مقاله کامل زبان برنامه نویسی جاوا
مقاله کامل زبان برنامه نویسی جاوا
چكيده
موضوع مورد بحث در اين متن برنامهنويسي جاوا ميباشد. همانطور كه در دنياي كنوني مشاهده ميكنيم زبان جاوا به خاطر دارا بودن ويژگيهايي محبوب شده است. به همين دليل لزوم يادگيري اين زبان و آشنايي با نحوة برنامهنويسياش يكي از كارهاي مهم است.
زبان برنامهنويسي جاوا چيست؟ چرا به وجود آمد. داراي چه قابليتهايي ميباشد. روش كامپايلرهايش چگونه است ساختار برنامهنويسياش به چه صورت است و بسياري موارد ديگر كه در مورد زبان جاوا مطرح است.
دراين متن مرور مختصري دربارة تاريخچه جاوا و چگونگي تكامل آن بحث خواهد شد و در ادامه بحث به بررسي زبان جاوا و اينكه چه خصوصيات و ويژگيهايي منحصر به فردي دارد كه باعث محبوب شدنش شده است را بررسي خواهيم كرد و سپس به بررسي كامپايلر جاوا و مرورگرهاي آن خواهيم داشت كه چه چيزي هستند چه خصوصيات دارند و همچنين تفاوت سه جاوا يعني java classes، java programming، java script نيز خواهيم پرداخت خلاصهاي از دستورات جاوا و نحوة برنامهنويسي جاوا و خلاصهاي از مهمترين توابع جاوا را در ادامة متن مورد بررسي قرار خواهيم داد.
اختصارات
API (Application programming Interface)
CERN (Center European pour Ia Recherch Nucleaire)
FIFO (First in first out)
HTML (Hypertext markup language)
HTTP (Hypertext transfer protocol)
JDK (java Developers kit)
JUM (java virtual machine)
OOP (Object oriented programming)
PDA (Personel Digital Assistant)
PC (Personel Computer)
SGML (Standard Generalized markup language)
VRML (Virtual Reality markup language)
WWW (worldwide web)
تعاريف
تاريخچة جاوا
نگاهي به وب و اينترنت و چگونگي به وجود آمدن جاوا
چون جاوا رابطهاي تنگاتنگ با اينترنت دارد بهتر است در ابتدا نگاهي به تاريخچه وب و اينترنت داشته باشيم.
اينترنت به عنوان يك پروژة دولتي ايالات متحدة آمريكا در سال 1969 بدنيا آمد. اين پروژه كه در ابتدا آرپانت (ARPANET) نام داشت فقط چهار كامپيوتر را در نقاط مختلف ايالات متحده بهم وصل ميكرد. آرپانت به تدريج رشد كرد و در سال 1972 پنجاه دانشگاه و مركز تحقيقاتي نظامي در آن فعال بودند در اواخر دهه 1980 متجاوز از هشتادهزار كامپيوتر در اين شبكه عظيم به هم متصل شدند و امروزه نزديك به 100 ميليون كاربر در اين شبكه عضويت دارند و اينترنت به تمام زواياي زندگي رسوخ كرده است.
با آنكه اينترنت جوان نيست اما از تولد وب (World wide web-www) زمان زيادي نميگذرد وب در سال 1989 در آزمايشگاه ارزيابي فيزيك ذرات (CERN) متولد شد. وب حاصل زحمات تيم برنرز-لي (Time Berrers- lee) بود كه تلاش داشت تا فيزيكدانان سراسر دنيا بتوانند اطلاعات خود را در شبكه اينترنت و به صورت ابرمتن (Hyper text) باهم در ميان بگذارند وي براساس زبان عمومي علامتگذاري استاندارد (Standard Generalized Markup Language)
(SGML) يك زبان جديد به نام زبان علامتگذاري ابرمتن (Hyper text Markup Language- HTML) به وجود آورد. براي انتقال اسناد HTML هم يك پروتكل جديد ابداع شد كه پروتكل انتقال ابرمتن (Hypertext Transfer Protocol- HTTP) نام گرفت اين پروتكل وسيلهاي بود براي جستجو، يافتن بازيابي و نيايش سريع اسناد. با استفاده از ابرمتن ميتوان در شبكهاي از منابع، با برنامهاي به نام كاوشگر (Browser) بدنبال اسنادي با ويژگيهاي خاص كاوش كرد.
