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第1章 Java 程序设计概述 本章旨在使读者对 Java 语言程序设计有一个初步的认识,为以后的学习打下基础。
其内容主要包括 Java 语言的产生、背景、发展和主要应用方向,重点主要包括编程语言的发展、Java 语言的特点和应用方向、JDK 常用工具的说明、 Java 开发环境的搭建、Java程序的运行机制,同时举例演示了应用程序和小应用程序的编写步骤和运行方法。
学习本章后, 读者应能够熟练搭建基于 JDK 的 Java 开发环境,了解 JDK 中常用工具的用途,理解 Java 程序的开发流程和运行机制。
本章目标 学习 Java 语言的发展历史 了解 Java 语言的特点 熟悉典型的 Java 开发环境 亲自编写运行一个 Java 程序 了解 Java 开发中的基本知识:垃圾回收与析构、反编译 了解 JDK 1.6 的新功能 1.1 机器语言、汇编语言和高级语言 自 20 世纪 40 年代第一台计算机问世以来,计算机技术的发展已经走过了半个多世纪的历程。
语言作为一种形式化的符号,可以使人们更加方便、简单地使用计算机解决一个问题。
计算机程序设计语言的种类非常多,总的来说可以分成机器语言、汇编语言、高级语言 3 大类。
机器语言是计算机唯一能接受和执行的语言,与硬件紧密相连。
机器语言由二进制码组成,每一串二进制码叫做一条指令。
一条指令规定了计算机执行的一个动作。
一台计算机所能懂得的指令的全体叫做这个计算机的指令系统。
不同型号计算机的指令系统不同。
指令种类包括数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令等。
一条指令通常由两个部分组成:操作码 操作数。
操作码规定了计算机要执行的基本操作;操作数规定了操作对象或操作对象的地址。
汇编语言(Assembly Language)是面向机器的程序设计语言。
汇编语言是一种功能很强的程序设计语言,是利用计算机所有硬件特性直接控制硬件的语言。
汇编语言作为一门语言,对应于高级语言的编译器需要一个“汇编器”来把汇编语言源文件汇编成机器可执行的代码。
用汇编语言编写的程序叫汇编语言源程序,计算机无法执行,必须用汇编程序把它翻译成机器语言目标程序, 计算机才能执行。
这个翻译过程称为汇编过程。
汇编程序的功能就是把由汇编语言编写的程序(称为汇编语言源程序)翻译成机器语言程序,计算机才能执行该程序,这个翻译过程称为汇编。
高级的汇编器如 MASM、 TASM 第 1 章 Java 程序设计概述等为人们写汇编程序提供了很多类似于高级语言特征的功能,比如结构化、抽象化功能等,在这样的环境中编写的汇编程序,有很大一部分是面向汇编器的伪指令,已经类似于高级语言。
汇编语言的长处在于编写高效且需要对机器硬件精确控制的程序。
在汇编语言中,用助记符(Mnemonic)代替操作码,用地址符(Symbol)或标号(Label)代替地址码。
这样用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言变成了汇编语言。
因此汇编语言也称为符号语言。
机器语言和汇编语言都是面向机器的,高级语言是面向用户的。
由于汇编语言依赖于硬件体系,且助记符量大、难记,于是人们又发明了更加易用的所谓高级语言。
高级语言的语法和结构更类似于普通英文,而且由于远离对硬件的直接操作,使得一般人经过学习之后都可以编程。
用高级语言编写的程序叫做高级语言源程序,必须翻译成机器语言目标程序才能被计算机执行。
高级语言的翻译有两种方式:编译方式和解释方式。
编译方式:先由编译程序把高级语言源程序翻译成目标程序, 执行时运行目标程序。
现在大多数的编程语言都是编译型的,例如 Visual C、Visual FoxPro、Delphi 等。
解释方式:在运行高级语言源程序时,由解释程序对源程序边翻译边执行。
经典的Basic 语言就是以解释方式运行的。
