Что такое Ява? Определение, значение и особенности платформ Java

Что такое Java?

Ява - это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, основанный на классах, разработанный для меньшей зависимости от реализации. Это вычислительная платформа для разработки приложений. Поэтому Java быстрая, безопасная и надежная. Он широко используется для разработки Java-приложений в ноутбуках, центрах обработки данных, игровых консолях, научных суперкомпьютерах, мобильных телефонах и т. д.

Что такое платформа Java?

Платформа Java представляет собой набор программ, которые помогают программистам эффективно разрабатывать и запускать приложения программирования Java. Он включает в себя механизм выполнения, компилятор и набор библиотек. Это набор компьютерного программного обеспечения и спецификаций. Джеймс Гослинг разработал платформу Java в Sun Microsystems, а позже ее приобрела корпорация Oracle.

В этом руководстве по Java вы узнаете-

• Что такое Java?
• Что такое платформа Java?
• Определение и значение Java
• Для чего используется Java?
• История языка программирования Java
• Версии Java
• Функции Java
• Компоненты языка программирования Java
• Различные типы платформ Java
• Что такое ПК?
• Что такое язык ассемблера?
• Что такое ассемблер и компилятор?
• Как работает виртуальная машина Java?
• Каким образом Java не зависит от платформы?

В этом видео рассказывается о платформе Java. и объясняет, почему Java — это не только язык программирования, но и платформа.

Нажмите здесь, если видео недоступно

Определение и значение Java

Java — это многоплатформенный, объектно-ориентированный и сетевой язык. Это один из самых используемых языков программирования. Java также используется в качестве вычислительной платформы.

Он считается одним из быстрых, безопасных и надежных языков программирования, предпочитаемых большинством организаций для создания своих проектов.

Для чего используется Java?

Вот несколько важных приложений Java:

• Он используется для разработки приложений для Android.
• Помогает создавать корпоративное программное обеспечение.
• Широкий выбор мобильных Java-приложений
• Приложения для научных вычислений
• Использование для анализа больших данных
• Программирование аппаратных устройств на Java
• Используется для серверных технологий, таких как Apache, JBoss, GlassFish и т. д.

История языка программирования Java

Вот важные вехи из истории языка Java:

• Язык Java изначально назывался OAK.
• Изначально он был разработан для работы с портативными устройствами и телевизионными приставками. Дуб потерпел полный провал.
• В 1995 году компания Sun сменила название на Java и изменила язык, чтобы воспользоваться преимуществами растущего бизнеса по разработке веб-приложений (World Wide Web).
• Позже, в 2009 году, корпорация Oracle приобрела Sun Microsystems и стала владельцем трех ключевых программных активов Sun:Java, MySQL и Solaris.

Версии Java

Вот краткая история всех версий Java с указанием даты выпуска.

Версии Java	Дата выпуска
JDK Alpha и Beta	1995
JDK 1.0	23 января 1996 г.
JDK 1.1	19 февраля 1997 г.
J2SE 1.2	8 декабря 1998 г.
J2SE 1.3	8 мая 2000 г.
J2SE 1.4	6 февраля 2002 г.
J2SE 5.0	30 сентября 2004 г.
Java SE 6	11 декабря 2006 г.
Java SE 7	28 июля 2011 г.
Java SE 8	18 марта 2014 г.
Java SE 9	21 сентября 2017 г.
Java SE 10	20 марта 2018 г.
JAVA SE 11	25 сентября 2018 г.
JAVA SE 12	19 марта 2019 г.
JAVA SE 13	17 сентября 2019 г.
JAVA SE 14	17 марта 2020 г.
JAVA SE 15	15 сентября 2020 г. (последняя версия Java)

Возможности Java

Вот некоторые важные функции Java:

• Это один из самых простых языков программирования для изучения.
• Напишите код один раз и запустите его практически на любой вычислительной платформе.
• Java не зависит от платформы. Некоторые программы, разработанные на одной машине, могут выполняться на другой машине.
• Он предназначен для создания объектно-ориентированных приложений.
• Это многопоточный язык с автоматическим управлением памятью.
• Он создан для распределенной среды Интернета.
• Облегчает распределенные вычисления, поскольку они ориентированы на сеть.

