Platformy technologiczne Platforma

PLATFORMY TECHNOLOGICZNEPLATFORMA .NET

mgr inż. Tomasz Gawron

2

Czym jest .NET Platforma nie związana z językiem

programowania Środowisko uruchomieniowe (CLR) Biblioteka klas (BCL) Jezyk pośredni (MSIL)

Automatyczne zarządzanie: Kodem Pamięcią Wyjątkami

Implementacje OpenSource (Mono, Rotor) Platformy Technologiczne 2014

3

Cele i charakterystyka

Platformy Technologiczne 2014

Trzy główne elementy: Framewerk Produkty (MS Windows, MS Office, Visual

Studio, …) Usługi

Unifikacja API Zabezpieczenia unikalną częścią

platformy Uproszczone wytwarzanie i instalowanie

aplikacji XML jako metajęzyk

4

Zadada działania


5

Stos platformy


6

Windows 8


7

Historia platformy


Wersja Data wydania

1.0 2002-02-131.1 2003-04-242.0 2005-11-073.0 2006-11-063.5 2007-11-194.0 2010-04-124.5 2012-08-15

8

C# - ewolucja


9

Elementy platformy .NET


Common Language Runtime środowisko wykonawcze odpowiedzialne za lokalizowanie,

wczytywanie oraz zarządzanie typami .NET. Common Language Infrastructure

Common Type System (CTS) - standard obejmujący sposób reprezentacji typów danych w pamięci komputera

Common Language Specification (CLS) - zbiór zasad i reguł, które musi spełnić język programowania aby współpracować z CLI

Common Intermediate Language język pośredni (MSIL) składający się z niezależnego od procesora

zestawu rozkazów, do którego kompilowane są wszystkie programy korzystające ze środowiska .NET

Metadane

10

Common Language Runtime


• Zarządzanie kodem (uruchamianie i nadzór nad jego wykonywaniem)

• Izolowanie obszarów pamięci przydzielonych poszczególnym aplikacjom

• Konwersja języka pośredniego IL do kodu maszynowego • Zarządzanie pamięcią (w przypadku obiektów zarządzanych)• Dostęp do metadanych (rozszerzonej informacji o typach)• Stosowanie zabezpieczeń dostępu kodu do zasobów, • Weryfikacja zgodności typów,• Obsługa wyjątków i przekazywanie ich pomiędzy różnymi

językami programowania, • Obsługa współpracy pomiędzy kodem zarządzanym, obiektami

COM i starszymi bibliotekami DLL, • Automatyzacja tworzenia obiektów, • Usługi związane z tworzeniem oprogramowania (debugowanie,

profilowanie itp.)

11

CLI – standard ECMA


Zgłoszony wspólnie przez Micosoft, Intel i HP w 2000 roku

12

CLI – Common Type System


Zarządzanie typami danych Podział na dwie grupy:Typy wartościowe (value type): •Prymitywy (bool, char, int, float…), struktury (struct), emumeratory (enum)• umieszczane na stosie•bezpośrednio zawierają dane•każda zmienna ma swoją kopię•nie mogą zawierać null-i

Typy referencyjne (reference type)•klasy, tablice, delegaty, interfejsy•umieszczane na stercie•zmienna zawiera referencję do danych•wiele zmiennych może odnosić się do jednego obiektu – operacje na jednej zmiennej mogą mieć wpływ na drugą•cykl życia zarządzany przez Garbage Collector

13

CLI – Common Language Specification


Zestaw zasad umożliwiających współpracę pomiędzy językami

Trzy główne elementy: Framework

Biblioteka zawierająca kod zgodny z specyfikacją CLS Consumer

Język programowania lub narzędzie zaprojektowane aby dać dostęp do cech dostarczonych przez Framework zgodny z CLS

Extender Język programowania lub narzędzie zaprojektowane, aby

umożliwić wykorzystanie i rozszerzanie Frameworku zgodnego z specyfikacją CLS

14

Common Intermediate Language


Język pośredni (CIL) jest niezależnym od procesora zestawem rozkazów, do którego kompilowane są wszystkie programy korzystające ze środowiska .NET. Zawiera instrukcje niezbędne do ładowania, przechowywania

i inicjalizowania obiektów oraz do wywoływania ich metod. Wraz z metadanymi i wspólnym systemem typów, MSIL pozwala na pełną integrację pomiędzy różnymi językami programowania.

