Wprowadzenie do Java

Czym jest Java?

Java to uniwersalny, klasowy, obiektowy język programowania, zaprojektowany z myślą o minimalnych zależnościach implementacyjnych. Jest to również platforma obliczeniowa do tworzenia aplikacji. Java jest szybki, bezpieczny i niezawodny, dlatego napędza oprogramowanie na laptopach, w centrach danych, konsolach do gier, superkomputerach naukowych, telefonach komórkowych i urządzeniach wbudowanych. Jako język wieloplatformowy, zorientowany na sieć, Java pozostaje jednym z najpowszechniej stosowanych języków programowania w branży i jest preferowany przez większość organizacji przy realizacji projektów o znaczeniu krytycznym.

Co to jest Java Platforma?

Java Platforma jest zbiorem programów, które pomagają programistom tworzyć i uruchamiać Java wydajnie uruchamia aplikacje. Zawiera silnik wykonawczy, kompilator i zestaw bibliotek wraz ze specyfikacjami definiującymi sposób ich współdziałania. James Gosling opracował Java platforma w Sun Microsystems i Oracle Corporation nabyła ją w 2009 roku w wyniku przejęcia Sun.

Ten film przedstawia Java Platforma i wyjaśnia dlaczego Java jest zarówno platformą, jak i językiem programowania:

Kliknij w tym miejscu jeśli wideo nie jest dostępne.

Czym jest Java Używany do?

Oto kilka najważniejszych zastosowań w świecie rzeczywistym Java:

• Developing Android aplikacje.
• Tworzenie oprogramowania korporacyjnego dla dużych organizacji.
• Zasilanie szerokiej gamy urządzeń mobilnych Java aplikacji.
• Uruchamianie naukowych aplikacji obliczeniowych.
• Kierowanie procesem analizy dużych zbiorów danych.
• Programowanie urządzeń sprzętowych wbudowanych.
• Technologie po stronie serwera, takie jak Apache, JBoss, GlassFish i Tomcat.

Historia Java Język programowania

Oto najważniejsze punkty orientacyjne z historii Java język:

• Java język początkowo nazywał się OAK.
• Pierwotnie opracowano go do obsługi urządzeń przenośnych i dekoderów telewizji kablowej, lecz OAK okazał się komercyjną porażką.
• W 1995 roku Sun zmienił nazwę języka na „Java„i przeorientował ją, aby wykorzystać potencjał szybko rozwijającej się sieci WWW.
• W 2009, Oracle Korporacja nabyła firmę Sun Microsystems i stała się właścicielem trzech kluczowych zasobów oprogramowania firmy Sun: Java, MySQL, Solaris.

Java wersje

Oto krótka historia Java wersje i daty ich wydania, aktualizowane na podstawie najnowszej wersji objętej długoterminowym wsparciem technicznym:

Java Wersja	Data wydania
JDK Alfa i Beta	1995
JDK 1.0	23 stycznia 1996 r
JDK 1.1	19th Feb 1997
J2SE 1.2	8th grudnia 1998
J2SE 1.3	8th maja 2000
J2SE 1.4	6th Feb 2002
J2SE 5.0	30th Sep 2004
Java SE 6	11th grudnia 2006
Java SE 7	28th July 2011
Java SE 8 (LTS)	18th Mar 2014
Java SE 9	21st Sep 2017
Java SE 10	20th Mar 2018
Java SE 11 (LTS)	25th Sep 2018
Java SE 12	19th Mar 2019
Java SE 13	17th Sep 2019
Java SE 14	17th Mar 2020
Java SE 15	15th Sep 2020
Java SE 16	16th Mar 2021
Java SE 17 (LTS)	14th Sep 2021
Java SE 18	22 marca 2022 r
Java SE 19	20th Sep 2022
Java SE 20	21st Mar 2023
Java SE 21 (LTS)	19th Sep 2023
Java SE 22	19th Mar 2024
Java SE 23	17th Sep 2024
Java SE 24	18th Mar 2025
Java SE 25 (LTS)	16th Sep 2025

Java Udogodnienia

Oto kilka najważniejszych Java cechy, które sprawiają, że jest on istotny od prawie trzech dekad:

• Jest to jeden z najłatwiejszych do nauczenia się języków programowania obiektowego.
• „Napisz raz, uruchamiaj wszędzie” — kod skompilowany na jednej maszynie działa na niemal każdej platformie komputerowej.
• Java jest niezależny od platformy dzięki swojemu modelowi wykonywania bajtkodu.
• Został zaprojektowany od podstaw z myślą o aplikacjach obiektowych.
• Jest to język wielowątkowy z automatycznym zarządzaniem pamięcią (zbieranie śmieci).
• Został stworzony z myślą o rozproszonym środowisku Internetu.
• Umożliwia rozproszone przetwarzanie danych ze względu na swoją sieciocentryczną konstrukcję.

