Что такое Java?
Java - это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, основанный на классах, разработанный с меньшими зависимостями реализации. Это вычислительная платформа для разработки приложений. Следовательно, Java быстрая, безопасная и надежная. Он широко используется для разработки приложений Java в ноутбуках, центрах обработки данных, игровых консолях, научных суперкомпьютерах, сотовых телефонах и т. Д.
Что такое платформа Java?
Платформа Java - это набор программ, которые помогают программистам эффективно разрабатывать и запускать приложения для программирования Java. Он включает в себя механизм выполнения, компилятор и набор библиотек. Это набор компьютерного программного обеспечения и спецификаций. Джеймс Гослинг разработал платформу Java в Sun Microsystems, а позже ее приобрела корпорация Oracle.
В этом руководстве по Java вы узнаете:
- Что такое Java?
- Что такое платформа Java?
- Определение и значение Java
- Для чего используется Java?
- История языка программирования Java
- Версии Java
- Возможности Java
- Компоненты языка программирования Java
- Различные типы платформ Java
- Что такое ПК?
- Что такое язык ассемблера?
- Что такое ассемблер и компилятор?
- Как работает виртуальная машина Java?
- Насколько независима от платформы Java?
Это видео знакомит с платформой Java и объясняет, почему Java является платформой, а также языком программирования.
Нажмите здесь, если видео недоступно
Определение и значение Java
Java - это многоплатформенный, объектно-ориентированный и сетецентрический язык. Это один из наиболее часто используемых языков программирования. Java также используется в качестве вычислительной платформы.
Он считается одним из быстрых, безопасных и надежных языков программирования, которые предпочитает большинство организаций для создания своих проектов.
Для чего используется Java?
Вот несколько важных приложений Java:
- Он используется для разработки приложений для Android.
- Помогает создавать корпоративное программное обеспечение
- Широкий спектр мобильных Java-приложений
- Приложения для научных вычислений
- Использование для аналитики больших данных
- Java-программирование аппаратных устройств
- Используется для серверных технологий, таких как Apache, JBoss, GlassFish и т. Д.
История языка программирования Java
Вот важные вехи из истории языка Java:
- Первоначально язык Java назывался OAK.
- Изначально он был разработан для работы с портативными устройствами и телевизионными приставками. Дуб оказался огромным провалом.
- В 1995 году Sun изменила название на «Java» и изменила язык, чтобы воспользоваться преимуществами быстрорастущего бизнеса разработки www (World Wide Web).
- Позже, в 2009 году, корпорация Oracle приобрела Sun Microsystems и стала владельцем трех основных программных активов Sun: Java, MySQL и Solaris.
Версии Java
Вот краткая история всех версий Java с датой выпуска.
| Версии Java | Дата выхода |
| JDK Альфа и Бета | 1995 г. |
| JDK 1.0 | 23 января 1996 г. |
| JDK 1.1 | 19 февраля 1997 г. |
| J2SE 1.2 | 8 декабря 1998 г. |
| J2SE 1.3 | 8 мая 2000 г. |
| J2SE 1.4 | 6 февраля 2002 г. |
| J2SE 5.0 | 30 сентября 2004 г. |
| Java SE 6 | 11 декабря 2006 г. |
| Java SE 7 | 28 июля 2011 г. |
| Java SE 8 | 18 марта 2014 г. |
| Java SE 9 | 21 сен 2017 |
| Java SE 10 | 20 марта 2018 г. |
| ЯВА SE 11 | 25 сентября 2018 |
| ЯВА SE 12 | 19 марта 2019 г. |
| ЯВА SE 13 | 17 сентября 2019 |
| ЯВА SE 14 | 17 марта 2020 |
| ЯВА ЮВ 15 | 15 сентября 2020 г. (последняя версия Java) |
Возможности Java
Вот некоторые важные особенности Java:
- Это один из самых простых в использовании языков программирования для изучения.
- Напишите код один раз и запустите его практически на любой вычислительной платформе.
- Java не зависит от платформы. Некоторые программы, разработанные на одной машине, могут выполняться на другой машине.
