JAVA教程之面向对象程序设计语言Java的系统环境概述

本文档的主要内容详细介绍的是JAVA教程之面向对象程序设计语言Java的系统环境概述主要内容包括了：1.1 编程语言的发展 ,1.2 网络时代的编程语言——Java,1.3 Java的开发运行环境,1.4 Java程序的运行步骤

　　编程语言的发展及分类

　　按计算机系统发展历程分为 机器语言、汇编语言、高级语言以及第四代语言

　　图1.1 展示了从机器语言发展到面向对象的语言使“语言的鸿沟”变窄的情形。

　　机器语言

　　电子计算机是一种机器，这种机器主要由电子元器件构成。对于电子元器件来说，最容易表达的是电流的通/断，或电位的高/低两种状态。因此，在电子计算机问世之初，人们首先想到的是用“0”和“1”两种符号来代表电路的通和断两种状态，这便是最早的编程语言——机器语言。

　　机器语言是计算机能够理解并直接执行的惟一语言。整个语言只包含“0”和“1”两种符号。用机器语言编写的程序，无论是它的指令、数据还是其存储地址，都是由二进制的“0”和“1”组成的。这种语言离计算机最近，机器能够直接执行它。然而，由“0”和“1”组成的二进制串没有丝毫的形象意义，因此，它离人类的思维最远，“语言的鸿沟”最宽。所以，用机器语言编写程序的效率最低，并且在编写程序时很容易发生错误。

　　机器语言是二进制代码形式的机器指令集合。

　　运行效率极高，不直观，重用性差，编写效率低。

　　汇编语言

　　为了克服机器语言的缺陷，人们设想用一些易于理解和记忆的符号来代替二进制码，这便是汇编语言。由于汇编语言用符号构成程序，而这些符号表示指令、数据、寄存器、地址等物理概念，因而，使用汇编语言编程在适合人类形象思维的道路上前进了一步。但是，使用汇编语言编写程序时，编程人员依然需要考虑寄存器等大量的机器细节，即汇编语言仍然是一种与具体机器硬件有关的语言，是一种面向机器的语言，因此，人们也把它称为符号化的机器语言。

　　汇编语言将机器指令进行了符号化，增加了宏、符号地址等功能。

　　不同指令集的机器有不同的汇编语言，如针对x86处理器的Intel 8088汇编（CISC） 和SPARC V8 （RISC精简指令集） 。

　　程序重用性低。

　　高级语言

　　由于机器语言和汇编语言都离不开具体的机器指令系统，用它们编程时要求程序员必须熟悉所用计算机的硬件特性，因而，用它们编写程序的技术复杂、效率不高，且可维护性和可移植性都很差。为了从根本上摆脱语言对机器的依附，人们经过多年的潜心研究，终于在1956年推出了一种与具体机器指令系统无关、表达方式接近自然语言的计算机语言——FORTRAN语言。在FORTRAN语言程序中，采用了具有一定涵义的数据命名和人们容易理解的执行语句，屏蔽了机器细节，使得人们在书写和阅读程序时可以联系到程序所描述的具体事物。所以，人们把这种“与具体机器指令系统无关，表达方式接近自然语言”的计算机语言称为高级语言。高级语言的出现是编程语言发展史上的一大进步，缩小了编程语言与自然语言之间的鸿沟。

　　此后，高级语言进一步向体现客观事物的结构和逻辑涵义的方向发展。结构化数据、结构化语句、数据抽象、过程抽象等概念相继提出。以1971年推出的PASCAL为典型代表的结构化程序设计语言，进一步缩小了编程语言和自然语言的距离。在此后的十几年中，结构化程序设计进一步发展成为一门方法学。在20世纪70年代到80年代，各种结构化程序设计语言及方法非常流行，成为当时软件开发设计领域的主流技术。

　　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

　　其中，数据结构是指利用计算机的离散逻辑来量化表达需要解决的问题，而算法则研究如何高效而快捷地组织解决问题的具体过程。可见，以结构化程序设计为代表的高级语言是一种面向数据/过程的程序设计语言，人们把这类语言也称为面向过程的语言。

　　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。然而，它把数据和过程分离为相互独立的实体，使程序中的数据和操作不能有效地组织成与问题域中的具体事物相对应的程序成分，所以它很难把一个具有多种相互关系的复杂事物表述清楚。程序员在编写算法时，必须时刻考虑所要处理问题的数据结构，如果数据结构发生了轻微的变化，处理这些数据的算法也要做相应的修改，甚至完全重写，否则这个算法就不可再用。因而，用这种程序设计方法编写的软件，其重用性较差。为了较好地解决软件的重用性问题，使数据与程序始终保持相容，人们又提出了面向对象的程序设计方法。