Składniki Java Język programowania

A Java programista pisze kod w języku zrozumiałym dla człowieka, zwanym Kod źródłowyProcesor nigdy nie rozumie kodu źródłowego bezpośrednio — procesory uruchamiają jedynie kod maszynowy, a ten kod maszynowy różni się w zależności od rodziny procesorów. Aby załatać tę lukę, Java Platforma tłumaczy kod źródłowy na przenośną formę pośrednią. Wszystko to dzieje się w trzech głównych komponentach: JDK, JVM i JRE.

Java Zestaw deweloperski (JDK)

JDK to środowisko programistyczne służące do tworzenia apletów i Java aplikacje. Pełna forma JDK to Java Zestaw deweloperski. Java programiści mogą z niego korzystać Windows, macOS, Solarisi Linux. JDK pomaga im kodować i uruchamiać Java programy. Możliwe jest zainstalowanie więcej niż jednej wersji JDK na tym samym komputerze.

Dlaczego warto używać JDK?

• JDK zawiera narzędzia niezbędne do pisania Java programy i środowisko JRE do ich uruchamiania.
• Zawiera kompilator (javac), Java program uruchamiający aplikacje, AppletViewer i podobne narzędzia.
• Kompilator konwertuje kod napisany w Java do kodu bajtowego.
• Java program uruchamiający aplikacje otwiera środowisko JRE, ładuje niezbędną klasę i wykonuje jej główną metodę.

Java Maszyna wirtualna (JVM)

Java Maszyna wirtualna (JVM) jest silnikiem zapewniającym środowisko wykonawcze do sterowania Java kod lub aplikacje. Konwertuje Java bajtkodu do języka maszynowego. JVM jest częścią Java Środowisko wykonawcze (JRE). W innych językach programowania kompilator generuje kod maszynowy dla konkretnego systemu. Jednakże Java kompilator generuje kod dla maszyny wirtualnej znanej jako Java Maszyna wirtualna.

Dlaczego JVM?

• JVM zapewnia sposób wykonywania niezależny od platformy Java kod źródłowy.
• Zawiera liczne biblioteki, narzędzia i struktury dostępne od razu.
• Po skompilowaniu Java program można uruchomić na dowolnej platformie, co pozwala zaoszczędzić znaczną ilość czasu.
• Maszyna wirtualna Java (JVM) jest dostarczana z kompilatorem JIT (Just-In-Time), który konwertuje bajtkod na język maszynowy niskiego poziomu w czasie wykonywania, dzięki czemu często działa on szybciej niż aplikacja interpretowana.

Java Środowisko wykonawcze (JRE)

JRE to oprogramowanie przeznaczone do uruchamiania innego oprogramowania. Zawiera biblioteki klas, klasę loadera i maszynę wirtualną Java (JVM). Mówiąc prościej, jeśli chcesz uruchomić tylko… Java program (a nie jego rozwijanie), potrzebujesz środowiska JRE, a nie pełnego środowiska JDK.

Dlaczego warto używać JRE?

• JRE zawiera biblioteki klas, maszynę wirtualną Java (JVM) i inne pliki pomocnicze. Nie zawiera narzędzi programistycznych, takich jak debuger czy kompilator.
• Wykorzystuje ważne klasy pakietów, w tym: math, swing, util, lang, awti bibliotek środowiska wykonawczego.
• Jeśli musisz biec Java apletów i aplikacji, w systemie musi być zainstalowane środowisko JRE.

Różne typy Java Buty na platformie

Istnieją cztery różne Java platformy języków programowania, z których każda jest dostosowana do innego celu wdrożenia:

1. Java Platforma, wersja standardowa (Java SE): Java Interfejs API SE oferuje Java podstawowa funkcjonalność języka programowania. Definiuje wszystko, od typów bazowych i obiektów po klasy wysokiego poziomu używane do obsługi sieci, bezpieczeństwa, dostępu do baz danych, tworzenia graficznego interfejsu użytkownika (GUI) i analizy XML.

