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

Для составления программы необходимо создать текстовый файл с именем main.cpp (он создается автоматически, если вы создаете проект в интегрированной среде программирования Code::Blocks). Минимальное содержимое этого файла должно быть следующим:
Программа 8.1.1

int main() {

// Это пустая программа

}

Примечание. Алгоритм создания проекта в среде Code::Blocks изложен в методичке здесь.

В С++ main() называется главной функцией программы. В ней осуществляется реализация основного алгоритма программы: вызовы функций, обращения к объектам библиотечных и пользовательских классов, инициализация, ввод и вывод данных, взаимодействие с операционной системой.
После компиляции и запуска этой программы появится консольное окно содержащее только служебную информацию от среды разработки. Поскольку в теле главной функции не реализован какой-либо алгоритм, то и программа не выводит никаких полезных данных. Чтобы в консольном окне появился, например, текст приветствия, программу необходимо дополнить следующими инструкциями и директивами:
Программа 8.1.2

#include <iostream>

using namespace std;

int main() {

cout << "Здравствуй, мир!" << endl;

return 0;

}

Для вывода строки нам потребуется включить (с помощью директивы #include) библиотечный класс iostream, содержащий функции ввода/вывода. Исторически так сложилось, что библиотечный класс ввода/вывода автоматически не включается в программу. Для вывода символьной строки необходимо использовать объект потока cout и операцию вставки “<<” (два символа “меньше”, следующих друг за другом, без пробела). Символьная строка должна быть заключена в двойные кавычки. Завершает вывод данных манипулятор endl (end line – конец строки). Заканчивается программа инструкцией return (возврат значения). Инструкция return является необязательной (поскольку программа, в случае её отсутствия, будет возвращать значения операционной системе не явно). Но мы возьмем за хороший навык всегда использовать эту инструкцию в конце программы. Возвращаемое значение – 0 (признак успешного завершения). Обратите внимание, что любая инструкция (предложение языка) в C++ должно заканчиваться точкой с запятой.
Объявление

using namespace std;

говорит о том, что мы будем использовать пространство имен стандартной библиотеки (STD). Это позволит сделать код более лаконичным. В противном случае, строка 5 выглядела бы следующим образом:

std::cout << "Здравствуй, мир!" << std::endl;

Операция присваивания (п. 3.4.1)

Для операции присваивания в C++ используется символ '='

Глава 2 Программирование Java

2.1 Понятие языка программирования Java

Java - язык программирования, который был разработан в компании SunMicrosystems. Приложения Java обычно компилируются в специальный байт-код, вследствие чего они имеют возможность работать на любой виртуальной Java-машине (JVM) независимо от самой компьютерной архитектуры. Дата официального выпуска языка -23 мая 1995 года. Сегодня технология Java предоставляет средства для превращения статических Web-страниц в интерактивные динамические документы, а также возможности создания распределенных (не зависящих от платформы) приложений [12].

"Группе была поставлена задача создать распределенную систему, которую можно было бы в качестве современной программной технологии продавать производителям бытовой электроники" - вспоминает Гослинг.

Гослинг, в возрасте 40 с небольшим лет перешел в компанию Sun в 1984 г. из исследовательского отдела IBM. Первая его задача, проект, - интересный с технической точки зрения, но не имевший коммерческого успеха оконный интерфейс NeWS. Он также написал GOSMACS - первую реализацию текстового редактора EMACS на языке С.

Благодаря деятельности в сфере бытовой электроники (в последствии она будет называться проектом "Green") появилась возможность увидеть Гослингу и его коллегам, какую ценность имеют для потребителя показатели - надежность, стоимость, соответствие стандартам и простота. Если у пользователей рабочих станций есть интерес к большой мощности и они достаточно терпимы к высоким ценам, необходимости длительного обучения и присутствию различных ошибок, то обычным потребителям нужны дешевые, простые в своем применении и надежные устройства. Для того, чтобы иметь возможность успешной конкуренции на рынке бытовой электроники, фирмы должны воспринимать процессоры в роли обычного товара, который в любую минуту можно заменить другим, более дешевым, и предоставить возможность обеспечить обратную совместимость и соблюдение стандартов, которые установлены на устройства длительного использования, будь то тостер, или телевизор.

Беря во внимание произношение в русском языке, мы видим, что образовались две разные нормы данного языка - заимствованная англоязычная джава» и традиционно - национальная «ява», которая соответствует принятому произношению названия острова Ява. Компания Sun придерживается первого варианта - англоязычного произношения везде. Иногда в обычной жизни применяют и жаргонное слово «Жаба» (например, изображение жабы есть на календариках группы российских пользователей Java (JavaUsersGroup) [4].

Java – это название не только самого языка, но и платформы для создания и исполнения приложений на основе данного языка.

Изначально язык назывался Oak («дуб») и разрабатывался, как было отмечено выше, Джеймсом Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Затем он был переименован в Java и стал применяться для написания клиентских приложений и серверного ПО. Название было дано в честь марки кофе Java, который так любили некоторые программисты, поэтому на официальной эмблеме языка и изображена чашка с дымящимся кофе. Существует, конечно, и другая версия происхождения названия Java, а именно – Java — это сленговое обозначение кофе (по имени одноименного острова, где производится популярный кофе) с аллюзией на кофе-машину, как пример бытового устройства, для программирования чего и изначально язык создавался [5].

