Co je Java? Definice, význam a vlastnosti platformy Java

Co je Java?

Java je univerzální, na třídách založený, objektově orientovaný programovací jazyk navržený tak, aby měl menší implementační závislosti. Je to výpočetní platforma pro vývoj aplikací. Java je proto rychlá, bezpečná a spolehlivá. Je široce používána pro vývoj aplikací v jazyce Java v přenosných počítačích, datových centrech, herních konzolích, vědeckých superpočítačích, mobilních telefonech atd.

Co je to platforma Java?

Platforma Java je soubor programů, které pomáhají programátorům efektivně vyvíjet a spouštět aplikace pro programování v jazyce Java. Zahrnuje v sobě exekuční jádro, kompilátor a sadu knihoven. Jedná se o soubor počítačového softwaru a specifikací. Platformu Java vyvinul James Gosling ve společnosti Sun Microsystems a později ji získala společnost Oracle Corporation.

V tomto výukovém kurzu Javy se dozvíte-

Co je Java?
Co je platforma Java?
Definice a význam Javy
K čemu se Java používá?
Historie programovacího jazyka Java
Verze jazyka Java
Vlastnosti jazyka Java
Součásti programovacího jazyka Java
Různé typy platforem Java
Co je to počítač?
Co je to assembler?
Co je to assembler a kompilátor?
Jak funguje virtuální stroj Java?
Jak je Java nezávislá na platformě?

Toto video představuje platformu Java a vysvětluje, proč je Java platformou i programovacím jazykem.

Pokud video není přístupné, klikněte sem

Definice a význam Javy

Java je multiplatformní, objektově orientovaný a síťově orientovaný jazyk. Patří mezi nejpoužívanější programovací jazyky. Java se používá také jako výpočetní platforma.

Je považována za jeden z rychlých, bezpečných a spolehlivých programovacích jazyků, kterému dává přednost většina organizací při vytváření svých projektů.

K čemu se Java používá?

Zde jsou některé důležité aplikace jazyka Java:

Používá se pro vývoj aplikací pro Android
Pomáhá vytvářet podnikový software
Široká škála mobilních javových aplikací
Vědecké výpočetní aplikace
Používá se pro analýzu velkých dat
Programování hardwarových zařízení v Javě
Používá se pro technologie na straně serveru, jako je Apache, JBoss, GlassFish atd.

Historie programovacího jazyka Java

Zde jsou uvedeny důležité mezníky z historie jazyka Java:

Jazyk Java se původně nazýval OAK.
Původně byl vyvinut pro obsluhu přenosných zařízení a set-top boxů. Oak byl obrovský neúspěch.
V roce 1995 společnost Sun změnila název na „Java“ a upravila jazyk tak, aby využil rozvíjející se podnikání v oblasti vývoje www (World Wide Web).
Později, v roce 2009, společnost Oracle Corporation koupila společnost Sun Microsystems a převzala tři klíčová softwarová aktiva společnosti Sun: Java, MySQL a Solaris.

Verze Javy

Zde je uvedena stručná historie všech verzí Javy s datem vydání.

Verze Javy	Datum vydání
JDK Alpha a Beta	1995
JDK 1.0	23. ledna 1996
JDK 1.1	19. února 1997
J2SE 1.2	8. prosince 1998
J2SE 1.3	8. 5. 2000
J2SE 1.4	6. 2. 2002
J2SE 5.0	30. září 2004
Java SE 6	11. prosince 2006
Java SE 7	28. července 2011
Java SE 8		18. března 2014
Java SE 9	21. září 2017
Java SE 10	20. března 2018
JAVA SE 11	25. Září 2018
JAVA SE 12	19. březen 2019
JAVA SE 13	17. září 2019
JAVA SE 14	17. břez. 2020
JAVA SE 15	15. září 2020 (nejnovější verze Javy)

Funkce Javy

Zde jsou uvedeny některé důležité funkce Javy:

Jedná se o jeden ze snadno použitelných programovacích jazyků, který se snadno naučíte.
Kód napíšete jednou a spustíte ho téměř na jakékoli počítačové platformě.
Java je nezávislá na platformě. Některé programy vytvořené na jednom stroji lze spustit na jiném stroji.
Je určena pro vytváření objektově orientovaných aplikací.
Je to vícevláknový jazyk s automatickou správou paměti.
Je vytvořena pro distribuované prostředí internetu.
Usnadňuje distribuované výpočty, protože je síťově orientovaný.

