегаты, перегрузка операций, обобщенные типы (generics), методы расширения, лямбда-выражения.

Стандартный модуль PABCSystem, автоматически подключаемый к любой программе, содержит огромное количество стандартных типов и подпрограмм, позволяющих писать ясные и компактные программы.

В распоряжении PascalABC.NET находятся все средства .NET-библиотек классов, постоянно расширяющихся самыми современными возможностями. Это позволяет легко писать на PascalABC.NET приложения для работы с сетью, Web, XML-документами, использовать регулярные выражения и многое другое.

Язык PascalABC.NET позволяет программировать в классическом процедурном стиле, в объектно-ориентированном стиле и содержит множество элементов для программирования в функциональном стиле. Выбор стиля или комбинации этих стилей - дело вкуса программиста, а при использовании в обучении - методический подход преподавателя.

Сочетание богатых и современных языковых средств, возможностей выбора разных траекторий обучения позволяет рекомендовать PascalABC.NET с одной стороны как язык для обучения программированию (от школьников до студентов младших и средних курсов), с другой - как язык для создания проектов и библиотек средней сложности.

Интегрированная среда разработки PascalABC.NET ориентирована на создание проектов малой и средней сложности. Она достаточно легковесна и в то же время обеспечивает разработчика всеми необходимыми средствами, такими как встроенный отладчик, средства Intellisense (подсказка по точке, подсказка по параметрам, всплывающая подсказка по имени), переход к определению и реализации подпрограммы, шаблоны кода, автоформатирование кода.

В среду PascalABC.NET встроен также дизайнер форм, позволяющий создавать полноценные оконные приложения в стиле RAD (Rapid Application Development - быстрое создание приложений).

В отличие от многих профессиональных сред, среда разработки PascalABC.NET не имеет громоздкого интерфейса и не создает множество дополнительных вспомогательных файлов на диске при компиляции программы. Для небольших программ это позволяет соблюсти принцип Одна программа - один файл на диске.

В среде PascalABC.NET большое внимание уделено связи запущенной программы с оболочкой: консольная программа, запущенная из-под оболочки, осуществляет ввод-вывод в специальное окно, встроенное в оболочку. Можно также запустить несколько программ одновременно - все они будут контролироваться оболочкой.

Интегрированная среда PascalABC.NET позволяет переключать в настройках русский и английский язык, при этом локализованы не только элементы интерфейса, но и сообщения об ошибках.

Кроме этого, внутренние представления PascalABC.NET позволяют создавать компиляторы других языков программирования и встраивать их в среду разработки с помощью специальных плагинов.

Платформа Microsoft.NET обеспечивает PascalABC.NET стандартной библиотекой, состоящей из огромного количества класссов для решения практически любых задач: от алгоритмических до прикладных. Именно поэтому в PascalABC.NET отсутствует необходимость в разработке большого числа собственных модулей.