Какво е Java?
Java е универсален, базиран на класове, обектно-ориентиран език за програмиране, проектиран да има по-малки зависимости от изпълнението. Това е изчислителна платформа за разработване на приложения. Следователно Java е бърза, сигурна и надеждна. Той се използва широко за разработване на Java приложения в лаптопи, центрове за данни, игрови конзоли, научни суперкомпютри, мобилни телефони и др.
Какво представлява Java Platform?
Java Platform е колекция от програми, които помагат на програмистите да разработват и стартират приложения за програмиране на Java ефективно. Той включва механизъм за изпълнение, компилатор и набор от библиотеки в него. Това е набор от компютърен софтуер и спецификации. Джеймс Гослинг разработи платформата Java в Sun Microsystems, а Oracle Corporation по-късно я придоби.
В този урок за Java ще научите -
- Какво е Java?
- Какво представлява Java Platform?
- Определение и значение на Java
- За какво се използва Java?
- История на езика за програмиране на Java
- Версии на Java
- Характеристики на Java
- Компоненти на езика за програмиране на Java
- Различни видове Java платформи
- Какво е компютър?
- Какво е език на събранието?
- Какво са Асемблер и Компилатор?
- Как работи Java Virtual Machine?
- Как Java Platform е независима?
Това видео представя платформата Java и обяснява защо Java е платформа, както и език за програмиране.
Щракнете тук, ако видеоклипът не е достъпен
Определение и значение на Java
Java е многоплатформен, обектно-ориентиран и насочен към мрежата език. Той е сред най-използваните езици за програмиране. Java се използва и като изчислителна платформа.
Счита се за един от бързите, сигурни и надеждни езици за програмиране, предпочитани от повечето организации да изграждат своите проекти.
За какво се използва Java?
Ето някои важни Java приложения:
- Използва се за разработване на приложения за Android
- Помага ви да създадете корпоративен софтуер
- Широка гама от мобилни java приложения
- Приложения за научни изчисления
- Използвайте за Анализ на големи данни
- Java програмиране на хардуерни устройства
- Използва се за сървърни технологии като Apache, JBoss, GlassFish и др.
История на езика за програмиране на Java
Ето важни забележителности от историята на езика Java:
- Езикът Java първоначално се нарича OAK.
- Първоначално е разработен за работа с преносими устройства и декодери. Дъбът беше огромен провал.
- През 1995 г. Sun промени името на "Java" и модифицира езика, за да се възползва от процъфтяващия бизнес за развитие на www (World Wide Web).
- По-късно, през 2009 г., Oracle Corporation придоби Sun Microsystems и пое собствеността върху три ключови софтуерни актива на Sun: Java, MySQL и Solaris.
Версии на Java
Ето кратка история на всички версии на Java с датата на пускане.
| Версии на Java | Дата на излизане |
| JDK Alpha и Beta | 1995 г. |
| JDK 1.0 | 23 януари 1996 г. |
| JDK 1.1 | 19 февруари 1997 г. |
| J2SE 1.2 | 8 декември 1998 г. |
| J2SE 1.3 | 8 май 2000 г. |
| J2SE 1.4 | 6 февруари 2002 г. |
| J2SE 5.0 | 30 септември 2004 г. |
| Java SE 6 | 11 декември 2006 г. |
| Java SE 7 | 28 юли 2011 г. |
| Java SE 8 | 18 март 2014 г. |
| Java SE 9 | 21 септември 2017 г. |
| Java SE 10 | 20 март 2018 г. |
| JAVA SE 11 | 25 септември 2018 г. |
| JAVA SE 12 | 19 март 2019 |
| JAVA SE 13 | 17 септември 2019 |
| JAVA SE 14 | 17 март 2020 г. |
| JAVA SE 15 | 15 септември 2020 г. (най-новата версия на Java) |
Характеристики на Java
Ето някои важни функции на Java:
- Това е един от лесните за използване езици за програмиране за учене.
- Напишете веднъж код и го стартирайте на почти всяка изчислителна платформа.
- Java е независима от платформата. Някои програми, разработени в една машина, могат да бъдат изпълнени на друга машина.
