- •Лекция 1. Платформа Microsoft .Net Framework 2.0
- •Понятия приложения, проекта, решения
- •Среда разработки Visual Studio .Net
- •Создание первого проекта
- •Компиляция и выполнение программы в среде clr
- •1.2. Рекомендации по выполнению практикума
- •1.3. Рекомендации по самостоятельной работе
- •Лекция 2. Технология объектно-ориентированного программирования
- •Состав языка
- •Типы данных
- •Переменные и константы
- •Организация ввода-вывода данных. Форматирование
- •Вывод данных
- •Ввод данных
- •Практикум
- •Самостоятельная работа
- •Лекция 3. Операции
- •Выражения и преобразование типов
- •Практикум
- •Самостоятельная работа
- •Лекция 4. Операторы языка c#
- •Операторы следования
- •Операторы ветвления
- •Условный оператор if
- •Оператор выбора switch
- •Операторы цикла
- •Цикл с предусловием while
- •Цикл с постусловием do while
- •Цикл с параметром for
- •Вложенные циклы
- •Операторы безусловного перехода
- •Оператор безусловного перехода goto
- •Оператор выхода break
- •Оператор перехода к следующей итерации цикла continue
- •Практикум
- •Самостоятельная работа
- •Лекция 5. Методы: основные понятия
- •Методы: основные понятия. Перегрузка методов. Методы: основные понятия
- •Перегрузка методов
- •Практикум
- •Самостоятельная работа Теоретический материал
- •Практическое задание
- •Лекция 6. Рекурсивные методы
- •Практикум
- •Самостоятельная работа
- •Лекция 7. Обработка исключений
- •Оператор try
- •Операторы checked и unchecked
- •Генерация собственных исключений
- •Полезные совет
- •Практикум
- •Самостоятельная работа Теоретический материал Вычисление конечных сумм и произведений
- •Вычисление бесконечных сумм
- •Практическое задание
- •Лекция 8. Массивы
- •Одномерные массивы
- •Массивы и исключения
- •Массив как параметр
- •Массив как объект
- •Многомерные массивы
- •Ступенчатые массивы
- •Оператор foreach и его использование при работе с массивами
- •Практикум
- •Самостоятельная работа Теоретический материал Вставка и удаление элементов в массивах
- •Практические задания
- •Лекция 9. Символы и строки
- •Символы char
- •Неизменяемые строки string
- •Изменяемые строки
- •Практикум
- •Самостоятельная работа
- •Запуск программы из командной строки
- •Передача параметров в метод Main из командной строки
- •Практические задачи
- •Лекция 10. Регулярные выражения
- •Метасимволы в регулярных выражениях
- •Поиск в тексте по шаблону
- •Редактирование текста
- •Практикум
- •Самостоятельная работа Теоретический материал
- •Практическое задание
- •Лекция 11. Организация с#-системы ввода-вывода
- •Байтовый поток
- •Символьный поток
- •Двоичные потоки
- •Перенаправление стандартных потоков
- •Практикум
- •Самостоятельная работа
- •Лекция 12. Работа с файловой системой
- •12.1.Работа с файловой системой: классы Directory и Filе и классы DirectoryInfo и FileInfo Работа с файловой системой
- •Работа с каталогами Абстрактный класс FileSystemInfo
- •Класс DirectoryInfo
- •Класс Directory
- •Работа с файлами Класс Filelnfo
- •Класс File
- •12.2. Практикум
- •12.3. Самостоятельная работа
- •Данные: поля и константы
- •Конструкторы
- •Конструкторы экземпляра
- •Конструкторы класса
- •Свойства
- •"Один класс - один файл",
- •13.2. Практикум
- •13.3. Самостоятельная работа
- •13.4. Классы: деструкторы, индексаторы, операции класса, операции преобразования типов Деструкторы
- •Индексаторы
- •Операции класса
- •Унарные операции
- •Бинарные операции
- •Операции преобразования типов
- •13.5. Практикум (продолжение практикума 13)
- •13.6. Самостоятельная работа
- •Лекция 14. Иерархия классов
- •14.1 Иерархия
- •Наследование
- •Использование защищенного доступа
- •Наследование конструкторов
- •Многоуровневая иерархия
- •Переменные базового класса и производного класса
- •Виртуальные методы
- •Абстрактные методы и классы
- •Запрет наследования
- •14.2. Практикум
- •14.3. Самостоятельная работа
- •Лекция 15. Интерфейсы и структуры
- •15.1. Пользовательские и стандартные интерфейсы. Структуры Интерфейсы
- •Стандартные интерфейсы .Net
- •Структуры
- •15.2. Практикум
- •15.3. Самостоятельная работа Теоретический материал
- •Задание
- •Лекция 16. Коллекции
- •16.1. Классификация коллекций. Коллекции общего назначения: стек. Очередь, динамический массив, хеш-таблица Коллекции
- •Коллекции общего назначения
- •Класс Stack
- •Класс Queue
- •Класс ArrayList
- •Класс Hashtable
- •16.2. Практикум
- •16.3. Самостоятельная работа
- •Дополнения Дополнение. Операции с#
- •Дополнение. Математические функции языка с#
- •Литература
Компиляция и выполнение программы в среде clr
В прошлом почти все компиляторы генерировали код для конкретных процессорных архитектур. Все CLR-совместимые компиляторы вместо этого генерируют IL-код, который также называется управляемым модулем, потому что CLR управляет его жизненным циклом и выполнением. Рассмотрим составные части управляемого модуля:
Заголовок PE32 или PE32+: Файл с заголовком в формате PE32 может выполняться в 32- или 64-разрядной ОС, а с заголовком PE32+ только в 64-разрядной ОС. Заголовок показывает тип файла: GUI, CUI или DLL, он также имеет временную метку, показывающую, когда файл был собран. Для модулей, содержащих только IL-код, основной объем информации в РЕ-заголовке игнорируется, Для модулей, содержащих процессорный код, этот заголовок содержит сведения о процессорном коде.
