Файл: История возникновения и развития языка программирования Си (С++) и Java.pdf

1.3 История выхода стандартов

Проблема применения языков С и C++ (как и большинства других языков) состоит в том, что написанные на них программы должны компилироваться для конкретной платформы. Хотя программы C++ могут быть скомпилированы практически для любого типа процессора, для этого требуется наличие полного компилятора C++, предназначенного для данного процессора. Проблема в том, что создание компиляторов обходится дорого и требует значительного времени [5]. Поэтому требовалось более простое и экономически выгодное решение. Пытаясь найти такое решение, Гослинг и другие начали работу над переносимым, не зависящим от платформы языком, который можно было бы использовать для создания кода, пригодного для выполнения на различных процессорах в различных средах. Вскоре эти усилия привели к созданию языка Java. 

Глава 2. История и развитие языка Java

2.1 Начало разработки языка Java

Начало разработки языка Java было положено в 1991 г. Джеймсом Гослингом (James Gosling), Патриком Нотоном (Patrick Naughton), Крисом Вартом (Chris Warth), Эдом Франком (Ed Frank) и Майком Шериданом (Mike Sheridan), работавшими в компании Sun Microsystems, Inc. Разработка первой работающей версии заняла 18 месяцев. Вначале язык получил название “Oak” (“Дуб”), но в 1995 г. он  был переименован в “Java”. Между первой реализацией языка Oak в конце 1992 г. и публичным объявлением о создании Java весной 1995 г. множество других людей приняли участие в проектировании и развитии этого языка. Билл Джой (Bill Joy), Артур ван Хофф (Arthur van Hoff), Джонатан Пэйн (Jonathan Payne), Франк Иеллин (Frank Yellin) и Тим Линдхольм (Tim Lindholm) внесли основной вклад в развитие исходного прототипа [10]. 

Как ни странно, первоначальной побудительной причиной создания языка Java послужил вовсе не Интернет! Основная причина — потребность в независящем от платформы (т.е. архитектурно нейтральном) языке, который можно было бы использовать для создания программного обеспечения, встраиваемого в различные бытовые электронные устройства, такие как микроволновые печи и устройства дистанционного управления. Как ни трудно догадаться, в качестве контроллеров используется множество различных типов процессоров.

Примерно в то же время, когда определялись основные характеристики языка Java, на сцену выступил второй, несомненно, более важный фактор, который должен был сыграть решающую роль в судьбе этого языка. Конечно же, этим вторым фактором была World Wide Web. Если бы формирование веб не происходило почти одновременно с реализацией Java, этот язык мог бы остаться полезным, но незамеченным языком программирования бытовых электронных устройств. Но с появлением World Wide Web язык Java вышел на передний рубеж проектирования компьютерных языков, поскольку веб также нуждался в переносимых программах.  

Еще на заре своей карьеры большинство программистов твердо усвоили, что переносимые программы столь же недостижимы, сколь и желанны. В то время как потребность в средстве создания эффективных, переносимых (не зависящих от платформы) программ была почти столь же стара, как и сама отрасль программирования, она отодвигалась на задний план другими, более насущными, проблемами. Более того, поскольку большая часть самого мира компьютеров была разделена на три конкурирующих лагеря Intel, Microsoft и UNIX, большинство программистов оставались запертыми в своих аппаратно-программных “твердынях”, что несколько снижало потребность в переносимом коде. Тем не менее с появлением Интернета и веб старая проблема переносимости снова возникла с еще большей актуальностью. В конце концов, Интернет представляет собой разнообразную и распределенную вселенную, заполненную множеством различных типов компьютеров, операционных систем и процессоров. Несмотря на то что к Интернету подключено множество типов платформ, пользователям желательно, чтобы все они могли выполнять одинаковые программы. То, что в начале было неприятной, но не слишком насущной проблемой, превратилось в потребность первостепенной важности [7]. 

К 1993 г. членам группы проектирования Java стало очевидно, что проблемы переносимости, часто возникающие при создании кода, предназначенного для встраивания в контроллеры, возникают также и при попытках создания кода для Интернета. Фактически та же проблема, для решения которой в малом масштабе предназначался язык Java, в большем масштабе была актуальна и в среде Интернета. Понимание этого обстоятельства вынудило разработчиков языка Java перенести свое внимание с бытовой электроники на программирование для Интернета. Таким образом, хотя потребность в архитектурно нейтральном языке программирования послужила своего рода “начальной искрой”, Интернет обеспечил крупномасштабный успех Java. 

2.2 Связь языков Java и C++

Как уже упоминалось, язык Java наследует многие из своих характеристик от языков С и C++. Это сделано намеренно. Разработчики Java знали, что использование знакомого синтаксиса С и повторение объектно-ориентированных свойств C++ должно было сделать их язык привлекательным для миллионов опытных программистов на С /C++. Помимо внешнего сходства, язык Java использует ряд других атрибутов, которые способствовали успеху языков С и C++. Во-первых, язык Java был спроектирован, проверен и усовершенствован настоящими работающими программистами. Этот язык построен с учетом потребностей и опыта людей, которые его создали. Таким образом, Java — это язык программистов. Во-вторых, Java целостен и логически непротиворечив. В-третьих, если не учитывать ограничения, накладываемые средой Интернета, Java предоставляет программисту полный контроль над программой. Если программирование выполняется правильно, это непосредственно отражается в программах. В равной степени справедливо и обратное. Иначе говоря, Java не является языком тренажера. Это язык профессиональных программистов [8]. 