- Он предназначен для создания объектно-ориентированных приложений.
- Это многопоточный язык с автоматическим управлением памятью.
- Он создан для распределенной среды Интернет.
- Облегчает распределенные вычисления, поскольку они ориентированы на сеть.
Компоненты языка программирования Java
Программист на Java пишет программу на понятном человеку языке, который называется исходным кодом. Следовательно, ЦП или микросхемы никогда не понимают исходный код, написанный на каком-либо языке программирования.
Эти компьютеры или микросхемы понимают только одну вещь, которая называется машинным языком или кодом. Эти машинные коды выполняются на уровне ЦП. Следовательно, для других моделей ЦП это будут разные машинные коды.
Однако вам нужно беспокоиться о машинном коде, поскольку программирование - это исходный код. Машина понимает этот исходный код и переводит его в машинно-понятный код, который является исполняемым кодом.
Все эти функции выполняются в следующих трех компонентах платформы Java:
Комплект для разработки Java (JDK)
JDK - это среда разработки программного обеспечения, используемая для создания апплетов и приложений Java. Полная форма JDK - это Java Development Kit. Разработчики Java могут использовать его в Windows, macOS, Solaris и Linux. JDK помогает им кодировать и запускать программы Java. На один компьютер можно установить несколько версий JDK.
Зачем использовать JDK?
Вот основные причины использования JDK:
- JDK содержит инструменты, необходимые для написания программ Java, и JRE для их выполнения.
- Он включает в себя компилятор, средство запуска приложений Java, средство просмотра апплетов и т. Д.
- Компилятор преобразует код, написанный на Java, в байтовый код.
- Средство запуска приложений Java открывает JRE, загружает необходимый класс и выполняет его основной метод.
Виртуальная машина Java (JVM):
Виртуальная машина Java (JVM) - это механизм, который обеспечивает среду выполнения для управления кодом Java или приложениями. Он преобразует байт-код Java в машинный язык. JVM является частью среды выполнения Java (JRE). В других языках программирования компилятор создает машинный код для конкретной системы. Однако компилятор Java создает код для виртуальной машины, известной как виртуальная машина Java.
Почему именно JVM?
Вот важные причины использования JVM:
- JVM обеспечивает независимый от платформы способ выполнения исходного кода Java.
- Он имеет множество библиотек, инструментов и фреймворков.
- Запустив программу Java, вы можете работать на любой платформе и сэкономить много времени.
- JVM поставляется с компилятором JIT (Just-in-Time), который преобразует исходный код Java в машинный язык низкого уровня. Следовательно, оно работает быстрее, чем обычное приложение.
Среда выполнения Java (JRE)
JRE - это программа, предназначенная для работы с другим программным обеспечением. Он содержит библиотеки классов, класс загрузчика и JVM. Проще говоря, если вы хотите запустить программу на Java, вам понадобится JRE. Если вы не программист, вам не нужно устанавливать JDK, а просто JRE для запуска программ Java.
Зачем использовать JRE?
Вот основные причины использования JRE:
- JRE содержит библиотеки классов, JVM и другие вспомогательные файлы. Он не включает никаких инструментов для разработки Java, таких как отладчик, компилятор и т. Д.
- Он использует важные классы пакетов, такие как библиотеки math, swing, util, lang, awt и runtime.
- Если вам нужно запускать Java-апплеты, в вашей системе должна быть установлена JRE.
Различные типы платформ Java
Существует четыре различных типа языковых платформ программирования Java:
1. Платформа Java, Standard Edition (Java SE): API Java SE предлагает основные функции языка программирования Java. Он определяет всю основу типов и объектов для классов высокого уровня. Он используется для сетей, безопасности, доступа к базам данных, разработки графического пользовательского интерфейса (GUI) и синтаксического анализа XML.
2. Платформа Java, Enterprise Edition (Java EE). Платформа Java EE предлагает API и среду выполнения для разработки и запуска высокомасштабируемых, крупномасштабных, многоуровневых, надежных и безопасных сетевых приложений.
