JAVA教程之面向對象程序設計語言Java的系統環境概述

本文檔的主要內容詳細介紹的是JAVA教程之面向對象程序設計語言Java的系統環境概述主要內容包括了：1.1 編程語言的發展 ,1.2 網絡時代的編程語言——Java,1.3 Java的開發運行環境,1.4 Java程序的運行步驟

　　編程語言的發展及分類

　　按計算機系統發展歷程分為 機器語言、匯編語言、高級語言以及第四代語言

　　圖1.1 展示了從機器語言發展到面向對象的語言使“語言的鴻溝”變窄的情形。

　　機器語言

　　電子計算機是一種機器，這種機器主要由電子元器件構成。對于電子元器件來說，最容易表達的是電流的通/斷，或電位的高/低兩種狀態。因此，在電子計算機問世之初，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，這便是最早的編程語言——機器語言。

　　機器語言是計算機能夠理解并直接執行的惟一語言。整個語言只包含“0”和“1”兩種符號。用機器語言編寫的程序，無論是它的指令、數據還是其存儲地址，都是由二進制的“0”和“1”組成的。這種語言離計算機最近，機器能夠直接執行它。然而，由“0”和“1”組成的二進制串沒有絲毫的形象意義，因此，它離人類的思維最遠，“語言的鴻溝”最寬。所以，用機器語言編寫程序的效率最低，并且在編寫程序時很容易發生錯誤。

　　機器語言是二進制代碼形式的機器指令集合。

　　運行效率極高，不直觀，重用性差，編寫效率低。

　　匯編語言

　　為了克服機器語言的缺陷，人們設想用一些易于理解和記憶的符號來代替二進制碼，這便是匯編語言。由于匯編語言用符號構成程序，而這些符號表示指令、數據、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了一步。但是，使用匯編語言編寫程序時，編程人員依然需要考慮寄存器等大量的機器細節，即匯編語言仍然是一種與具體機器硬件有關的語言，是一種面向機器的語言，因此，人們也把它稱為符號化的機器語言。

　　匯編語言將機器指令進行了符號化，增加了宏、符號地址等功能。

　　不同指令集的機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

　　由于機器語言和匯編語言都離不開具體的機器指令系統，用它們編程時要求程序員必須熟悉所用計算機的硬件特性，因而，用它們編寫程序的技術復雜、效率不高，且可維護性和可移植性都很差。為了從根本上擺脫語言對機器的依附，人們經過多年的潛心研究，終于在1956年推出了一種與具體機器指令系統無關、表達方式接近自然語言的計算機語言——FORTRAN語言。在FORTRAN語言程序中，采用了具有一定涵義的數據命名和人們容易理解的執行語句，屏蔽了機器細節，使得人們在書寫和閱讀程序時可以聯系到程序所描述的具體事物。所以，人們把這種“與具體機器指令系統無關，表達方式接近自然語言”的計算機語言稱為高級語言。高級語言的出現是編程語言發展史上的一大進步，縮小了編程語言與自然語言之間的鴻溝。

　　此后，高級語言進一步向體現客觀事物的結構和邏輯涵義的方向發展。結構化數據、結構化語句、數據抽象、過程抽象等概念相繼提出。以1971年推出的PASCAL為典型代表的結構化程序設計語言，進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，結構化程序設計進一步發展成為一門方法學。在20世紀70年代到80年代，各種結構化程序設計語言及方法非常流行，成為當時軟件開發設計領域的主流技術。

　　在結構化程序設計中，把程序概括為如下的公式：

　　程序=數據結構+算法

　　其中，數據結構是指利用計算機的離散邏輯來量化表達需要解決的問題，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?？梢?，以結構化程序設計為代表的高級語言是一種面向數據/過程的程序設計語言，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算機所理解的邏輯來描述和表達待解問題的具體解決過程。然而，它把數據和過程分離為相互獨立的實體，使程序中的數據和操作不能有效地組織成與問題域中的具體事物相對應的程序成分，所以它很難把一個具有多種相互關系的復雜事物表述清楚。程序員在編寫算法時，必須時刻考慮所要處理問題的數據結構，如果數據結構發生了輕微的變化，處理這些數據的算法也要做相應的修改，甚至完全重寫，否則這個算法就不可再用。因而，用這種程序設計方法編寫的軟件，其重用性較差。為了較好地解決軟件的重用性問題，使數據與程序始終保持相容，人們又提出了面向對象的程序設計方法。