Язык программирования C

Структура
Платформа .Net
Среда разработки Visual Studio
Язык программирования C#

Платформа .Net
Функциональная совместимость с существующим программным кодом.
Интеграция языков.
Общий исполняющий механизм для всех поддерживающих .Net языков.
Обширная библиотека базовых классов.
Упрощенная модель инсталляции (без записи в реестр, версии, нет «ада dll»).

Среда разработки Visual Studio
Среда для разработки программ
Открытость для языков программирования
(C#, C++, Java, VB) + другие
Интеллектуальность
Подсказки к классам, функциям, параметрам
Список вариантов переменных
Вставка блоков кода
Выравнивание кода
Самодокументация
Атрибутивное программирование
Множество шаблонов проектов

Язык программирования C#
C# создавался параллельно с каркасом Framework .Net и в полной мере учитывает все его возможности - как FCL, так и CLR;
C# и ООП: даже типы, встроенные в язык, представлены классами;
возможности наследования и универсализации;
C# наследник C/C++, сохраняя лучшие черты.
Общий синтаксис, знакомые операторы языка облегчают переход от С++ к C#;
Простота и надежность (допускаются, но не поощряются такие опасные свойства С++ как указатели, адресация, разыменование, адресная арифметика);
Сборка мусора;
благодаря каркасу Framework .Net, ставшему надстройкой над операционной системой, программисты C# получают те же преимущества работы с виртуальной машиной, что и программисты Java.
реализация, сочетающая построение надежного и эффективного кода, является немаловажным фактором, способствующим успеху C#.

Платформа .Net
В каркасе Framework .Net можно выделить
два основных компонента:
статический FCL (Framework Class Library) –
библиотеку классов каркаса;
динамический – CLR (Common Language Runtime)
общеязыковую исполнительную среду.

FCL (Framework Class Library)
Единство каркаса (классы библиотеки используются всеми языками).
Встроенные примитивные типы (в Visual Basic - Integer, в языке C# - int, проецируется на один и тот же тип каркаса System.Int32).
Структурные типы (строки, массивы, перечисления, структуры).
Архитектура приложений
Windows- и консольных приложения
Web-приложения
Повторно используемые компоненты
библиотеки классов
библиотеки элементов управления
Модульность (пространства имен и сборки)

CLR (Common Language Runtime)
Двухэтапная компиляция
Виртуальная машина
Дизассемблер и ассемблер
Метаданные
Сборщик мусора - Garbage Collector - и управление памятью
Исключительные ситуации
События
Общие спецификации и совместимые модули
CTS (Common Type System)
CLS (Common Language Specification)

Двухэтапная компиляция
Компиляторы языков программирования, включенные в Visual Studio .Net, создают модули на промежуточном языке MSIL (Microsoft Intermediate Language), называемом далее просто - IL.
Компиляторы создают управляемый модуль - переносимый исполняемый файл (Portable Executable или PE-файл).
Этот файл содержит код на IL и метаданные - всю необходимую информацию как для CLR, так и конечных пользователей, работающих с приложением.
В зависимости от выбранного типа проекта, PE-файл может иметь расширения exe, dll, mod или mdl.
PE-файл, имеющий расширение exe, хотя и является exe-файлом, но это не совсем обычный исполняемый Windows файл. При его запуске он распознается как специальный PE-файл и передается CLR для обработки.
Исполнительная среда начинает работать с кодом, в котором специфика исходного языка программирования исчезла. Код на IL начинает выполняться под управлением CLR (по этой причине код называется управляемым).
Исполнительную среду можно рассматривать как своеобразную виртуальную IL-машину. Эта машина транслирует "на лету" требуемые для исполнения участки кода в команды реального процессора, который в действительности и выполняет код.

Виртуальная машина
Microsoft использовала удачный опыт виртуальной машины Java
Платформа .Net перестала быть частью студии, а стала надстройкой над операционной системой.
Теперь компиляция и создание PE-модулей на IL отделены от выполнения.
Компиляция и трансляция – м.б. разные платформы.
В состав CLR входят трансляторы JIT (Just In Time Compiler), которые и выполняют трансляцию IL в командный код той машины, где установлена и функционирует исполнительная среда CLR.
Оптимизация проводится на нижнем уровне, где можно учесть даже особенности процессора.
Благодаря этому создаются высокопроизводительные приложения.
Следует отметить, что CLR, работая с IL-кодом, выполняет не только достаточно эффективную оптимизацию, но и защиту кода.

Дизассемблер и ассемблер
Если у вас есть готовый PE-файл, то иногда полезно анализировать его IL-код и связанные с ним метаданные.
Для этого есть дизассемблер – ildasm:
выполняющий дизассемблирование PE-файла
показывающий метаданные,
IL-код с комментариями
в наглядной форме.
C:\Program Files\Microsoft Visual Studio .Net\ FrameworkSDK\Bin\ildasm.exe
Профессионалы, предпочитающие работать на низком уровне, могут программировать на языке ассемблера IL. C:\WINDOWS\Microsoft.Net\Framework\v1.1.4322\ilasm.exe

Сборка
- это самоописываемый, имеющий версию двоичный файл, обслуживаемый CLR.
Сборка имеет расширение . exe или .dll.
Расширение то же, а исполняется по-другому.
Однофайловые и многофайловые (модули, главный модуль, редко используемые в отдельном модуле, чтобы лишнее не загружать) сборки.
Приватные и разделяемые сборки.

Частная сборка
Сборки для частного использования.
Частная сборка может находиться в корневой папке и во вложенных папках корневого каталога.
Приложение ссылается на частную сборку по ее частному имени, которое содержится в метаданных.
Создаваемые Вами сборки.

Разделяемая сборка
Разделяемые сборки хранятся не в каталоге приложения, а в специальном хранилище.
Глобальный кэш сборок GAC (Global Assembly Cache).
C:\WINDOWS\assembly.
Утилита gacutil.exe
Все сборки, находящиеся в GAC, подписаны строгим именем.

Сборки со строгим именем
Обычные сборки могут быть без труда декомпилированы, и код в них может быть повторно использован. Для коммерческих приложений это недопустимо.
Сборки, подписанные строгим именем, позволяют обеспечить безопасность, защиту кода, облегчить применение их в несколько приложениях, а также управлять версионностью сборок.
Строгое имя является уникальным обозначением сборки.
Оно гарантирует невозможность замены вашей сборки другой.
Строгое имя сборки включает в себя частное имя сборки, ее версию, открытый ключ для клиентского приложения и цифровую подпись безопасности.

Самостоятельная работа 1
Опишите статический компонент каркаса .Net
Опишите динамический компонент каркаса .Net

Что происходит на первом этапе двухэтапной компиляции
Что происходит на втором этапе двухэтапной компиляции

Какое приложение нужно запустить, чтобы написать приложение на IL ассемблере
Какое приложение нужно запустить, чтобы просмотреть двоичный файл в удобном виде с комментариями

Как называется самоописываемый двоичный файл, содержащий версию
Как называется информация из двоичного файла, необходимая среде CLR для его исполнения