3. Платформа языка программирования Java, Micro Edition (Java ME): платформа Java ME предлагает API и небольшую виртуальную машину, запускающую приложения языка программирования Java на небольших устройствах, таких как мобильные телефоны.
4. Java FX: JavaFX - это платформа для разработки полнофункциональных интернет-приложений с использованием облегченного API пользовательского интерфейса. Он использует аппаратно-ускоренную графику и мультимедийные движки, которые помогают Java использовать преимущества высокопроизводительных клиентов, а также современный внешний вид и высокоуровневые API-интерфейсы для подключения к сетевым источникам данных.
Чтобы понять язык программирования Java, нам нужно понять некоторые базовые концепции того, как компьютерная программа может запускать команду и выполнять действие.
Что такое ПК?
Компьютер - это электронное устройство, способное выполнять вычисления. Все мы знаем, что он состоит из монитора, клавиатуры, мыши и памяти для хранения информации. Но самый главный компонент компьютера - ПРОЦЕССОР. Все это думает компьютер, но вопрос в том, как компьютер это думает? Как он понимает текст, изображения, видео и т. Д.?
Что такое язык ассемблера?
Компьютер - это электронное устройство, которое может воспринимать только электронные или двоичные сигналы. Например, 5-вольтовый электронный сигнал может представлять двоичное число 1, а 0 вольт может представлять двоичное число 0. Таким образом, ваш компьютер постоянно подвергается бомбардировке этими сигналами.
Восемь битов таких сигналов сгруппированы вместе для интерпретации текста, чисел и символов.
Например, символ # идентифицируется компьютером как 10101010. Точно так же шаблон для добавления функции представлен как 10000011.
Это известно как 8-битные вычисления. Процессор текущего дня способен декодировать 64-битное время. Но каково отношение этой концепции к языку программирования JAVA? Давайте разберемся с этим в качестве примера.
Предположим, вы хотите, чтобы компьютер сложил два числа (1 + 2), представленных некоторыми двоичными числами (10000011), как вы собираетесь сообщить это своему компьютеру? Да, мы собираемся использовать язык ассемблера для выполнения нашего кода.
«Ассемблер - самая простая форма языков разработки программного обеспечения».
Мы собираемся передать команду компьютеру в этом формате, как показано ниже. Ваш код для добавления двух чисел на этом языке будет в таком порядке.
- Сохраните номер 1 в ячейке памяти, скажем, A
- Сохраните номер 2 в ячейке памяти, скажем, B
- Добавить содержимое местоположения A и B
- Результаты магазина
Но как мы собираемся это сделать? Еще в 1950-х годах, когда компьютеры были огромными и потребляли много энергии, вы могли преобразовать свой код сборки в соответствующий машинный код в 1 и 0, используя листы сопоставления. Позже этот код будет вставлен в карты машины и передан в компьютер. Компьютер прочитает эти коды и выполнит программу. Тогда это был бы долгий процесс, пока ASSEMBLER не пришел на помощь.
Что такое ассемблер и компилятор?
С развитием технологий были изобретены устройства ввода-вывода. Вы можете напрямую ввести свою программу на ПК с помощью ASSEMBLER. Он преобразует его в соответствующий машинный код (110001…) и передает его вашему процессору. Возвращаясь к нашему примеру добавления (1 + 2), ассемблер преобразует этот код в машинный код и выведет.
Кроме того, вам также придется выполнять вызовы для создания функций, предоставляемых операционной системой, для отображения вывода кода.
Но только ассемблер не участвует в этом процессе; он также требует, чтобы компилятор скомпилировал длинный код в небольшой фрагмент кода. С развитием языков разработки программного обеспечения весь этот ассемблерный код можно было сжать до одной строки print f 1 + 2 A с помощью программного обеспечения под названием COMPILER. Он используется для преобразования кода вашего языка c в код ассемблера. Ассемблер преобразует его в соответствующий машинный код. Этот машинный код будет передан процессору. Наиболее распространенным процессором, используемым в ПК или компьютерах, является процессор Intel.
