第1章java语言概述经典.ppt

第1章 Java系统环境概述 第1章 Java语言概述 1.1 教学目的1.2 编程语言的发展 1.3 Java语言发展史1.4 Java的工作原理1.5 Java语言的特点1.6 Java程序的开发运行第1章 Java系统环境概述 教学目的nJava语言q语言基础：数据类型，控制语句qJava的面向对象程序设计qApplet与Java网络功能n程序设计方法q面向对象编程技术的基本知识q培养实际开发能力第1章 Java系统环境概述 学习特点n n结构化程序设计：面向操作结构化程序设计：面向操作n n面向对象程序设计：面向对象和类面向对象程序设计：面向对象和类n nC C语言语言= =语句语句+ +函数函数n nJavaJava语言语言= =语句语句+ +类库类库n n推荐方法：模仿推荐方法：模仿+ +自己查阅自己查阅第1章 Java系统环境概述 1.2 编程语言的发展客观事物(问题域)计算机(硬件)语言的鸿沟自然语言面向对象的语言 非OO的高级语言汇编语言机器语言 图1.1 语言的发展使鸿沟变窄第1章 Java系统环境概述 1.2.1 面向对象语言的发展1、 1967年由挪威计算中心开发的Simu1a 67语言首先引入了类的概念和继承机制，被看作是面向对象语言的鼻祖。

2、20C70年代出现的CLU、并发Pasca1、Ada和Modula-2等编程语言，这些语言支持数据与操作的封装3、1980年提出的Smallta1k-80是第一个完善的、能够实际应用的面向对象语言4、20C80年代中期到90年代，繁荣阶段大批比较OOPL涌现，例如C++，Object Pascal，COLOS(Common Lisp Object System)，Eiffel，Actor，Java等第1章 Java系统环境概述 综观所有的面向对象程序设计语言，我们可以把它们分为两大类：(1) 纯粹的面向对象语言在纯粹的面向对象语言中，几乎所有的语言成分都是“对象”，如：Smalltalk、Java这类语言强调开发快速原型的能力2) 混合型的面向对象语言，如：C++，Object Pascal这类语言是在传统的过程化语言中加入了各种面向对象的语言机构，它所强调的是运行效率第1章 Java系统环境概述 1.3 Java语言的发展1.3.1Java的历史n前身：OAK（ Sun公司James Gosling 1990）美国Sun 公司研究小组为了能够在消费电子产品上开发 应用程序，积极寻找合适的编程语言。

消费电子产品种类 繁多，包括PDA、机顶盒、等等，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也不相同，也存在 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 第1章 Java系统环境概述 nJava大事记q90年，Sun公司开始Green工程q93年，WWW席卷全球q94年，开始定位于Internet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 性高等特点非常符合互联网的需要，于是改进了该语言的设计开始定位于Internet ◇ 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，是程序代码独立于平台；◇ 吸收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； ◇ 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；q95.1，Java命名nHotjava, 第一个支持Java的浏览器 Netscape2.0第1章 Java系统环境概述 1.3.2 Java的发展n1995.5.23 Java诞生(Java1.0.2 API)n1997.2.18 JDK1.1 (java1.1 API) qVJ++6.0、cafe、JBuilder …. 支持n1998.12 JDK1.2 (Java 2 SDK v1.2 Standard Edition)n网址（查询新动向）q第1章 Java系统环境概述 1.3.3Java是什么nA simple,object-oriented, distributed, interpreted, robust, secure, architecture- neutral, portable, high- performance, multi-threaded, dynamic language.第1章 Java系统环境概述 1.4 Java的工作原理 v文件类型q.javaJava源文件q.class二进制字节码文件 v编译过程Java编译器Import java.io.*;class test {….}test.javaDF BA 09 88……..test.class第1章 Java系统环境概述 n执行过程第1章 Java系统环境概述 Java虚拟机（JVM）njava虚拟机是软件模拟的计算机，可以在任何处理器 上（无论是在计算机中还是在其它电子设备中）安全 并且兼容的执行保存在.class文件中的字节码。

java 虚拟机的“机器码“保存在.class文件中，有时也可以称 之为字节码文件java程序的跨平台主要是指字节码 文件可以在任何具有java虚拟机的计算机或者电子设 备上运行，java虚拟机中的java解释器负责将字节码 文件解释成为特定的机器码进行运行java源程序需 要通过编译器编译成为.class文件（字节码文件），第1章 Java系统环境概述 Java处理器“芯片”，一般由软件实现Java虚拟机类装入器字节码验证器解释器字节码执行类装载器（class loader）负责把类文件（.class文件）加载到java虚拟机中，在此 过程需要检验该类文件是否符合类文件规范 字节码校验器（bytecode verifier）检查该类文件的代码中是否存在着某些非法操作 ，例如applet程序中写本机文件系统的操作 java解释器负责把该类文件解释成为机器码进行执行 第1章 Java系统环境概述 njava虚拟机的建立需要针对不同的软硬件平台 做专门的实现，既要考虑处理器的型号，也要 考虑操作系统的种类如下图所示，目前在 SPARC结构、X86结构、MIPS和PPC等嵌入 式处理芯片上、在UNIX、Linux、windows和 部分实时操作系统上都有java虚拟机的实现。

