Среды выполнения: объяснение и примеры

Каждый день мы используем множество компьютерных программ для таких задач, как редактирование фотографий, обработка текстов и вычисления. Стало ожидаемым, что эти программы будут работать как можно быстрее и плавнее в различных условиях. Однако это создает проблему для разработчиков, поскольку операционные системы могут значительно отличаться друг от друга, и в любой момент времени используются различные версии одной и той же операционной системы. Теоретически, необходимо адаптировать программы под каждую операционную систему. Чтобы избежать этих дополнительных хлопот, разработчики используют среды выполнения.

Среды выполнения (сокращенно RTE) действуют как небольшие операционные системы и предоставляют все функциональные возможности, необходимые для работы программы. Сюда входят интерфейсы к физическим частям оборудования, взаимодействие с пользователем и программные компоненты.

Среда выполнения загружает приложения и заставляет их работать на платформе. На этой платформе доступны все ресурсы, необходимые для работы независимо от операционной системы. Вот почему, например, воспроизведение Flash-видео возможно только при наличии соответствующей среды выполнения — в данном случае Adobe Flash Player. В этой среде Flash-видео можно воспроизводить в одинаковом качестве и с одинаковыми функциональными возможностями независимо от того, какой браузер или операционная система используется.

Запущенное приложение взаимодействует со средой выполнения через систему выполнения. Среда выполнения, в свою очередь, выступает в роли посредника между приложением и операционной системой. Как только программа выполняется, она посылает инструкции процессору и оперативной памяти компьютера и обращается к системным ресурсам. Таким образом, среда выполнения включает в себя аппаратное обеспечение, память, переменные в среде, а также взаимодействие с пользователем и программными компонентами.

Среда выполнения обеспечивает различные базовые функции для памяти, сетей и аппаратного обеспечения. Эти функции выполняются средой выполнения вместо приложения и работают независимо от операционной системы. Они включают чтение и запись файлов, управление устройствами ввода и вывода, поиск и сортировку файлов, а также транспортировку данных по сетям.

Одним из основных преимуществ сред времени выполнения является то, что программы имеют доступ ко всем необходимым им функциям и, таким образом, работают независимо от операционных систем. Кроме того, программы имеют идентичные пользовательские интерфейсы независимо от того, запускаются ли они на Windows, macOS или Linux. Разработчики также используют среды выполнения для тестирования приложений в процессе их выполнения. В случае ошибки RTE сообщает о причине сбоя. Фреймворки также относятся к средам выполнения. Эти программные структуры упрощают разработку программного обеспечения и могут содержать среды выполнения, в которых выполняются программы.

Как упоминалось выше, среды выполнения обеспечивают кросс-платформенность приложений. Это упрощает процесс разработки, поскольку программу не нужно адаптировать к различным операционным системам. Если программа использует функциональные возможности среды выполнения для своего исполнения, люди, использующие различные операционные системы, могут пользоваться одними и теми же функциями и почти идентичным пользовательским интерфейсом.

Еще одним преимуществом является экономия ресурсов: Похожие приложения могут использовать одни и те же среды выполнения и общие компоненты.

Одним из лучших примеров среды выполнения является Java: Java Runtime Environment является необходимым условием для выполнения Java-программ. Это делает программы Java в значительной степени независимыми от операционных систем и, таким образом, они могут выполняться в любой операционной системе с подходящей средой выполнения. Поскольку среда выполнения Java является программной платформой, она называется «платформой Java» и состоит из интерфейса программирования, виртуальной машины и различных библиотек.

Некоторые другие известные примеры сред выполнения включают:

• ActionScript Application (ASAP): Предлагает строительные блоки для разработчиков Flash.
• Blueprint: Эта среда CSS устраняет недостатки совместимости браузеров и упрощает оптимизацию CSS. Он также доступен в качестве базовой темы CMS для Drupal и WordPress.
• CommonLanguageRuntime: Виртуальная среда выполнения для приложений .NET, которая интерпретирует код Common Intermediate Language Code.
• Crystal Space: Включает в себя 3D-движок и используется для разработки игр и других 3D-визуализаций; бесплатно.
• Cygwin: Среда выполнения для приложений Linux, позволяющая запускать их на Windows, macOS и других операционных системах.
• .NET Framework: Приложения Windows .NET могут быть запущены только с помощью этого фреймворка Microsoft.
• Node.js: Эта среда выполнения JavaScript позволяет использовать языки сценариев на стороне сервера. Однако даже ее создатель критически относится к некоторым ее аспектам и разрабатывает Deno, новую, более современную и безопасную среду выполнения JavaScript на стороне сервера.
• Visual Basic Runtime: Требуется для нескольких shareware и freeware программ.
• WINE: Эта среда выполнения может использоваться для запуска приложений Windows на других операционных системах, таких как Linux, FreeBSD и macOS. Однако она не является на 100% совместимой.
• XULRunner: Среда выполнения для XUL-приложений, таких как Firefox, Thunderbird и Songbird. Как правило, эти приложения работают и без XULRunner. Однако в будущем эта общая среда выполнения будет реализована более последовательно в целях экономии ресурсов.