1-程序设计语言概述
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;支持智能卡业务、移动通信、电视机顶盒等功能 。
2.J2SE(标准平台) 适用于桌面系统的Java 2标准平台;J2SE
SDK也简称JDK,它包含Java编译器、类库、运行 时环境和命令行工具。
3.J2EE(企业级平台) 提供分布式企业软件组件架构的规范,具有
Web性能. 21/29
1.3 Java语言概述
1.3.2 Java语言的特点
完全面向对象和简单性
➢ Java的风格类似于C++,因而C++程序员初次接 触Java语言,就会感到很熟悉。
➢ Java放弃了C语言的全程变量、goto语句、宏定义 、全局函数以及结构、联合和指针数据类型。
➢ Java提供了丰富的类库,可以帮助我们很方便的开 发Java程序。
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1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
静态语言和动态语言
➢ 静态:与编译器相关;动态:与运行时相关。 ➢ 属性:不可变更的关联;绑定:可变更的关联。如…… ➢ 静态语言要求类型静态绑定,动态语言要求类型动态
绑定,即运行时的不同时刻变量可以拥有不同的类型 静同不Sw绑型动123th...态时同定绑态类 变 动aetn语类时机定类型量态icn言型刻制机型的存语➢➢e可信拥;制语动 储 言te。静动yd充息有当。言态空必态态peid分也不然有绑间须语语。n利为同,三定须是g言言换用编的对大让能解::w言h编译类极内编够释e之CV译优型个伤译弹型nB、,阶化,别、:器性语pP对o段提这特Pa的变言s大ys的供为殊错化。stc多iha语帮编类误,bol数l法助程型n、检执e类检。带,C,测行型+查动来也功开+d,、y,态很可能销n尽J提语大定a丧大a可m高言的制v失;i能ac程让灵专殆、采序一活门t尽C用y#的个性的;p静i可变。动n态靠量态g类性在类型,
1.3 Java语言概述
1.3.1 Java语言的诞生和发展
产生背景
James Gosling
Байду номын сангаас
➢ 1990年12月,Sun成立了一个以James Gosling为 首的项目小组”the Green Project”(Secretly) ,基于C++来开发消费电子类产品(嵌入式设备)。
➢ 后发现问题:
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1.1 程序的含义和程序设计策略
1.1.2 程序设计的通用策略
经千百年锤炼出的策略,如:
➢ 理清思路、掌控主次; ➢ 先抓主要矛盾,再抓次要矛盾; ➢ 先定纲要,再写内容。
计算机程序开发的经典策略:自顶向下逐步求精
➢N. Wirth于1971年提出; ➢ 要点:编制程序应分若干步进行,逐步细化。
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1.1 程序的含义和程序设计策略
1.1.1 程序的含义
“程序”并非计算机领域的专有名词
我们每天都接触和设计各种程序
计算机程序有自己的特点 计算机程序的定义:数据类型
数据类型很重要!
➢ 计算任务的处理对象和处理规则的描述。
术本每设程12如、、语 计意日序用表 由的程为例设内达 计名序: 行 计存计算计程:字:存算机常制划序为储:理与定、:满数需解其训节起足据要 和目 床 特含 练、描 执核义 计单 定-含数洗述 行心密 划, 需义据漱数 :特切 、即 求的-据 需点按 ,相 组唯吃和 程有关 织照 将一饭对的处 序二。 词某 一性-数处理 描:上程 句种 组、据理数 述学序 表顺 动机据 符, 达序 作械的 合某做设计p成计r种事定算o分算g思。次…r;机…想序a。m特,点,
➢ Oak新出,市场不成熟,生产商不用,Oak被搁置; ➢ 1993年,Internet迅猛发展为Java带来机遇:
•网络环境是多种软硬件平台共存的异构环境,因此需 要能够支持跨平台的编程语言;
•当时网速很小,不支持体积庞大的网络程序。 •上述要求与嵌入式平台的要求何其相像?!
