Ողջույն, գրառումների այս շարքում կիսվելու եմ C# ծրագրավորման լեզուն սովորելու իմ ուղով։ Քանի որ ծրագրավորման մեջ մասնագիտանալու համար բավարար չէ միայն լեզվի իմացությունը, հետագայում ձեռք կբերենք գրագետ ծրագրեր մշակելու համար անհրաժեշտ այլ գիտելիքներ, այդ թվում՝
- Օբյեկտ-կողմնորոշված ծրագրավորում (object-oriented programming)
- Տվյալների կառույցներ (data structures) և ալգորիթմեր
- Զուգահեռ ծրագրավորում (concurrency)
Քանի որ C# (արտասանվում է՝ "C Sharp") լեզվի հետ աշխատելու գործիքակազմը տրամադրում է .NET (արտասանվում է՝ "dot net") հարթակը, անհրաժեշտ է առաջին հերթին հասկանալ, թե ինչ է վերջինս իրենից ներկայացնում։ Գնացի՛նք 🏁
Ի՞նչ է .NET-ը
Ըստ Microsoft ընկերության բնութագրի, .NET-ը հանդիսանում է ծրագրերի մշակման հարթակ, որը հնարավորություն է ընձեռում տարբեր ծրագրավորման լեզուների միջոցով (C#, F#, Visual Basic, Python, C++/CLI) ստեղծել տարատեսակ հավելվածներ՝
- Web հավելվածներ (ASP.NET)
- Դասական Windows հավելվածներ (Windows Presentation Foundation)
- Android, iOS, Windows բջջային հավելվածներ (Xamarin)
- Windows 10 ՕՀ-ով օժտված համակարգիչների/պլանշետների, XBox, HoloLens, Internet of Things համակարգերի հավելվածներ/խաղեր (Universal Windows Platform)
Ծրագրավորման հնարավոր միջավայրերի բազմազանությունը պայմանավորված է նրանով, որ իրականում .NET անվան տակ գործում են հարթակի մի քանի տարբերակներ (implementation)`
- .NET Framework - .NET առաջին տարբերակը, որը նախատեսված է բացառապես Windows ՕՀ-ի հետ աշխատանքի համար
- .NET Core - 2016թ-ից ի վեր թողարկվող այս տարբերակը համատեղելի է Windows, macOS և Linux համակարգերի հետ
- Mono/Xamarin - Xamarin միջավայրի շարժիչը, որը համատեղելի է մի շարք բջջային ՕՀ-ների հետ (iOS, Android, tvOS, watchOS)
Բոլոր այս միջավայրերը միավորված են .NET Standard կոչվող փաստաթղթի միջոցով, որը սահմանում է .NET-ի ցանկացած տարբերակի համար անհրաժեշտ բազային ֆունկցիոնալությունը (պատրաստի կլասսերի գրադարանների կազմը)։
.NET հարթակի նշանակալի առանձնահատկությունն է ծրագրավորման լեզուների միջև փոխգործակցության հնարավորությունը (language interoperability), ինչը նշանակում է, որ միևնույն ծրագրի տարբեր մասեր կարող են մշակվել տարբեր լեզուներով։
Ինչպե՞ս է աշխատում .NET-ը
.NET հարթակի "շարժիչը"՝ Common Language Runtime (CLR)-ը պատասխանատու է ծրագրային կոդի կատարման (execution), տիպերի համապատասխանության ստուգման (type safety) և այլ կարևոր խնդիրների լուծման համար (օր․՝ չօգտագործվող օբյեկտների ոչնչացում (garbage collection), զուգահեռ գործընթացների կարգավորում (concurrency)։ Նշված թեմաների հետ կառնչվենք հետագայում)։
Այժմ փորձենք հասկանալ, թե կոնկրետ ինչպես է մեր կողմից գրված C# կոդը վերածվում կատարվող ծրագրի։ .NET-ի հետ համատեղելի լեզուների դեպքում գործում է երկփուլ մեթոդ՝
1) Մեր կողմից գրված կոդը կոմպիլյացիայի մեթոդով թարգմանվում է .NET-ում գործող միջանկյալ լեզվի (MSIL - Microsoft Intermediate Language կամ CIL - Common Intermediate Language)
2) Այնուհետև ծրագիրը MSIL-ից JIT կոմպիլյացիայի մեթոդով թարգմանվում է մեքենայական լեզվի
Ի՞նչ է կոմպիլյացիան
Ծրագրավորման լեզուները բաժանվում են պայմանական մակարդակների, ինչքան ցածր է տվյալ լեզվի մակարդակն, այնքան այն կախված է պրոցեսորի առանձնահատկություններից (և դժվար ընթեռնելի է մարդկանց համար): Բարձր մակարդակի լեզուները (որոնցով սովորաբար աշխատում է ծրագրավորողների մեծ մասը) թույլ են տալիս օգտագործել նույն կոդը, անկախ պրոցեսորից։
Այս ճկունությունն ապահովելու համար օգտագործվում են միջանկյալ գործիքներ՝ կոմպիլյատորներ կամ ինտերպրետատորներ, որոնց աշխատանքի սկզբունքները հետևյալն են՝
- Կոմպիլյացիա (compilation՝ հավաքագրում) - կոդն ամբողջապես ընթերցվում է և թարգմանում ցածր մակարդակի լեզվի, որից հետո արտածվում է կատարվող (executable) ծրագիր,
