Введение в Java

Что такое Java?

Java Это универсальный объектно-ориентированный язык программирования, основанный на классах, разработанный для минимизации зависимостей от реализации. Он также является вычислительной платформой для разработки приложений. Java Быстрый, безопасный и надежный, именно поэтому он используется в программном обеспечении ноутбуков, центров обработки данных, игровых консолей, научных суперкомпьютеров, мобильных телефонов и встроенных устройств. Будучи многоплатформенным, сетецентричным языком, Java остается одним из наиболее широко используемых языков программирования в отрасли и предпочитается большинством организаций для создания критически важных проектов.

В чём Java Платформа?

Java Платформа Это набор программ, помогающих разработчикам создавать и запускать Java Он эффективно внедряет приложения. Он объединяет механизм выполнения, компилятор и набор библиотек, а также спецификации, определяющие их взаимодействие. Джеймс Гослинг разработал его. Java платформа в Sun Microsystems, и Oracle Корпорация приобрела ее в результате поглощения компании Sun в 2009 году.

Это видео знакомит с Java Платформа и объясняет, почему Java является одновременно платформой и языком программирования:

Нажмите здесь если видео недоступно.

Что такое Java Используется для?

Вот некоторые из наиболее важных практических применений Java:

• Девелоping Android Программы.
• Разработка корпоративного программного обеспечения для крупных организаций.
• Обеспечивает работу широкого спектра мобильных устройств. Java приложений.
• Запуск приложений для научных вычислений.
• Разработка и внедрение конвейеров анализа больших данных.
• Программирование встроенных аппаратных устройств.
• Серверные технологии, такие как Apache, JBoss, GlassFish и Tomcat.

История Java Язык программирования

Вот важные вехи из истории... Java Язык:

• Java язык изначально назывался OAK.
• Первоначально он был разработан для работы с портативными устройствами и телеприставками, тогда как OAK потерпел коммерческий провал.
• В 1995 году Сунь переименовал язык в «Java«и переориентировал его, чтобы воспользоваться преимуществами быстро развивающейся Всемирной паутины».
• В 2009 году Oracle Корпорация приобрела Sun Microsystems и стала владельцем трех ключевых программных активов Sun: Java, MySQL и Solaris.

Java Версии

Вот краткая история Java Версии и даты их выпуска, обновленные в соответствии с последним релизом с долгосрочной поддержкой:

Java Версия	Дата выпуска
JDK Альфа и Бета	1995
СДК 1.0	23rd Jan 1996
СДК 1.1	19th февраля 1997
J2SE 1.2	8th декабря 1998
J2SE 1.3	8 мая 2000
J2SE 1.4	6th февраля 2002
J2SE 5.0	30th Sep 2004
Java SE 6	11th декабря 2006
Java SE 7	28 июля 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 марта 2022 г.
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 Особенности

Вот некоторые из наиболее важных Java Особенности, благодаря которым он остается актуальным на протяжении почти трех десятилетий:

• Это один из самых простых в изучении объектно-ориентированных языков программирования.
• «Напиши один раз, запускай где угодно» — код, скомпилированный на одной машине, работает практически на любой вычислительной платформе.
• Java Благодаря модели выполнения байт-кода, программа является платформенно-независимой.
• Он разработан с нуля для объектно-ориентированных приложений.
• Это многопоточный язык с автоматическим управлением памятью (сборкой мусора).
• Он был создан для распределенной среды интернета.
• Благодаря своей сетецентрической архитектуре она способствует распределенным вычислениям.

Компоненты Java Язык программирования

A Java Программист пишет код на удобочитаемом языке, который называется исходный кодПроцессор никогда не понимает исходный код напрямую — процессоры выполняют только машинный код, и этот машинный код различается в зависимости от семейства процессоров. Чтобы преодолеть этот разрыв, Java Платформа преобразует исходный код в переносимую промежуточную форму. Все это происходит внутри трех основных компонентов: JDK, JVM и JRE.

Java Комплект разработчика (JDK)

JDK — это среда разработки программного обеспечения, используемая для создания апплетов и Java приложения. Полная форма JDK: Java Комплект для разработки. Java разработчики могут использовать его на Windows, macOS, Solarisи Linux. JDK помогает им писать код и запускать приложения. Java программы. На одном компьютере можно установить более одной версии JDK.

Почему стоит использовать JDK?

• JDK содержит инструменты, необходимые для написания кода. Java программы и JRE для их выполнения.
• Включает в себя компилятор (javac) Java Программа запуска приложений, AppletViewer и аналогичные утилиты.
• Компилятор преобразует код, написанный на Java в байт-код.
• Java средство запуска приложения открывает JRE, загружает необходимый класс и выполняет его основной метод.

