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

Малогабаритность устройства *7 выгодно подчеркивала компактность и эффективность кода, являвшегося ядром технологии. Этот продукт широко демонстрировался в Sun и произвел впечатление на таких важных персон, как Скотт Макнили и Билл Джой, однако его дальнейшая судьба оставалось неясной.

Конкурс на разработку

Пока коллектив работал над Oak и *7, два его члена - специалист по оборудованию и технологии Эд Фрэнк и специалист по планированию бизнеса Майк Шеридан - подготовили примерную деловую и технологическую программу, которой могла бы воспользоваться какая-либо сторонняя компания типа Dolby Labs, чтобы создать и лицензировать технологию, и поместила бы логотип Sun на бытовую электронику вместе со своим. Ко времени появления демонстрационной модели *7 были готовы несколько версий этой программы. Однако в начале 1993 года, когда в Sun анализировались возможности применения Java, коллектив проекта Green, преобразованный к этому моменту в компанию FirstPerson, узнал об объявленном компанией Time-Warner конкурсе на разработку операционной системы для телевизионных приставок и технологии "видео по запросу". "Это было то, что надо", - вспоминает Гослинг.

FirstPerson быстро переориентировалась на рынок ОС для телеприставок и сделала Time-Warner предложение. Однако оно было отвергнуто, по мнению Гослинга и Нотона, чисто по политическим соображениям, хотя ее технология была признана лучшей.

FirstPerson продолжала работать над телеприставками до начала 1994 года, когда ее коллектив пришел к выводу о бесперспективности этого рынка. "Было много совершенно необоснованной рекламы", - поясняет Гослинг. Ряд недавних событий показал, что и сейчас рынок интерактивного ТВ еще не сформировался.

Тогда Нотон сумел доказать необходимость сворачивания работ над телеприставками и концентрации усилий в области онлайновых служб, CD-ROM и платформ для настольных систем. FirstPerson была распущена, и около половины ее сотрудников ушло в компанию Sun Interactive, где они стали заниматься разработкой серверов цифровых видеоданных. Но некоторые из них по-прежнему пытались найти пути применения технологии Java в объединенных в сеть настольных системах.

Обращение к Web

К середине 1994 года сеть World Wide Web выглядела уже вполне солидно. "Мы поняли, что сможем создать действительно первоклассный браузер, - говорит Гослинг. - Это один из немногих компонентов архитектуры клиент-сервер, который мы могли бы наделить такими необходимыми ему качествами, как независимость от архитектуры, работа в реальном времени, надежность, безопасность, не имеющие такого значения для рабочих станций. Поэтому мы и разработали браузер".

К осени Нотон и его коллега по Sun Джонатан Пэйн закончили писать Web Runner - Web-браузер, написанный на языке Java. Эта первая реализация Hot Java проявила Java-технологию в новом свете, и эта демонстрация произвела впечатление на директора подразделения Sun Labs Берта Сазерленда и главного технолога Sun Эрика Шмидта.^[12]

Что все это значит

Гослинг считает браузер таким компонентом, который "создает рынок" для инструментальных средств, серверов и сред разработки. И во всех этих средствах язык Java играет ключевую роль. "До появления Java страница WWW фактически представляла собой листок бумаги. Впоявлением Java браузер задает структуру и резко расширяет возможности провайдеров содержания".

Гослинг полагает, что технология Java заставит людей переосмыслить роль вычислений клиент-сервер. "В стандартной модели вы имеете определенные базы данных, пишете пакеты клиентского ПО, взаимодействующего с ними, и создаете какой-то интерфейс". В рамках этой модели трудно создавать распределенные системы и осуществлять их модернизацию, особенно если их части имеют разное происхождение, указывает Гослинг.

Имея же такие инструментальные средства как Java и Web, вы получаете исходно организованную систему, подчеркивает он. "Если вы создаете на языке Java клиентскую часть приложения, то его запуск сводится просто к переходу на соответствующую страницу. Инсталляция тривиальна - просто поместите необходимое ПО на Web-сервер. И никаких проблем с переносом, поскольку имеется только одна версия приложения". Многие компании, по словам Гослинга, уже организуют базы данных в виде Web-страниц с использованием интерфейса Common Gateway Interface (CGI) - специфического стандарта для работы внешних программ на сервере HTTP.

Принципы

Было 5 основных целей при создании языка Java

1. Это должно быть “простым, объектно-ориентированным и знакомым”;
2. Это должно быть “надежным и безопасным”;
3. Это должно быть “архитектно-нейтральным и портативным”;
4. Это должно выполняться с “высокой производительностью”;
5. Это должно быть“интерпретируемым идинамичным”.^[13]

2.2 Структура и особенности java

Основные особенности

Программы на Java транслируются в байт-код, выполняемый виртуальной машиной Java (JVM) — программой, обрабатывающей байтовый код и передающей инструкции оборудованию как интерпретатор.

Достоинство подобного способа выполнения программ — в полной независимости байт-кода от операционной системы и оборудования, что позволяет выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Другой важной особенностью технологии Java является гибкая система безопасности благодаря тому, что исполнение программы полностью контролируется виртуальной машиной. Любые операции, которые превышают установленные полномочия программы (например, попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим компьютером) вызывают немедленное прерывание.