شروع محبوبيت وب و رشد برق آسا آن با ورود كاوشگر گرافيكي موزائيك (Mosaic) همراه بود موفقيت موزائيك باعث شد تا عدهاي از محققان NCSA شركت نتاسكيپ (Net scape) را تاسيس كنند و اين همان شركتي است كه معروفترين كاوشگر وب يعني Net Scape Navigator را توليد كرده است. اين كاوشگر باعث تسريع در روند رشد اينترنت و وب شده است.
نتاسكيپ با افزودن قابليتهاي بيشمار به كاوشگر خود همه را شگفتزده كرده اولين ويرايش زبان مدلسازي و واقعيت مجازي (Virtaal Reality Markup language -VRML). به بازار آمد و سان جاوا را در يك سيني طلايي به دنيا عرضه كرد. توسعهدهندگان وب با جاوا ابزاري ساختند كه با آن توانستند صفحات تعاملي مالتيمديا در اينترنت به وجود آوردند و اين نقطة عطف جديدي در تاريخچة اينترنت به شمار ميآيد.
تكامل جاوا
جاوا هم مانند اكثر اختراعات مهم حاصل تلاش گروهي دانشمندان پيشتاز است. اما نكتة جالب دربارة جاوا آن اس كه جاوا از ابزارهاي يك پروژه شكست خورده سربرآورد. اگر پروژة گرين (Green) كه شركت سان در سال 1991 آن را شروع
كرد به موفقيت ميانجاميد امروز نه سان ديگر يك شركت كامپيوتري ميبود و نه جاوا متولد ميشد.
يكي از زمينههاي مورد علاقه سان بازار لوازم الكترونيكي بود، پروژه گرين به وجود آمد تا براي اين بازار نرمافزاري پيشرفته خلق كند. مهندسان سان توجه خود را به ميكروپروسسورهايي معطوف كردند كه داراي قابليت استفاده در اينگونه سيستمها باشند.
اگر پروژه گرين ميخواست موفق باشد بايد كاري ميكرد تا سيستم مزبور بتواند براحتي به بسترهاي سختافزاري مختلف منتقل شود. براي اين منظور ابتدا از كامپايلر C++ استفاده شد. ولي بزودي نارساييهاي C++ دراين زمينه خود را نشان دادند.
مهندسان سان خيلي سريع دريافتند كه براي ادامه كار بايد چيزي جديد و قوي خلق كنند. در همين زمان بود كه جيمز گاسيلنگ (James Gosling) كاربر روي زبان جديد اوك (oak) را شروع كرد تقدير آن بود كه اين زبان (java) ناميده شود. چون اداره ثبت نامهاي تجاري نام اوك را رد كرده بود.
به تدريج مهندسين يك دستگاه شبيه (Personal Digital Assistant) PDA ساختند كه در آن از سيستم زبان برنامهنويسي و واسط كاربر جاوا استفاده شده بود. و با وجود ابتدايي بودن توانست توجه مديران سان را به خود جلب كند. بعدها گروهي كه در پروژة گرين كار كرده بودند شركت جاوا سافت (Java Soft) را بنيان نهادند.
متاسفانه بخت با پروژة گرين يار نبود و بعد از چند شكست متوالي سان آن را كنار گذاشت. در همين زمان بود كه عدهاي از محققان NCSA شركت نتاسكيپ را تاسيس كردند و اين اتفاقات با آتشي كه به سرعت دنيا را درمينورديد و شبكة تار عنكبوت جهاني (www) نام داشت همزمان شد.
