Исходный код

Эта статья о концепции программного обеспечения. О фильме см. Исходный код .

Простой на языке C пример исходного кода , процедурном языке программирования . Полученная программа печатает на экране компьютера «привет, мир». Этот первый известный « Привет, мир » фрагмент из основополагающей книги «Язык программирования C» принадлежит Брайану Кернигану из Bell Laboratories в 1974 году.

В вычислительной технике исходный код или просто код или источник — это текст (обычно простой текст ), который соответствует удобочитаемому языку программирования и определяет поведение компьютера . Программист пишет код для создания программы , которая работает на компьютере.

Поскольку компьютер, по сути, понимает только машинный код , исходный код должен быть преобразован, чтобы его мог использовать компьютер, и это может быть реализовано различными способами в зависимости от доступной технологии. Исходный код может быть преобразован компилятором или ассемблером в машинный код, который может быть выполнен напрямую . Альтернативно, исходный код может обрабатываться без преобразования в машинный код с помощью интерпретатора , который выполняет действия, предписанные исходным кодом, через машинный код интерпретатора. Другая технология (например, байт-код ) включает в себя оба механизма путем преобразования исходного кода в промежуточную форму, которая часто не читается человеком, но также не является машинным кодом, и интерпретатор выполняет промежуточную форму.

Большинство языков допускают комментарии . Программист может добавлять комментарии для документирования исходного кода для себя и для других программистов, читающих код. Комментарии не могут быть представлены в машинном коде и поэтому игнорируются компиляторами, интерпретаторами и т.п.

Часто исходный код прикладного программного обеспечения не распространяется и не является общедоступным, поскольку производитель хочет защитить свою интеллектуальную собственность (ИС). Но, если исходный код доступен ( с открытым исходным кодом ), он может быть полезен пользователю , программисту или системному администратору , любой из которых может пожелать изучить или изменить программу.

Предыстория

Первые программируемые компьютеры, появившиеся в конце 1940-х годов, были запрограммированы на машинном языке (простые инструкции, которые могли быть непосредственно выполнены процессором). Машинный язык было трудно отлаживать, и его нельзя было переносить между различными компьютерными системами. Первоначально аппаратные ресурсы были скудными и дорогими, а человеческие ресурсы были дешевле. По мере усложнения программ производительность программистов стала узким местом. Это привело к появлению языков программирования высокого уровня, таких как Фортран, в середине 1950-х годов. Эти языки абстрагировали детали аппаратного обеспечения и вместо этого были разработаны для выражения алгоритмов, которые людям было бы легче понять. Поскольку инструкции отличаются от базового компьютерного оборудования высокого уровня, , программное обеспечение появилось сравнительно недавно и восходит к таким ранним языкам программирования как Fortran , Lisp и Cobol . Изобретение языков программирования высокого уровня произошло одновременно с появлением компиляторов, которые должны были автоматически транслировать исходный код в машинный код, который можно было напрямую выполнять на аппаратном обеспечении компьютера .

Исходный код — это форма кода, которая модифицируется непосредственно людьми, обычно на языке программирования высокого уровня. Объектный код может выполняться непосредственно машиной и генерируется автоматически из исходного кода, часто с помощью промежуточного этапа — языка ассемблера . Хотя объектный код будет работать только на определенной платформе, исходный код можно перенести на другую машину и перекомпилировать там. Для одного и того же исходного кода объектный код может существенно различаться — не только в зависимости от машины, для которой он скомпилирован, но и в зависимости от оптимизации производительности компилятора.

Организация

Основная статья: Управление конфигурацией программного обеспечения

Большинство программ не содержат всех ресурсов, необходимых для их запуска, и полагаются на внешние библиотеки . Частью функции компилятора является связывание этих файлов таким образом, чтобы программа могла выполняться аппаратно.

Более сложный пример исходного кода Java . Написанный в стиле объектно-ориентированного программирования , он демонстрирует шаблонный код . Комментарии пролога обозначены красным, встроенные комментарии — зеленым, а операторы программы — синим.

Разработчики программного обеспечения часто используют управление конфигурацией для отслеживания изменений в файлах исходного кода ( контроль версий ). Система управления конфигурацией также отслеживает, какой файл объектного кода соответствует какой версии файла исходного кода.

Цели

Оценка

Количество строк исходного кода часто используется в качестве показателя при оценке производительности программистов, экономической ценности базы кода, оценки усилий для проектов, находящихся в разработке, и текущих затрат на обслуживание программного обеспечения после выпуска.

Общение

Исходный код также используется для передачи алгоритмов между людьми – например, фрагменты кода в Интернете или в книгах.

Программистам может оказаться полезным просмотреть существующий исходный код, чтобы узнать о методах программирования. Совместное использование исходного кода между разработчиками часто упоминается как фактор, способствующий развитию их навыков программирования. Некоторые люди считают исходный код выразительным художественным средством .

Исходный код часто содержит комментарии — блоки текста, помеченные для игнорирования компилятором. Это содержимое не является частью логики программы, а предназначено для того, чтобы помочь читателям понять программу.