Компоненты языка программирования Java

Программист Java пишет программу на понятном человеку языке, называемом исходным кодом. Следовательно, ЦП или чипы никогда не понимают исходный код, написанный на каком-либо языке программирования.

Эти компьютеры или чипы понимают только одну вещь, которая называется машинным языком или кодом. Эти машинные коды работают на уровне процессора. Следовательно, для других моделей ЦП будут другие машинные коды.

Однако вам нужно побеспокоиться о машинном коде, так как программирование — это все, что связано с исходным кодом. Машина понимает этот исходный код и переводит его в понятный машине код, который является исполняемым кодом.

Все эти функции реализуются внутри следующих трех компонентов платформы Java:

Комплект для разработки Java (JDK)

JDK — это среда разработки программного обеспечения, используемая для создания апплетов и приложений Java. Полная форма JDK — это Java Development Kit. Разработчики Java могут использовать его в Windows, macOS, Solaris и Linux. JDK помогает им кодировать и запускать Java-программы. На один и тот же компьютер можно установить несколько версий JDK.

Зачем использовать JDK?

Вот основные причины использования JDK:

• JDK содержит инструменты, необходимые для написания программ Java, и JRE для их выполнения.
• Он включает в себя компилятор, средство запуска приложений Java, Appletviewer и т. д.
• Компилятор преобразует код, написанный на Java, в байтовый код.
• Средство запуска приложений Java открывает JRE, загружает необходимый класс и выполняет его основной метод.

Виртуальная машина Java (JVM):

Виртуальная машина Java (JVM) — это механизм, предоставляющий среду выполнения для управления Java-кодом или приложениями. Он преобразует байт-код Java в машинный язык. JVM является частью Java Run Environment (JRE). В других языках программирования компилятор создает машинный код для конкретной системы. Однако компилятор Java создает код для виртуальной машины, известной как виртуальная машина Java.

Почему JVM?

Вот важные причины использования JVM:

• JVM обеспечивает независимый от платформы способ выполнения исходного кода Java.
• В нем есть множество библиотек, инструментов и фреймворков.
• Запустив программу на Java, вы сможете запустить ее на любой платформе и сэкономить много времени.
• JVM поставляется с компилятором JIT (Just-in-Time), который преобразует исходный код Java в низкоуровневый машинный язык. Следовательно, оно работает быстрее, чем обычное приложение.

Среда выполнения Java (JRE)

JRE — это часть программного обеспечения, предназначенная для запуска другого программного обеспечения. Он содержит библиотеки классов, класс загрузчика и JVM. Проще говоря, если вы хотите запустить программу на Java, вам нужна JRE. Если вы не программист, вам не нужно устанавливать JDK, а достаточно JRE для запуска Java-программ.

Зачем использовать JRE?

Вот основные причины использования JRE:

• JRE содержит библиотеки классов, JVM и другие вспомогательные файлы. Он не включает никаких инструментов для разработки Java, таких как отладчик, компилятор и т. д.
• Он использует важные классы пакетов, такие как math, swing, util, lang, awt и библиотеки времени выполнения.
• Если вам нужно запускать апплеты Java, в вашей системе должна быть установлена ​​JRE.

Различные типы платформ Java

Существует четыре различных типа платформ языка программирования Java:

<сильный>1. Платформа Java, стандартная версия (Java SE): API Java SE предлагает основные функции языка программирования Java. Он определяет все основы типов и объектов для классов высокого уровня. Он используется для работы в сети, безопасности, доступа к базам данных, разработки графического пользовательского интерфейса (GUI) и анализа XML.

<сильный>2. Платформа Java, Enterprise Edition (Java EE): Платформа Java EE предлагает API и среду выполнения для разработки и запуска крупномасштабных, многоуровневых, надежных и безопасных сетевых приложений с высокой степенью масштабируемости.

