Co to jest Java? Definicja, znaczenie i Funkcje platform Java

Co to jest Java?

Java to zorientowany obiektowo język programowania ogólnego przeznaczenia, oparty na klasach, zaprojektowany z myślą o mniejszych zależnościach implementacyjnych. Jest to platforma obliczeniowa do tworzenia aplikacji. Dlatego Java jest szybka, bezpieczna i niezawodna. Jest szeroko stosowany do tworzenia aplikacji Java w laptopach, centrach danych, konsolach do gier, superkomputerach naukowych, telefonach komórkowych itp.

Co to jest platforma Java?

Java Platform to zbiór programów, które pomagają programistom efektywnie tworzyć i uruchamiać aplikacje Java. Zawiera silnik wykonawczy, kompilator i zestaw bibliotek. Jest to zestaw oprogramowania komputerowego i specyfikacji. James Gosling opracował platformę Java w Sun Microsystems, a Oracle Corporation później ją przejęła.

W tym samouczku Java nauczysz się:

• Co to jest Java?
• Co to jest platforma Java?
• Definicja i znaczenie języka Java
• Do czego służy Java?
• Historia języka programowania Java
• Wersje Java
• Funkcje Java
• Składniki języka programowania Java
• Różne typy platform Java
• Co to jest komputer PC?
• Co to jest język asemblera?
• Co to jest asembler i kompilator?
• Jak działa wirtualna maszyna Java?
• W jaki sposób jest niezależna od platformy Java?

Ten film przedstawia platformę Java i wyjaśnia, dlaczego Java jest zarówno platformą, jak i językiem programowania.

Kliknij tutaj, jeśli wideo nie jest dostępne

Definicja i znaczenie języka Java

Java jest językiem wieloplatformowym, zorientowanym obiektowo i zorientowanym na sieć. Jest jednym z najczęściej używanych języków programowania. Java jest również używana jako platforma obliczeniowa.

Jest uważany za jeden z szybkich, bezpiecznych i niezawodnych języków programowania preferowanych przez większość organizacji do tworzenia projektów.

Do czego służy Java?

Oto kilka ważnych aplikacji Java:

• Służy do tworzenia aplikacji na Androida
• Pomaga w tworzeniu oprogramowania dla przedsiębiorstw
• Szeroka gama mobilnych aplikacji Java
• Naukowe aplikacje komputerowe
• Użyj do analizy dużych zbiorów danych
• Programowanie urządzeń sprzętowych w języku Java
• Używany w technologiach po stronie serwera, takich jak Apache, JBoss, GlassFish itp.

Historia języka programowania Java

Oto ważne punkty orientacyjne z historii języka Java:

• Język Java początkowo nosił nazwę OAK.
• Pierwotnie został opracowany do obsługi urządzeń przenośnych i dekoderów. Dąb był ogromną porażką.
• W 1995 roku firma Sun zmieniła nazwę na „Java” i zmodyfikowała język, aby wykorzystać rozwijającą się działalność związaną z tworzeniem stron WWW (World Wide Web).
• Później, w 2009 roku, Oracle Corporation przejęła Sun Microsystems i przejęła na własność trzy kluczowe aktywa oprogramowania Sun: Java, MySQL i Solaris.

Wersje Java

Oto krótka historia wszystkich wersji Java wraz z datą ich wydania.

Wersje Java	Data wydania
JDK Alpha i Beta	1995
JDK 1.0	23 stycznia 1996
JDK 1.1	19 lutego 1997
J2SE 1.2	8 grudnia 1998
J2SE 1.3	8 maja 2000
J2SE 1.4	6 lutego 2002
J2SE 5.0	30 września 2004
Java SE 6	11 grudnia 2006
Java SE 7	28 lipca 2011
Java SE 8	18 marca 2014
Java SE 9	21 września 2017
Java SE 10	20 marca 2018 r
JAVA SE 11	25 września 2018 r
JAVA SE 12	19 marca 2019 r
JAVA SE 13	17 września 2019 r
JAVA SE 14	17 marca 2020 r
JAVA SE 15	15 września 2020 r. (Najnowsza wersja Java)

Funkcje Java

Oto kilka ważnych funkcji Java:

• Jest to jeden z łatwych w użyciu języków programowania do nauczenia.
• Napisz kod raz i uruchom go na prawie każdej platformie komputerowej.
• Java jest niezależna od platformy. Niektóre programy opracowane na jednym komputerze mogą być wykonywane na innym komputerze.
• Przeznaczony jest do budowania aplikacji obiektowych.
• Jest to język wielowątkowy z automatycznym zarządzaniem pamięcią.
• Stworzony dla rozproszonego środowiska Internetu.
• Ułatwia przetwarzanie rozproszone, ponieważ jest skoncentrowane na sieci.

Składniki języka programowania Java

Programista Java pisze program w zrozumiałym dla człowieka języku zwanym kodem źródłowym. Dlatego CPU lub chipy nigdy nie rozumieją kodu źródłowego napisanego w jakimkolwiek języku programowania.

Te komputery lub chipy rozumieją tylko jedną rzecz, którą nazywa się językiem maszynowym lub kodem. Te kody maszynowe działają na poziomie procesora. W związku z tym byłyby to różne kody maszynowe dla innych modeli procesorów.

Musisz jednak martwić się o kod maszynowy, ponieważ w programowaniu chodzi o kod źródłowy. Maszyna rozumie ten kod źródłowy i tłumaczy go na kod zrozumiały dla maszyny, który jest kodem wykonywalnym.

Wszystkie te funkcje są dostępne w trzech następujących komponentach platformy Java:

Zestaw Java Development Kit (JDK)

JDK to środowisko programistyczne służące do tworzenia apletów i aplikacji Java. Pełna forma JDK to Java Development Kit. Programiści Java mogą go używać w systemach Windows, macOS, Solaris i Linux. JDK pomaga im kodować i uruchamiać programy w języku Java. Na tym samym komputerze można zainstalować więcej niż jedną wersję JDK.

Dlaczego warto korzystać z JDK?

Oto główne powody korzystania z JDK:

• JDK zawiera narzędzia potrzebne do pisania programów w języku Java i środowiska JRE do ich wykonywania.
• Zawiera kompilator, program uruchamiający aplikacje Java, przeglądarkę apletów itp.
• Kompilator konwertuje kod napisany w Javie na kod bajtowy.
• Program uruchamiający aplikacje Java otwiera środowisko JRE, ładuje niezbędną klasę i wykonuje swoją główną metodę.

Wirtualna maszyna Java (JVM):

Java Virtual Machine (JVM) to mechanizm zapewniający środowisko wykonawcze do obsługi kodu Java lub aplikacji. Konwertuje kod bajtowy Java na język maszynowy. JVM jest częścią środowiska Java Run Environment (JRE). W innych językach programowania kompilator tworzy kod maszynowy dla określonego systemu. Jednak kompilator języka Java tworzy kod dla maszyny wirtualnej znanej jako maszyna wirtualna języka Java.

Dlaczego JVM?

Oto ważne powody korzystania z JVM:

• JVM zapewnia niezależny od platformy sposób wykonywania kodu źródłowego Java.
• Posiada liczne biblioteki, narzędzia i frameworki.
• Po uruchomieniu programu w języku Java możesz uruchomić go na dowolnej platformie i zaoszczędzić mnóstwo czasu.
• JVM jest dostarczany z kompilatorem JIT (Just-in-Time), który konwertuje kod źródłowy Java na język maszynowy niskiego poziomu. Dlatego działa szybciej niż zwykła aplikacja.

Środowisko wykonawcze Java (JRE)

JRE to oprogramowanie przeznaczone do uruchamiania innego oprogramowania. Zawiera biblioteki klas, klasę programu ładującego i maszynę JVM. Mówiąc prościej, jeśli chcesz uruchomić program w języku Java, potrzebujesz środowiska JRE. Jeśli nie jesteś programistą, nie musisz instalować JDK, ale po prostu JRE, aby uruchamiać programy Java.

Dlaczego warto używać środowiska JRE?

Oto główne powody używania środowiska JRE:

• Środowisko JRE zawiera biblioteki klas, maszynę JVM i inne pliki pomocnicze. Nie zawiera żadnego narzędzia do programowania w języku Java, takiego jak debugger, kompilator itp.
• Używa ważnych klas pakietów, takich jak matematyka, swing, util, lang, awt i biblioteki uruchomieniowe.
• Jeśli musisz uruchamiać aplety Java, w systemie musi być zainstalowane środowisko JRE.

Różne typy platform Java

Istnieją cztery różne typy platform języka programowania Java:

1. Java Platform, Standard Edition (Java SE): API Java SE oferuje podstawowe funkcje języka programowania Java. Definiuje wszystkie podstawy typu i obiektu do klas wysokiego poziomu. Służy do obsługi sieci, bezpieczeństwa, dostępu do bazy danych, tworzenia graficznego interfejsu użytkownika (GUI) i analizowania XML.

2. Java Platform, Enterprise Edition (Java EE): Platforma Java EE oferuje interfejs API i środowisko wykonawcze do tworzenia i uruchamiania wysoce skalowalnych, wielowarstwowych, niezawodnych i bezpiecznych aplikacji sieciowych na dużą skalę.

3. Platforma języka programowania Java, Micro Edition (Java ME): Platforma Java ME oferuje interfejs API i niewielką maszynę wirtualną obsługującą aplikacje języka programowania Java na małych urządzeniach, takich jak telefony komórkowe.

4. Java FX: JavaFX to platforma do tworzenia rozbudowanych aplikacji internetowych przy użyciu lekkiego interfejsu API. Korzysta z akcelerowanych sprzętowo silników graficznych i multimedialnych, które pomagają Javie wykorzystać wydajniejsze klienty oraz nowoczesny wygląd i interfejs API wysokiego poziomu do łączenia się z sieciowymi źródłami danych.

Aby zrozumieć język programowania Java, musimy zrozumieć podstawowe pojęcie o tym, jak program komputerowy może uruchomić polecenie i wykonać akcję.

Co to jest komputer PC?

Komputer to urządzenie elektroniczne zdolne do wykonywania obliczeń. Wszyscy wiemy, że składa się z monitora, klawiatury, myszy i pamięci do przechowywania informacji. Ale najważniejszym elementem komputera jest PROCESOR. To wszystko myśli o komputerze, ale pytanie brzmi, jak komputer myśli o tym? Jak rozumie tekst, obrazy, filmy itp.?

Co to jest język asemblera?

Komputer jest urządzeniem elektronicznym i może odczytywać tylko sygnały elektroniczne lub sygnały binarne. Na przykład, 5-woltowy sygnał elektroniczny może reprezentować liczbę binarną 1, podczas gdy 0 woltów może reprezentować liczbę binarną 0. Zatem twój komputer jest nieustannie bombardowany tymi sygnałami.

Osiem bitów takich sygnałów jest zgrupowanych razem w celu interpretacji tekstu, liczb i symboli.

Na przykład symbol # jest identyfikowany przez komputer jako 10101010. Podobnie wzorzec dodawania funkcji jest reprezentowany przez 10000011.

Nazywa się to przetwarzaniem 8-bitowym. Procesor z bieżącego dnia jest w stanie dekodować czas 64-bitowy. Ale jaki jest związek tego pojęcia z językiem programowania JAVA? Zrozummy to jako przykład.

Załóżmy, że jeśli chcesz powiedzieć komputerowi, aby dodał dwie liczby (1 + 2) reprezentowane przez jakieś liczby binarne (10000011), jak zamierzasz powiedzieć to swojemu komputerowi? Tak, zamierzamy użyć języka asemblera, aby nasz kod został wykonany.

„Asembler jest najbardziej podstawową formą języków programowania”.

Zamierzamy wydać polecenie komputerowi w tym formacie, jak pokazano poniżej. Twój kod dodania dwóch liczb w tym języku byłby w tej kolejności.

• Zapisz numer 1 w lokalizacji pamięci, powiedz A
• Zapisz numer 2 w lokalizacji pamięci, powiedz B
• Dodaj zawartość lokalizacji A i B
• Przechowuj wyniki

Ale jak to zrobimy? W latach pięćdziesiątych XX wieku, kiedy komputery były ogromne i zużywały dużo energii, można było przekonwertować kod asemblera na odpowiadający mu kod maszynowy na 1 i 0 za pomocą arkuszy mapowania. Później ten kod zostanie zapisany na kartach maszyny i przesłany do komputera. Komputer odczyta te kody i wykona program. Wtedy byłby to długi proces, zanim ASSEMBLER przyszedł z pomocą.

Co to jest asembler i kompilator?

Wraz z postępem technologicznym wynaleziono urządzenia I / O. Możesz bezpośrednio wpisać swój program na PC za pomocą ASSEMBLERA. Konwertuje go na odpowiedni kod maszynowy (110001…) i przekazuje go do procesora. Wracając do naszego przykładowego dodania (1 + 2), asembler przekonwertuje ten kod na kod maszynowy i wyjście.

Oprócz tego będziesz musiał również wykonywać wywołania w celu utworzenia funkcji dostarczonych przez system operacyjny, aby wyświetlić dane wyjściowe kodu.

Ale sam asembler nie jest zaangażowany w ten proces; wymaga również, aby kompilator skompilował długi kod do małego kawałka kodów. Wraz z postępem w językach programowania, cały ten kod asemblera mógłby skrócić się do zaledwie jednej linii wydruku f 1 + 2 A za pomocą oprogramowania o nazwie COMPILER. Służy do konwersji kodu języka c na kod asemblera. Asembler konwertuje go na odpowiedni kod maszynowy. Ten kod maszynowy zostanie przesłany do procesora. Najpopularniejszym procesorem używanym w komputerach PC lub komputerach jest procesor Intel.

Chociaż dzisiejsze kompilatory dostarczane w pakiecie z asemblerem mogą bezpośrednio konwertować kod wyższego języka na kod maszynowy.