Компании часто сохраняют конфиденциальность исходного кода, чтобы скрыть алгоритмы, считающиеся коммерческой тайной . Собственный секретный исходный код и алгоритмы широко используются в конфиденциальных государственных приложениях, таких как уголовное правосудие , что приводит к поведению «черного ящика» с отсутствием прозрачности методологии алгоритма. Результатом является избегание общественного внимания к таким вопросам, как предвзятость.

Модификация

См. также: Разработка программного обеспечения и обслуживание программного обеспечения.

Доступ к исходному коду (а не только к объектному коду) необходим для его изменения. Понимание существующего кода необходимо, чтобы понять, как он работает. и перед его изменением. Скорость понимания зависит как от базы кода, так и от навыков программиста. Опытным программистам легче понять, что делает код на высоком уровне. Программная визуализация иногда используется для ускорения этого процесса.

Многие программисты используют интегрированную среду разработки (IDE) для повышения своей производительности. IDE обычно имеют несколько встроенных функций, включая редактор исходного кода , который может предупреждать программиста о распространенных ошибках. Модификация часто включает в себя рефакторинг кода (улучшение структуры без изменения функциональности) и реструктуризацию (одновременное улучшение структуры и функциональности). Почти каждое изменение в коде приведет к появлению новых ошибок или неожиданных побочных эффектов , которые требуют еще одного раунда исправлений.

Обзоры кода, проводимые другими разработчиками, часто используются для тщательного изучения нового кода, добавленного в проект. Целью этого этапа часто является проверка того, что код соответствует стандартам стиля и удобства сопровождения и что он является правильной реализацией проекта программного обеспечения . По некоторым оценкам, проверка кода значительно снижает количество ошибок, сохраняющихся после тестирования программного обеспечения . завершения Наряду с тестированием программного обеспечения, которое осуществляется путем выполнения кода, статический анализ программы использует автоматизированные инструменты для обнаружения проблем с исходным кодом. Многие IDE поддерживают инструменты анализа кода, которые могут предоставить показатели ясности и удобства сопровождения кода. Отладчики — это инструменты, которые часто позволяют программистам пошагово выполнять выполнение, отслеживая, какой исходный код соответствует каждому изменению состояния.

Компиляция и исполнение

Файлы исходного кода на языке программирования высокого уровня должны пройти этап предварительной обработки в машинный код, прежде чем инструкции смогут быть выполнены. После компиляции программу можно сохранить в виде объектного файла , а загрузчик (часть операционной системы) может взять этот сохраненный файл и выполнить его как процесс на аппаратном обеспечении компьютера. Некоторые языки программирования используют интерпретатор вместо компилятора. Интерпретатор преобразует программу в машинный код во время выполнения , что делает их в 10–100 раз медленнее, чем скомпилированные языки программирования.

Качество

Основная статья: Качество программного обеспечения

Качество программного обеспечения — это всеобъемлющий термин, который может относиться к правильному и эффективному поведению кода, его возможности повторного использования и переносимости или простоте модификации. Обычно более рентабельно заложить качество в продукт с самого начала, чем пытаться добавить его позже в процессе разработки. Код более высокого качества снизит затраты в течение всего срока службы как для поставщиков, так и для клиентов, поскольку он более надежен и его легче поддерживать .

Ремонтопригодность — это качество программного обеспечения, позволяющее легко модифицировать его, не нарушая существующие функциональные возможности. Соблюдение соглашений по кодированию, таких как использование понятных имен функций и переменных, соответствующих их назначению, упрощает обслуживание. Использование операторов условного цикла только в том случае, если код может выполняться более одного раза, а также исключение кода, который никогда не будет выполняться, также может повысить понятность. Многие организации, занимающиеся разработкой программного обеспечения, пренебрегают удобством сопровождения на этапе разработки, даже несмотря на то, что это приведет к увеличению долгосрочных затрат. Технический долг возникает, когда программисты, часто из-за лени или необходимости уложиться в сроки, выбирают быстрые и грязные решения вместо того, чтобы встроить в свой код удобство сопровождения. Распространенной причиной является недооценка усилий по разработке программного обеспечения , что приводит к недостаточности ресурсов, выделяемых на разработку. Проблема с удобством сопровождения заключается в том, что многие курсы по разработке программного обеспечения не уделяют этому особого внимания. Инженеры-разработчики, которые знают, что они не будут нести ответственность за поддержку программного обеспечения, не имеют стимула повышать удобство сопровождения.

Авторские права и лицензирование

Основные статьи: Авторские права на программное обеспечение и лицензия на программное обеспечение.

См. Также: История бесплатного программного обеспечения и программного обеспечения с открытым исходным кодом.

Ситуация варьируется во всем мире, но в Соединенных Штатах до 1974 года программное обеспечение и его исходный код не охранялись авторским правом и, следовательно, всегда являлись общественным достоянием . В 1974 году Комиссия США по новым технологическим использованию произведений, защищенных авторским правом (CONTU), решила, что «компьютерные программы, в той степени, в которой они воплощают оригинальное творение автора, являются надлежащим объектом авторского права».