Součásti programovacího jazyka Java

Programátor v Javě píše program v jazyce čitelném pro člověka, který se nazývá zdrojový kód. Proto procesor nebo čipy nikdy nerozumí zdrojovému kódu napsanému v jakémkoli programovacím jazyce.

Tyto počítače nebo čipy rozumí pouze jedné věci, která se nazývá strojový jazyk nebo kód. Tyto strojové kódy běží na úrovni procesoru. Proto by se jednalo o různé strojové kódy pro jiné modely procesorů.

O strojový kód se však nemusíte starat, protože programování je především o zdrojovém kódu. Stroj těmto zdrojovým kódům rozumí a překládá je do strojově srozumitelného kódu, což je spustitelný kód.

Všechny tyto funkce se odehrávají uvnitř následujících 3 komponent platformy Java:

Java Development Kit (JDK)

JDK je vývojové prostředí pro tvorbu appletů a aplikací Java. Plná podoba JDK je Java Development Kit. Vývojáři Javy jej mohou používat v systémech Windows, MacOS, Solaris a Linux. JDK jim pomáhá kódovat a spouštět programy v jazyce Java. Na jednom počítači je možné nainstalovat více verzí JDK.

Proč používat JDK?

Zde jsou hlavní důvody pro používání JDK:

JDK obsahuje nástroje potřebné k psaní programů v jazyce Java a JRE k jejich spouštění.
Obsahuje kompilátor, spouštěč aplikací v jazyce Java, Appletviewer atd.
Kompilátor převádí kód napsaný v jazyce Java na bajtový kód.
Spustitel aplikací Javy otevře prostředí JRE, načte potřebnou třídu a spustí její hlavní metodu.

Virtuální stroj Javy (JVM):

Virtuální stroj Javy (JVM) je engine, který poskytuje běhové prostředí pro řízení kódu Javy nebo aplikací. Převádí bajtový kód jazyka Java do strojového jazyka. JVM je součástí běhového prostředí Java (JRE). V jiných programovacích jazycích vytváří překladač strojový kód pro konkrétní systém. Kompilátor Javy však vytváří kód pro virtuální stroj známý jako Java Virtual Machine.

Proč JVM?

Zde jsou uvedeny důležité důvody používání JVM:

JVM poskytuje způsob spouštění zdrojového kódu Javy nezávislý na platformě.
Má k dispozici řadu knihoven, nástrojů a frameworků.
Jakmile spustíte program v jazyce Java, můžete jej spustit na libovolné platformě a ušetřit spoustu času.
JVM je vybaven kompilátorem JIT (Just-in-Time), který převádí zdrojový kód Javy do nízkoúrovňového strojového jazyka. Proto běží rychleji než běžná aplikace.

Java Runtime Environment (JRE)

JRE je software, který je určen ke spouštění jiného softwaru. Obsahuje knihovny tříd, třídu zavaděče a JVM. Zjednodušeně řečeno, pokud chcete spustit program v jazyce Java, potřebujete JRE. Pokud nejste programátor, nemusíte instalovat JDK, ale stačí vám JRE, abyste mohli spouštět programy v jazyce Java.

Proč používat JRE?

Zde jsou uvedeny hlavní důvody používání JRE:

JRE obsahuje knihovny tříd, JVM a další podpůrné soubory. Neobsahuje žádný nástroj pro vývoj v jazyce Java, jako je ladicí program, překladač atd.
Používá důležité balíčky tříd, jako jsou knihovny math, swing, util, lang, awt a runtime.
Pokud chcete spouštět applety Java, musí být v systému nainstalován JRE.

Různé typy platforem jazyka Java

Existují čtyři různé typy platforem programovacího jazyka Java:

1. Platforma Java, standardní vydání (Java SE): Rozhraní API jazyka Java SE nabízí základní funkce programovacího jazyka Java. Definuje všechny základy typů a objektů do tříd vysoké úrovně. Používá se pro práci v síti, zabezpečení, přístup k databázi, vývoj grafického uživatelského rozhraní (GUI) a zpracování XML.

2. Java Platform, Enterprise Edition (Java EE): Platforma Java EE nabízí rozhraní API a běhové prostředí pro vývoj a provoz vysoce škálovatelných, rozsáhlých, vícevrstvých, spolehlivých a bezpečných síťových aplikací.

