Tổng quan về C# và .NET Framework - Lập trình trên Windows Môn Công nghệ thông tin | Trường Đại học Huế

TỔNG QUAN VỀ LẬP TRÌNH C# TRÊN WINDOWS I. C# là gì
• C# (hay C sharp) là một ngôn ngữ lập trình đơn giản, được phát triển bởi
đội ngũ kỹ sư của Microsoft vào năm 2000, trong đó người dẫn đầu
là Anders Hejlsberg và Scott Wiltamuth.
• C# là ngôn ngữ lập trình hiện đại, hướng đối tượng và nó được xây dựng
trên nền tảng của hai ngôn ngữ mạnh nhất là C++ và Java.
• C# được thiết kế cho Common Language Infrastructure (CLI), mà gồm
Executable Code và Runtime Environment, cho phép chúng ta sử dụng
các ngôn ngữ high-level đa dạng trên các nền tảng và cấu trúc máy tính khác nhau.
• C# với sự hỗ trợ mạnh mẽ của .NET Framework giúp cho việc tạo một
ứng dụng Windows Forms hay WPF (Windows Presentation
Foundation), . . . trở nên rất dễ dàng.
Hình 1. Ngôn ngữ lập trình C#
II. Đặc trưng của ngôn ngữ lập trình C#
1. C# là ngôn ngữ đơn giản
• C# loại bỏ một vài sự phức tạp và rối rắm của những ngôn ngữ như Java
và C++, bao gồm việc loại bỏ những macro, những template, đa kế thừa,
và lớp cơ sở ảo (virtual base class).
2. C# là một ngôn ngữ lập trình thuần hướng đối tượng
• Lập trình hướng đối tượng(tiếng Anh: Object-oriented programming, viết
tắt: OOP) là một phương pháp lập trình có 4 tính chất. Đó là tính trừu
tượng (abstraction), tính đóng gói (encapsulation), tính đa hình
(polymorphism) và tính kế thừa (inheritance). C# hỗ trợ cho chúng ta tất
cả những đặc tính trên.
3. C# là một ngôn ngữ ít từ khóa
• C# là ngôn ngữ sử dụng giới hạn những từ khóa. Phần lớn các từ khóa
được sử dụng để mô tả thông tin.
III. Ưu và nhược điểm của lập trình C# Ưu điểm
1. Tích hợp mạnh mẽ với hệ sinh thái Microsoft •
Hỗ trợ tối ưu cho Windows: C# được thiết kế để làm việc hiệu quả
trong môi trường Windows, từ phát triển ứng dụng desktop (WinForms, WPF,
UWP) đến các dịch vụ hệ thống. •
Tương thích với các công cụ Microsoft: Tích hợp dễ dàng với SQL
Server, Azure và các công nghệ khác của Microsoft.
2. Công cụ phát triển chuyên nghiệp •
Visual Studio: IDE mạnh mẽ nhất cho lập trình C#, cung cấp tính
năng tự động hoàn thành mã (IntelliSense), debugging, profiling, và tích hợp công
cụ thiết kế giao diện. •
Windows SDK: Cung cấp bộ công cụ phát triển phong phú cho các ứng dụng Windows.
3. Khả năng phát triển đa dạng ứng dụng •
Hỗ trợ phát triển ứng dụng desktop, web (ASP.NET), ứng dụng dịch
vụ (Windows Services), và game (Unity). •
Dễ dàng tạo các ứng dụng Windows-native như UWP hoặc ứng dụng
tích hợp với Windows Shell.
4. Hiệu suất cao trên nền tảng Windows •
C# được tối ưu hóa để chạy trên Windows với .NET Framework
hoặc .NET, mang lại hiệu năng cao và tương thích tốt. 5. Hỗ trợ lâu dài •
Microsoft cam kết phát triển và hỗ trợ các công cụ, thư viện liên quan
đến C# trên Windows trong dài hạn. 6. Thư viện phong phú •
Windows cung cấp nhiều API và thư viện giúp lập trình viên phát
triển ứng dụng Windows dễ dàng, ví dụ: Windows Presentation Foundation (WPF),
Windows Communication Foundation (WCF). Nhược điểm
1. Hạn chế về tính đa nền tảng •
Mặc dù .NET Core (hiện là .NET) đã cải thiện khả năng chạy đa nền
tảng, nhưng một số công nghệ Windows-specific (như WinForms, WPF) vẫn
không hoạt động trên các hệ điều hành khác. •
Các ứng dụng phát triển chủ yếu cho Windows khó chuyển đổi sang Linux hoặc macOS.