- Ինտերպրետացիա (interpretation` թարգմանություն) - կոդն ընթերցվում է պնդում առ պնդում, և ամեն ընթերցված հրաման կատարվում է տեղում։
Քայլ առաջին
Այժմ կմանրամասնենք առաջին փուլում կատարվող ձևափոխությունը (C# → MSIL)։ Որպես օրինակ դիտարկենք պարզագույն ծրագրի կոդ՝
using System;
public static class Program {
public static void Main() {
Console.WriteLine("Բարև, Հայաստան");
}
}
Տվյալ ծրագիրը կատարելիս էկրանին կարտածվի Բարև, Հայաստան
արտահայտությունը։ Օգտագործված բոլոր հրամաններին (որոնք կոչվում են բանալի բառեր՝ keyword) մանրամասն կանդրադառնանք հետագայում․ դրանց կարճ բացատրությունները հետևյալն են՝
-
using System
- ներմուծելSystem
կոչվող անվանացանկը -
public static class Program
- հայտարարելProgram
անունով դաս ("կլասս") -
public static void Main()
- հայտարարելMain
անունով ֆունկցիա, -
Console.WriteLine
- էկրանին արտածել փակագծերի մեջ տրված արժեքը/արտահայտությունը։
Վերոնշյալ կոդը կատարվող ծրագրի վերածելիս առաջին հերթին այն կոմպիլյացվում է՝ հատուկ ծրագրի (կոմպիլյատորի՝ compiler) միջոցով թարգմանվում է MSIL-ի։
Կախված օգտագործվող .NET տարբերակից, կոպիլյատորը կարող է լինել տարբեր, օրինակ՝ դասական .NET Framework-ի դեպքում այն կոչվում է csc.exe (C-Sharp Compiler), իսկ .NET Core տարբերակն օգտագործում է ավելի նոր Roslyn-ը։
Մեր ծրագրի կոմպիլյացիայի արդյունքն ունի հետևյալ տեսքը (տվյալ պահին մի՛ փորձեք մանրամասն հասկանալ այս կոդը)՝
.class public auto ansi abstract sealed beforefieldinit Program
extends [System.Private.CoreLib]System.Object
{
// Methods
.method public hidebysig static
void Main () cil managed
{
// Method begins at RVA 0x2050
// Code size 13 (0xd)
.maxstack 8
IL_0000: nop
IL_0001: ldstr "Բարև, Հայաստան"
IL_0006: call void [System.Console]System.Console::WriteLine(string)
IL_000b: nop
IL_000c: ret
} // end of method Program::Main
} // end of class Program
```
#### Քայլ երկրորդ
Տվյալ MSIL կոդը կարող է կատարվել .NET-ի հետ համատեղելի ցանկացած օպերացիոն համակարգով (**Operating System**) և պրոցեսորի կառուցվածքով (**CPU architecture**) համակարգչի միջոցով, բայց դրա համար անհրաժեշտ է այն թարգմանել տվյալ համակարգչի համար հասկանալի մեքենայական կոդի (տարբեր կառուցվածք ունեցող պրոցեսորների համար մեքենայական լեզուն տարբեր է)։ Այս նպատակով իրականացվում է միջանկյալ կոդի **JIT կոմպիլյացիա**, ինչն էլ հանդիսանում է .NET հարթակի վրա ծրագրի կատարման երկրորդ փուլը։
> **Ի՞նչ է JIT (Just-In-Time` տվյալ պահին) կոմպիլյացիան**
Ինչպես արդեն նշեցի, դասական կոմպիլյացիայի ժամանակ սկզբնական կոդն ընթերցվում է ամբողջովին և թարգմանվում է ավելի ցածր մակարդակի լեզվով գրված ծրագրի։ Ի տարբերություն դասականի, JIT կոմպիլյացիայի պարագայում կոդն ընթերցվում է ֆունկցիա առ ֆունկցիա, և տվյալ ֆունկցիան կոմպիլյացվում է միայն այն ժամանակ, երբ այն կանչվում է առաջին անգամ (հետագա կանչերը ուղղորդվում են արդեն իսկ թարգմանված տարբերակին, որը պահվում է հիշողության մեջ)։
Դեռևս այսքանը🏁
Հաջորդ գրառումներում կզինվենք անհրաժեշտ գործիքներով և կսկսենք գրել մեր առաջին C# ծրագրերը։ Շնորհակալ եմ ընթերցելու համար։
### **Օգտակար հղումներ**
* [C# → MSIL կոմպիլյացիայի օնլայն գործիք](sharplab.io)
Անգլերեն
* [A tour of C# - Microsoft.com](https://docs.microsoft.com/en-us/dotnet/csharp/tour-of-csharp/)
* [Understanding .NET Just-In-Time compilation - Telerik.com](https://www.telerik.com/blogs/understanding-net-just-in-time-compilation)
Ռուսերեն
* [Краткий обзор языка C# - Microsoft.com](https://docs.microsoft.com/ru-ru/dotnet/csharp/tour-of-csharp/)
* [Язык C# и платформа .NET Core](https://metanit.com/sharp/tutorial/1.1.php)
Top comments (0)