Java Виртуальная машина (JVM)

Java Виртуальная машина (JVM) Это движок, который предоставляет среду выполнения для управления Java код или приложения. Он преобразует Java Преобразование байт-кода в машинный язык. JVM является частью Java Среда выполнения (JRE). В других языках программирования компилятор генерирует машинный код для конкретной системы. Однако... Java Компилятор генерирует код для виртуальной машины, известной как Java Виртуальная машина.

Почему JVM?

• JVM обеспечивает независимый от платформы способ выполнения Java исходный код.
• В нём имеется множество готовых библиотек, инструментов и фреймворков.
• После компиляции Java Эту программу можно запустить на любой платформе, что значительно экономит время.
• JVM поставляется с JIT-компилятором (Just-In-Time), который преобразует байт-код в низкоуровневый машинный язык во время выполнения, что часто позволяет ему работать быстрее, чем интерпретируемое приложение.

Java Среда выполнения (JRE)

JRE — это программное обеспечение, предназначенное для запуска другого программного обеспечения. Оно содержит библиотеки классов, класс загрузчика и JVM. Проще говоря, если вам нужно запустить только... Java Для разработки программы (а не создания собственной) вам потребуется JRE, а не полный JDK.

Почему стоит использовать JRE?

• JRE содержит библиотеки классов, JVM и другие вспомогательные файлы. Она не включает инструменты разработчика, такие как отладчик или компилятор.
• В нём используются важные пакетные классы, в том числе: math, swing, util, lang, awtи библиотеки времени выполнения.
• Если вам нужно бежать Java Для работы с апплетами или приложениями необходимо установить JRE на вашем компьютере.

Различные типы Java Платформы

Есть четыре различных Java Платформы языков программирования, каждая из которых настроена для различных целевых платформ развертывания:

1. Java Платформа, стандартная версия (Java ЮВ): Java API SE предлагает Java Основная функциональность языка программирования. Он определяет всё: от базовых типов и объектов до высокоуровневых классов, используемых для работы в сети, обеспечения безопасности, доступа к базам данных, разработки графического пользовательского интерфейса (GUI) и анализа XML.

2. Java Платформа, корпоративная версия (Jakarta EE, ранее) Java ЭЭ): Платформа Jakarta EE предоставляет API и среду выполнения для разработки.ping а также для запуска масштабируемых, крупномасштабных, многоуровневых, надежных и безопасных сетевых приложений. Oracle перенесла платформу на Eclipse Foundation в 2017 году, после чего компания была переименована в Jakarta EE.

3. Java Платформа, Micro Edition (Java МНЕ): Java Платформа ME предлагает API и виртуальную машину с небольшим объемом памяти для запуска. Java приложения для небольших устройств, таких как обычные мобильные телефоны и встроенные контроллеры.

4. JavaЭффекты: JavaFX — это платформа для разработкиping Многофункциональные интернет-приложения, использующие облегченный API пользовательского интерфейса. Они используют аппаратное ускорение графики и мультимедийных движков, что помогает Java Воспользуйтесь преимуществами более производительных клиентов, современного внешнего вида и высокоуровневых API для подключения к сетевым источникам данных.

Чтобы понять Java Для понимания языка программирования нам необходимо вернуться к некоторым базовым понятиям о том, как компьютерная программа выполняет команды и действия.

Что такое ПК?

Компьютер — это электронное устройство, способное выполнять вычисления. Он состоит из монитора, клавиатуры, мыши и памяти для хранения информации. Однако наиболее важным компонентом является ПРОЦЕССОР. Процессор выполняет все мыслительные процессы компьютера — но как он на самом деле это делает? Как он понимает текст, изображения и видео?

Что такое Assembly Язык?

Компьютер — это электронное устройство, поэтому он понимает только электронные сигналы — двоичные сигналы. Электронный сигнал в 5 вольт может представлять двоичное число 1, а 0 вольт — двоичное число 0. Ваш ПК постоянно подвергается воздействию этих сигналов.

Восемь бит этих сигналов объединяются для интерпретации текста, чисел и символов.

Например, символ # компьютер распознает как 10101010. Аналогично, шаблон для функции «сложение» представляется как 10000011.

Это называется 8-битными вычислениями. Современные процессоры способны декодировать 64-битные инструкции за раз. Так какое же отношение эта концепция имеет к... JavaДавайте рассмотрим пример.

Предположим, вы хотите, чтобы компьютер сложил два числа (1 + 2), представленные двоичными числами (10000011). Как вы передадите это компьютеру? Вы используете язык ассемблера для выполнения кода.

Assembly Язык — это самая элементарная форма языков разработки программного обеспечения».