بنابراين اتفاقي نبود كه مهندسان پروژة گرين به سمت اينترنت و وب به عنوان بستر پروژة سان جلب شوند. چهار سال بعد پروژة گرين به بار نشست و جاوا تبديل به داغترين موضوع اينترنت شد.
همه از برنامهنويسان و طراحان صفحات وب گرفته تا كاربران اينترنت ميخواهند از جاوا استفاده كنند. سان بلافاصله براي جاوا يك كاوشگر هم توليد كرد اين اولين كاوشگري بود كه ميتوانست اپلتهاي جاوا را اجرا كند و نام آن هم هات جاوا (Hot java) بود.
جاوا چيست
جاوا يك زبان برنامهنويسي شيگراي توسعه داده شده توسط شركت سان ميكروسيستم (Sun Microsystem) است. كه كاربردهايي هم در اينترنت دارد. برنامهنوسي آبجكت اورينتد (OOP) است كه توانايي آن را دارد كه از لحاظ نرمافزاري آن را توسعه دهيم. در OOP يك برنامه كامپيوتر با فكر باز و درست مطرح بود كه باشد يك گروه از اشيا كه با يكديگر ارتباط دارند شكل (روش) ديگري براي بهتر شناختن جاوا اين است كه جاوا ميتواند استفاده بشود براي درست كردن برنامههايي كه اجرا ميشوند از صفحههاي وب اين برنامهها Applets ناميده ميشوند.
ويژگيهاي زبان برنامهنويسي جاوا:
1-جاوا است يك محبوب بينالمللي
2-جاوا كوچك و ساده است
3-جاوا شيگرا است.
4-جاوا ايمن است
5-جاوا است يك زبان Multithreaded
6-جاوا يك زبان قابل تفسير است
8-وجود Platformهاي مستقل (لايههاي مستقل)
7 -جاوا هم كامپايلر دارد و هم اينترپرتر
9-جاوا مثل يك زبان سيستمهاي جاسازي شده است.
1-جاوا يك زبان محبوب بينالمللي است
اگرچه كلمه محبوب بينالمللي ممكن است كمي اغراقآميز باشد. ولي جاوا
به سرعت يك انتخاب محبوب براي برنامهنويسي كامپيوتر در درون و خارج اينترنت ميشود. تعداد زيادي از مردم علاقه دارند كه بدانند چگونه جاوا با سربلندي زندگي ميكند.
در مدت زماني كوتاه جاوا يكي از بزرگترين شايعه اينترنت، خبر اصلي روزنامهها و سايتهاي وب و كنفرانسها و بيش از 120كتاب ميشود. حتي اگر كمترين تبليغ را ميداشت مثل سختافزارهاي Tonya صداي آن به گوش همه ميرسيد. زبان برنامهنويسي جاوا مزاياي بيشتري از زبانهاي مثل C++ و ويژوال بيسيك دارد.
2-جاوا كوچك و ساده است
جاوا يك زبان بسيار ساده است چون شما را وادار نميكند تا در محيط جديد كار كنيد و اين براي كساني كه اطلاعات فني ناچيزي درباره كامپيوتر دارند مهم است ساختار زبان جاوا در نگاه اول بسيار شبيه C++ است و اين شباهت باعث ميشود كه برنامهنويساني كه با C و C++ آشنا هستند به راحتي بتوانند با اين زبان كار كنند.
Syntax. آن برنامهنويس را تشويق به توليد برنامههاي پيمانهاي و قابل نگهداري ميسازد.
در هر حال توسعه گران جاوا سعي دارند كه درست كنند زبان راحتتر براي نوشتن، اجرا و يادگيري.
3-جاوا شيگراست
برنامهنويسي شيگرا يا (OOP) يك قدرت سازمان يافته و توسعه يافته نرمافزاري است.
برنامهنويسي شيگرايي در واقع سازماندهي يك برنامه مانند يك دستگاهي از اعضا (componement)ها است كه شيها (objects) ناميده ميشوند.
