Java系统环境概述.ppt

授课教师 朱伟Java学习群 260087871单位 数学与计算机科学学院 教学要求 基本要求课前请做好预习保持课堂安静 头脑清醒 思维活跃认真 独立 按时完成并提交作业重视上机实践 总之 多读程序 多写程序 多上机练习 考核成绩平时成绩 30 或40 考试成绩 70 或60 Java语言是由Sun公司于1995年推出的一种编程语言 它是一种跨平台 适合于分布式计算环境的纯面向对象语言 目前Java语言已经成为广泛应用的网络编程语言 它的面向对象 跨平台 易于学习等特点使其迅速成为计算机语言的一个重要的发展方向 Java简介 JAVA在程序员中的地位 表1 1工作中使用率排在第一位的开发语言 2005 11 1CSDN统计数据 调查显示 Java作为开源先锋首当其冲的成为了龙头老大 并且仍然保持着很好的增长势头 图1 1是世界前10位语言排行榜 图1 1世界前10位语言排行榜 第1章Java系统环境概述1 1程序设计语言的发展1 2Java语言的发展及其特点1 3Java的开发运行环境1 4Java程序的运行步骤1 5常用开发工具 本章学习目标了解Java发展历程理解Java语言特点熟练构建Java桌面程序环境理解Java程序编写 编译和运行的过程 预备知识 1 什么是语言 什么是计算机语言 2 什么是程序 所谓程序 实际上是用计算机语言描述的某一问题的解决步骤 是符合一定语法规则的符号序列 程序由一系列指令的有序集合构成 3 什么是程序设计计算机程序设计又称为编程 programming 是一门设计和编写计算机程序的科学和艺术 1 1程序设计语言的发展 CPU指令系统 由0 1序列构成的指令码组成如 10000000加10010000减 用助记符号描述的指令系统如ADDA B 面向机器的语言 程序设计是数据被加工的过程 客观世界可以分类 对象是类的实例对象是数据和方法的封装对象间通过发送和接受消息发生联系 程序设计关键是定义类 并由类派生对象 面向过程和面向对象的程序设计语言面向过程的程序设计语言 面向过程的语言可以精确地用计算机所理解的逻辑来描述和表达待解问题的具体解决过程 在结构化程序设计中 把程序概括为如下的公式 程序 数据结构 算法但 它把数据和过程分离为相互独立的实体 它很难把一个具有多种相互关系的复杂事物表述清楚 重用性较差 面向对象的程序设计语言 面向对象的编程语言 Object OrientedProgrammingLanguage OOPL 是为了能更直接地描述问题域中客观存在的事物 即对象 以及它们之间的关系 面向对象技术追求的是软件系统对现实世界的直接模拟 是将现实世界中的事物直接映射到软件系统的解空间 在面向对象的程序设计语言中 把程序概括为如下的公式 程序 对象 消息 面向对象的语言对现实世界的直接模拟体现在下面几个方面 1 对象 object 2 类 class 3 继承 inheritance 4 封装 encapsulation 5 关联 association 6 组合体 composite 1 2Java语言的发展及其特点Java语言发展过程1991年由JamesGosling负责开发的一个分布式代码系统 Oak 最初是为家用消费电子产品 电冰箱 电视机等 进行编程控制 1993年Sun公司将目标市场转向Internet 1994年将Oak语言更名为Java 1995年Java被正式发布之后立即引起极大的轰动 具有 只写一次 随处运行 的特性 WriteOnce RunAnywhere 1996年正式发布自己的Java1 0 Java语言特点Sun公司在 Java白皮书 中对Java的定义是 Java Asimple object oriented distributed interpreted robust secure architecture neutral portable high performance multi threaded anddynamiclanguage 按照这个定义 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 下面我们简要叙述Java的这些特性 Java语言的特点 简单性面向对象分布式处理健壮性结构中立安全性 系统精简 但功能齐备 风格类似于C 对C 程序员而言非常容易掌握 Java摒弃了C 中容易引发程序错误的地方 如指针操作和内存管理 提供丰富的类库 完全是面向对象的 它不支持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术 支持TCP IP协议 Java应用程序可通过一个特定的URL来打开并访问对象 就像访问本地文件系统那样简单 提供面向对象的异常处理机制 在编译时能对Null指针检测 数组边界检测 异常出口字节代码校验等 自动垃圾收集来进行内存管理 将源程序编译成一种结构中立的中间文件格式 只要有Java运行系统的机器都能执行这种中间代码 Java语言提供的安全 编译器提供的安全 字节码校验 类装载 Java语言的特点 可移植性解释性高性能多线程动态 Java应用程序可以在配备了Java解释器和运行环境的任何计算机系统上运行 而与体系结构无关 Java编译器将java源文件生成类文件 class 类文件可通过java命令解释执行 将Java字节码转换为机器码 JIT编译器 可以提高Java代码的执行速度 内置多线程功能 使得在一个程序里可同时执行多个小任务 带来的好处是更好的交互性和实时控制性 允许程序动态地装入运行过程中所需要的类 这是C 语言进行面向对象程序设计所无法实现的 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 Java程序的最终执行需经过两个步骤 编译和解释 Java将源程序编译成字节码 二进制代码 这种字节码通过Java解释器来解释执行 任何一台机器 只要配备了Java解释器 