JAVA教程之面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言Java的系統(tǒng)環(huán)境概述

本文檔的主要內(nèi)容詳細(xì)介紹的是JAVA教程之面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言Java的系統(tǒng)環(huán)境概述主要內(nèi)容包括了：1.1 編程語言的發(fā)展 ,1.2 網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的編程語言——Java,1.3 Java的開發(fā)運(yùn)行環(huán)境,1.4 Java程序的運(yùn)行步驟

　　編程語言的發(fā)展及分類

　　按計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展歷程分為 機(jī)器語言、匯編語言、高級語言以及第四代語言

　　圖1.1 展示了從機(jī)器語言發(fā)展到面向?qū)ο蟮恼Z言使“語言的鴻溝”變窄的情形。

　　機(jī)器語言

　　電子計(jì)算機(jī)是一種機(jī)器，這種機(jī)器主要由電子元器件構(gòu)成。對于電子元器件來說，最容易表達(dá)的是電流的通/斷，或電位的高/低兩種狀態(tài)。因此，在電子計(jì)算機(jī)問世之初，人們首先想到的是用“0”和“1”兩種符號來代表電路的通和斷兩種狀態(tài)，這便是最早的編程語言——機(jī)器語言。

　　機(jī)器語言是計(jì)算機(jī)能夠理解并直接執(zhí)行的惟一語言。整個(gè)語言只包含“0”和“1”兩種符號。用機(jī)器語言編寫的程序，無論是它的指令、數(shù)據(jù)還是其存儲(chǔ)地址，都是由二進(jìn)制的“0”和“1”組成的。這種語言離計(jì)算機(jī)最近，機(jī)器能夠直接執(zhí)行它。然而，由“0”和“1”組成的二進(jìn)制串沒有絲毫的形象意義，因此，它離人類的思維最遠(yuǎn)，“語言的鴻溝”最寬。所以，用機(jī)器語言編寫程序的效率最低，并且在編寫程序時(shí)很容易發(fā)生錯(cuò)誤。

　　機(jī)器語言是二進(jìn)制代碼形式的機(jī)器指令集合。

　　運(yùn)行效率極高，不直觀，重用性差，編寫效率低。

　　匯編語言

　　為了克服機(jī)器語言的缺陷，人們設(shè)想用一些易于理解和記憶的符號來代替二進(jìn)制碼，這便是匯編語言。由于匯編語言用符號構(gòu)成程序，而這些符號表示指令、數(shù)據(jù)、寄存器、地址等物理概念，因而，使用匯編語言編程在適合人類形象思維的道路上前進(jìn)了一步。但是，使用匯編語言編寫程序時(shí)，編程人員依然需要考慮寄存器等大量的機(jī)器細(xì)節(jié)，即匯編語言仍然是一種與具體機(jī)器硬件有關(guān)的語言，是一種面向機(jī)器的語言，因此，人們也把它稱為符號化的機(jī)器語言。

　　匯編語言將機(jī)器指令進(jìn)行了符號化，增加了宏、符號地址等功能。

　　不同指令集的機(jī)器有不同的匯編語言，如針對x86處理器的Intel 8088匯編（CISC） 和SPARC V8 （RISC精簡指令集） 。

　　程序重用性低。

　　高級語言

　　由于機(jī)器語言和匯編語言都離不開具體的機(jī)器指令系統(tǒng)，用它們編程時(shí)要求程序員必須熟悉所用計(jì)算機(jī)的硬件特性，因而，用它們編寫程序的技術(shù)復(fù)雜、效率不高，且可維護(hù)性和可移植性都很差。為了從根本上擺脫語言對機(jī)器的依附，人們經(jīng)過多年的潛心研究，終于在1956年推出了一種與具體機(jī)器指令系統(tǒng)無關(guān)、表達(dá)方式接近自然語言的計(jì)算機(jī)語言——FORTRAN語言。在FORTRAN語言程序中，采用了具有一定涵義的數(shù)據(jù)命名和人們?nèi)菀桌斫獾膱?zhí)行語句，屏蔽了機(jī)器細(xì)節(jié)，使得人們在書寫和閱讀程序時(shí)可以聯(lián)系到程序所描述的具體事物。所以，人們把這種“與具體機(jī)器指令系統(tǒng)無關(guān)，表達(dá)方式接近自然語言”的計(jì)算機(jī)語言稱為高級語言。高級語言的出現(xiàn)是編程語言發(fā)展史上的一大進(jìn)步，縮小了編程語言與自然語言之間的鴻溝。

　　此后，高級語言進(jìn)一步向體現(xiàn)客觀事物的結(jié)構(gòu)和邏輯涵義的方向發(fā)展。結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)化語句、數(shù)據(jù)抽象、過程抽象等概念相繼提出。以1971年推出的PASCAL為典型代表的結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言，進(jìn)一步縮小了編程語言和自然語言的距離。在此后的十幾年中，結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)進(jìn)一步發(fā)展成為一門方法學(xué)。在20世紀(jì)70年代到80年代，各種結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語言及方法非常流行，成為當(dāng)時(shí)軟件開發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域的主流技術(shù)。

　　在結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)中，把程序概括為如下的公式：

　　程序=數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)+算法

　　其中，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是指利用計(jì)算機(jī)的離散邏輯來量化表達(dá)需要解決的問題，而算法則研究如何高效而快捷地組織解決問題的具體過程。可見，以結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)為代表的高級語言是一種面向數(shù)據(jù)/過程的程序設(shè)計(jì)語言，人們把這類語言也稱為面向過程的語言。

　　面向過程的語言可以精確地用計(jì)算機(jī)所理解的邏輯來描述和表達(dá)待解問題的具體解決過程。然而，它把數(shù)據(jù)和過程分離為相互獨(dú)立的實(shí)體，使程序中的數(shù)據(jù)和操作不能有效地組織成與問題域中的具體事物相對應(yīng)的程序成分，所以它很難把一個(gè)具有多種相互關(guān)系的復(fù)雜事物表述清楚。程序員在編寫算法時(shí)，必須時(shí)刻考慮所要處理問題的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如果數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)發(fā)生了輕微的變化，處理這些數(shù)據(jù)的算法也要做相應(yīng)的修改，甚至完全重寫，否則這個(gè)算法就不可再用。因而，用這種程序設(shè)計(jì)方法編寫的軟件，其重用性較差。為了較好地解決軟件的重用性問題，使數(shù)據(jù)與程序始終保持相容，人們又提出了面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。