Хотя современные компиляторы поставляются вместе с ассемблером, они могут напрямую преобразовывать ваш код более высокого языка в машинный код.
Теперь предположим, что операционная система Windows работает на этом процессоре Intel. Комбинация операционной системы и процессора называется ПЛАТФОРМОЙ. Самая распространенная платформа в мире - это Windows, а Intel называется Wintel Platform. Другими популярными платформами являются AMD и Linux, Power PC и Mac OS X.
Теперь при смене процессора поменяется и инструкция по сборке. Например:
- Инструкция по добавлению в Intel может называться ДОПОЛНЕНИЕ для AMD
- ИЛИ Math ADD для Power PC
Кроме того, с изменением операционной системы "уровень и природа" вызовов на уровне ОС также изменятся.
Как разработчик, я хочу, чтобы моя программа работала на всех платформах, чтобы максимизировать мои доходы. Поэтому мне пришлось бы покупать отдельные компиляторы, которые преобразуют мою команду print f в собственный машинный код.
Но компиляторы дороги, и есть вероятность проблем с совместимостью. Поэтому покупка и установка отдельного компилятора для разных ОС и процессоров нецелесообразна. Итак, что может быть альтернативным решением? Введите язык Java.
Как работает виртуальная машина Java?
Эту проблему можно решить с помощью виртуальной машины Java . Но как это работает на разных процессорах и ОС Давайте разберемся в этом процессе пошагово.
Шаг 1) Код для отображения сложения двух чисел - System.out.println (1 + 2) и сохраняется как файл .java.
Шаг 2) Используя компилятор java, код преобразуется в промежуточный код, называемый байт-кодом. На выходе получается файл .class.
Шаг 3) Этот код не понимает никакая платформа, а только виртуальная платформа, называемая виртуальной машиной Java.
Шаг 4) Эта виртуальная машина находится в оперативной памяти вашей операционной системы. Когда виртуальная машина получает этот байт-код, она определяет платформу, на которой работает, и преобразует байт-код в собственный машинный код.
Во время работы на ПК или просмотра веб-страниц всякий раз, когда вы видите любой из этих значков, будьте уверены, что виртуальная машина Java загружена в вашу оперативную память. Но что делает Java прибыльной, так это то, что код после компиляции может работать не только на всех платформах ПК, но и на мобильных телефонах или других электронных устройствах, поддерживающих Java.
Следовательно,
«Java - это не только платформа, но и язык программирования»
Насколько независима от платформы Java?
Как и компилятор C, компилятор Java не создает собственный исполняемый код для конкретной машины. Вместо этого Java создает уникальный формат, называемый байт-кодом. Он выполняется в соответствии с правилами, изложенными в спецификации виртуальной машины. Следовательно, Java - это платформенно-независимый язык.
Байт-код понятен любой JVM, установленной на любой ОС. Короче говоря, исходный код Java может работать во всех операционных системах.
Резюме:
- Java - это многоплатформенный, объектно-ориентированный и сетецентрический язык программирования. Java - это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, основанный на классах.
- Платформа Java - это набор программ, которые помогают программистам эффективно разрабатывать и запускать приложения Java.
- Значение Java: Java - это многоплатформенный и сетецентрический язык программирования.
- Он в основном используется для разработки приложений Android и корпоративного программного обеспечения.
- В 2009 году корпорация Oracle приобрела Sun Microsystems и стала владельцем трех основных программных активов Sun: Java, Solaris и MySQL.
- Последняя версия Java выпущена 15 сентября 2020 г.
- Лучшая особенность Java - это то, что это один из самых простых для изучения языков программирования.
- Четыре типа языковых платформ программирования Java: 1) Платформа Java, Standard Edition (Java SE) 2) Платформа Java, Enterprise Edition (Java EE) 3) Платформа Java, Micro Edition (Java ME) 4) JavaFX
- Компьютер - это электронное устройство, способное выполнять вычисления.
- Компьютер понимает только электронные или двоичные сигналы.
- Ассемблер - это передовая технология, которая преобразует исходное ядро в соответствующий машинный код (110001…) и передает его на ваш процессор.