2. Java Platforma, edycja Enterprise (Jakarta EE, dawniej Java EE): Platforma Jakarta EE oferuje API i środowisko wykonawcze dla programistówping i obsługi wysoce skalowalnych, rozległych, wielowarstwowych, niezawodnych i bezpiecznych aplikacji sieciowych. Oracle przeniesiono platformę do Eclipse Foundation w 2017 r., przemianowaną na Jakarta EE.

3. Java Platforma, wersja Micro (Java JA): Java Platforma ME oferuje interfejs API i maszynę wirtualną o niewielkich rozmiarach do uruchamiania Java aplikacje na małych urządzeniach, takich jak telefony komórkowe i kontrolery wbudowane.

4. Javaefekty: JavaFX to platforma do rozwojuping rozbudowane aplikacje internetowe wykorzystujące lekki interfejs API. Wykorzystuje on akcelerowane sprzętowo silniki graficzne i multimedialne, które pomagają Java Skorzystaj z bardziej wydajnych klientów, nowoczesnego wyglądu i zaawansowanych interfejsów API umożliwiających łączenie się z sieciowymi źródłami danych.

Aby zrozumieć Java Jeśli chodzi o język programowania, musimy przypomnieć sobie podstawowe koncepcje dotyczące sposobu uruchamiania poleceń i wykonywania akcji przez program komputerowy.

Co to jest komputer osobisty?

Komputer to urządzenie elektroniczne zdolne do wykonywania obliczeń. Składa się z monitora, klawiatury, myszy i pamięci do przechowywania informacji. Najważniejszym elementem jest jednak PROCESOR. Procesor wykonuje wszystkie procesy myślowe komputera – ale jak właściwie to robi? Jak rozumie tekst, obrazy i filmy?

Czym jest Assembly Język?

Komputer jest urządzeniem elektronicznym, więc rozumie tylko sygnały elektroniczne – sygnały binarne. Sygnał elektroniczny o napięciu 5 V może reprezentować liczbę binarną 1, a 0 V – liczbę binarną 0. Twój komputer jest stale bombardowany tymi sygnałami.

Osiem bitów tych sygnałów jest grupowanych razem w celu interpretacji tekstu, liczb i symboli.

Na przykład symbol # jest identyfikowany przez komputer jako 10101010. Podobnie wzorzec dla funkcji „dodaj” jest reprezentowany przez 10000011.

To się nazywa przetwarzanie 8-bitowe. Nowoczesne procesory potrafią dekodować instrukcje 64-bitowe jednocześnie. Co więc ta koncepcja ma wspólnego z… Java? Przeanalizujmy przykład.

Załóżmy, że chcesz polecić komputerowi dodanie dwóch liczb (1 + 2) reprezentowanych przez liczby binarne (10000011). Jak przekazać to komputerowi? Używasz języka asemblera, aby uruchomić swój kod.

"Assembly Język jest najbardziej elementarną formą języków tworzenia oprogramowania.”

Wydajesz polecenia w następującym formacie. Kod dodający dwie liczby w języku asemblera wyglądałby następująco:

• Zapisz numer 1 w lokalizacji pamięci A.
• Zapisz numer 2 w lokalizacji pamięci B.
• Dodaj zawartość lokalizacji A i B.
• Zapisz wynik.

W latach 50., gdy komputery były ogromne i energochłonne, kod języka asemblera można było konwertować na odpowiadający mu kod maszynowy (jedynki i zera) za pomocą funkcji mapping Arkusze. Kod był następnie wybijany na kartach maszynowych i wprowadzany do komputera. Komputer odczytywał te kody i wykonywał program. Był to długi proces — aż do pojawienia się ASSEMBLERA, który zautomatyzował konwersję.

Co to jest asembler i kompilator?

Wraz z postępem technologicznym wynaleziono urządzenia wejścia/wyjścia. Program można było wpisać bezpośrednio do komputera za pomocą ASSEMBLER-a, który konwertował go na odpowiadający mu kod maszynowy (110001…) i przesyłał do procesora. Wracając do naszego przykładu 1 + 2, asembler konwertuje kod asemblera na kod maszynowy jako wynik.

Oprócz języka asemblera należy również wywołać funkcje udostępniane przez system operacyjny, aby wyświetlić dane wyjściowe.