Kod skompilowany do języka IL jest wejściem do kompilatora JIT (Just-In-Time Compilation) przekształcającego go w kod maszynowy.

Kod jest kodem zarządzanym

15

CIL – kompilacja JIT


CIL jest kompilowany do kodu procesora podczas wykonywania programu

Point pt;pt = new Point();pt.x = 200;pt.y = 300;

C#// Point pt = new Point();.locals init ([0] class Point pt)newobj instance void Point::.ctor()stloc.0

// pt.x = 200;ldloc.0ldc.i4 0xc8stfld int32 Point::x

// pt.y = 300;ldloc.0ldc.i4 0x12cstfld int32 Point::y

IL

call FD5B0AD8 ; allocatemov ecx, eax ; ecx == ptcall dword ptr ds:[003E5144h] ; pt.ctormov dword ptr [ecx+4], 0C8h ; pt.x = 200mov dword ptr [ecx+8], 12Ch ; pt.y = 300

Intel x86

dev-time compile

run-time compile

CIL

16

CIL - przykład


IL_006e: ldloc.s V_4IL_0070: ldloc.1IL_0071: ldelema [System.Drawing]System.Drawing.ColorIL_0076: ldloc.0IL_0077: ldloc.1IL_0078: ldarg.1IL_0079: subIL_007a: ldloc.2IL_007b: callvirt instance valuetype [System.Drawing]System.Drawing.Color

[System.Drawing]System.Drawing.Bitmap::GetPixel(int32, int32)IL_0080: stobj [System.Drawing]System.Drawing.ColorIL_0085: ldloc.1IL_0086: ldc.i4.1IL_0087: subIL_0088: stloc.1IL_0089: ldloc.1IL_008a: ldarg.1IL_008b: bge.s IL_006e

17

Podzespoły - Assemblies


Logiczne bloki, skompilowane do kodu pośredniego IL, z których buduje się aplikacje .NET

Zawierają kod w języku IL oraz metadane Wersjonowane Opisywane przez 2 rodzaje metadanych:

manifest Nazwa podzespołu Numer wersji Podpis cyfrowy Lista uprawnień

metadane indywidualne

18

Assemblies - metadane


Metadane typów - szczegółowy opis typów zdefiniowanych w kodzie zarządzanym, z którym są związane. Opis ten przechowywany jest w tym samym pliku, w którym znajduje się kod CIL. Informacje zawierają: Opis typów

nazwę typu zasięg typu (publiczny lub w granicach podzespołu) nazwę typu, po którym dziedziczy opisywany typ implementowane interfejsy implementowane metody udostępniane właściwości obsługiwane zdarzenia

Atrybuty – dodatkowe informacje o elementach kodu atrybuty mają określone nazwy i funkcje, definiowane

przez różne części środowiska .NET Framework mogą one służyć do sterowania sposobem wykonywania

kodu, opisać wymagania bezpieczeństwa

class A { ... }class B { ... }

Prog.cs

class C { ... }

Lib.cs

csc Prog.cs,Lib.cs

metadata

CIL code of A

CIL code of B

CIL code of C

Prog.exe

loader

manifest

19

Assemblies


Po skompilowaniu do kodu IL, zarządzany kod jest częścią podzespołu podzespół zawiera jedną lub wiele DLLs or EXEs

Podzespoły mogą być używane jako prywatne albo współdzielone

Podzespół prywatny jest instalowany poprzez kopiowanie do folderu nie wymagane jest umieszczenie w rejestrze

Są podstawą bezpieczeństwa kodu Pobierany kod może mieć przydzielone uprawnienia

20

Strong-Named Assemblies


Składają się z: Nazwy Wersji Klucza i podpisu

Pozwalają na zapewnienie unikalności w obrębie maszyny poprzez podpis

Gwarantują liniowość wytwarzania – tylko właściciel klucza może opublikować kolejną wersję

Wspomagają bezpieczeństwo – poprzez niezmienność podpisu

21

Global Assembly Cache


Umożliwia globalne rejestrowanie i zarządzanie bibliotekami dll C:\Windows\assembly gacutil.exe