Заголовок CLR: Содержит информацию, которая превращает этот модуль в управляемый. Заголовок включает нужную версию СLR, некоторые флаги, метку метаданных, точки входа в управляемый модуль (метод Main), месторасположение и размер метаданных модуля, ресурсов и т.д.
Метаданные - это набор таблиц данных, описывающих то, что определено в модуле. Есть два основных вида таблиц: описывающие типы и члены, определенные в вашем исходном коде, и описывающие типы и члены, на которые имеются ссылки в вашем исходном коде. Метаданные служат многим целям:
устраняют необходимость в заголовочных и библиотечных файлах при компиляции, так как все сведения о типах и членах, на которые есть ссылки, содержатся в файле с IL-кодом, в котором они реализованы. Компиляторы могут читать метаданные прямо из управляемых модулей.
при компиляции IL-кода в машинный код CLR выполняет верификацию (проверку "безопасности" выполнения кода) используя метаданные, например, нужное ли число параметров передается методу, корректны ли их типы, правильно ли используется возвращаемое значение и т.д.
позволяют сборщику мусора отслеживать жизненный цикл объектов и т.д.
IL-код: управляемый код, создаваемый компилятором при компиляции исходного кода. Во время исполнения CLR компилирует IL-код в команды процессора.
По умолчанию CLR-совместимые компиляторы генерируют управляемый код, безопасность выполнения которого поддается проверке средой CLR. Вместе с тем возможно разрабатывать неуправляемый или "небезопасный" код, которому разрешается работать непосредственно с адресами памяти и управлять байтами в этих адресах. Эта возможность, обычно полезна при взаимодействии с неуправляемым кодом или при необходимости добиться максимальной производительности при выполнении критически важных алгоритмов. Однако использовать неуправляемый код довольно рискованно, т.к. он способен разрушить существующие структуры данных.
Чтобы понять принцип выполнения программы в среде CLR рассмотрим небольшой пример:
Непосредственно перед исполнением функции Main CLR находит все типы, на которые ссылается ее код. В нашем случае метод Main ссылается на единственный тип — Console, и CLR выделяет единственную внутреннюю структуру WriteLine.
Когда Main первый раз обращается к WriteLine, вызывается функция JITCompiler (условное название), которая отвечает за компиляцию IL-кода вызываемого метода в собственные команды процессора. Функции JITCompiler известен вызываемый метод и тип, в котором он определен. JITCompiler ищет в метаданных соответствующей сборки IL-код вызываемого метода, затем проверяет и компилирует IL-код в собственные команды процессора, которые сохраняются в динамически выделенном блоке памяти. После этого JITCompiler возвращается к внутренней структуре данных типа и заменяет адрес вызываемого метода адресом блока памяти, содержащего собственные команды процессора. В завершение JITCompiler передает управление коду в этом блоке памяти. Далее управление возвращается в Main, который продолжает работу в обычном порядке.
Затем Main обращается к WriteLine вторично. К этому моменту код WriteLine уже проверен и скомпилирован, так что производится обращение к блоку памяти, минуя вызов JITCompiler. Отработав, метод WriteLine возвращает управление Main.
Таким образом, за счет такой компиляции производительность теряется только при первом вызове метода. Все последующие обращения к одной и той же структуре выполняются "на полной скорости", без повторной верификации и компиляции.