- Той е предназначен за изграждане на обектно-ориентирани приложения.
- Това е многонишков език с автоматично управление на паметта.
- Създаден е за разпределена среда на Интернет.
- Улеснява разпределеното изчисление като негово мрежово ориентирано.
Компоненти на езика за програмиране на Java
Програмист на Java пише програма на разбираем за човека език, наречен Source Code. Следователно CPU или чиповете никога не разбират изходния код, написан на който и да е език за програмиране.
Тези компютри или чипове разбират само едно нещо, което се нарича машинен език или код. Тези машинни кодове работят на ниво процесор. Следователно това биха били различни машинни кодове за други модели процесори.
Трябва обаче да се притеснявате за машинния код, тъй като програмирането е свързано само с изходния код. Машината разбира този изходен код и ги превежда в разбираем за машината код, който е изпълним код.
Всички тези функционалности се случват в следните 3 компонента на Java платформа:
Комплект за разработка на Java (JDK)
JDK е среда за разработка на софтуер, използвана за създаване на аплети и Java приложения. Пълната форма на JDK е Java Development Kit. Разработчиците на Java могат да го използват на Windows, macOS, Solaris и Linux. JDK им помага да кодират и стартират Java програми. Възможно е да инсталирате повече от една версия на JDK на един и същ компютър.
Защо да използвам JDK?
Ето основните причини за използването на JDK:
- JDK съдържа инструменти, необходими за писане на Java програми и JRE за тяхното изпълнение.
- Включва компилатор, стартер на Java приложения, Appletviewer и др.
- Компилаторът преобразува код, написан на Java, в байт код.
- Стартовият инструмент на Java отваря JRE, зарежда необходимия клас и изпълнява основния си метод.
Виртуална машина Java (JVM):
Java Virtual Machine (JVM) е двигател, който осигурява среда за изпълнение за задвижване на Java кода или приложенията. Той преобразува байт кода на Java в машинен език. JVM е част от Java Run Environment (JRE). В други езици за програмиране компилаторът създава машинен код за определена система. Java компилаторът обаче произвежда код за виртуална машина, известна като Java Virtual Machine.
Защо JVM?
Ето важните причини за използването на JVM:
- JVM предоставя независим от платформата начин за изпълнение на изходния код на Java.
- Той има множество библиотеки, инструменти и рамки.
- След като стартирате програма на Java, можете да стартирате на всяка платформа и да спестите много време.
- JVM се предлага с JIT (Just-in-Time) компилатор, който преобразува изходния код на Java в машинен език на ниско ниво. Следователно тя работи по-бързо от обикновеното приложение.
Java Runtime Environment (JRE)
JRE е софтуер, който е проектиран да работи с друг софтуер. Той съдържа библиотеките на класове, клас на товарач и JVM. С прости думи, ако искате да стартирате Java програма, имате нужда от JRE. Ако не сте програмист, не е необходимо да инсталирате JDK, а просто JRE, за да стартирате Java програми.
Защо да използвам JRE?
Ето основните причини за използването на JRE:
- JRE съдържа библиотеки с класове, JVM и други поддържащи файлове. Той не включва никакъв инструмент за разработка на Java като дебъгер, компилатор и т.н.
- Той използва важни класове на пакети като математика, swing, util, lang, awt и библиотеки по време на изпълнение.
- Ако трябва да стартирате Java аплети, тогава JRE трябва да бъде инсталиран във вашата система.
Различни видове Java платформи
Има четири различни типа езикови платформи за програмиране на Java:
1. Платформа Java, стандартно издание (Java SE): API на Java SE предлага основната функционалност на езика за програмиране Java. Той дефинира цялата основа на тип и обект за класове на високо ниво. Използва се за работа в мрежа, сигурност, достъп до база данни, разработване на графичен потребителски интерфейс (GUI) и XML анализ.
2. Java Platform, Enterprise Edition (Java EE): Платформата Java EE предлага API и среда за изпълнение за разработване и изпълнение на силно мащабируеми, мащабни, многостепенни, надеждни и сигурни мрежови приложения.
