VB_NET

Для візуального представлення складеного модуля створено

проміжну мову – Intermediate Language (IL), яку ще інколи назива-

ють MSIL. IL та складений модуль знаходяться на одному рівні, але це не сам двійковий код, а лише його текстове зображення. Для порівняння можна сказати, що IL та складений модуль співвідносяться, як асемблер і машинний код.

Код, який виконується безпосередньо під Windows, називають некерованим. Деякі мови, наприклад C++, можуть працювати без керуючого середовища CLR і не будуть керованими.

Особливістю системи .NET є використання оригінальної технології інтеграції коду, що забезпечує сумісність коду не на рівні виконавчого ядра (процесора), а на рівні самої програмної моделі.

Складений модуль якісно відрізняється від машинного коду класичної компіляції наявністю завершеного опису внутрішньої структури програми, починаючи від локальних змінних і закінчуючи класами та просторами назв.

При класичній компіляції в машинний код цілком зникає інформація про внутрішню будову програми, що, здебільшого, і не потрібно для її виконання. Зате така інформація життєво необхідна під час рішення задач міжмовної та міжпрограмної інтеграції. При компіляції у складений модуль утрат цієї інформації не відбувається і вичерпне представлення про внутрішню організацію програми зберігається у спеціальних структурах (метаданих).

CLR – віртуальна машина нового покоління, що компілює складений модуль у машинний код обчислювального вузла (апаратна платформа + операційна система), на якій у певний момент відбувається виконання додатка (й усієї віртуальної машини).

З метою реалізації такого підходу віртуальну машину необхідно забезпечити дуже важливим компонентом – компілятором часу виконання (Just-In-Time Compiler), який передбачає трансля-

цію складеного модуля у машинний код саме під час виконання програми. Такі компілятори, зазвичай, називають двійковими. Для конкретної комбінації апаратної платформи (Intel, Pocket PC) та операційної системи (Windows, Linux тощо) має існувати власна реалізація двійкового компілятора – це головний недолік технології

.NET.

Windows (Windows Forms або GUI-програми), Windowsабо NT-

сервіси, веб-сайти на базі технології ASP.NET, веб-сервіси та інші.

CLR архітектурно стоїть над операційною системою і надає віртуальне середовище для виконання керованих програм. Коли така програма починає своє виконання, CLR завантажує в оперативну пам’ять комп’ютера модуль, який потрібно виконати, і виконує код, який він містить.

Інструкції керованого коду компілюються за потребами використання у машинний код під час виконання. Такий процес компіляції називають just-in-time (JIT) компіляцією. Здебільшого кожен метод компілюється лише тоді, коли його вперше активізують. Далі метод кешується в оперативній пам’яті для того, щоб його можна було використати повторно без компілювання. Отож код, який ніколи не активізується, не компілюється.

Хоча JIT-компіляція і вимагає більше ресурсів, цей недолік нівелюється тим фактом, що метод компілюється лише раз за весь час виконання програми. Отже, компілятор оптимізовано для якнайшвидшого та ефективного виконання. Теоретично JIT-компі- льований код має більшу швидкодію, ніж звичайний код, унаслідок того, що JIT-компілятор має механізм для оптимізації машинного коду, який він генерує, відповідно до процесора, за допомогою якого виконується компіляція.

Переваги такого коду в керованому середовищі CLR є значними. Під час компіляції IL-інструкцій у машинний код компілятор передусім виконує процес перегляду інструкцій з метою отримання безпечного коду з точки зору типів. Отож практично неможливо виконати інструкцію, яка має на меті доступ до ділянки пам’яті без прав доступу до неї. Перегляд коду не дає змоги написати код, який може вплинути на безпеку операційної системи.

Іншою важливою перевагою CLR є виконання багатьох програм в одному процесі, що забезпечується механізмом поділу процесу на віртуальні частини, які називають доменами програми.

