Компьютерные технологии анализа и принятия решений в системах обработки информации и управления

Основы языка JAVA

Объектно-ориентированный язык JAVA, разработанный в Sun Microsystems предназначен для создания переносимых на различные платформы программ. Первая версия языка была опубликована официально в 1995 году. Язык JAVA нашёл широкое применение в интернет приложениях, добавил на статические и клиентские веб-страницы динамическую графику, улучшил интерфейсы и реализовал вычислительные возможности. Но объектно-ориентированная парадигма и кросс-платформенность привели к тому, что уже, буквально, через несколько лет после своего создания язык практически покинул клиентские страницы и перебрался на сервера. На стороне клиента его место занял JAVA-SCRYPT.

С языком JAVA связаны следующие основные понятия:

1. JAVA VIRTUAL MACHINE (JVM). Виртуальная машина JAVA.

2. JAVA RUNTIME ENVIRONMENT. Исполняющая среда JAVA.

3. SOFTVARE DEVELOPMENT KIT (SDK). Комплект разработки программного обеспечения.

Язык программирования JAVA обладает следующими свойствами:

1. Объекно-ориентированный. В нём имеет место реализация объектно-ориентированной концепции в чистом виде.

2. Распределённый. Означает наличие поддержки сетевого взаимодействия и удалённого вызова методов.

3. Интерпретируемый. Имеются два основных вида трансляции: компиляция и интерпретация. Трансляция – перевод из одной формы, как правило, текстовой, в другую, как правило, в машинные коды. При компиляции первоначальный набор инструкций однократно переводится в исполняемую форму, т.е. в машинные коды и в последующем при работе программы используются только эти коды. При интерпретации во время каждого вызова необходимых инструкций каждый раз сначала происходит перевод инструкций из одной формы, текстовой или двоичной, в другую, т.е. в исполняемые коды процессора, используемого компьютером, и только потом эти коды исполняются. Интерпретируемые коды исполняются медленнее, чем скомпилированные, т.к. перевод инструкций из одной формы в другую обычно занимает в несколько раз больше времени, чем выполнение полученных инструкций. Но интерпретация обеспечивает большую гибкость по сравнению с компиляцией и в ряде случаев без неё не обойтись. Байт-код выполняется виртуальной машиной JAVA. Благодаря этому, программы, написанные на языке JAVA обладают переносимостью на любую операционную систему, где имеется соответствующая JAVA машина.

4. Архитектурно нейтральный. То есть, работает на любых платформах.

5. Надёжный. Устранение большинства ошибок на этапе компиляции, в том числе благодаря средствам строгой проверки типов данных.

6. Безопасный. Благодаря наличию контроля и ограничения доступа к ресурсам.

7. Переносимый независимо от специфики реализации.

8. Высоко эффективный, благодаря приближённости байт-кода к машинному, сочетанию производительности и переносимости.

9. Многопотоковый, благодаря встроенной поддержке многопотокового выполнения приложений.

10. Динамический, благодаря загрузке классов во время выполнения приложений.

Программы на Java можно разделить на следующие основные категории:

· Приложения (application), которое представляет собой аналог обычной прикладной программы.

· Апплет (applet). Это специализированная программа с ограниченными возможностями, работающая в окне веб-документа под управлением браузера.

· Сервлет (servlet). Специализированные программы с ограниченными возможностями, работающие в интернете на стороне сервера. В этих программах используется преимущество JSP (Java Server Pages), то есть серверных страниц Java, для программирования веб-приложений на стороне сервера.

· Серверные приложения (Enterprise application). Предназначены для многократного использования на стороне сервера.

· Библиотека классов (Java Class Library). Предназначена для многократного использования с программами Java.