Часто к недостаткам концепции виртуальной машины относят то, что исполнение байт-кода виртуальной машиной может снижать производительность программ и алгоритмов, реализованных на языке Java. В последнее время был внесен ряд усовершенствований, которые несколько увеличили скорость выполнения программ на Java:

• применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с возможностью сохранения версий класса в машинном коде;
• широкое использование платформенно-ориентированного кода (native-код) в стандартных библиотеках;
• аппаратные средства, обеспечивающие ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle, поддерживаемая некоторыми процессорами фирмы ARM).

По данным сайта shootout.alioth.debian.org, для семи разных задач время выполнения на Java составляет в среднем в полтора-два раза больше, чем для C/C++, в некоторых случаях Java 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, заложенные в концепцию и различные реализации среды виртуальной машины Java, вдохновили множество энтузиастов на расширение перечня языков, которые могли бы быть использованы для создания программ, исполняемых на виртуальной машине. Эти идеи нашли также выражение в спецификации общеязыковой инфраструктуры CLI, заложенной в основу платформы .NET компанией Microsoft.

Основные возможности

• автоматическое управление памятью;
• расширенные возможности обработки исключительных ситуаций;
• богатый набор средств фильтрации ввода/вывода;
• набор стандартных коллекций: 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:
• поддержка обобщений (начиная с версии 1.5);
• параллельное выполнение программ.

Таблица 2.1 Примитивные типы^[14]

Классы и функции

Java не является процедурным языком: любая функция может существовать только внутри класса. Это подчёркивает терминология языка Java, где нет понятий «функция» или «функция-член» (англ. member function), а только метод. В методы превратились и стандартные функции. Например, в Java нет функции sin(), а есть метод Math.sin() класса Math (содержащего, кроме sin(), методы cos(), exp(), sqrt(), abs() и многие другие).

Абстрактность

В Java методы, не объявленные явно как static, final или private, являются виртуальными в терминологии C++: при вызове метода, по-разному определённого в базовом и наследующем классах, всегда производится проверка времени выполнения.

Абстрактным методом (модификатор abstract) в Java называется метод, для которого заданы параметры и тип возвращаемого значения, но не тело. Абстрактный метод определяется в классах-наследниках. В C++ то же самое называется чисто виртуальной функцией. Для того чтобы в классе можно было описывать абстрактные методы, сам класс тоже должен быть описан как абстрактный. Объекты абстрактного класса создавать нельзя.

Интерфейсы

Высшей степенью абстрактности в Java является интерфейс (interface). Все методы интерфейса абстрактны: описатель abstract даже не требуется. Интерфейс в Java не считается классом, хотя, по сути, является полностью абстрактным классом. Класс может наследовать/расширять (extends) другой класс или реализовывать (implements) интерфейс. Кроме того, интерфейс может наследовать/расширять другой интерфейс.

В Java класс не может наследовать более одного класса, зато может реализовывать сколько угодно интерфейсов. Множественное наследование интерфейсов не запрещено, то есть один интерфейс может наследоваться от нескольких.

Интерфейсы можно передавать методам как параметры, но нельзя создавать экземпляры интерфейсов.

Пример программы

Программа, выводящая «Hello, world!»:

Библиотеки классов

• JDK — содержит набор базовых классов для всего ПО на платформах Java SE и Java EE
• CDK — для создания химического ПО
• MARF — модульная библиотека для распознавания аудио
• JDOM — реализация XML DOM, учитывающая особенности платформы Java.

Средства разработки ПО

• JDK — помимо набора библиотек для платформ Java SE и Java EE содержит компилятор командной строки javac и набор утилит, также работающих в режиме командной строки.
• Net Beans IDE — свободная интегрированная среда разработки для всех платформ Java — Java ME, Java SE и Java EE. Пропагандируется Sun Micro systems, разработчиком Java, как базовое средство для разработки ПО на языке Java и других языках (C, C++, PHP, Fortran и др.).
• Eclipse IDE — свободная интегрированная среда разработки для Java SE, Java EE и Java ME[40]. Пропагандируется IBM, одним из важнейших разработчиков корпоративного ПО, как базовое средство для разработки ПО на языке Java и других языках (C, C++, Ruby, Fortran и др.)
• IntelliJ IDEA — среда разработки для платформ Java SE, Java EE и Java ME. Разработчик — компания JetBrains. Распространяется в двух версиях: свободной бесплатной (Community Edition) и коммерческой проприетарной (Ultimate Edition).
• JDeveloper — среда разработки для платформ Java SE, Java EE и Java ME. Разработчик — компания Oracle.
• BlueJ — Среда разработки программного обеспечения на языке Java, созданная в основном для использования в обучении, но также подходящая для разработки небольших программ.^[15]

Заключение

Современное общество просто не может нормально существовать без программирования. Практически все, что нас окружает, является компьютеризованным, а значит – работает на определенного рода программном обеспечении. Сейчас большинство языков программирования, которые активно используются, доведены до высокого уровня совершенства и способны решать практически любые возложенные на них задачи. Но еще несколько десятилетий назад это было совершенно не так – программирование только начинало зарождаться и совершенствоваться и для большинства программистов того времени создать какое-либо подобие игры в шахматы было очень большим достижением.