Lesson 01
- 1. Занятие 1 Введение в язык программирования Java
- 2. Java Изначально язык назывался Oak («Дуб») разрабатывался Джейсоном Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Впоследствии он был переименован в Java и стал использоваться для написания клиентских приложений и серверного программного обеспечения. Назван в честь марки кофе Java (очень популярного в 1990-е годы среди разработчиков), которая, в свою очередь, получила наименование одноимённого острова (Ява), поэтому на официальной эмблеме языка изображена чашка с дымящимся кофе. Существует и другая версия происхождения названия языка, связанная с аллюзией на кофе-машину как пример бытового устройства, для программирования которого изначально язык создавался. it-courses.by
- 3. Java Язык должен был воплощать следующие качества: простоту и мощь, безопасность, объектную ориентированность, надежность, интерактивность, архитектурную независимость, возможность интерпретации, высокую производительность и легкость в изучении. Знать о возможностях Java весьма полезно, поскольку именно перечисленные выше свойства языка придают динамику страницам всемирной паутины. it-courses.by
- 4. JVM Java Virtual Machine (сокращенно Java VM, JVM) — виртуальная машина Java — основная часть исполняющей системы Java, так называемой Java Runtime Environment (JRE). Виртуальная машина Java исполняет байт-код Java, предварительно созданный из исходного текста Java-программы компилятором Java (javac). JVM может также использоваться для выполнения программ, написанных на других языках программирования. Например, исходный код на языке Ada (Названный в честь первой программистки - Ады Лавлэйс) может быть откомпилирован в байт-код Java, который затем может выполниться с помощью JVM. it-courses.by
- 5. JVM JVM является ключевым компонентом платформы Java. Так как виртуальные машины Java доступны для многих аппаратных и программных платформ, Java может рассматриваться и как связующее программное обеспечение, и как самостоятельная платформа. Использование одного байт-кода для многих платформ позволяет описать Java как «скомпилировано однажды, запускается везде» (compile once, run anywhere). Виртуальные машины Java обычно содержат Интерпретатор байт-кода, однако, для повышения производительности во многих машинах также применяется JIT-компиляция часто исполняемых фрагментов байт-кода в машинный код. it-courses.by
- 6. Простота и мощь После освоения основных понятий объектно-ориентированного программирования вы быстро научитесь программировать на Java. В наши дни существует много систем программирования, гордящихся тем, что в них одной и той же цели можно достичь десятком различных способов. В языке Java изобилие решений отсутствует — для решения задачи у вас будет совсем немного вариантов. Стремление к простоте зачастую приводило к созданию неэффективных и невыразительных языков типа командных интерпретаторов. Java к числу таких языков не относится – для Вас вся мощность ООП и библиотек классов. it-courses.by
- 7. Безопасность В популярной литературе наших дней, особенно если речь заходит об Internet, стало модной темой обсуждение вопросов безопасности. Люди уверены, что использование Internet в коммерческой деятельности равносильно написанию номера своей кредитной карточки на стенке телефонной будки. Один из ключевых принципов разработки языка Java заключался в обеспечении защиты от несанкционированного доступа. Программы на Java не могут вызывать глобальные функции и получать доступ к произвольным системным ресурсам, что обеспечивает в Java уровень безопасности, недоступный для других языков. it-courses.by
- 8. Объектная ориентированность Забавно наблюдать, как многочисленные новые диалекты старых языков гордо объявляются объектно-ориентированными. Поскольку при разработке языка отсутствовала тяжелая наследственность, для реализации объектов был избран удобный прагматичный подход. Объектная модель в Java проста и легко расширяется, в то же время, ради повышения производительности, числа и другие простые типы данных Java не являются объектами. it-courses.by
- 9. Надежность Java ограничивает вас в нескольких ключевых областях и таким образом способствует обнаружению ошибок на ранних стадиях разработки программы. В то же время в ней отсутствуют многие источники ошибок, свойственных другим языкам программирования (строгая типизация, например). Большинство используемых сегодня программ “отказывают” в одной из двух ситуаций: при выделении памяти, либо при возникновении исключительных ситуаций. В традиционных средах программирования распределение памяти является довольно нудным занятием — программисту приходится самому следить за всей используемой в программе памятью, не забывая освобождать ее по мере того, как потребность в ней отпадает. Зачастую программисты забывают освобождать захваченную ими память или, что еще хуже, освобождают ту память, которая все еще используется какой-либо частью программы. it-courses.by
- 10. Надежность Исключительные ситуации в традиционных средах программирования часто возникают в таких, например, случаях, как деление на нуль или попытка открыть несуществующий файл, и их приходится обрабатывать с помощью неуклюжих и нечитабельных конструкций. Java фактически снимает обе эти проблемы, используя сборщик мусора для освобождения незанятой памяти и встроенные объектно-ориентированные средства для обработки исключительных ситуаций. it-courses.by