<сильный>3. Платформа языка программирования Java, Micro Edition (Java ME): Платформа Java ME предлагает API и небольшую виртуальную машину, на которой выполняются приложения языка программирования Java на небольших устройствах, таких как мобильные телефоны.

<сильный>4. JavaFX: JavaFX — это платформа для разработки многофункциональных интернет-приложений с использованием облегченного API пользовательского интерфейса. Он использует графические и мультимедийные механизмы с аппаратным ускорением, которые помогают Java использовать преимущества высокопроизводительных клиентов, а также современный внешний вид и высокоуровневые API для подключения к сетевым источникам данных.

Чтобы понять язык программирования Java, нам нужно понять базовую концепцию того, как компьютерная программа может запускать команду и выполнять действие.

Что такое ПК?

Компьютер – это электронное устройство, способное выполнять вычисления. Все мы знаем, что он состоит из монитора, клавиатуры, мыши и памяти для хранения информации. Но самым важным компонентом компьютера является ПРОЦЕССОР. Это все мышление компьютера, но вопрос в том, как компьютер это думает? Как он понимает текст, изображения, видео и т. д.?

<центр>

<рисунок>

Что такое язык ассемблера?

Компьютер — это электронное устройство, и он может понимать только электронные сигналы или двоичные сигналы. Например, 5-вольтовый электронный сигнал может представлять собой двоичное число 1, а 0 вольт может представлять двоичное число 0. Таким образом, ваш компьютер постоянно бомбардируется этими сигналами.

Восемь бит таких сигналов группируются вместе для интерпретации текста, чисел и символов.

Например, символ # определяется компьютером как 10101010. Точно так же шаблон для добавления функции представлен как 10000011.

Это известно как 8-битные вычисления. Современный процессор способен декодировать 64-битное время. Но какое отношение это понятие имеет к языку программирования JAVA? Позвольте понять это в качестве примера.

Предположим, вы хотите сказать компьютеру, что нужно сложить два числа (1+2), представленные некоторыми двоичными числами (10000011), как вы скажете это своему компьютеру? Да, мы собираемся использовать язык ассемблера для выполнения нашего кода.

"Язык ассемблера — это самая элементарная форма языков разработки программного обеспечения".

Мы собираемся дать команду компьютеру в этом формате, как показано ниже. Ваш код для добавления двух чисел на этом языке будет в таком порядке.

• Сохранить номер 1 в ячейке памяти, скажем, A
• Сохранить номер 2 в ячейке памяти, скажем, B
• Добавить содержимое местоположений A и B.
• Сохранить результаты

Но как мы собираемся это сделать? Еще в 1950-х годах, когда компьютеры были огромными и потребляли много энергии, вы могли преобразовать свой ассемблерный код в соответствующий машинный код с 1 и 0, используя листы сопоставления. Позже этот код будет пробит в карты автомата и загружен в компьютер. Компьютер прочитает эти коды и выполнит программу. Это будет долгий процесс, пока на помощь не придет АССЕМБЛЕР.

Что такое ассемблер и компилятор?

С развитием технологий были изобретены устройства ввода-вывода. Вы можете напрямую ввести свою программу в ПК, используя АССЕМБЛЕР. Он преобразует его в соответствующий машинный код (110001..) и передает его вашему процессору. Возвращаясь к нашему примеру с добавлением (1+2), ассемблер преобразует этот код в машинный код и выводит.

Помимо этого, вам также придется совершать вызовы для создания функций, предоставляемых операционной системой, для отображения вывода кода.

Но сам по себе ассемблер в этом процессе не участвует; это также требует, чтобы компилятор скомпилировал длинный код в небольшой фрагмент кода. С развитием языков разработки программного обеспечения весь этот ассемблерный код может сократиться до одной строки print f 1+2 A с помощью программного обеспечения COMPILER. Он используется для преобразования вашего кода языка C в ассемблерный код. Ассемблер преобразует его в соответствующий машинный код. Этот машинный код будет передан процессору. Наиболее распространенным процессором, используемым в ПК или компьютерах, является процессор Intel.

Хотя современные компиляторы поставляются в комплекте с ассемблером, они могут напрямую преобразовывать ваш код на более высоком языке в машинный код.