3. Платформа за езици за програмиране Java, Micro Edition (Java ME): Платформата Java ME предлага API и малка виртуална машина, изпълняваща приложения за програмиране на Java на малки устройства, като мобилни телефони.
4. Java FX: JavaFX е платформа за разработване на богати интернет приложения, използващи лек API на потребителски интерфейс. Използва хардуерно ускорени графични и мултимедийни двигатели, които помагат на Java да се възползва от клиенти с по-висока производителност и модерен API за външен вид и високо ниво за свързване към мрежови източници на данни.
За да разберем езика за програмиране Java, трябва да разберем някои основни понятия за това как компютърната програма може да изпълнява команда и да изпълнява действието.
Какво е компютър?
Компютърът е електронно устройство, способно да извършва изчисления. Всички знаем, че се състои от монитор, клавиатура, мишка и памет за съхранение на информация. Но най-важният компонент на компютъра е ПРОЦЕСОР. Всичко това мисли за компютъра, но въпросът е как компютърът мисли това? Как разбира текста, изображенията, видеоклиповете и т.н.?
Какво е език на събранието?
Компютърът е електронно устройство и може да разбира само електронни сигнали или двоични сигнали. Например, 5-волтовият електронен сигнал може да представлява двоичен номер 1, докато 0 волта може да представлява двоичен номер 0. Така че вашият компютър непрекъснато е бомбардиран с тези сигнали.
Осем бита от такива сигнали са групирани заедно за интерпретиране на Текст, цифри и символи.
Например символът # се идентифицира от компютъра като 10101010. По същия начин моделът за добавяне на функция е представен от 10000011.
Това е известно като 8-битови изчисления. Текущият дневен процесор е способен да декодира 64-битово време. Но каква е връзката на тази концепция с езика за програмиране JAVA? Нека ги разберем като пример.
Да предположим, че ако искате да кажете на компютъра да добави две числа (1 + 2), представени от някои двоични числа (10000011), как ще кажете това на вашия компютър? Да, ще използваме асемблерен език, за да изпълним нашия код.
„Асемблерният език е най-елементарната форма на езиците за разработка на софтуер.“
Ще дадем командата на компютър в този формат, както е показано по-долу. Вашият код за добавяне на две числа на този език ще бъде в този ред.
- Съхранявайте номер 1 на място в паметта, кажете A
- Съхранявайте номер 2 на място в паметта, кажете B
- Добавете съдържание на Местоположение A & B
- Съхранявайте резултатите
Но как ще направим това? Още през 50-те години на миналия век, когато компютрите бяха огромни и консумираха много енергия, вие бихте преобразували кода на монтажа в съответния машинен код в 1 и 0, използвайки картографиращи листове. По-късно този код ще бъде пробит в картите на машината и подаден към компютъра. Компютърът ще прочете тези кодове и ще изпълни програмата. Тогава това щеше да е дълъг процес, докато ASSEMBLER дойде да помогне.
Какво са Асемблер и Компилатор?
С напредъка в технологиите бяха измислени входно-изходни устройства. Можете директно да въведете вашата програма в компютъра, като използвате ASSEMBLER. Той го преобразува в съответния машинен код (110001 ...) и го подава към вашия процесор. Връщайки се към нашето примерно добавяне на (1 + 2), асемблерът ще преобразува този код в машинен код и извежда.
Освен това ще трябва да се обадите, за да създадете функции, предоставени от операционната система, за да покажете изхода на кода.
Но сам асемблерът не участва в този процес; той също така изисква компилаторът да компилира дългия код в малка част от кодове. С напредъка в езиците за разработка на софтуер, целият този код за сглобяване може да се свие само в един ред отпечатък f 1 + 2 A със софтуера, наречен COMPILER. Използва се за конвертиране на вашия код от езика c в код за сглобяване. Асемблерът го преобразува в съответния машинен код. Този машинен код ще бъде предаден на процесора. Най-често използваният процесор, използван в компютър или компютър, е процесорът Intel.
Въпреки че съвременните компилатори се доставят в комплект с асемблер, могат директно да преобразуват вашия по-висок езиков код в машинен код.