اين اشيا مستقل از همديگر زندگي ميكنند و قانونهايي براي ارتباط با همديگر دارند. زبان جاوا شامل يك مجموعه از كتابخانههاي كلاسها است كه اينها آماده ميكنند نوع متغيرهاي اصلي، ورودي سيستم و ظرفيت خروجي و توابع ديگر را.
جاوا همچنين شامل كلاسها براي پشتيباني ناحيه كاري، پروتكل اينترنت و توابع رابط كاربر گرافيكي است.
شيگرايي در جاوا به غايت خود رسيده است. جاوا در استفاده از اشيا بسيار مقيد و سختگير است و تخطي از اصول را نميپذيرد.
در C++ شما ميتوانيد از اشيا به موازات برنامهنويسي به سبك قوي استفاده كنيد و اكثراً در پايان كار چنان ملغمهاي به وجود ميآيد كه مديريت آن نه با روشهاي برنامهنويسي شيگرا امكان دارد و نه با روش روشهاي قديمي، جاوا ديگر به شما اجازه نميدهد تا خود را در چنين مخمصهاي گرفتار كنيد.
4-جاوا ايمن است
جاوا با دور انداختن اشارهگرها و بر دوش كشيدن بار مديريت حافظه، برنامهنويسان C/C++ را براي هميشه از كابوسها رهايي بخشيده است. علاوه بر آن چون جاوا زباني براي اينترنت است، از ايمني و حفاظت ذاتي بالاتر برخوردار است. طراحان جاوا از ابتدا يك محيط برنامهنويسي ايمن را مدنظر داشتهاند. مسئله حفاظت سيستمها رابطة تنگاتنگي با اشارهگرها دارد.
اكثر مهاجمان براي ورودي غيرقانوني به سيستمهاي ديگران از اين اشارهگرها استفاده ميكنند. جاوا با حذف اشارهگرها اين راه را سد كرده است.
زبان جاوا را كه براي ايجاد Applet ها و هم براي برنامهاي كاربردي به كار برده ميشود. بيشتر نياز به محيط امن دارد.
زماني كه يك Applet در يك وب پيج ايجاد ميشود. Applet توسط نرمافزار به تنهايي لود ميشود. با كار و تصويرهاي روي صفحه سپس Applet اجرا ميشود روي كامپيوتر user.
اين عمل بايد بالا ببرد يك پرچم خطر قرمز را. براي اينكه يك مقدار چيزهاي مضر ميتوانند رخ بدهند زمانيكه برنامهها اجرا ميشوند.
مانندويروسها، اسبهاي وابسته (Trojan horses)، شبكه ميكر و سا فت و چيزهاي ديگر.
4 – جاوا روي چندين لايه ايمني را آماده كرده است:
4-1) زبان جاوا طراحي شده بينهايت مشكل براي اجراي كدهاي زيان بار.
اين زودودگي از اشارهگرها است يك مرحله بزرگ دراين بابت. اشارهگرها ميتوانند استفاده بشوند براي دسترسي جعلي به قسمتهايي از يك برنامه كه دسترسي آزاد نيست و براي دسترسي به مناطقي از حافظه كه فكر ميشود آنها تغييرناپذيرند.
4-2) لايه ديگر ايمن جاوا بايت كدهاي تصديق كننده آن است.
برنامههاي جاوا كامپايل ميشوند درون مجموعهاي از دستورالعملها كه بايت كد ناميده ميشوند.
قبل از اينكه يك برنامه جاوا اجرا شود يك تصديقكننده چك ميكند هر بايت كد را براي مطمئن شدن كه هر چيزي در آن موردظن و شك خواهد شد.
جاوا چندين حفاظ دارد كه به كار ميروند براي اپلتها براي جلوگيري از مخلوط شدن تصادفي يك برنامه استفاده ميكنند از خشونت برعليه ديسك يوزر.