第1章 Java系统环境概述 第1章 Java系统环境概述 1.5 Java的特点Java是一种具有“简单、面向对象的、分布式、解释型、健壮、安全、与体系结构无关、可移植、高性能、多线程和动态执行”等特性的语言1. 简单性:小型的开发工具simple and small2. 面向对象： –完全基于类、对象：OOA，OOD，OOP–以类的形式组织代码，数据类型 –封装、继承、多态第1章 Java系统环境概述 3．可移植性(平台无关性)程序的可移植性指的是程序不经修改而在不同硬件或软件平台上运行的特性可移植性分为：源代码级可移植性和二进制代码级可移植性C和C++只具有一定程度的源代码级可移植性，其源程序要想在不同平台上运行，必须重新编译而Java不仅源代码级是可移植的，甚至源代码经过编译之后形成的二进制代码——字节码，也同样是可移植的第1章 Java系统环境概述 Java采用了多种机制来保证可移植性，其中最主要的有两条：第一，Java既是编译型又是解释型的源代码目标码 (.obj文件)可执行代码 (.exe文件)操作系统源代码 (.java文件 )字节码 (.class文件)Java解释 器编译编译连接 运行 解释执行 图1.2 Java语言与传统语言的不同运行机制 (a) 传统语言程序的运行机制；(b) Java语言程序的运行机制第1章 Java系统环境概述 由Java源程序编译生成的字节码不是直接在操作系统平台上运行，而是在一个称为Java虚拟机(JVM)的平台上运行。

利用JVM把Java字节码跟具体的软硬件平台分隔开，就能保证在任何机器上编译的Java字节码文件都能在该机上运行第二，Java采用的是基于国际标准——IEEE标准的数据类型Java的数据类型在任何机器上都是一致的 (C++的数据类型在不同的硬件环境或操作系统下占据的内存空间是不同的)通过在数据类型的空间大小方面采用统一标准，Java成功地保证了其程序的平台独立性第1章 Java系统环境概述 4．稳定性和安全性4稳定性 –检查数据类型的匹配，数组下标越界 –不支持指针，保护内存数据、程序 –自动内存管理，碎片收集 –例外控制机制，正确处理运行时错误4安全性 –字节码加密传输，客户端校验 –解释器在client端临时分配、布置内存第1章 Java系统环境概述 5. 高性能● 高效的字节码Java字节码格式的设计充分考虑了性能因素，其字节码的格式非常简单，这使得经由Java解释器解释执行后可产生高效的机器码● 多线程支持多任务，线程提高了程序执行的并发度，从而可提高系统效率 Java的多线程支持体现在：首先，Java环境本身就是多线程的，其次，Java还提供了对多线程的语言级支持● 及时编译和嵌入C代码第1章 Java系统环境概述 6．动态特性可动态增加和修改类库内容， Java的动态性还体现在对动态数据类型和动态协议的支持上。

7. 分布式–字节码可来源于网络 –Java具有丰富的网络编程功能Java网络类库是支持TCP／IP协议的子例程库，目前支持的 协议有HTTP和FTP等 8. 缺点•解释器型运行速度慢 •语言标准有待进一步统一 •缺乏稳定的编程环境第1章 Java系统环境概述 java平台－不断扩展的计算平台njava不仅是编程语言，还是一个开发平台，java技术给程序员提供了许 多工具：编译器、解释器、文档生成器和文件打包工具等等njava还是一个程序发布平台，有两种主要的“发布环境”，首先java运行 时环境（java runtime environment，简称JRE）包含了完整的类文件包 ，其次许多主要的浏览器都提供了java解释器和运行时环境njava平台划分成J2EE、J2SE、J2ME三个平台，nJ2EE是Java2 Enterprise Edition，主要目的是为企业计算提供一个应 用服务器的运行和开发平台J2EE本身是一个开放的标准，任何软件 厂商都可以推出自己的符合J2EE标准的产品，其中以weglogic和 websphare最为著名J2EE将逐步发展成为可以与微软的.NET战略相 对抗的网络计算平台。

nJ2SE是Java2 Standard Edition，主要目的是为台式机和工作站提供一 个开发和运行的平台nJ2ME是Java2 Micro Edition，主要是面向消费电子产品，为消费电子 产品提供一个java的运行平台，使得java程序能够在、机顶盒、 PDA等产品上运行上述三个java平台的关系如下图所示 第1章 Java系统环境概述 第1章 Java系统环境概述 1.6.1 JAVA开发工具4JDK系列（Sun）命令行4Java WorkShop（Sun） 4Symantee CAFÉ4JBuilder(Borland)4JCreator4Eclipse4Vi。