3. Java Programming Language Platform, Micro Edition (Java ME): Platforma Java ME nabízí rozhraní API a virtuální stroj malých rozměrů pro provoz aplikací v programovacím jazyce Java na malých zařízeních, jako jsou mobilní telefony.

4: JavaFX je platforma pro vývoj bohatých internetových aplikací využívajících odlehčené rozhraní API pro uživatelské rozhraní. Jedná se o hardwarově akcelerované grafické a mediální enginy, které pomáhají Javě využívat výhod výkonnějších klientů a moderního vzhledu a vysokoúrovňových rozhraní API pro připojení k síťovým zdrojům dat.

Chceme-li porozumět programovacímu jazyku Java, musíme pochopit několik základních pojmů o tom, jak může počítačový program spustit příkaz a provést akci.

Co je to počítač

Počítač je elektronické zařízení schopné provádět výpočty. Všichni víme, že se skládá z monitoru, klávesnice, myši a paměti pro ukládání informací. Nejdůležitější součástí počítače je však PROCESOR. Ten provádí veškeré myšlení počítače, ale otázkou je, jak počítač toto myšlení provádí? Jak rozumí textu, obrázkům, videím atd.

Co je to assemblerový jazyk?“

Počítač je elektronické zařízení a rozumí pouze elektronickým signálům neboli binárním signálům. Například elektronický signál 5 V může představovat binární číslo 1, zatímco 0 V může představovat binární číslo 0. Váš počítač je tedy neustále bombardován těmito signály.

Osm bitů takových signálů je seskupeno tak, aby bylo možné interpretovat text, číslice a symboly.

Příklad symbol # počítač identifikuje jako 10101010. Podobně je vzor pro sčítání funkce reprezentován symbolem 10000011.

Toto je známé jako 8bitové počítání. Současný procesor je schopen dekódovat 64bitový čas. Jaký je však vztah tohoto pojmu k programovacímu jazyku JAVA? Pojďme je pochopit na příkladu.

Předpokládejme, že chcete počítači říci, aby sečetl dvě čísla (1+2) reprezentovaná nějakými binárními čísly (10000011), jak to počítači sdělíte? Ano, použijeme jazyk assembleru, aby se náš kód provedl.

„Jazyk assembler je nejzákladnější formou jazyků pro vývoj softwaru.“

Příkaz zadáme počítači v tomto formátu, jak je uvedeno níže. Váš kód pro sčítání dvou čísel v tomto jazyce by byl v tomto pořadí.

Ulož číslo 1 na místo v paměti řekněme A
Ulož číslo 2 na místo v paměti řekněme B
Přidej obsah místa A & B
Ulož výsledek

Ale jak to provedeme? V padesátých letech, kdy byly počítače obrovské a spotřebovávaly velké množství energie, se kód assembleru převáděl do odpovídajícího strojového kódu na jedničky a nuly pomocí mapovacích listů. Později se tento kód vyrazí do strojových karet a zavede se do počítače. Počítač tyto kódy přečte a provede program. To by byl tehdy dlouhý proces, dokud by nepřišel na pomoc ASSEMBLER.

Co je to assembler a kompilátor?“

S rozvojem techniky byla vynalezena i/o zařízení. Pomocí ASSEMBLERu jste mohli přímo zadat svůj program do počítače. Ten jej převede do odpovídajícího strojového kódu (110001..) a předá jej vašemu procesoru. Vrátíme-li se k našemu příkladu sčítání (1+2), assembler převede tento kód do strojového kódu a na výstup.

Kromě toho budete muset také volat funkce poskytované operačním systémem, aby se výstup kódu zobrazil.

Samotný assembler se však na tomto procesu nepodílí; vyžaduje také kompilátor, který dlouhý kód zkompiluje na malý kousek kódů. S rozvojem vývojových jazyků by se celý tento kód assembleru mohl smrsknout do jediného řádku print f 1+2 A pomocí softwaru zvaného COMPILER. Ten slouží k převodu kódu jazyka c na kód assembleru. Assembler jej převede na odpovídající strojový kód. Tento strojový kód se přenese do procesoru. Nejběžnějším procesorem používaným v PC nebo počítačích jsou procesory Intel.

Ačkoli současné překladače dodávané spolu s assemblerem mohou přímo převádět váš kód vyššího jazyka na strojový kód.