就可以运行Java字节码 而不管这种字节码是在何种平台上生成的 因此 Java编程人员在进行软件开发时 不必考虑软件的运行平台 此外 Java通过预先把源程序编译成字节码 避免了传统解释型语言的执行效率低的性能瓶颈 Java语言与传统语言的不同运行机制如图1 2所示 图1 2Java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 Java程序工作机制 Java与C 的比较 1 3Java的开发运行环境 Java平台由Java应用编程接口 API 和Java虚拟机 JVM 构成 如图所示 这个平台构成了Java在不同计算机系统中编译和运行的环境 为了搭建Java平台 需要下载和安装Java软件开发工具箱 JavaDevelopmentKit JDK 并设置Java编译和运行环境 图1 3Java网站提供的最新版本 1998年 Java2改分为J2SE J2EE和J2ME三种类型J2SE Java2PlatformStandardEdition 主要用于桌面开发和低端商务应用开发 J2ME Java2PlatformMicroEdition 主要用于消费产品和嵌入式设备开发 J2EE Java2PlatformEnterpriseEdition 主要用于企业级应用开发 Java环境构建安装JDK配置环境变量 表1 2JDK环境变量 Java工具集 1 4Java程序的运行步骤 JavaApplication程序的建立及运行JavaApplication程序的建立及运行可分为下述三个步骤 利用某一种文本编辑器建立Java源程序文件 利用Java编译器 Javac 编译该application 产生 class字节码文件 利用解释器 java 解释字节码文件 完成该程序的运行过程 这是文件名为 HelloWorld java 的简单应用程序importjava io 引入包classHelloWorld 定义类publicstaticvoidmain Stringargs main方法 System out println 欢迎来到Java世界 输出数据 定义类的关键字 类名 必须这么写 JavaApplet程序的运行步骤 JavaApplet程序的建立及运行可分为下述4个步骤利用某一种文本编辑器建立Java源程序文件 利用Java编译器 Javac 编译该JavaApplet 产生 class字节码文件 利用文本编辑器建立一个HTML文件 在其中嵌入Java字节码文件 用WWW浏览器或appletviewer装入该HTML文件 使Applet运行 程序示例c1 2 java importjava awt importjava applet publicclassc1 2extendsApplet publicvoidpaint Graphicsg g drawString JavaNow 25 25 利用文本编辑器建立一个HTML文件在文本编辑器中建立名为c1 2 html的HTML文件 并输入下面两行语句 Java在一般的客户端运行环境中主要有两种类型的程序 JavaApplication和JavaApplet JavaApplication是完整的程序 需要独立的解释器来解释运行 JavaApplet是非独立程序 由Web浏览器内部包含的解释器来解释运行 这两类Java程序的执行过程一般包括源程序的编辑 编译生成字节码和字节码的解释执行这样几个步骤 总结 1 JavaApplication和JavaApplet 2 Java程序结构 1 至多有一个public类 文件名必须与类名相同 2 程序可以有一个或多个其它类 3 当需要从某个类继承或使用某个类及其方法时 使用import引入该类的定义 4 Java程序组成结构package 0个或1个 必须放在文件开始import 0个或多个 必须放在所有类定义之前publicclassDefinition 0个或1个 文件名必须与类名相同classDefinition 0个或多个interfaceDefinition 0个或多个 1 5优秀Java开发工具介绍 JBuilder环境开发程序方便 它是纯的Java开发环境 适合J2EE开发 其缺点是过于庞大 不宜上手 新手难于把握整个程序各部分之间的关系 对机器的硬件要求较高 比较吃内存 运行速度显得较慢 Eclipse是一个开放源代码的 基于Java的可扩展开发平台 就其本身而言 它只是一个框架和一组服务 用于通过插件组件构建开发环境 Eclipse附带了一个Java开发工具 JDT 插件 是全功能的JavaIDE 它允许用户编辑 编译和运行Java程序 NetBeansIDE4是Sun公司最新发布的 也是支持新的J2SE平台5 0版的第一个IDE Sun公司将该软件和J2SE5打包在一起 两者可以一并下载和安装 十分方便 它可以完成程序设计 资源重用 代码编译 调试测试等一系列任务 是本教材首选JavaIDE 代码编辑器 项目管理器 对象浏览器 菜单 包资源管理器 大纲 代码编辑器 工具栏 透视图工具栏 代码辅助功能 各种观察窗口 习题1 1 1计算机编程语言由机器语言发展到面向对象的语言 给程序员带来了什么好处 1 2为什么说Java语言是网络时代的语言 1 3Java语言有什么特点 1 4Java语言与传统的高级语言的运行机制有何不同 1 5开发Java语言程序需要什么样的软 硬件环境 1 6Java工具集中的Javac Java Appletviewer各有什么作用 1 7怎样建立和运行JavaApplication程序 1 8试编写一个显示 ILoveInternet 的JavaApplication程序并运行之 1 9怎样建立和运行JavaApplet程序 1 10试编写一个显示 HelloInternet 的JavaApplet程序并运行之 1 11什么是Java虚拟机 它对Java程序的执行有什么作用