Sam asembler nie wystarczy; potrzebny jest również KOMPILATOR, który skompresuje długi kod źródłowy do mniejszych, zoptymalizowanych fragmentów. W przypadku języków programowania wyższego poziomu cały powyższy fragment kodu asemblera sprowadza się do jednej linijki, takiej jak: printf(“%d”, 1+2)Kompilator konwertuje Twój Język C. kod na kod asemblera; asembler następnie konwertuje go na kod maszynowy transmitprocesor. Najpopularniejszym procesorem używanym w komputerach PC jest procesor Intel.

Nowoczesne kompilatory często dołączają do pakietu assembler, co pozwala im konwertować kod języka wyższego poziomu bezpośrednio na kod maszynowy.

Załóżmy teraz Windows działa na procesorze Intel — połączenie systemu operacyjnego i procesora nazywa się PLATFORMĄ. Najpopularniejszą platformą jest Windows na platformie Intel, znanej również jako platforma Wintel. Inne popularne platformy to AMD, Linux, PowerPC i macOS.

Wraz ze zmianą procesora zmieniają się również instrukcje montażu. Na przykład:

• Instrukcja „add” w systemie Intel może być nazywana ADDITION w systemie AMD.
• Albo „Math ADD” na PowerPC.

Wraz ze zmianą systemu operacyjnego zmienia się także poziom i charakter wywołań na poziomie systemu operacyjnego.

Jako programista chcesz, aby Twoje oprogramowanie działało na każdej platformie, aby zmaksymalizować zasięg. Oznacza to, że musiałbyś kupić osobne kompilatory, które konwertują Twoje printf polecenie do natywnego kodu maszynowego dla każdego celu.

Kompilatory są drogie i zawsze istnieje ryzyko problemów ze zgodnością między systemami operacyjnymi. Kupowanie i instalowanie osobnego kompilatora dla każdej kombinacji system operacyjny-procesor jest niepraktyczne. Jaka jest więc alternatywa? Wprowadź Java język.

W jaki sposób Java Praca z maszyną wirtualną?

Przy użyciu Java Maszyna wirtualna, ten problem można rozwiązać. Ale jak to działa na różnych procesorach i systemach operacyjnych? Przeanalizujmy to krok po kroku.

Krok 1) Kod do wyświetlania dodawania dwóch liczb — System.out.println(1+2) — jest zapisany jako .java plik.

Krok 2) Korzystanie z Java kompilator (javac), kod jest konwertowany na kod pośredni zwany kod bajtowy.Wyjście jest .klasa plik.

Krok 3) Ten kod bajtowy nie jest rozumiany przez żadną platformę fizyczną, a jedynie przez platformę wirtualną zwaną Java Maszyna wirtualna.

Krok 4) Maszyna wirtualna Java (JVM) znajduje się w pamięci RAM systemu operacyjnego. Po przesłaniu bajtkodu do maszyny wirtualnej Java, identyfikuje ona platformę, na której działa, i konwertuje bajtkod na natywny kod maszynowy w locie.

Podczas pracy na komputerze lub przeglądania Internetu, za każdym razem, gdy zobaczysz Java- powiązane ikony, możesz mieć pewność, że JVM jest załadowana do pamięci RAM. Co sprawia, że Java attracZaletą jest to, że skompilowany kod może działać nie tylko na każdej platformie PC, ale także na urządzeniach mobilnych i innych gadżetach elektronicznych, które obsługują tę technologię. Java.

"Java jest językiem programowania i jednocześnie platformą.”

Jak jest Java Niezależny od platformy?

W przeciwieństwie do kompilatora C, Java kompilator nie tworzy natywnego kodu wykonywalnego dla konkretnej maszyny. Zamiast, Java tworzy unikalny format pośredni o nazwie kod bajtowy. Kod bajtowy wykonuje się zgodnie z zasadami określonymi w specyfikacji JVM, dlatego Java jest językiem niezależnym od platformy.

Kod bajtowy jest zrozumiały dla każdej wirtualnej maszyny Java (JVM) zainstalowanej w dowolnym systemie operacyjnym. Krótko mówiąc, Java kod źródłowy może działać na każdym nowoczesnym systemie operacyjnym bez ponownej kompilacji, co jest podstawą JavaObietnica firmy „napisz raz, uruchom wszędzie”.

FAQ