Операційна система Windows ізолює різні програми одна від одної, використовуючи різні процеси. Недоліком такої моделі є значне використання пам’яті. Використання пам’яті не є важливим чинником для автономних систем, якими послуговується один ко-

Загальна система типів – це частина середовища LR, що визначає усі типи, які використовують програмісти. Тип (type) – це визначення чи “креслення”, за яким створюється екземпляр значення. Середовище CLR містить множину типів, яку розділяють на

типи-значення (value types) і типи-посилання (reference types). Ба-

зовим класом усіх типів є System.Object.

Типи-значення (або розмірні типи) походять від базового типу System.ValueType і діляться на три категорії: вбудовані типи,

тип перелічення (Enum) і тип користувача. Тип System.ValueType є прямим нащадком System.Object. Будь-який тип, похідний від System.ValueType, є структурою, отож їх ще називають

структурними типами.

Типи-посилання розділяють на об’єктні типи (object types),

інтерфейсні типи (іnterface types), вказівні типи (poіnter types) і

тип-посилання користувача. Об’єктний тип аналогічний класу (class) у багатьох об’єктно-орієнтованих мовах програмування. Усі типи-посилання є прямими нащадками класу System.Object.

Типи можуть налічувати члени (members), які можуть бути полями (fіelds) чи методами (methods). Властивості (propertіes) і

події (events) є спеціальними типами методів. Поля і методи можуть належати всьому типу (type) чи якомусь екземпляру (іnstance).

Доступ до поля чи виклик методу, які належать усьому типу, можна здійснити навіть тоді, коли даний тип не має жодного екземпляра. Такі члени типу (поля/методи) іноді називають статичними.

Доступ до поля екземпляра можна одержати, тільки вказуючи його екземпляр, а метод екземпляра можна викликати тільки з зазначенням його екземпляра.

При оперуванні з розмірними типами використовують їхнє пряме зображення, яке зберігається у пам’яті комп’ютера. Типи-по- силання використовують адресні покажчики (або вказівники) на осередки пам’яті комп’ютера, де розміщуються їхні значення. Тобто змінні розмірного типу – це самі дані, а змінні типу посилання

– це покажчики (вказівники), які містять адреси розміщення даних.

У табл. 1.1 показано, що деякі вбудовані типи даних є CLSсумісними. Як уже відзначалося, мови програмування повинні задовольняти множині специфікації CLS середовища CLR для досягнення максимального ступеня взаємодії з іншими мовами. Не дивно, що одні типи, наприклад іnt32, враховані в специфікації CLS, а інші, наприклад natіve unsіgned іnt, не враховані. Зазначимо також, що дебільшого цілочисельні типи без знака не зачислено до специфікації CLS.

Зверніть увагу, що не всі мови програмування відкрито пропонують деякі типи програмістам. Наприклад, такий тип, як natіve іnt, може не мати прямого відображення на систему типів певної мови. Крім цього, розроблювачі мови програмування можуть вирішити, що не доцільно надавати відкритий доступ до якогось типу, і замість цього запропонують відкритий доступ тільки до CLS-сумісних типів.

У бібліотеці класів платформи .NET передбачено ще декілька типів-значень. Насправді вони є визначеними користувачем типами (тобто визначені розроблювачами платформи Framework), а не є складовою частиною типів-значень у середовищі CLR. Однак, використовуючи середовище CLR, програмісти часто навіть не підозрюють про ці розбіжності.

Звичайно, такі нечіткі розходження –саме те, чого домагалися розроблювачі системи типів CLR. Прикладами таких типів є

System.DateTіme для представлення часу, System.Decіmal для представлення точних десяткових значень величин астрономічного масштабу, System. TіmeSpan для представлення проміжків часу, а також System.Guіd для представлення глобально унікальних іден-

тифікаторів – Globally Unіque Іdentіfіer (GUІ).

Крім описаних вище вбудованих типів-значень, у середовищі CLR програмісти можуть визначати власні типи-значення. Як і вбудовані типи-значення, ці типи копіюють семантику, і пам’ять для них, зазвичай, виділяється у стекові. Конструктор, використаний за домовленістю для цих типів-значень, є невизначеним. Перелічення та структури можуть бути і визначеними користувачем типами-зна- ченнями.