Teraz załóżmy, że system operacyjny Windows działa na tym procesorze Intela, połączenie systemu operacyjnego i procesora nazywa się PLATFORMĄ. Najpopularniejszą platformą na świecie jest Windows, a Intel nazywany jest Platformą Wintel. Inne popularne platformy to AMD i Linux, Power PC i Mac OS X.

Teraz, wraz ze zmianą procesora, zmienią się również instrukcje montażu. Na przykład:

• Dodanie instrukcji w Intelu może nazywać się DODATKIEM dla AMD
• LUB Math ADD dla Power PC

Wraz ze zmianą systemu operacyjnego zmieni się także „poziom i natura” wywołań na poziomie systemu operacyjnego.

Jako programista chcę, aby mój program działał na wszystkich platformach, aby zmaksymalizować moje przychody. Musiałbym więc kupić osobne kompilatory, które konwertują moje polecenie print f na natywny kod maszynowy.

Ale kompilatory są drogie i istnieje ryzyko problemów ze zgodnością. Dlatego kupowanie i instalowanie oddzielnego kompilatora dla innego systemu operacyjnego i procesora jest niewykonalne. Więc co może być alternatywnym rozwiązaniem? Wprowadź język Java.

Jak działa wirtualna maszyna Java?

Za pomocą wirtualnej maszyny języka Java można rozwiązać ten problem. Ale jak to działa na różnych procesorach i systemie operacyjnym Przyjrzyjmy się temu procesowi krok po kroku.

Krok 1) Kod do wyświetlenia dodania dwóch liczb to System.out.println (1 + 2) i zapisany jako plik .java.

Krok 2) Za pomocą kompilatora java kod jest konwertowany na kod pośredni zwany kodem bajtowym. Dane wyjściowe to plik .class.

Krok 3) Ten kod nie jest rozumiany przez żadną platformę, a jedynie wirtualną platformę zwaną wirtualną maszyną Java.

Krok 4) Ta maszyna wirtualna znajduje się w pamięci RAM systemu operacyjnego. Kiedy maszyna wirtualna jest zasilana tym kodem bajtowym, identyfikuje platformę, na której pracuje, i konwertuje kod bajtowy na natywny kod maszynowy.

Podczas pracy na komputerze lub przeglądania sieci Web, gdy zobaczysz jedną z tych ikon, możesz mieć pewność, że maszyna wirtualna java jest załadowana do pamięci RAM. Ale to, co sprawia, że ​​Java jest lukratywna, to fakt, że po skompilowaniu kod może działać nie tylko na wszystkich platformach PC, ale także na telefonach komórkowych lub innych gadżetach elektronicznych obsługujących Javę.

W związku z tym,

„Java to język programowania, a także platforma”

W jaki sposób jest niezależna od platformy Java?

Podobnie jak kompilator C, kompilator języka Java nie tworzy natywnego kodu wykonywalnego dla określonej maszyny. Zamiast tego Java tworzy unikalny format zwany kodem bajtowym. Działa zgodnie z zasadami określonymi w specyfikacji maszyny wirtualnej. Dlatego Java jest językiem niezależnym od platformy.

Kod bajtowy jest zrozumiały dla każdej maszyny JVM zainstalowanej w dowolnym systemie operacyjnym. Krótko mówiąc, kod źródłowy Java może działać we wszystkich systemach operacyjnych.

Podsumowanie:

• Java jest wieloplatformowym, zorientowanym obiektowo i zorientowanym na sieć językiem programowania Java jest zorientowanym obiektowo językiem programowania ogólnego przeznaczenia.
• Java Platform to zbiór programów, które pomagają programistom efektywnie tworzyć i uruchamiać aplikacje Java.
• Znaczenie Java: Java to wieloplatformowy i sieciocentryczny język programowania.
• Jest używany głównie do tworzenia aplikacji na Androida i oprogramowania dla przedsiębiorstw.
• W 2009 roku Oracle Corporation przejęła Sun Microsystems i przejęła na własność trzy kluczowe aktywa oprogramowania Sun: Java, Solaris i MySQL.
• Najnowsza wersja Java wydana 15 września 2020 r
• Najlepszą cechą Javy jest to, że jest to jeden z najłatwiejszych do opanowania języków programowania.
• Cztery typy platform języka programowania Java to: 1) Java Platform, Standard Edition (Java SE) 2) Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) 3) Java Platform, Micro Edition (Java ME) 4) JavaFX
• Komputer to urządzenie elektroniczne zdolne do wykonywania obliczeń.
• Komputer rozumie tylko sygnały elektroniczne lub sygnały binarne.
• Assembler to zaawansowana technologia, która konwertuje rdzeń źródłowy na odpowiedni kod maszynowy (110001…) i przekazuje go do procesora.