Różne aplikacje mogą korzystać z tej samej biblioteki

GAC przechowuje różne wersje biblioteki (32-bit, 64-bit)

Rozwiązuje problem dll hell Różne wersje tej samej biblioteki Problem w dostępie do właściwej wersji

22

Bezpieczeństwo w .NET


Role Based Security Identity (tożsamość użytkownika) Principal (role użytkownika)

Code Access Security Ograniczanie funkcjonalności kodu Ograniczanie wywołania kodu Identyfikacja kodu

23

Role Based Security


Identity WindowsIdentity, GenericIdentity, IIdentity

Principals WindowsPrincipal, GenericPrincipal,

IPrincipal Możemy uzależnić wykonanie kodu od

posiadanych przez użytkownika uprawnień

24

Code Access Security


Operuje na uprawnieniach do kodu (FileIOPermission, UIPermission...)

Można tworzyć własne zestawy uprawnień Na poziomie CLR tworzone są grupy kodu o

identycznych uprawnieniach 4 poziomy uprawnień:

Enterprise (cały kod zarządzany) Machine (cały kod zarządzany na komputerze) User (cały kod zarządzany powiązany z

użytkownikiem) Application Domain (kod zarządzany w aplikacji hosta)

25

Biblioteki klas


Elementy biblioteki klas .NET Framework, pogrupowane są za pomocą hierarchicznej struktury przestrzeni nazw (namespace) ok. 100 namespaces z około 2000 typów

Umożliwiają dostęp do usług systemowych i zostały zaprojektowane tak, aby stanowiły podstawę do tworzenia aplikacji, komponentów i kontrolek .NET

26

Użyteczne namespaces


Namespace Opis

System Podstawowe klasy, które definiują najczęściej używane typy danych, zdarzenia, procedury obsługi zdarzeń, interfejsy, atrybuty i wyjątki.Inne klasy w tej przestrzeni nazw udostępniają usługi związane z konwersją typów danych, manipulowaniem parametrami metod, obliczeniami matematycznymi, zdalnym i lokalnym wywoływanie programów, zarządzaniem środowiskiem aplikacji, oraz nadzorowaniem zarządzanego i niezarządzanego kodu.

System.CollectionsSystem Collection.Generic

Definiują różne kolekcje obiektów - listy, kolejki, stos, słowniki, tablice skrótów

System.IO Podstawowy dostęp i zarządzanie strumieniami danych. Zawiera typy umożliwiające synchroniczny i asynchroniczny odczyt i zapis do strumieni danych i plików.

System.Text Kodowanie znaków, konwersje znaków i manipulacje łańcuchami znaków

System.Data Dostęp i zarządzanie danymi i źródłami danych. Architektura dostępu do danych ADO.NET, umożliwia tworzenie komponentów, które pozwalają na wydajne zarządzanie danymi pochodzącymi z różnych źródeł.

System.XML Zgodna ze standardami obsługa przetwarzania XML’a

System.XML.Serialization

Serializacja obiektów do postaci XML

27

Użyteczne namespaces


Namespace Opis

System.Net Udostępnia proste interfejsy programistyczne dla wielu protokołów używanych we współczesnych sieciach.

System.Runtime.Serialization

Klasy używane do serializowania i deserializowania obiektów.

System.Threading Klasy i interfejsy umożliwiające programowanie wielowątkowe.

System.Web Wsparcie dla zarządzania, komunikacji i projektowania serwerów i klientów oraz usług internetowych XML Web Services; m.i.: manipulacje plikami cookie, transfer plików, obsługę wyjątków, zarządzanie buforem wyjściowym, stanem sesji.

System.ServiceModel Budowanie aplikacji rozproszonych za pomocą API WCF

System.Windows.Forms Funkcje interfejsu użytkownika dla aplikacji działających pod kontrolą systemu Windows.

28

Visual Studio


29

Visual Studio


30

Dostępność narzędzi


MSDNAA Bezpłatne wersje Express MS BizSpark (http://www.microsoft.com/bizspark/) Implementacje OpenSource (

http://www.mono-project.com)

http://www.microsoft.com/bizspark/

http://www.mono-project.com/

Platformy technologiczne Platforma

Documents

Transcript of Platformy technologiczne Platforma