Из-за сходства характеристик языков Java и С, кое-кто склонен считать Java просто “версией языка C++ для Интернета”. Однако это серьезное заблуждение. ЯзыкyJava присущи значительные практические и концептуальные отличия. Хотя и верно, что язык C++ оказал влияние на характеристики языка Java, последний не является усовершенствованной версией C++. Например, Java не обладает совместимостью с C++. Конечно, сходство с языком C++ значительно, и в программе Java программист C++ будет чувствовать себя как дома. Вместе с тем, Java не предназначен служить заменой C++. Язык Java предназначен для решения одного набора проблем, а C++ — для решения другого. Еще длительное время оба эти языка неизбежно будут сосуществовать. 

Как было отмечено в начале этой главы, развитие компьютерных языков обусловлено двумя причинами: необходимостью адаптации к изменениям в среде и необходимостью реализации новых идей в области программирования. Изменением среды, которое обусловило потребность в языке, подобном Java, была потребность в независящих от платформы программах, предназначенных для распространения в Интернете. Однако Java изменяет также подход к написанию программ. В частности, Java углубил и усовершенствовал объектно-ориентированный подход, использованный в C++, добавил в него поддержку многопоточной обработки и предоставил библиотеку, которая упростила доступ к Интернету. Однако столь поразительный успех Java обусловлен не теми или иными его отдельными особенностями, а их совокупностью как языка в целом. Он явился прекрасным ответом на потребности в то время лишь зарождающейся среды в высшей степени распределенных компьютерных систем. В области разработки программ для Интернета язык Java стал тем, чем язык С был для системного программирования: революционной силой, которая изменила мир [14]. 

Первоначальная версия Java не содержала никаких особо революционных решений, но она не ознаменовала собой завершение эры быстрого совершенствования этого языка.

2.3 Обзор версий Java

В отличие от большинства других систем программирования, совершенствование которых происходило небольшими, последовательными шагами, язык Java продолжает стремительно развиваться. Уже вскоре после выпуска версии Java 1.0 разработчики создали версию Java 1.1. Добавленные в эту версию функциональные возможности значительно превосходили те, которые можно было ожидать, судя по изменению младшего номера версии. Разработчики добавили много новых библиотечных элементов, переопределили способ обработки событий и изменили конфигурацию многих свойств библиотеки версии 1.0. Кроме того, они отказались от нескольких свойств (признанных устаревшими), которые первоначально были определены в Java 1.0. Таким образом, в версии Java 1.1 были как добавлены новые атрибуты, так и удалены некоторые, определенные в первоначальной спецификации. 

Следующей базовой версией Java стала версия Java 2, где “2” означает “второе поколение”. Создание Java 2 явилось знаменательным событием, означавшим начало “современной эры” Java. Первой версии Java 2 был присвоен номер 1.2. Это может казаться несколько странным. Дело в том, что вначале номер относился к внутреннему номеру версии библиотек Java, но затем он был распространен на всю версию в целом. С появлением версии Java 2 компания Sun начала выпускать программное обеспечение Java в виде пакета J2SE (Java 2 Platform Standard Edition — Стандартная версия платформы Java 2), и теперь номера версий применяются к этому продукту[12].  

В Java 2 была добавлена поддержка ряда новых средств, таких как Swing и Collections Framework. Кроме того, были усовершенствованы виртуальная машина Java и различные средства программирования. Из Java 2 был исключен также ряд свойств. Наибольшие изменения претерпел класс потока Thread, в котором методы suspend(), resume() и stop() были представлены как устаревшие. 

Версия J2SE 1.3 была первой серьезной модернизацией первоначальной версии Java J2SE. В основном, модернизация заключалась в расширении существующих функциональных возможностей и “уплотнении” среды разработки. В общем случае программы, написанные для версий 1.2 и 1.3, совместимы по исходному коду. Хотя версия 1.3 содержала меньший набор изменений, чем три предшествующие базовые версии, это не делало ее менее важной. 

Версия J2SE 1.4 продолжила совершенствование языка Java. Эта версия содержала несколько важных модернизаций, усовершенствований и добавлений. 4 8 Часть I. Язык Java Например, в нее было добавлено новое ключевое слово assert , цепочки исключений и подсистема ввода-вывода на основе каналов. Изменения были внесены и в инфраструктуру Collections Framework, и сетевые классы. Эта версия содержала также множество небольших изменений. Несмотря на значительное количество новых функциональных возможностей, версия 1.4 сохранила почти стопроцентную совместимость по исходному коду с предшествующими версиями [11]. 

В следующей версии Java, именуемой J2SE 5, был внесен ряд революционных изменений. В отличие от большинства предшествующих модернизаций Java, которые предоставляли важные, но постепенные усовершенствования, J2SE 5 коренным образом расширяет область применения, возможности и диапазон языка. Чтобы оценить объем изменений, внесенных в язык Java в версии J2SE 5, ознакомьтесь с перечнем основных новых функциональных возможностей: 

• обобщения;
• аннотации;
• автоупаковка и автораспаковка;
• перечисления;
• усовершенствованный, поддерживающий стиль for - each , цикл for;
• список аргументов переменной длины (varargs);
• статический импорт;
• форматированный ввод-вывод;
• утилиты параллельной обработки.

В этом перечне не указаны незначительные изменения или постепенные усовершенствования. Каждый пункт перечня представлял значительное добавление в языке Java. Одни из них, такие как обобщения, усовершенствованный цикл for и список аргументов переменной длины, представляли новые синтаксические элементы. Другие, такие как автоупаковка и автораспаковка, изменяли семантику языка. Аннотации внесли в программирование совершенно новое измерение. В любом случае влияние всех этих добавлений вышло за рамки их прямого эффекта. Они полностью изменили сам характер языка Java.