Java学习笔记系列-入门篇-计算机编程语言

Java学习笔记

Java学习笔记是一个持续更新的系列，工作多年，抽个空对自身知识做一个梳理和总结归纳，温故而知新，同时也希望能帮助到更多正在学习Java 的同学们。

本系列目录：

入门篇

• 计算机基础
• 计算机编程语言
• 面向对象的编程思想

什么是编程语言

语言是人与人之间沟通交流的工具，不同的地区也有不同的语言习惯，我们在社会活动中，也会因为一些原因被迫去学习其他语言，编程语言就是一种人与计算机沟通的工具，计算机目前还听不懂人话，可能随着科技的发展，未来我们也许就不需要学习任何编程语言了，机器自己就能像人一样学习并完善自己的程序，我们可以像与人沟通那样与机器进行沟通交流。
目前计算机编程语言依然是程序设计的最重要的工具，它是指计算机能够接受和处理的、具有一定语法规则的语言。

发展历史

就和人类的甲骨文到如今的汉字一样，编程语言也经历了几十年的变迁，它经历了机器语言、汇编语言、高级语言三个阶段。

机器语言

指令以二进制代码形式存在，它是计算机的设计者通过计算机的硬件结构赋予计算机的操作功能，也是第一代计算机语言。

计算机使用的是由“0”和“1”组成的二进制数，在计算机诞生之初，人们只能用计算机的语言对计算机发出指令，即写出一串串由“0”和“1”组成的指令序列交由计算机执行，这种计算机认识的语言，就是机器语言。

汇编语言

使用助记符表示一条机器指令（如用ADD表示运算符号“+”的机器代码），为了克服了机器语言繁杂难写易出错的缺点，人们就用与代码指令实际含义相近（助记符）的英文缩写词、字母和数字等符号来取代指令代码，于是就产生了汇编语言。

汇编语言像机器指令一样，是硬件操作的控制信息，因而仍然是面向机器的语言，虽然它使用起来还是比较繁琐费时，通用性也差，但是其目标程序占用内存空间少，运行速度快，有着高级语言不可替代的用途。

高级语言

不论机器语言还是汇编语言都是面向机器的语言，对机器过度依赖，这要求使用者必须熟悉机器硬件，对计算机的推广十分不利，因此人们试图寻找一种与自然语言语义相近并为计算机所接受和执行的计算机语言也就是高级语言，它是面向人类的语言。

计算机并不能直接接受高级语言编写的源程序，需要通过“翻译程序”翻译成机器语言形式的目标程序，计算机才能识别和执行。

常用的高级语言

• 面向过程编程的语言
  C语言
  计算机编程的基础语言。作为一种使用时间最长的编程语言，C语言在编程中较之其他高级语言与计算机系统更加接近，因此其也成为了软件编程的基础，它是面向过程编程的语言。
  C++
  基于C语言出现的一种视窗软件编程语言，它也是面向过程。

• 面向对象的语言
  Java
  随着网络系统的不断发展，C、C++等面向过程的语言遇到了一些问题，Java语言因其对网络环境的适应性，进而成为了网络软件编程的主要语言。
  类似还有像c#，python，scala等都属于面向对象的语言。

• 数据库开发语言
  当前计算机系统应用中，数据库系统占据着较为重要位置，数据库开发中，其常用的编程语言包括了SQL，Visual Basic与Access等语言类型。

本系列笔记之后的内容主要以Java语言为主。

Java语言概述

SUN公司（Stanford University NetWork，斯坦福大学网络公司）1995年推出的一门面向对象编程的高级编程语言，由Sun Microsystems的前计算机科学家詹姆斯·高斯林（James Gosling，Java之父）在20世纪90年代中期开发。

起因

20世纪90年代，硬件领域出现了单片式计算机系统，这种价格低廉的系统一出现就立即引起了自动控制领域人员的注意，因为使用它可以大幅度提升消费类电子产品（如电视机顶盒、面包烤箱、移动电话等）的智能化程度。
Sun公司为了抢占市场先机，在1991年成立了一个称为Green的项目小组，詹姆斯和一群技术人员创建了一个名为Oak的项目专攻计算机在家电产品上的嵌入式应用。
Sun公司研发人员并没有开发一种全新的语言，而是根据嵌入式软件的要求，对C++进行了改造，去除了留在C++的一些不太实用及影响安全的成分，并结合嵌入式系统的实时性要求，开发了一种称为Oak的面向对象语言。
1992年的夏天，Oak语言开发成功，但是直到1995年，Oak才迎来了机会，互联网蓬勃发展，业界为了使死板、单调的静态网页能够“灵活”起来，急需一种软件技术来开发一种程序，这种程序可以通过网络传播并且能够跨平台运行。这个时候，Sun公司首先推出了可以嵌入网页并且可以随同网页在网络上传输的Applet，并将Oak更名为Java（Oak此时已被别人注册），5月23日，Sun公司在Sun world会议上正式发布Java和HotJava浏览器。

1996年1月，Sun公司发布了Java的第一个开发工具包（JDK 1.0），这是Java发展历程中的重要里程碑，标志着Java成为一种独立的开发工具，随着Web技术的不断成熟，Java逐渐成为Web开发人员的首选语言。

应用领域

• Android应用
  许多的 Android应用都是Java程序员开发者开发。虽然 Android运用了不同的JVM以及不同的封装方式，但是代码还是用Java语言所编写。相当一部分的手机中都支持JAVA游戏，这就使很多非编程人员都认识了JAVA。

• 企业级应用
  Java在金融行业，电子商务领域等企业的应用非常广泛，很多第三方交易系统、银行、金融机构都选择用Java开发

• 大数据平台开发
  Hadoop以及其他大数据处理技术很多都是用Java。

• 嵌入式领域
  Java在嵌入式领域发展空间很大，包括一些家用电器，机顶盒，车载终端等设备。

语言特性

• 面向对象
  Java是一个面向对象的语言，类（class）是数据和操作数据的方法的集合。数据和方法一起描述对象（object）的状态和行为，每一对象是其状态和行为的封装。类可以被继承，是按一定体系和层次安排的，Java程序是用类来组织的。

• 健壮性
  吸收了C语言的优点，去掉了影响健壮性的部分，提供了一个相对安全的内存管理和访问机制，能够自动处理对象的引用和间接引用，自动回收无效对象。

• 跨平台性
  Java程序一次编译即可多次运行，主要是因为Java依托Jvm环境运行，不同的平台只需要安装对应平台的JVM，所有java程序都是在Jvm环境下运行。

• 分布性
  Java既支持各种层次的网络连接，又以Socket类支持可靠的流（stream）网络连接，所以用户可以产生分布式的客户机和服务器

核心机制

Java的核心机制是垃圾回收机制和Jvm虚拟机。

结语

不同的语言都有自己的特性和应用场景，选语言就是选职业，而选职业首先要选行业，先想想自己想从事哪个行业的软件开发，以及行业现状如何，与其他行业进行对比，最后看看这里面最好的公司都是用哪些技术和语言，有时这样的选择确实很难，但是无论如何都恭喜你，看到这里的人肯定是做出了选择，不管任何语言学到最后都是殊途同归，学习的过程贵在坚持，祝福你这条路上勇往直前，永不止步。