Гослинг не хотел связывать разработку с определенной платформой, поэтому он начал с расширения компилятора С++. Со временем пришло понимание, что как ни расширяй С++, все равно он не сможет никогда удовлетворить один все существующие потребности. Результатом этого понимания явилось создания языка Oak (позже при поиске торговой марки его название было изменено на Java). "В конце концов, язык - это средство, а не самоцель, - поясняет Гослинг. - Мы не собирались зацикливаться на С++, а хотели разработать систему, которая позволяла бы создавать большую распределенную разнородную сеть из бытовых электронных устройств, способных взаимодействовать между собой".

В конце 1992 года, предприняв, по выражению тогдашнего инженера проекта Патрика Нотона, "огромные усилия по доработке Oak и других компонентов", коллектив проекта "Green" выпустил "*7" - устройство типа PDA, названное Гослингом "ручным пультом дистанционного управления".

"За полтора года мы сделали столько же, сколько иные большие коллективы в Sun делали за три года, - с гордостью отмечает Нотон. - Операционную систему GreenOS, язык, инструментарий, пользовательский интерфейс, новую аппаратную платформу, три заказных микросхемы... и каждый этап был связан с риском, т.к. мы использовали совершенно новые технологии" [12].

30-летний Нотон до прихода в команду Green возглавлял проект Sun по разработке пользовательской среды OpenWindow.

Малогабаритность устройства *7 выставляла в выгодном свете компактность и эффективность кода, который являлся ядром технологии. Этот продукт широко демонстрировали в Sun, он смог произвести впечатление на таких важных людей, как Скотт Макнили и Билл Джой, однако, что случилось с ним потом, осталось неизвестным.

Гослинг считал, что браузер является таким компонентом, который "создает рынок" для всех инструментальных средств, серверов и сред разработки. И именно язык Java во всех этих средствах играет центральную, главенствующую роль. До появления Java страница WWW по факту представляла собой листок бумаги. С появлением Java браузер задает структуру и резко расширяет возможности провайдеров содержания.

Гослинг полагал, что технология Java предоставит людям возможность переосмыслить роль вычислений клиент-сервер. В стандартной модели вы имеете конкретные базы данных, пишете пакеты клиентского программного обеспечения, который имеет возможность взаимодействия с ними, и создаете какой-то интерфейс". В границах этой модели трудно создавать распределенные системы и осуществлять их модернизацию, в частности, если их элементы имеют разное происхождение, указывает Гослинг.

Если иметь инструментальные средства как Java и Web, мы можем получить изначально организованную систему- подчеркивает Гомслинг. "Если вы создаете на языке Java клиентскую часть приложения, его запуск сводится всего лишь к переходу на соответствующую страницу. Инсталляция примитивна - просто поместите необходимое программное обеспечение на Web-сервер. И не возникнет никаких проблем с переносом, в силу того, что присутствует только одна версия приложения". Многие фирмы, по словам Гослинга, уже организуют БД в виде Web-страниц с применением интерфейса Common Gateway Interface (CGI) - специфического стандарта для работы внешних программ на сервере HTTP [17].

Программы на Java транслируются в байт-код, которые выполняет виртуальная машина Java (JVM) - программа, которая обрабатывает байтовый код и передает далее инструкции оборудованию в роли интерпретатора.

Достоинство подобного способа выполнения программ в том, что существует полная независимость байт-кода от ОС и оборудования, что дает возможность выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Следующей немаловажным достоинством технологии Java можно отметить полный контроль исполнения программы виртуальной машиной.

Операции, превышающие лимиты установленных полномочий программы - будь то попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим ПК - приводят к немедленному прерыванию.

Часто к недостаткам данной концепции виртуальной машины относят то, что исполнение байт-кода виртуальной машиной может достаточно снизить производительность программ и алгоритмов, которые реализованы на языке Java. В последнее время были внесеныбольшое число усовершенствований, которые смогли улучшить скорость выполнения программ на Java:

- применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с одновременным сохранением версий класса в машинном коде;

- широкое применение платформенно-ориентированного кода (native-код) в стандартных библиотеках;

- аппаратные средства, которые обеспечивают ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle, которая поддерживается некоторыми процессорами фирмы ARM).

По данным сайта shootout.alioth.debian.org, для 7 разных задач время выполнения на Java составляет в среднем в 1,5-2 раза больше, чем для C/C++, а в некоторых случаях Java даже быстрее, а в отдельных случаях в 7 раз медленнее. С другой стороны, для большинства из них потребление памяти Java-машиной было в 10-30 раз больше, чем программой на C/C++. Также примечательно исследование, проведённое компанией Google, согласно которому отмечается существенно более низкая производительность и большее потребление памяти в тестовых примерах на Java в сравнении с аналогичными программами на C++.

Идеи, которые лежат в основе концепции и различных реализациях среды виртуальной машины Java, дали вдохновение для множества энтузиастов на расширение перечня языков, которые можно было бы использовать для создания программ, которые исполняли на виртуальной машине. Эти идеи нашли также выражение в спецификации общеязыковой инфраструктуры CLI, заложенной в основу платформы.NET компанией Microsoft [3].

Основные возможности:

- автоматическое управление памятью;

- расширенные возможности обработки исключительных ситуаций;

- богатый набор средств фильтрации ввода/вывода;

- набор стандартных коллекций, таких как массив, список, стек и т. п.;

- наличие простых средств создания сетевых приложений (в том числе с использованием протокола RMI);

- наличие классов, позволяющих выполнять HTTP-запросы и обрабатывать ответы;

- встроенные в язык средства создания многопоточных приложений;

- унифицированный доступ к базам данных: