4. Thiết kế hệ thống mô phỏng một số thuật toán trên đồ thị
4.1. Lựa chọn công cụ lập trình
Trong luận văn này, chúng tôi không xem xét ngôn ngữ C# một cách tách biệt, nó luôn đồng hành với "Bộ khung .NET". C# là một trình biên dịch hướng .NET, nghĩa là tất cả các mã của C# luôn luôn chạy trên trên môi trường .NET Framework. Điều đó dẫn đến 2 hệ quả sau:
Cấu trúc và các lập luận C# được phản ánh các phương pháp luận của .NET ngầm bên dưới. Trong nhiều trường hợp, các đặc trưng của C# thậm chí được quyết định dựa vào các đặc trưng của .NET, hoặc thư viện lớp cơ sở của .NET. Trong Microsoft Intermediate Language (thường được viết tắt là "Intermediate Language", hay "IL") tương tự như ý tưởng về mã Java byte, nó là một ngôn ngữ cấp thấp với những cú pháp đơn giản (dựa trên cơ sở mã số hơn là text), chính điều này sẽ làm cho quá trình dịch sang mã máy nhanh hơn. Hiểu kĩ các cú pháp này sẽ mang lại những lợi ích đáng kể.
Hướng đối tượng
Dữ liệu mẫu đưa vào chương trình được mô phỏng bằng đồ họa: Dữ liệu mẫu
Dữ liệu trực tiếp Mô phỏng theo từng bước
Mô phỏng tự động toàn bộ thuật toán
- Đồ thị đã được mô phỏng bằng đồ họa: những thay đổi trên hình vẽ qua các bước thực thi thuật toán.
Input Thuật toán Output
Như mọi ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng khác, C# có các tính năng đóng kín, kế thừa và đa hình. Mỗi lớp của C# bao gồm các trường và phương thức tương ứng. Trong đó:
Trường: là dữ liệu chỉ trạng thái của đối tượng.
Phương thức: là các khả năng của đối tượng trả lời các tác động đến nó.
Độc lập nền
Trước tiên, độc lập nền có nghĩa là các file chứa mã lệnh có thể chạy trên bất kì nền nào, vào thời gian chạy trình biên dịch cuối sẽ hoạt động và mã có thể chạy trên một nền cụ thể. Nói cách khác việc dịch mã nguồn sang Intermediate Language cho phép độc lập nền trong .NET, nó giống như cách dịch mã nguồn sang Java byte code cung cấp sự độc lập nền trong Java.
Sự cải tiến trong thực thi
Mặc dù chúng ta đã so sánh với Java, IL thật sự có một chút khả quan hơn Java. IL luôn là trình biên dịch mạnh, ngược lại Java byte code thì thường là thông dịch. Một trong những bất lợi của Java là vào lúc thực thi quá trình dịch từ java byte code sang mã máy tốn nhiều tài nguyên.
Thay vì phải dịch toàn bộ ứng dụng một lần, trình biên dịch JIT sẽ biên dịch từng phần mã khi nó được gọi. Khi mã được dịch rồi, mã kết quả sẽ được giữ lại cho tới khi thoát khỏi ứng dụng, chính vì thế nó không phải biên dịch lại trong lần chạy kế tiếp. Microsoft quả quyết rằng cách xử lí này có hiệu lực cao hơn là dịch toàn bộ ứng dụng, bởi vì có trường hợp một khối lượng lớn mã của ứng dụng không bao giờ được sử dụng trong thời gian chạy. Khi sử dụng trình biên dịch JIT, các đoạn mã này sẽ không bao giờ được dịch.
Chính vì thế nhà cung cấp hi vọng rằng mã IL sẽ thực thi nhanh như là mã máy. Lời lí giải là, lần dịch cuối cùng trong thời gian chạy, trình biên dịch JIT sẽ biết chính xác loại vi xử lí mà chương trình sẽ chạy. Có nghĩa là nó có thể tối ưu
mã thi hành cuối cùng bằng cách tham chiếu đến các đặc trưng của từng các bộ lệnh ứng với các loại vi xử lí đó. Trình biên dịch JIT có thể thực hiện tối ưu giống như Visual Studio 6, ngoài ra nó còn có thể tối ưu cho các loại vi xử lí cụ thể mà mã chương trình sẽ chạy.
Tương hoạt giữa các ngôn ngữ
Chúng ta đã biết cách thức IL cho phép độc lập nền, trình biên dịch JIT có thể cải thiện quá trình thực thi. Tuy nhiên, IL cũng làm cho tương hoạt giữa các ngôn ngữ trở nên dễ dàng hơn. Bạn có thể biên dịch IL từ một ngôn, và mã này sau đó có thể tương hoạt với IL được biên dịch bởi một ngôn ngữ khác.
Bảo mật và hiệu quả cao
C# là một thành phần của bộ Visual Studio .NET dành cho lập trình môi trường mạng nên nó có khả năng bảo mật cao.
Cấu trúc câu lệnh khá đơn giản, khả chuyển, giao diện đồ họa, dễ sử dụng. Làm được tất cả những gì Java có thể làm được.