➢ 调整Oak并新增Applet以及可运行Applet程序的浏 览器HotJava。动态网页的魅力引起了轰动。
1.3 Java语言概述
1.3.2 Java语言的特点
安全性和可靠性
➢ 安全性,是指程序自身抵御外界攻击的能力。可靠性 ,是指系统在某时间段内运行不出错的几率。
➢ 网络程序对安全性和可靠性有着更为迫切的要求; ➢ Java从语言的语法、到运行环境,为提升程序的安全
性和可靠性做了大量努力; ➢ 如:在Java语言里,删除了指针和释放内存等C++
分类和构造
➢ 分类策略:基本类型+新类型构造机制
注意:
1.基本类型对应最基本数据,且类型不能太多; 2.基本类型常用汇编、C等设计; 3.类型构造机制应易用且安全。 描述——数据简是单程比序较设C和计J语a言va最的重类要型基系础统的任务之一。
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1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
强类型语言和弱类型语言
➢ “强”是指类型检查严格;如 if ( i=5 ) ➢ 类型检查强弱与自动类型转换密切相关。强类型语言
要求:转换后数据无损 + 转换前后类型的语义要相 容。 ➢ 强类型语言,常见的有Pascal、Java、C#等; 强类型➢语弱言类可型以语充言分,利常用见强的大有的C类、型VB检、查Py功t能ho,n等帮。助程序员在 运行前检测出程序中的许多错误,从而在一定程度上提高软件 的可靠性。弱类型语言使用灵活、方便,但也更易出错。
➢ 面向对象概念:放弃了多重继承、友元类和运算符 重载,采用单重继承加接口的方式代替多重继承, 提供语言级的内存自动管理和异常处理方式。不支 持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术。
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平台无关性 实现跨平台需要两个关键要素:虚拟机和字节码。
注意:不同平台有相同的字节码,但要用不同的虚 拟机。
15/29
1.2 程序设计语言重要属性
1.2.3 编译型语言和解释型语言
编译型语言
➢ 以编译方式运行的语言
解释型语言
➢ 以解释方式运行的语言
16/29
1.3 Java语言概述
1. Java语言的诞生和发展 2. Java语言的特点 3. Java编程环境 4. Java程序的运行原理
17/29
•嵌入式设备资源有限 VS C++程序太过庞大; •芯片将嵌入不同硬件 VS C++程序难跨平台。
➢ 解决策略:依托C++,参照SmallTalk、Ada,设计 出小巧、够用、能跨平台的新语言。
➢ 1992年Oak诞生,因重名于1995年更名为Java。
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1.3 Java语言概述
产生背景
解释方式
➢ 做法:用解释器将源代码逐句翻译源码,逐句执行; ➢ 语言:Basic/VB、Java、C#、JSP、XML、……
➢ 优点:能监控程序执行,可通过在解释器(也称虚拟
机)中新增机制或模拟硬件,提供更多更高级的语言 机制;
➢ 缺点:代码很解难释优器化、程序执行速度慢 (虚拟机)
硬件
源代码
二进制代码
9/29
1.2 程序设计语言重要属性
1. 语言的设计范型 2. 类型系统 3. 编译型语言和解释型语言
10/29
1.2 程序设计语言重要属性
1.2.1 语言的设计范型
计算是计算机最核心任务。语言的设计范型就是如 何看待计算,这是描述计算的前提和基础。例如:
目前主流有四种范型:
➢ 命令式范型:计算就是用指令去修改数据; ➢ 面向对象式范型:计算就是对象间的互操作; ➢ 函数式范型:计算就是对数学函数的求解; ➢ 逻辑式范型:计算就是为做出逻辑判定而进行的推理 范型框定。了程序最基本的范畴。例如,对命令式语言,基础 成分就是指令、数据,这样才能表达命令式的计算。
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1.1 程序的含义和程序设计策略 注应注12哪自问直..意注意种顶题至))自按按事意事方向可某顶日类项每项式下分一程别向:次:较逐为步分分下分至好步简骤解解逐解少,求单可,,步出可为精的通即田求子以什的几过第径精目有么精步一一(标两?髓,条天短—种,每指/—子跑/分就一令第步、示解是步/二骤过长例方简骤天或程跑1式化又比:者/、:问是成赛不…组题简熟项宜)织求单算目过、一解 的法、多体场步几来…。操运骤步完;为、动,,成什…即如。会么;复此?杂,
运动会实施计划
1.开幕式 2.各项比赛 3.闭幕式
第1步程序
运程动序会名实施计划 1.开幕式
1.1 运动员入场 1.2 相关人员讲话 1.3 相关表演
……程序体 2.各项比赛
……
3.闭幕式
……
运动会实 施计划
明确、 无歧义、 ··· 能真正 实施的
计划
第2步程序
第n步程序
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1.1 程序的含义和程序设计策略
列化思想等,来简化通信模型。甚至用Object类 作为始祖类,也有方便网络通信编程的目的。
优化:是否可以将2、3两步合并?