2. Tài nguyên hệ thống cao •
Visual Studio và các công cụ liên quan tiêu tốn nhiều tài nguyên phần
cứng, cần cấu hình máy mạnh để hoạt động mượt mà. •
Ứng dụng Windows phát triển bằng C# thường có dung lượng và yêu
cầu hệ thống cao hơn so với một số ngôn ngữ khác.
3. Phụ thuộc vào Microsoft •
Lập trình trên Windows với C# phụ thuộc nhiều vào các công nghệ
của Microsoft, làm giảm tính linh hoạt nếu bạn cần chuyển sang các nền tảng hoặc công cụ khác.
4. Độ phức tạp trong môi trường phát triển •
Mặc dù Visual Studio rất mạnh mẽ, nhưng đôi khi việc thiết lập và cấu
hình môi trường phát triển cho các dự án lớn hoặc tích hợp phức tạp (Azure,
DevOps) có thể gây khó khăn cho lập trình viên mới. 5. Chi phí bản quyền •
Một số công cụ chuyên nghiệp như Visual Studio (phiên bản
Enterprise) hoặc các dịch vụ liên quan (như Azure) có chi phí bản quyền cao,
không phải lúc nào cũng phù hợp với các cá nhân hoặc nhóm nhỏ.
6. Khả năng mở rộng ra ngoài hệ sinh thái Microsoft •
C# trên Windows thường không được ưu tiên khi làm việc với các
công nghệ không phải của Microsoft (như các cơ sở dữ liệu NoSQL không phổ
biến hoặc một số framework mã nguồn mở khác). IV. Ứng dụng của C# Phát triển website
• C# có thể được dùng để phát triển website bằng cách sử dụng ASP.NET.
ASP.NET hỗ trợ nhiều mô hình lập trình, như Web Forms, MVC, Web
API và Razor Pages. C# cũng có thể được dùng để viết các thành phần
backend của website, như kết nối cơ sở dữ liệu, xử lý logic nghiệp vụ và bảo mật.
Phát triển ứng dụng Microsoft
• C# cũng là ngôn ngữ lập trình chính để phát triển các ứng dụng chạy trên
các sản phẩm và dịch vụ của Microsoft, như Windows, Office... C# có
thể được dùng để tạo ra các ứng dụng desktop bằng cách sử dụng
Windows Forms, WPF hoặc UWP. Phát triển game
• C# cũng là một ngôn ngữ lập trình phổ biến để phát triển game, đặc biệt
là với sự hỗ trợ của Unity. C# được dùng để viết các script cho game, C#
cũng có thể được dùng để tạo ra các plugin cho Unity, tức là các thành
phần mở rộng cho công cụ phát triển game.
Phát triển phần mềm desktop
• Ứng dụng WinForms: Xây dựng các ứng dụng giao diện người dùng cơ bản, nhẹ nhàng.
• WPF (Windows Presentation Foundation): Tạo các ứng dụng desktop
hiện đại với giao diện đẹp và tương tác cao.
• UWP (Universal Windows Platform): Phát triển ứng dụng Windows chạy
trên nhiều thiết bị như máy tính, tablet, và Xbox.
Phát triển ứng dụng doanh nghiệp
• Các phần mềm quản lý, hệ thống ERP, CRM hoặc các công cụ tự động
hóa được phát triển bằng C# vì tính bảo mật, hiệu suất và khả năng tích hợp tốt.
Phát triển dịch vụ backend
• Microservices: C# kết hợp với ASP.NET Core rất phù hợp để xây dựng
các dịch vụ backend nhỏ gọn và hiệu quả.
• API RESTful: Xây dựng API để kết nối các ứng dụng khác nhau.