Между приложениями и апплетами Java имеются принципиальные различия. Приложение запускается непосредственно с компьютера пользователя и имеет доступ ко всем ресурсам компьютера наравне с другими программами. Апплет же загружается из интернета с постороннего сервера, причём сайт, с которого может быть загружен апплет в общем случае не может быть признан ненадёжным, а сам апплет имеет возможность передавать данные на произвольные сервер в интернете. Поэтому для того, чтобы избежать риска утечки конфиденциальной информации с компьютера пользователя или совершения враждебных действий. У апплетов отсутствуют многие возможности, имеющиеся у обычных приложений.

Сервлеты – это приложения Java, запускаемые со стороны сервера, они имеют возможности доступа к файловой системе и другим ресурсам сервера через набор управляющих конструкций, предопределённых в рамках технологии JSP и пакета javax.servlet.

Технология JSP заключается в наличии дополнительных конструкций в html или xml документах, которые позволяют осуществлять вызовы сценариев, написанных на языке Java. В результате удаётся достаточно просто и удобно осуществлять обработку данных или элементов документа и внедрять в нужные места документа результаты обработки. Сценарий на Java перед первым выполнением автоматически компилируется на стороне сервера, поэтому выполняемый код выполняется достаточно быстро, но при этом требуется, чтобы была установлена соответствующая Java машина.

Первоначально Java позиционировался как язык, обеспечивающий развитые графические возможности веб-документов, благодаря включению в них апплетов, однако, в настоящее время, основными областями использования Java является прикладное программирование на основе приложений JSP страниц и сервлетов, а так же других видов серверных программ. При этом, использование апплетов играет незначительную роль.

Java Development Kit (JDK)

JDK – это набор инструментов для разработки Java приложений, то есть, по сути, среда разработки программного обеспечения, предназначенная для создания апплетов и приложений на Java.

Система JDK – это свободно распространяемый пакет, предназначенный для разработки программного обеспечения на языке Java, который содержит эталонный компилятор и интерпретатор.

Установка на компьютер исполняющей среды Java (виртуальной Java машины) может быть выполнена путём установки Software Development Kit(SDK).

Имеется 3 основных типа SDK

· Java Micro Edition (ME). Предназначен для программирования, так называемых, тонких аппаратных клиентов.

· Java Standard Edition (SE). Предназначен для программирования обычных компьютеров.

· Java Enterprise Edition (EE). Предназначен для написания серверного программного обеспечения.

Программы, написанные на языке Java, представляют собой наборы классов и сохраняются в текстовых файлах с расширением java.

При компиляции, текст программы транслируется в двоичные файлы с расширением class. Такие файлы содержат байт код, представляющий собой совокупность инструкций для абстрактного java процессора в виде байтовых последовательностей команд этого процессора и данных к ним. Для того, чтобы байт код был выполнен на каком либо компьютере, он должен быть переведён в инструкции для соответствующего процессора. Именно этим и занимается Java машина.

Первоначально байт код всегда интерпретировался следующим образом: Каждый раз, когда встречалась какая либо инструкция Java процессора, она переводилась в последовательность инструкций процессора компьютера, что значительно замедляло работу приложений Java.

В настоящее время используется более сложная схема, которая называется JIT – компиляция, или компиляция на лету.

Когда какая либо инструкция или набор инструкций Java процессора выполняется в первый раз, выполняется компиляция соответствующего ей байт кода с сохранением скомпилированного кода в специальном буфере. При последующем вызове той же инструкции вместо её интерпретации происходит вызов из буфера скомпилированного кода, поэтому интерпретация происходит только при первом вызове инструкции.

Виртуальная Java машина не только исполняет байт код, но и выполняет ряд других функций. Например, взаимодействует с операционной системой, обеспечивая доступ к файлам или поддержку графики, а так же обеспечивает автоматическое освобождение памяти, занятой ненужными объектами, так называемую сборку мусора.

Основы работы в NetBeans

Типы данных Java

Язык Java является строго типизированным. Это значит, что тип каждой переменной должен быть объявлен. Все типы данных, встроенные в язык Java, делятся на 2 группы: примитивные (простые) и ссылочные.

Символьный тип char в Java использует два байта. Диапазон его значений варьируется от нуля до 65536. Для представления символов используется формат Юникод.