自顶向能下否逐改进步等求问精题—,—应示当例成为2:一种常态思维。
➢ 给定有序数组a[0..n-1]。现输入一个整数,将其插 入该数组的合适位置,使其仍有序。
f(int[]a,int len)
1)输入数据; 2)找位置; 3)移出空位; 4)实施插入。
f(int[]a,int len)
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1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
类型系统是程序设计语言最为核心的成分之一。
➢ 涉及数据如何组织、分类,新类别怎样构造,类型 如何使用,以及类型安全等方面。
主要讨论
➢ 分类和构造 ➢ 强类型和弱类型 ➢ 静态语言和动态语言
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1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
1)输入数据; 2)找位置;
…… 3)移出空位;
移动起/止/规律 4)实施插入。
f(int[]a, int len)
···
用Java、C 等语言书写
的源代码
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1.1 程序的含义和程序设计策略
1.1.3 运行程序的两种基本方式
两种:编译方式和解释方式
编译方式:编:编辑(优化),译:翻译
➢ 做法:用编译器将源代码全部一次性地翻译成二进制 代码
➢ 2004年9月,发布JDK 1.5,引入许多现代语言的高 级特色,如泛型等。Sun对1.5版的java引领程序设 计语言的发展潮流充满期望,并为其取了个雄壮的名 字:Tiger。
20/29
三个平台(J2ME、J2SE、J2EE)
1.J2ME(嵌入式平台) 适用于小型设备和智能卡的java 2嵌入式平台
➢ 语言:C/C++、Pascal/Delphi、…… ➢ 优点:能提高代码质量、程序执行速度快 ➢ 缺点:程序运编行译期器间,程序员无法干预
硬件
源代码
二进制代码
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1.1 程序的含义和程序设计策略
目前,解释性语言日渐兴起。源于两点:1.)速度足以应对
1.1.3 运普通行应程用序; 的2.两)易种于基扩本充方高级式语言机制
➢ 1995年,IBM、Apple、HP、Oracle、Nescape、 微软等宣布支持Java。
19/29
1.3 Java语言概述
1.3.1 Java语言的诞生和发展
Java的发展
➢ 1998年之前:十分简陋,程序运行速度也极低。甚至 程序员之间交流经验,如何让Java跑的更快。
➢ 1998年12月,发布JDK 1.2,对内核作了重大改进 ,也废弃了许多原有成分。以至于Sun将1.2版之后 的Java称之为Java 2,即第二代Java。
功能,避免了非法内存操作。
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1.3 Java语言概述
1.3.2 Java语言的特点
并发和分布式计算的支持
➢ Java有RMI机制,以支持分布式计算。用线程机制 支持并发执行。
高效的网络编程机制
➢ Java雄起源自网络,强项也在网络编程。 ➢ 如提供常用网络通信协议的接口;使用流思想、序
目录
第1章 程序设计语言概述 第2章 程序设计语言的基本成分 第3章 程序设计方法概述 第4章 面向对象语言基础 第5章 类的管理及常用工具类 第6章 异常处理和断言 第7章 线程 第8章 GUI编程基础和applet 第9章 I/O流 第10章 网络通信 第11章 泛型与集合框架
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第1章 程序设计语言概述
1.1 程序的含义和程序设计策略
包括程序的含义、程序设计的通用策略
1.2 程序设计语言重要属性
包括语言的范型、类型系统、编译和解释
1.3 Java语言概述