Xử lý dữ liệu và tự động hóa
• Viết các chương trình để phân tích dữ liệu, xử lý tập tin, hoặc tự động
hóa công việc như quản lý hệ thống, gửi email, hoặc quản lý cơ sở dữ liệu.
Phát triển phần mềm nhúng
• Sử dụng .NET nanoFramework hoặc các nền tảng tương tự để lập trình
các thiết bị IoT hoặc nhúng chạy trên Windows.
V. Tổng quan về công nghệ .NET trong C# 1. Khái niệm
• .NET là một nền tảng nguồn mở, miễn phí và được Microsoft phát triển để
xây dựng, cũng như có thể chạy nhiều loại ứng dụng khác nhau, bao gồm
ứng dụng web, phần mềm máy tính để bàn, ứng dụng dành cho thiết bị di động, game…
Nền tảng .NET bao gồm hai thành phần chính, là:
• .NET Framework: Là một nền tảng trưởng thành đã xuất hiện trong nhiều
năm, chủ yếu được sử dụng để xây dựng các ứng dụng máy tính để bàn
Windows và ứng dụng web phía Server.
• .NET Core: Là một Framework nguồn mở và đa nền tảng có thể được sử
dụng để xây dựng các ứng dụng cho Windows, Linux và macOS. Nó cũng
được tối ưu hóa cho các ứng dụng dựa trên đám mây.
2. Lịch sử phát triển
4. Mối quan hệ giữa ngôn ngữ C# và công nghệ .NET
• C# là ngôn ngữ lập trình được sử dụng trong nền tảng .NET để xây dựng các
ứng dụng. Mặc dù, C# có thể được sử dụng để phát triển các ứng dụng bên
ngoài nền tảng .NET, nhưng nó chủ yếu liên quan đến phát triển .NET.
• C# là thành phần chính trong nền tảng .NET và là ngôn ngữ chính được sử
dụng để phát triển các ứng dụng trên nền tảng này. Nền tảng .NET cung cấp
một Framework gồm các thư viện và công cụ hỗ trợ, cho phép các nhà phát
triển C# xây dựng các ứng dụng hiệu quả hơn, với hiệu năng và bảo mật tốt hơn.
• Mã C# được biên dịch thành một ngôn ngữ trung gian gọi là Common
Intermediate Language (CIL), được thực thi bởi môi trường thời gian
chạy .NET. Môi trường thời gian chạy cung cấp một số dịch vụ chính như
quản lý bộ nhớ, bảo mật và thực thi mã, những dịch vụ này rất quan trọng
khi xây dựng các ứng dụng mạnh mẽ và đáng tin cậy.
5. Sự khác nhau giữa C# và công nghệ .NET
Mặc dù C# và .NET là hai thực thể có liên quan đến nhau, nhưng lại riêng biệt
trong quá trình phát triển phần mềm. Nếu như C# là ngôn ngữ lập trình, thì .NET
lại là Framework phần mềm cung cấp thư viện và công cụ để xây dựng ứng dụng.
Cụ thể sự khác nhau giữa ngôn ngữ C# và công nghệ .NET được thể hiện qua những điểm sau:
• C# là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng hiện đại được phát triển bởi
Microsoft. Nó được thiết kế đơn giản, hiệu quả và dễ sử dụng. C# còn được
sử dụng để viết mã cho .NET, nhưng nó cũng có thể được sử dụng bên ngoài
.NET Framework, chẳng hạn như trên Linux và macOS, với sự trợ giúp của
các công cụ nguồn mở như .NET Core.
• Mặt khác, .NET lại là một Framework phần mềm do Microsoft phát triển để
xây dựng các ứng dụng dựa trên Windows. Nó bao gồm một loạt các thư
viện và công cụ mà các nhà phát triển có thể sử dụng để xây dựng các ứng
dụng dành cho máy tính để bàn, ứng dụng web và ứng dụng dành cho
mobile. Ngoài ra, .NET Framework cũng cung cấp một môi trường thời gian
chạy bao gồm Common Language Runtime (CLR), cho phép các ứng dụng
chạy trên bất kỳ máy nào đã cài đặt .NET framework.