1.2 Java 语言概述 3 1.2.1 Java 语言的产生 任何事物的产生既有必然的原因也有偶然的因素, Java 语言的出现也验证了这一点。
1991 年,美国 Sun Microsystems 公司的某个研究小组为了能够在消费电子产品上开发应用程序,开始积极寻找合适的编程语言。
由于消费电子产品种类繁多,包括 PDA、机顶盒、手机等,所以即使是同一类消费电子产品所采用的处理芯片和操作系统不相同,存在着跨平台的问题。
当时最流行的编程语言是 C 和 C语言,Sun 公司的研究人员就考虑是否可以采用 C语言来编写消费电子产品的应用程序,但是研究表明,对于消费电子产品而言, C语言过于复杂和庞大, 并不适用,安全性也并不令人满意。
于是 Bill Joy先生领导的研究小组就着手设计和开发出一种语言,称之为 Oak。
该语言采用了许多 C语言的语法,提高了安全性,并且是面向对象的语言,但是 Oak 语言在商业上并未获得成功。
1995 年,互联网在世界上蓬勃发展,Sun 公司发现 Oak 语言所具有的跨平台、面向对象、安全等特点非常符合互联网的需要,于是改进了该语言的设计,要达到以下几个目标。
创建一种面向对象的程序设计语言,而不是面向过程的语言。
提供一个解释执行的程序运行环境,使程序代码独立于平台。
综合 C 和 C的优点,使程序员容易掌握。
去掉 C 和 C中影响程序健壮性的部分,使程序更安全。
例如指针、内存申请 和释放。
基础知识篇 实现多线程,使得程序能够同时执行多个任务。
提供动态下载程序代码的机制。
提供代码校验机制以保证安全性。
最终,Sun 公司给该语言取名为 Java 语言,造就了一代成功的编程语言。
1.2.2 Java 语言的发展 1995 年,美国 Sun Microsystems 公司正式向 IT 业界推出了 Java 语言,该语言具有 安全、跨平台、面向对象、简单、适用于网络等显著特点。
当时以 Web 为主要形式的互 联网正在迅猛发展,Java 语言的出现迅速引起程序员和软件公司的极大关注,程序员们 纷纷尝试用 Java 语言编写网络应用程序,并利用网络把程序发布到世界各地进行运行。
IBM、Oracle、微软、Netscape、Apple、SGI 等大公司纷纷与 Sun Microsystems 公司签订 合同,被授权使用 Java 平台技术。
微软公司总裁比尔 盖茨先生在经过研究后认为“Java 。
语言是长时间以来最卓越的程序设计语言” 目前, Java 语言已经成为最流行的网络编程 语言。
在国内,根据权威部门统计,截止到 2005 年,我国对 Java 技术人员的需求量已 高达 20 余万人,许多大学纷纷开设 Java 课程,Java 已逐步成为世界上程序员使用最多 的编程语言。
4 在经历了以大型机为代表的集中计算模式和以 PC 为代表的分散计算模式之后,互 联网的出现使得计算模式进入了网络计算时代。
网络计算模式的一个特点是计算机是异 构的,即计算机的类型和操作系统是不一样的,例如 Sun 工作站的硬件是 Sparc 体系, 软件是 UNIX 中的 Solaris 操作系统,而 PC 的硬件是 Intel 体系,操作系统是 Windows 或者是 Linux,因此相应的编程语言基本上只是适用于单机系统,例如 COBOL、 FORTRAN、C、C等;网络计算模式的另一个特点是代码可以通过网络在各种计算机 上进行移植,这就迫切需要一种跨平台的编程语言,使得用它编写的程序能够在网络中 的各种计算机上正常运行,Java 就是在这种需求下应运而生的。
正是因为 Java 语言符合 了互联网时代的发展要求,才使它获得了巨大的成功。
1.2.3 Java 虚拟机及 Java 的跨平台原理 Java 虚拟机(Java Virtual Machine,JVM)是
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基于Pascal语言的J2ME游戏开发
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多年来只想说一句,我不怪你