包括诞生背景、发展、特点、开发环境、运行原理
本章重点 1、理解程序、程序设计、程序设计语言三概念; 2、Java设计初衷、崛起原因、特点、环境配置。
2.J2SE(标准平台) 适用于桌面系统的Java 2标准平台;J2SE
SDK也简称JDK,它包含Java编译器、类库、运行 时环境和命令行工具。
3.J2EE(企业级平台) 提供分布式企业软件组件架构的规范,具有
Web性能. 21/29
1.3 Java语言概述
1.3.2 Java语言的特点
完全面向对象和简单性
➢ Java的风格类似于C++,因而C++程序员初次接 触Java语言,就会感到很熟悉。
➢ Java放弃了C语言的全程变量、goto语句、宏定义 、全局函数以及结构、联合和指针数据类型。
➢ Java提供了丰富的类库,可以帮助我们很方便的开 发Java程序。
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1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
静态语言和动态语言
➢ 静态:与编译器相关;动态:与运行时相关。 ➢ 属性:不可变更的关联;绑定:可变更的关联。如…… ➢ 静态语言要求类型静态绑定,动态语言要求类型动态
绑定,即运行时的不同时刻变量可以拥有不同的类型 静同不Sw绑型动123th...态时同定绑态类 变 动aetn语类时机定类型量态icn言型刻制机型的存语➢➢e可信拥;制语动 储 言te。静动yd充息有当。言态空必态态peid分也不然有绑间须语语。n利为同,三定须是g言言换用编的对大让能解::w言h编译类极内编够释e之CV译优型个伤译弹型nB、,阶化,别、:器性语pP对o段提这特Pa的变言s大ys的供为殊错化。stc多iha语帮编类误,bol数l法助程型n、检执e类检。带,C,测行型+查动来也功开+d,、y,态很可能销n尽J提语大定a丧大a可m高言的制v失;i能ac程让灵专殆、采序一活门t尽C用y#的个性的;p静i可变。动n态靠量态g类性在类型,
1.3 Java语言概述
1.3.1 Java语言的诞生和发展
产生背景
James Gosling
Байду номын сангаас
➢ 1990年12月,Sun成立了一个以James Gosling为 首的项目小组”the Green Project”(Secretly) ,基于C++来开发消费电子类产品(嵌入式设备)。
➢ 后发现问题:
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1.1 程序的含义和程序设计策略
1.1.2 程序设计的通用策略
经千百年锤炼出的策略,如:
➢ 理清思路、掌控主次; ➢ 先抓主要矛盾,再抓次要矛盾; ➢ 先定纲要,再写内容。
计算机程序开发的经典策略:自顶向下逐步求精
➢N. Wirth于1971年提出; ➢ 要点:编制程序应分若干步进行,逐步细化。
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1.1 程序的含义和程序设计策略
1.1.1 程序的含义
“程序”并非计算机领域的专有名词
我们每天都接触和设计各种程序
计算机程序有自己的特点 计算机程序的定义:数据类型
数据类型很重要!
➢ 计算任务的处理对象和处理规则的描述。
术本每设程12如、、语 计意日序用表 由的程为例设内达 计名序: 行 计存计算计程:字:存算机常制划序为储:理与定、:满数需解其训节起足据要 和目 床 特含 练、描 执核义 计单 定-含数洗述 行心密 划, 需义据漱数 :特切 、即 求的-据 需点按 ,相 组唯吃和 程有关 织照 将一饭对的处 序二。 词某 一性-数处理 描:上程 句种 组、据理数 述学序 表顺 动机据 符, 达序 作械的 合某做设计p成计r种事定算o分算g思。次…r;机…想序a。m特,点,
➢ Oak新出,市场不成熟,生产商不用,Oak被搁置; ➢ 1993年,Internet迅猛发展为Java带来机遇:
•网络环境是多种软硬件平台共存的异构环境,因此需 要能够支持跨平台的编程语言;
•当时网速很小,不支持体积庞大的网络程序。 •上述要求与嵌入式平台的要求何其相像?!