يك اپلت نميتواند باز شود يا خوانده شود يا نوشته شود روي فايلهاي سيستم يوزر. فايلها را روي سيستم يوزر. زير اپلتهاي جاوا ميتوانند باز شوند در پنجرههاي جديد.
اين پنجرهها يك واژه جاوا (كليد جاوا) هستند و كاري كه شناسايي ميكند هويت آنهارا دارند.
5-جاوا يك زبان Multithreaded است.
جاوا يك زبان Multithreaded است يك زبان Multithreaded گسترش ميدهد اين رفتار براي برنامهها.
بطوريكه بيشتر از يك مجموعه از دستورالعملهاي ميتوانند اجرا شوند بطور همزمان. جاوا مهيا ميكند ابزارهايي براي نوشتن برنامههاي Multithreaded و براي درست كردن اين برنامهها بطور قابل اطمينان در اجرا.
6-جاوا يك زبان تفسيري است.
اين واقعيت كه جاوا يك زبان قابل تفسير است به مسئله امنيت هم كمك ميكند از انجايي كه اجراي هريك از برنامههاي جاوا تحت كنترل سيستم حين اجرا انجام شده سيستم فوق ميتواند برنامه را دربرگرفته ومانع توليد اثرات جانبي خارج از سيستم گردد.
هنگاميكه يك برنامه تفسير ميشود معمولاً كندتر از زماني كه به كدهاي اجرايي كامپايل شود اجرا خواهد شد اما در مورد جاوا اين تفاوت در زمان اجرا چندان زياد نيست. يك
نكتة ديگر اينكه اگرچه جاوا طوري طراحي شده تا تفسير شود اما محدوديتي براي كامپايل كارهاي بايتي آن به كدهاي معمولي وجود ندارد.
همچنان جنبههاي امنيتي جاوا و قابل حمل آن محفوظ ميماند زيرا سيستم حين اجرا همچنان درگير محيط اجرايي ميماند. بسياري از
محيطهاي اجرايي جاوا اين روش درست در آن واحد كامپايل نمودن كدهاي بايتي به كدهاي معمولي را مورد استفاده قرار ميدهند كه چنين سيستمهايي فراهم كننده سطوح قابل رقابت با C++ ميباشند.
7-جاوا هم كامپايلر دارد و هم اينترپرتر
جاوا ويژگيهاي متعددي دار كه آن را منحصر به فرد كرده است. جاوا هم كامپايلر دارد و هم اينترپرتر. براي اجراي برنامه حتماً بايد اينترپرتر هم روي كامپيوتر موردنظر موجود باشد هر كامپايلر جاوا كد اجرايي (exe) توليد نميكند و در عوض يك فايل بينابيني ميسازد كه بايت كد (byte code) نام دارد بايت كد چيزي شبيه به زبان اسمبلي است اما اين زبان مختص هيچ پروسسور خاصي نيست بلكه زبان اسمبلي يك ماشين ويژه به نام ماشين مجازي جاوا.
به نام ماشين مجازي جاوا (java virtual ,machine) است در هنگام اجراي چنين برنامهاي اينترپرتر زمان اجراي جاوا (java runtime interprete) كه روي ماشين مجازي جاوا اجرا ميشود. دستورات فايل بايت كد را به دستورات قابل فهم براي پروسسوري كه روي آن اجرا ميشود تبديل خواهد كرد. شكل زير اين فرآيند رابه تصوير كشيده است:
يكي از بزرگترين ادعاهاي جاوا، آزاد بودن از بستر سختافزاري است. اگر جاوا بخواهد در اينترنت موفق باشد
فایل : 37 صفحه
فرمت : Word
- کاربر گرامی، در این وب سایت تا حد امکان سعی کرده ایم تمام مقالات را با نام پدیدآورندگان آن منتشر کنیم، لذا خواهشمندیم در صورتی که به هر دلیلی تمایلی به انتشار مقاله خود در ارتیکل فارسی را ندارید با ما در تماس باشید تا در اسرع وقت نسبت به پیگیری موضوع اقدام کنیم.