Předpokládejme, že na tomto procesoru Intel běží operační systém Windows, kombinace operačního systému plus procesoru se nazývá PLATFORMA. Nejběžnější platformou na světě je Windows a Intel se nazývá platforma Wintel. Dalšími oblíbenými platformami jsou AMD a Linux, Power PC a Mac OS X.

Se změnou procesoru se nyní změní i instrukce assembleru. Např:

Instrukce Add u Intelu se může jmenovat ADDITION u AMD
nebo Math ADD u Power PC

A se změnou operačního systému se změní i úroveň a povaha volání na úrovni OS.

Jako vývojář chci, aby můj program fungoval na všech platformách a maximalizoval tak mé příjmy. Musel bych si tedy koupit samostatné překladače, které převedou můj příkaz print f do nativního strojového kódu.

Kompilátory jsou ale drahé a je zde možnost problémů s kompatibilitou. Takže koupě a instalace samostatného kompilátoru pro různé OS a procesory není proveditelná. Jaké tedy může být alternativní řešení? Vstupte do jazyka Java.

Jak funguje virtuální stroj Java?

Pomocí Java Virtual Machine lze tento problém vyřešit. Ale jak to funguje na různých procesorech a O.S. Pochopme tento proces krok za krokem.

Krok 1) Kód pro zobrazení sčítání dvou čísel je System.out.println(1+2) a je uložen jako soubor .java.

Krok 2) Pomocí překladače java se kód převede do mezikódu, který se nazývá bytecode. Výstupem je soubor .class.

Krok 3) Tomuto kódu nerozumí žádná platforma, ale pouze virtuální platforma zvaná Java Virtual Machine.

Krok 4) Tento virtuální stroj se nachází v paměti RAM operačního systému. Když je virtuálnímu stroji dodán tento bajtový kód, identifikuje platformu, na které pracuje, a převede bajtový kód do nativního strojového kódu.

Při práci na počítači nebo při prohlížení webu, kdykoli uvidíte některou z těchto ikon, si buďte jisti, že je v paměti RAM načten virtuální stroj java. Co však dělá Javu lukrativní, je to, že kód po kompilaci může běžet nejen na všech platformách PC, ale také na mobilních telefonech nebo jiných elektronických přístrojích podporujících Javu.

Takže

„Java je programovací jazyk i platforma.“

Jak je Java nezávislá na platformě?“

Stejně jako kompilátor jazyka C nevytváří kompilátor Javy nativní spustitelný kód pro konkrétní stroj. Místo toho Java vytváří jedinečný formát nazývaný bytecode. Ten se vykonává podle pravidel stanovených ve specifikaci virtuálního stroje. Java je tedy jazyk nezávislý na platformě.

Bytekód je srozumitelný pro jakýkoli JVM nainstalovaný na jakémkoli operačním systému. Stručně řečeno, zdrojový kód Javy lze spustit ve všech operačních systémech.

Souhrn:

Java je multiplatformní, objektově orientovaný a síťově orientovaný programovací jazyk Java je univerzální, objektově orientovaný programovací jazyk založený na třídách.
Java Platform je soubor programů, které pomáhají programátorům efektivně vyvíjet a spouštět aplikace v jazyce Java.
Význam jazyka Java:
Java je multiplatformní a síťově orientovaný programovací jazyk.
Používá se především k vývoji aplikací pro Android a podnikového softwaru.
V roce 2009 společnost Oracle Corporation koupila společnost Sun Microsystems a převzala tři klíčová softwarová aktiva společnosti Sun:
Nejnovější verze Javy vyšla 15. září 2020
Nejlepší vlastností Javy je, že se jedná o jeden z nejjednodušších programovacích jazyků.
Čtyři typy platforem programovacího jazyka Java: 1) Java Platform, Standard Edition (Java SE) 2) Java Platform, Enterprise Edition (Java EE) 3) Java Platform, Micro Edition (Java ME) 4) JavaFX
Počítač je elektronické zařízení schopné provádět výpočty.
Počítač rozumí pouze elektronickým signálům nebo binárním signálům.
Assembler je pokročilá technologie, která převádí zdrojové jádro na odpovídající strojový kód (110001..) a podává jej procesoru.

Počítač je pokročilá technologie, která převádí zdrojové jádro na odpovídající strojový kód (110001..) a podává ho procesoru.

Great Journey