➢ 调整Oak并新增Applet以及可运行Applet程序的浏 览器HotJava。动态网页的魅力引起了轰动。
1.3 Java语言概述
1.3.2 Java语言的特点
安全性和可靠性
➢ 安全性,是指程序自身抵御外界攻击的能力。可靠性 ,是指系统在某时间段内运行不出错的几率。
➢ 网络程序对安全性和可靠性有着更为迫切的要求; ➢ Java从语言的语法、到运行环境,为提升程序的安全
性和可靠性做了大量努力; ➢ 如:在Java语言里,删除了指针和释放内存等C++
分类和构造
➢ 分类策略:基本类型+新类型构造机制
注意:
1.基本类型对应最基本数据,且类型不能太多; 2.基本类型常用汇编、C等设计; 3.类型构造机制应易用且安全。 描述——数据简是单程比序较设C和计J语a言va最的重类要型基系础统的任务之一。
13/29
1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
强类型语言和弱类型语言
➢ “强”是指类型检查严格;如 if ( i=5 ) ➢ 类型检查强弱与自动类型转换密切相关。强类型语言
要求:转换后数据无损 + 转换前后类型的语义要相 容。 ➢ 强类型语言,常见的有Pascal、Java、C#等; 强类型➢语弱言类可型以语充言分,利常用见强的大有的C类、型VB检、查Py功t能ho,n等帮。助程序员在 运行前检测出程序中的许多错误,从而在一定程度上提高软件 的可靠性。弱类型语言使用灵活、方便,但也更易出错。
➢ 面向对象概念:放弃了多重继承、友元类和运算符 重载,采用单重继承加接口的方式代替多重继承, 提供语言级的内存自动管理和异常处理方式。不支 持类似C语言那样的面向过程的程序设计技术。
22/29
平台无关性 实现跨平台需要两个关键要素:虚拟机和字节码。
注意:不同平台有相同的字节码,但要用不同的虚 拟机。
15/29
1.2 程序设计语言重要属性
1.2.3 编译型语言和解释型语言
编译型语言
➢ 以编译方式运行的语言
解释型语言
➢ 以解释方式运行的语言
16/29
1.3 Java语言概述
1. Java语言的诞生和发展 2. Java语言的特点 3. Java编程环境 4. Java程序的运行原理
17/29
•嵌入式设备资源有限 VS C++程序太过庞大; •芯片将嵌入不同硬件 VS C++程序难跨平台。
➢ 解决策略:依托C++,参照SmallTalk、Ada,设计 出小巧、够用、能跨平台的新语言。
➢ 1992年Oak诞生,因重名于1995年更名为Java。
18/29
1.3 Java语言概述
产生背景
解释方式
➢ 做法:用解释器将源代码逐句翻译源码,逐句执行; ➢ 语言:Basic/VB、Java、C#、JSP、XML、……
➢ 优点:能监控程序执行,可通过在解释器(也称虚拟
机)中新增机制或模拟硬件,提供更多更高级的语言 机制;
➢ 缺点:代码很解难释优器化、程序执行速度慢 (虚拟机)
硬件
源代码
二进制代码
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1.2 程序设计语言重要属性
1. 语言的设计范型 2. 类型系统 3. 编译型语言和解释型语言
10/29
1.2 程序设计语言重要属性
1.2.1 语言的设计范型
计算是计算机最核心任务。语言的设计范型就是如 何看待计算,这是描述计算的前提和基础。例如:
目前主流有四种范型:
➢ 命令式范型:计算就是用指令去修改数据; ➢ 面向对象式范型:计算就是对象间的互操作; ➢ 函数式范型:计算就是对数学函数的求解; ➢ 逻辑式范型:计算就是为做出逻辑判定而进行的推理 范型框定。了程序最基本的范畴。例如,对命令式语言,基础 成分就是指令、数据,这样才能表达命令式的计算。
5/29
1.1 程序的含义和程序设计策略 注应注12哪自问直..意注意种顶题至))自按按事意事方向可某顶日类项每项式下分一程别向:次:较逐为步分分下分至好步简骤解解逐解少,求单可,,步出可为精的通即田求子以什的几过第径精目有么精步一一(标两?髓,条天短—种,每指/—子跑/分就一令第步、示解是步/二骤过长例方简骤天或程跑1式化又比:者/、:问是成赛不…组题简熟项宜)织求单算目过、一解 的法、多体场步几来…。操运骤步完;为、动,,成什…即如。会么;复此?杂,
运动会实施计划
1.开幕式 2.各项比赛 3.闭幕式
第1步程序
运程动序会名实施计划 1.开幕式
1.1 运动员入场 1.2 相关人员讲话 1.3 相关表演
……程序体 2.各项比赛
……
3.闭幕式
……
运动会实 施计划
明确、 无歧义、 ··· 能真正 实施的
计划
第2步程序
第n步程序
6/29
1.1 程序的含义和程序设计策略
列化思想等,来简化通信模型。甚至用Object类 作为始祖类,也有方便网络通信编程的目的。
优化:是否可以将2、3两步合并?
