Java系统环境概述

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1、明德 砺志 博学 笃行授课教师:朱伟Java学习群:260087871单位：数学与计算机科学学院Java程序设计电 子教案明德 砺志 博学 笃行教学要求 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%明德 砺志 博学 笃行vJava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

2、成为计算机语言的一 个重要的发展方向。Java简介明德 砺志 博学 笃行lJAVA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)明德 砺志 博学 笃行n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位语言排行榜明德 砺志 博学 笃行第1章 Java系统环境概述1.1 程序设计语言的发展1.2 Java语言的发展及其特点1.3 Java的开发运行环境1.4 Java程序的运行步骤1.5 常用开发工具明德 砺志 博学 笃行本章学习目标了解Java发

3、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 程明德 砺志 博学 笃行自然语言计算机语言 信息交流（地位平等）（有思维、推理能力） 语法规则、句法规则灵活（可省略、颠倒）如：走，去吃饭。去吃饭，走。 表达方式多样 人-机对话（命令方式）（无思维、推理能力，具有计算与逻辑判断能力） 语法规则、句法规则固定（一般不可颠倒、省略， 必需按部就班） 算法多样预备知识 1、什么是语言？什么是计算机语言？明德 砺志 博学 笃行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

4、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。 明德 砺志 博学 笃行1.1 程序设计语言的发展机器语言汇编语言高级语言面向过程面向对象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 ADD A, 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，并由类派生对象冯.诺依曼结构：计算机运算器控制器存储器主机：I/O设备：键盘、显示器等中央处理器CPU明

5、德 砺志 博学 笃行v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。明德 砺志 博学 笃行面向对象的程序设计语言：面向对象的编程语言(Object-Oriented Programming LanguageOOPL) 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

6、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+消息明德 砺志 博学 笃行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)。 明德 砺志 博学 笃行1.2 Java语言的发展及其特点 vJava语言发展过程 1991年由James Gosling负责开发的一个分布式代码 系统（Oa

7、k），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 （Write Once， Run Anywhere）。 1996年正式发布自己的Java 1.0。 明德 砺志 博学 笃行明德 砺志 博学 笃行vJava语言特点 Sun公司在“Java白皮书”中对Java的定义是：“Java: A simple, object-oriented, distributed, interpreted, rob

8、ust, secure, architecture-neutral, portable, high- performance, multi-threaded, and dynamic language.” 。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的这些特性明德 砺志 博学 笃行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v系统精简，但功能齐备。 v风格类似于C+，对C+程 序员而言非常容易掌握。 vJava摒弃了C+中容易引发 程序错误的地方，

9、如指针操 作和内存管理； v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。 v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。 v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。 vJava语言提供的安全。 v编译器提供的安全。 v字节码校验。 v类装载。 明德 砺志 博学 笃行Java语言的特点可移

10、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。 明德 砺志 博学 笃行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

11、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。明德 砺志 博学 笃行图1.2 Java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源

12、代码目标码 (.obj文件)可执行代码 (.exe文件)操作系统源代码 (.java文件)字节码 (.class文件)Java解释器编译编译连接 运行 解释执行 明德 砺志 博学 笃行Java程序工作机制明德 砺志 博学 笃行 Java与C+的比较 项目JavaC+ 全局变量 不存在全局变量 存在 数据类型和转换 无结构、枚举或者联合， 转换时进 行类型相容检 查 通过指针进 行任意的类 型转换 ，带来不安全性 范围运算符 无作用域范围运算符： 有 数组 对象，有只读的length 无length 内存管理可创建不属于基本数据类 型的对象 不能提前声明不必进行提前声明 必须 预处 理 没有预处

13、 理机制 有 头文件 import include 指针 无有 goto和virtual 无有 注释文档 对注释文档的内建支持 无明德 砺志 博学 笃行1.3 Java的开发运行环境8Java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。 8为了搭建 Java平台，需要下 载和安装Java软件 开发工具箱（Java Development Kit ，JDK），并设置 Java编译和运行环 境。 Java 程序Java 虚拟机Java APIs计算机系统Java平台 （安装JDK）明德 砺志

14、 博学 笃行图1.3 Java网站提供的最新版本 明德 砺志 博学 笃行v1998年，Java 2改分为J2SE、J2EE和J2ME三种类型 J2SE（ Java 2 Platform Standard Edition） ：主要用于桌面开发和低端商务应用开发。 J2ME（Java 2 Platform Micro Edition ）：主要用于消费产品和嵌入式设备开发 。 J2EE(Java 2 Platform Enterprise Edition):主要用 于企业级应用开发。 明德 砺志 博学 笃行lJava环境构建 安装JDK 配置环境变量 变量名变量值功能JAVA_HOMEC:j2sdk

15、说说明JDK所在的搜索路 径 PathC:j2sdkbin或 %JAVA_HOME%bin说说明Java实实用程序的位 置 CLASSP ATH.;c:j2sdklibdt.jar;c:j2sdklib tools.jar;e:; .;%JAVA_HOME%libdt.jar; %JAVA_HOME%libtools .jar;说说明类类和包文件的搜索 路径表1.2 JDK环境变量明德 砺志 博学 笃行Java工具集表1.1 Java 2 SDK 开发工具集工具名称说 明JavacJava编译器，用于将Java源程序编译成字节码JavaJava解释器，用于解释执行Java字节码appletviewer小应用程序浏览器，用于测试和运行Java applet程序JavadocJava文档生成器JavapJava类文件反汇编器JdbJava调试器JavahC文件生成器，利用此命令可实现在Java类中调用C+代码明德 砺志 博学 笃行1.4 Java程序的运行步骤 Java Application程序的建立及运行Java Application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