Команды отдаются в следующем формате. Код для сложения двух чисел на языке ассемблера будет выглядеть так:

• Сохраните номер 1 в ячейке памяти A.
• Сохраните номер 2 в ячейке памяти B.
• Сложите содержимое ячеек A и B.
• Сохраните результат.

В 1950-х годах, когда компьютеры были огромными и энергоёмкими, для преобразования ассемблерного кода в соответствующий машинный код (единицы и нули) использовалась программа map.ping листы. Затем код перфорировался на машинных картах и ​​подавался в компьютер. Компьютер считывал эти коды и выполнял программу. Это был долгий процесс — до появления ассемблера, который автоматизировал преобразование.

Что такое Ассемблер и Компилятор?

С развитием технологий были изобретены устройства ввода-вывода. Вы могли вводить свою программу непосредственно в ПК с помощью ассемблера, который преобразовывал её в соответствующий машинный код (110001…) и передавал на процессор. Возвращаясь к нашему примеру 1 + 2, ассемблер преобразует ассемблерный код в машинный код в качестве выходных данных.

Помимо кода на языке ассемблера, вам также необходимо вызывать функции, предоставляемые операционной системой, для отображения результата.

Одного ассемблера недостаточно; необходим также КОМПИЛЯТОР для сжатия длинных исходных кодов на более мелкие, оптимизированные фрагменты. В высокоуровневых языках разработки программного обеспечения весь приведенный выше фрагмент ассемблерного кода сжимается до одной строки, например: printf("%d", 1+2)Компилятор преобразует ваш Язык C код преобразуется в ассемблерный код; затем ассемблер преобразует его в машинный код. transmitподключен к процессору. Наиболее распространенным процессором, используемым в ПК, является процессор Intel.

Современные компиляторы часто включают в себя ассемблер, чтобы иметь возможность преобразовывать код языков высокого уровня непосредственно в машинный код.

Теперь предположим Windows работает на процессоре Intel — комбинация операционной системы и процессора называется ПЛАТФОРМОЙ. Наиболее распространенная платформа — это Windows на платформе Intel, также известной как платформа Wintel. Другие популярные платформы включают AMD. LinuxPowerPC и macOS.

При смене процессора изменяются и инструкции ассемблера. Например:

• Инструкция «add» на процессорах Intel может называться ADDITION на процессорах AMD.
• Или «математический СДВГ» на PowerPC.

А с изменением операционной системы меняются и уровень, и характер вызовов на уровне ОС.

Как разработчик, вы хотите, чтобы ваше программное обеспечение работало на всех платформах для максимального охвата аудитории. Это означает, что вам придется покупать отдельные компиляторы, которые преобразуют ваш код. printf команда в собственный машинный код для каждой целевой системы.

Компиляторы стоят дорого, и всегда существует риск проблем совместимости между операционными системами. Покупка и установка отдельного компилятора для каждой комбинации ОС и процессора нецелесообразна. Так что же является альтернативой? На помощь приходит... Java язык.

Как Java Работа с виртуальными машинами?

С помощью Java Виртуальная машинаЭту проблему можно решить. Но как это работает на разных процессорах и операционных системах? Давайте разберемся шаг за шагом.

Шаг 1) Код для отображения суммы двух чисел — System.out.println(1+2) — сохранен как .java .

Шаг 2) Посмотрите на график Java компилятор (javac), код преобразуется в промежуточный код, называемый байткодомРезультатом является .учебный класс .

Шаг 3) Этот байт-код не распознается ни одной физической платформой, только виртуальной платформой, называемой Java Виртуальная машина.

Шаг 4) JVM находится в оперативной памяти вашей операционной системы. Когда JVM получает этот байт-код, она определяет платформу, на которой работает, и преобразует байт-код в машинный код на лету.

Во время работы за компьютером или просмотра веб-страниц, всякий раз, когда вы видите JavaБлагодаря этим значкам вы можете быть уверены, что JVM загружена в вашу оперативную память. Что же делает... Java attracПреимущество заключается в том, что скомпилированный код может работать не только на любой платформе ПК, но и на мобильных телефонах и других электронных устройствах, поддерживающих эту технологию. Java.

Java «Это одновременно и язык программирования, и платформа».

Как Java Независимость от платформы?

В отличие от компилятора C, Java компилятор не создает собственный исполняемый код для конкретной машины. Вместо, Java создает уникальный промежуточный формат, называемый байткодомБайт-код выполняется в соответствии с правилами, изложенными в спецификации JVM, поэтому... Java является платформо-независимым языком.

Байт-код понятен любой JVM, установленной на любой операционной системе. Короче говоря, Java Исходный код может работать на любой современной операционной системе без перекомпиляции, что является основой Javaобещание «напиши один раз, запускай где угодно».

Часто задаваемые вопросы (FAQ)