Сега, да предположим, че операционната система Windows работи на този процесор Intel, комбинация от операционна система плюс процесора се нарича PLATFORM. Най-често срещаната платформа в света е Windows, а Intel се нарича платформа Wintel. Другите популярни платформи са AMD и Linux, Power PC и Mac OS X.
Сега, с промяна в процесора, инструкциите за сглобяване също ще се променят. Например:
- Инструкцията за добавяне в Intel може да се нарече ДОПЪЛНЕНИЕ за AMD
- ИЛИ Math ADD за Power PC
И с промяна в операционната система, повикванията на ниво OS „ниво и характер“ също ще се променят.
Като разработчик искам моята софтуерна програма да работи на всички платформи, за да максимизирам приходите си. Така че ще трябва да купя отделни компилатори, които преобразуват командата ми print f в родния машинен код.
Но компилаторите са скъпи и има шанс за проблеми със съвместимостта. Така че закупуването и инсталирането на отделен компилатор за различна операционна система и процесор не е осъществимо. И така, какво може да бъде алтернативно решение? Въведете езика Java.
Как работи Java Virtual Machine?
С помощта на Java Virtual Machine този проблем може да бъде решен. Но как работи на различни процесори и ОС Нека разберем този процес стъпка по стъпка.
Стъпка 1) Кодът за показване на добавянето на две числа е System.out.println (1 + 2) и се записва като файл .java.
Стъпка 2) С помощта на Java компилатора кодът се преобразува в междинен код, наречен байт код . Резултатът е .class файл.
Стъпка 3) Този код не се разбира от никоя платформа, а само от виртуална платформа, наречена Java Virtual Machine.
Стъпка 4) Тази виртуална машина се намира в RAM на вашата операционна система. Когато виртуалната машина се захранва с този байт код, тя идентифицира платформата, върху която работи и преобразува байт кода в родния машинен код.
Докато работите на вашия компютър или сърфирате в мрежата, когато видите някоя от тези икони, бъдете сигурни, че java виртуалната машина е заредена във вашата RAM. Но това, което прави Java доходоносно, е, че веднъж компилиран код може да работи не само на всички компютърни платформи, но и на мобилни телефони или други електронни джаджи, поддържащи Java.
Следователно,
„Java е език за програмиране, както и платформа“
Как Java Platform е независима?
Подобно на компилатора C, компилаторът на Java не създава естествен изпълним код за определена машина. Вместо това Java създава уникален формат, наречен байт код. Той се изпълнява съгласно правилата, изложени в спецификацията на виртуалната машина. Следователно Java е език, независим от платформата.
Байт кодът е разбираем за всеки JVM, инсталиран на която и да е операционна система. Накратко, изходният код на java може да работи на всички операционни системи.
Резюме:
- Java е мултиплатформен, обектно-ориентиран и мрежово-ориентиран език за програмиране Java е универсален, базиран на класове, обектно-ориентиран език за програмиране.
- Java Platform е колекция от програми, които помагат на програмистите да разработват и стартират Java приложения ефективно.
- Значение на Java: Java е многоплатформен и мрежово ориентиран език за програмиране.
- Използва се основно за разработване на приложения за Android и корпоративен софтуер.
- 2009 г. Oracle Corporation придоби Sun Microsystems и пое собствеността върху три ключови софтуерни актива на Sun: Java, Solaris и MySQL.
- Последната версия на Java, издадена на 15 септември 2020 г.
- Най-добрата характеристика на Java е, че тя е един от най-лесните за изучаване езици за програмиране.
- Четири типа езикови платформи за програмиране на Java са: 1) Java платформа, стандартно издание (Java SE) 2) Java платформа, Enterprise Edition (Java EE) 3) Java платформа, микро издание (Java ME) 4) JavaFX
- Компютърът е електронно устройство, способно да извършва изчисления.
- Компютърът разбира само електронни или двоични сигнали.
- Assembler е усъвършенствана технология, която преобразува ядрото на източника в съответния машинен код (110001 ...) и подава към вашия процесор.