自顶向能下否逐改进步等求问精题—,—应示当例成为2:一种常态思维。
➢ 给定有序数组a[0..n-1]。现输入一个整数,将其插 入该数组的合适位置,使其仍有序。
f(int[]a,int len)
1)输入数据; 2)找位置; 3)移出空位; 4)实施插入。
f(int[]a,int len)
11/29
1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
类型系统是程序设计语言最为核心的成分之一。
➢ 涉及数据如何组织、分类,新类别怎样构造,类型 如何使用,以及类型安全等方面。
主要讨论
➢ 分类和构造 ➢ 强类型和弱类型 ➢ 静态语言和动态语言
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1.2 程序设计语言重要属性
1.2.2 类型系统
1)输入数据; 2)找位置;
…… 3)移出空位;
移动起/止/规律 4)实施插入。
f(int[]a, int len)
···
用Java、C 等语言书写
的源代码
7/29
1.1 程序的含义和程序设计策略
1.1.3 运行程序的两种基本方式
两种:编译方式和解释方式
编译方式:编:编辑(优化),译:翻译
➢ 做法:用编译器将源代码全部一次性地翻译成二进制 代码
➢ 2004年9月,发布JDK 1.5,引入许多现代语言的高 级特色,如泛型等。Sun对1.5版的java引领程序设 计语言的发展潮流充满期望,并为其取了个雄壮的名 字:Tiger。
20/29
三个平台(J2ME、J2SE、J2EE)
1.J2ME(嵌入式平台) 适用于小型设备和智能卡的java 2嵌入式平台
➢ 语言:C/C++、Pascal/Delphi、…… ➢ 优点:能提高代码质量、程序执行速度快 ➢ 缺点:程序运编行译期器间,程序员无法干预
硬件
源代码
二进制代码
8/29
1.1 程序的含义和程序设计策略
目前,解释性语言日渐兴起。源于两点:1.)速度足以应对
1.1.3 运普通行应程用序; 的2.两)易种于基扩本充方高级式语言机制
➢ 1995年,IBM、Apple、HP、Oracle、Nescape、 微软等宣布支持Java。
19/29
1.3 Java语言概述
1.3.1 Java语言的诞生和发展
Java的发展
➢ 1998年之前:十分简陋,程序运行速度也极低。甚至 程序员之间交流经验,如何让Java跑的更快。
➢ 1998年12月,发布JDK 1.2,对内核作了重大改进 ,也废弃了许多原有成分。以至于Sun将1.2版之后 的Java称之为Java 2,即第二代Java。
功能,避免了非法内存操作。
24/29
1.3 Java语言概述
1.3.2 Java语言的特点
并发和分布式计算的支持
➢ Java有RMI机制,以支持分布式计算。用线程机制 支持并发执行。
高效的网络编程机制
➢ Java雄起源自网络,强项也在网络编程。 ➢ 如提供常用网络通信协议的接口;使用流思想、序
目录
第1章 程序设计语言概述 第2章 程序设计语言的基本成分 第3章 程序设计方法概述 第4章 面向对象语言基础 第5章 类的管理及常用工具类 第6章 异常处理和断言 第7章 线程 第8章 GUI编程基础和applet 第9章 I/O流 第10章 网络通信 第11章 泛型与集合框架
2/29
第1章 程序设计语言概述
1.1 程序的含义和程序设计策略
包括程序的含义、程序设计的通用策略
1.2 程序设计语言重要属性
包括语言的范型、类型系统、编译和解释
1.3 Java语言概述
包括诞生背景、发展、特点、开发环境、运行原理
本章重点 1、理解程序、程序设计、程序设计语言三概念; 2、Java设计初衷、崛起原因、特点、环境配置。