Теперь предположим, что операционная система Windows работает на этом процессоре Intel, комбинация операционной системы и процессора называется ПЛАТФОРМА. Самой распространенной платформой в мире является Windows, а Intel называется Wintel Platform. Другими популярными платформами являются AMD и Linux, Power PC и Mac OS X.

Теперь со сменой процессора изменится и инструкция по сборке. Например:

• Инструкция по добавлению в Intel может называться ДОПОЛНЕНИЕ для AMD
• OR Math ADD для Power PC

А с изменением операционной системы уровень и характер вызовов на уровне ОС также изменятся.

Как разработчик, я хочу, чтобы моя программа работала на всех платформах, чтобы максимизировать мои доходы. Поэтому мне пришлось бы покупать отдельные компиляторы, которые преобразуют мою команду print f в машинный код.

Но компиляторы обходятся дорого, и есть вероятность проблем с совместимостью. Поэтому покупка и установка отдельного компилятора для разных ОС и процессоров нецелесообразна. Итак, что может быть альтернативным решением? Введите язык Java.

Как работает виртуальная машина Java?

С помощью Виртуальной машины Java , эту проблему можно решить. Но как это работает на разных процессорах и ОС. Давайте разберемся с этим процессом шаг за шагом.

Шаг 1) Код для отображения сложения двух чисел — System.out.println(1+2), сохраненный в виде файла .java.

Шаг 2) С помощью компилятора Java код преобразуется в промежуточный код, называемый байт-кодом. На выходе получается файл .class.

Шаг 3) Этот код не понимает ни одна платформа, а только виртуальная платформа, называемая Виртуальная машина Java.

Шаг 4) Эта виртуальная машина находится в оперативной памяти вашей операционной системы. Когда виртуальная машина получает этот байт-код, она идентифицирует платформу, на которой работает, и преобразует байт-код в собственный машинный код.

Когда вы работаете на своем ПК или просматриваете веб-страницы, всякий раз, когда вы видите любой из этих значков, будьте уверены, что виртуальная машина Java загружена в вашу оперативную память. Но что делает Java прибыльным, так это то, что после компиляции код может работать не только на всех платформах ПК, но и на мобильных устройствах или других электронных гаджетах, поддерживающих Java.

Следовательно,

"Java – это не только платформа, но и язык программирования"

Каким образом Java не зависит от платформы?

Как и компилятор C, компилятор Java не создает собственный исполняемый код для конкретной машины. Вместо этого Java создает уникальный формат, называемый байт-кодом. Он выполняется в соответствии с правилами, изложенными в спецификации виртуальной машины. Таким образом, Java является платформо-независимым языком.

Байт-код понятен любой JVM, установленной на любой ОС. Короче говоря, исходный код Java может работать во всех операционных системах.

Обзор:

• Java – это многоплатформенный, объектно-ориентированный и сетевой язык программирования. Java – это объектно-ориентированный язык программирования общего назначения, основанный на классах.
• Платформа Java – это набор программ, которые помогают программистам эффективно разрабатывать и запускать приложения Java.
• Значение Java. Java – это многоплатформенный и сетевой язык программирования.
• В основном он используется для разработки приложений для Android и корпоративного программного обеспечения.
• В 2009 году корпорация Oracle приобрела Sun Microsystems и стала владельцем трех основных программных активов Sun:Java, Solaris и MySQL.
• Последняя версия Java выпущена 15 сентября 2020 г.
• Самая лучшая особенность Java заключается в том, что это один из самых простых языков программирования для изучения.
• Четыре типа платформ языка программирования Java:1) платформа Java, стандартная версия (Java SE) 2) платформа Java, версия Enterprise (Java EE) 3) платформа Java, версия Micro (Java ME) 4) JavaFX
• Компьютер — это электронное устройство, способное выполнять вычисления.
• Компьютер понимает только электронные сигналы или двоичные сигналы.
• Ассемблер — это передовая технология, которая преобразует исходное ядро ​​в соответствующий машинный код (110001..) и передает его вашему процессору.