Несвободное программное обеспечение редко распространяется в виде исходного кода. Хотя термин «программное обеспечение с открытым исходным кодом» буквально означает публичный доступ к исходному коду , К программному обеспечению с открытым исходным кодом предъявляются дополнительные требования: свободное распространение, разрешение на изменение исходного кода и выпуск производных работ под одной и той же лицензией, а также отсутствие дискриминации между различными видами использования, включая коммерческое использование. Бесплатное повторное использование программного обеспечения с открытым исходным кодом может ускорить разработку.

См. также

• Байт-код
• Код как данные
• Соглашения о кодировании
• Компьютерный код
• Бесплатное программное обеспечение
• Устаревший код
• Машинный код
• Язык разметки
• Запутанный код
• Код объекта
• Программное обеспечение с открытым исходным кодом
• Пакет (система управления пакетами)
• Язык программирования
• Репозиторий исходного кода
• Подсветка синтаксиса
• Язык визуального программирования

Ссылки

Источники

• Аблон, Лилиан; Богарт, Энди (2017). Нулевые дни, тысячи ночей: жизнь и времена уязвимостей нулевого дня и их использования (PDF) . Корпорация Рэнд. ISBN  978-0-8330-9761-3 .
• Кэмпбелл-Келли, Мартин; Гарсия-Шварц, Дэниел Д. (2015). От мэйнфреймов к смартфонам: история международной компьютерной индустрии . Издательство Гарвардского университета. ISBN  978-0-674-28655-9 .
• Дасвани, Нил ; Эльбаяди, Муди (2021). Большие нарушения: уроки кибербезопасности для всех . Апресс. ISBN  978-1-4842-6654-0 .
• Дули, Джон Ф. (2017). Разработка программного обеспечения, проектирование и кодирование: с шаблонами, отладкой, модульным тестированием и рефакторингом . Апресс. ISBN  978-1-4842-3153-1 .
• Фостер, Элвис К. (2014). Программная инженерия: методический подход . Апресс. ISBN  978-1-4842-0847-2 .
• Галин, Дэниел (2018). Качество программного обеспечения: концепции и практика . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-1-119-13449-7 .
• Хабер, Мори Дж.; Хибберт, Брэд (2018). Векторы атак на активы: построение эффективных стратегий управления уязвимостями для защиты организаций . Апресс. ISBN  978-1-4842-3627-7 .
• Качмарек, Стефан; Лиз, Брэд; Беннетт, Гэри; Фишер, Митч (2018). Objective-C для начинающих: программирование для iPhone, iPad и Mac стало проще . Апресс. ISBN  978-1-4842-3428-0 .
• Катьял, Соня К. (2019). «Парадокс секретности исходного кода» . Обзор законодательства Корнелла . 104 :1183.
• Китчин, Роб; Додж, Мартин (2011). Код/пространство: Программное обеспечение и повседневная жизнь . МТИ Пресс. ISBN  978-0-262-04248-2 .
• Лин, Дэниел; Саг, Мэтью; Лори, Рональд С. (2001). «Исходный код против объектного кода: последствия патентов для сообщества открытого исходного кода» . Журнал Санта-Клары по праву в области компьютеров и высоких технологий . 18 : 235.
• Морен, Эндрю; Урбан, Дженнифер; Слиз, Петр (2012). «Краткое руководство по лицензированию программного обеспечения для ученого-программиста» . PLOS Вычислительная биология . 8 (7): e1002598. Бибкод : 2012PLSCB...8E2598M . дои : 10.1371/journal.pcbi.1002598 . ISSN   1553-7358 . ПМК   3406002 . ПМИД   22844236 .
• О'Риган, Джерард (2022). Краткое руководство по разработке программного обеспечения: от основ к методам применения . Спрингер Природа. ISBN  978-3-031-07816-3 .
• Сен, Рави; Субраманиам, Чандрасекар; Нельсон, Мэтью Л. (2008). «Определители выбора лицензии на программное обеспечение с открытым исходным кодом». Журнал информационных систем управления . 25 (3). Информа UK Limited: 207–240. дои : 10.2753/mis0742-1222250306 . ISSN   0742-1222 .
• Себеста, Роберт В. (2012). Концепции языков программирования (10-е изд.). Аддисон-Уэсли. ISBN  978-0-13-139531-2 .
• Трейси, Ким В. (2021). Программное обеспечение: техническая история . Издательство Морган и Клейпул. ISBN  978-1-4503-8724-8 .
• Трипати, Приядарши; Наик, Кширасагар (2014). Эволюция и сопровождение программного обеспечения: подход практикующего специалиста . Джон Уайли и сыновья. ISBN  978-0-470-60341-3 .
• Варга, Эрвин (2018). Разгадка сопровождения и эволюции программного обеспечения: нестандартное мышление . Спрингер. ISBN  978-3-319-71303-8 .