- 11. Интерактивность Java создавалась как средство, которое должно удовлетворить насущную потребность в создании интерактивных сетевых программ. В Java реализовано несколько интересных решений, позволяющих писать код, который выполняет одновременно массу различных функций и не забывает при этом следить за тем, что и когда должно произойти. В языке Java для решения проблемы синхронизации процессов применен наиболее элегантный из всех когда-либо изобретенных методов, который позволяет конструировать прекрасные интерактивные системы. Простые в обращении изящные подпроцессы Java дают возможность реализации в программе конкретного поведения, не отвлекаясь при этом на встраивание глобальной циклической обработки событий. it-courses.by
- 12. Независимость от архитектуры устройства Вопрос о долговечности и переносимости кода важнее религиозных войн между ПК, Линуксами и Макинтошами. Создатели Java наложили на язык и на среду выполнения несколько жестких требований, которые на деле, а не на словах позволяют, однажды написав, всегда запускать программу в любом месте и в любое время (где существует виртуальная Java-машина). it-courses.by
- 13. Интерпретация Необычайная способность Java исполнять свой код на любой из поддерживаемых платформ достигается тем, что ее программы транслируются в некое промежуточное представление, называемое байт-кодом (bytecode). Байт-код, в свою очередь, может интерпретироваться в любой системе, в которой есть среда времени выполнения Java. Большинство ранних систем, в которых пытались обеспечить независимость от платформы, обладало огромным недостатком — потерей производительности (Basic, Perl). Несмотря на то, что в Java используется интерпретатор, байт-код легко переводится непосредственно в “родные” машинные коды (Just In Time compilers) “на лету”. При этом достигается весьма высокая производительность. it-courses.by
- 14. Простота изучения Язык Java, хотя и более сложный чем языки командных интерпретаторов, все же неизмеримо проще для изучения, чем другие другие языки программирования, например C++. Черты языка станут казаться вам естественным путем для решения тех или иных задач и будут способствовать отработке хорошего стиля программирования. Поскольку объектная модель в Java одновременно проста и выразительна, вы скоро освоитесь с объектно-ориентированным стилем создания программ. it-courses.by
- 15. Богатая объектная среда Среда Java — это нечто гораздо большее, чем просто язык программирования. В нее встроен набор ключевых классов, содержащих основные абстракции реального мира, с которым придется иметь дело вашим программам. Основой популярности Java являются встроенные классы- абстракции, сделавшие его языком, действительно независимым от платформы. it-courses.by
- 16. Основные библиотеки java.lang - Классы ядра языка (типы, работа со строками, тригонометрические функции, обработка исключений) java.io - Классы для различных типов ввода-вывода java.system - Классы для работы с системой, консолью/командной строкой и т.д. java.math - Классы для арифметических операций произвольной точности java.net - Классы для работы в сети Интернет (сокеты, протоколы, URL) java.util - Разноообразные полезные типы данных (стеки, словари, хэш-таблицы), даты, генератор случайных чисел it-courses.by
- 17. Организация оперативной памяти в Java Каждый созданный объект занимает место в оперативной памяти it-courses.by
- 18. Организация оперативной памяти в Java Запись объектов в память происходит при выполнении программы, а не при написании кода. Во многих языках программирования может возникнуть проблема: запись объекта уже в занятую область памяти, где находится другой объект – это может привести к краху программы. Можно заполнить объектами всю свободную память (если не удалять ненужные) – тогда произойдет «утечка памяти». it-courses.by
- 19. Организация оперативной памяти в Java В C++ есть прямой доступ к памяти, в Java – нет. Виртуальная машина Java самостоятельно управляет объектами в памяти. Сборщик мусора избавляет программиста Java от проблем управления памятью вручную. Он удаляет старые объекты, на которых уже нет ссылок в программе. Периодичность его работы динамична и заранее неизвестна. it-courses.by
- 20. Компиляция и запуск программы Сборка (англ. assembly) — двоичный файл (состоящий из 1 и 0), содержащий исполняемый код программы или (реже) другой подготовленный для использования информационный продукт. Текст программы — это исходный код программы на языке java. Дополнения — это классы, которые необходимо учитывать во время сборки (библиотеки). В итоге мы получаем набор файлов с расширением class или jar. То есть, если мы используем сторонние библиотеки – мы должны указать их при сборке. Это могут быть скомпилированные классы или собранные подсистемы. it-courses.by
- 21. Компиляция и запуск программы В Java нет разграничения между собранной библиотекой, исполняемым приложением или же подсистемой. Что имеется в виду, что если вы хотите создать самостоятельную сущность в едином файле, вы создаёте jar файл. К примеру, если вы создаёте библиотеку, то это будет jar файл с набором классов, который могут быть использованный другими разработчиками, если это подсистема, то это часть функционала (набор классов) вынесенная за рамки основного модуля, но используемая в нём (что то вроде частной библиотеки), и т.д.. it-courses.by
- 22. Компиляция и запуск программы Jar-файл — это ZIP архив (то есть вы можете разархивировать его). Jar-файл должен в себе содержать набор классов и файл META-INF/MANIFEST.MF, в котором описаны характеристики данного jar-файла. Манифест-файлы также могут содержать информацию о других файлах, которые не упакованы в архив (внешние библиотеки который необходимы для функционирования, об этом будет сказано более подробно дальше). Именно то, что информацию о jar-файле должна быть записаны в манифесте зависит от того, как вы собираетесь использовать JAR-файл. Манифест по умолчанию не делает никаких предположений о том, какую информацию он должен записать о других файлах. it-courses.by
- 23. it-courses.by