Java初级入门之 ONE 计算机语言发展史

来源：互联网发布：淘宝视频课程下载编辑：程序博客网时间：2024/06/05 08:20

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算法是计算机的灵魂，编程语言是塑造计算机灵魂的工具

计算机是如何工作的？对于普通人来说，这很神秘。让计算机具备“灵魂”，可以按照人的意志运行，甚至某天按照计算机自己的意志运行（如果这一天实现，科幻电影《终结者》中的场景也会成为人类社会的可能选项），其核心就是“算法”。 “算法就是计算机的灵魂”算法的实现又依赖于“计算机编程语言”。

计算机编程语言的发展，是随着计算机本身硬件发展而发展的。硬件速度越快、体积越小、成本越低，应用到人类社会的场景就会越多，那么所需要的算法就会越复杂，也就要求计算机编程语言越高级。

最初重达几十吨但一秒只能运算5000次的ENIAC(世界上第一台计算机)，只能做非常小的应用，比如：某些情况的弹道计算。现在任何一个人的手机运算能力都可以秒杀那个年代地球上所有计算机运算能力的总和。

计算机编程语言的发展历经了从低级到高级发展。发展的核心思想就是“让人更容易编程”。越容易使用的语言，就有越多人使用；越多人使用，就有越多协作；越多协作，就可以创造越复杂的物体；现代社会，一个软件动辄几十人协作、几百人协作、甚至几千人协作也成为可能，这自然就为开发复杂软件提供了“人力基础”。这是一个人类普遍的社会现象，越容易使用的工具，通过使用数量，通过大量人的协作，彻底改变某个行业甚至人类社会。

计算机语言经历了三代：第一代是机器语言，第二代是汇编语言，第三代是高级语言。

第一代语言：机器语言(相当于人类的原始阶段)

机器语言由数字组成所有指令。当让你使用数字编程，写几百个数字、甚至几千个数字，每天面对的是纯数字，我大胆预测：“程序员群体100%会有精神问题”。

机器语言通常由数字串组成（最终被简化成01），对于人类来说，机器语言过于繁琐。使用机器语言，人类无法编出复杂的程序。如下为一段典型的机器码：

1. 0000,0000,000000010000 代表 LOAD A, 16

2. 0000,0001,000000000001 代表 LOAD B, 1

3. 0001,0001,000000010000 代表 STORE B, 16

第二代语言：汇编语言（相当于人类的手工业阶段）

为了编程的方便，以及解决更加复杂的问题。程序员开始改进机器语言，使用英文缩写的助记符来表示基本的计算机操作。这些助记符构成了汇编语言的基础。如下是一些常见的汇编语言助记符(单词)比如：LOAD、MOVE之类，这样人更容易使用了。识别几百、几千个单词，感觉要比几百几千个数字，美妙多了。汇编语言相当于人类的手工业社会，需要技术极其娴熟的工匠，但是开发效率也非常低。

汇编语言虽然能编写高效率的程序，但是学习和使用都不是易事，并且很难调试。另一个复杂的问题，汇编语言以及早期的计算机语言（Basic、Fortran等）没有考虑结构化设计原则，而是使用goto语句来作为程序流程控制的主要方法。这样做的后果是：一大堆混乱的调转语句使得程序几乎不可能被读懂。对于那个时代的程序员，能读懂上个月自己写的代码都成为一种挑战。

汇编语言仍然应用于工业电子编程领域、软件的加密解密、计算机病毒分析等。

第三代：高级语言（相当于人类的工业阶段）

对于简单的任务，汇编语言可以胜任。但是随着计算机的发展，渗透到了工作生活的更多的方面，一些复杂的任务出现了，汇编语言就显得力不从心（应该说是程序员使用汇编语言解决复杂问题出现了瓶颈）。于是，出现了高级语言。像我们熟知的C、C++、Java等等都是高级语言。

高级语言允许程序员使用接近日常英语的指令来编写程序。例如，实现一个简单的任务：A+B=C , 使用机器语言、汇编语言和高级语言的的实现如下图2所示。

图2 三代计算机语言的直观对比

从上面这个简单的加法计算，可以看出越到高级语言，越接近人的思维，人使用起来就越方便。

高级语言的出现，尤其是面向对象语言的出现，相当于人类的工业社会，高级语言极其易用，编程门槛和难度大大降低，大量的人员进入软件开发行业，为软件爆发性的增长提供了充足的人力资源。目前以及可预见的将来，计算机语言仍然处于“第三代高级语言”阶段。

Java语言介绍

Java发展简史

1991年，James Gosling在SUN公司的工程师小组想要设计这样一种小型计算机语言。该语言主要用于像电视盒这样的消费类电子产品。另外，由于不同的厂商选择不同的CPU和操作系统，因此，要求该语言不能和特定的体系结构绑在一起，要求语言本身是中立的，也就是跨平台的。所以，将这个语言命名为“Green”，类似于绿色软件的意思。后来，改名为Oak，橡树的意思。改名后发现已经有一种语言叫这个名字了，再改名叫Java。Java语言发展到今天经历了一系列的过程：

1991年，SUN公司的Green项目，Oak

1995年，推出Java测试版

1996年，JDK1.0

1997年，JDK1.1

1998年，JDK1.2，大大改进了早期版本缺陷，是一个革命性的版本，更名为Java2。

2004年，J2SE 5.0 (1.5.0) Tiger老虎

2006年，J2SE 6.0 (1.6.0) Mustang野马

2011年，JavaSE7.0 Dolphin海豚

2014年，JavaSE8.0

Java的核心优势

Java为消费类智能电子产品而设计，但智能家电产品并没有像最初想象的那样拥有大的发展。然而90年代，Internet却进入了爆发式发展阶段，一夜之间，大家都在忙着将自己的计算机连接到网络上。这个时侯，遇到了一个大的问题。人们发现连接到Internet的计算机各式各样，有IBM PC、苹果机、各种服务器等等，不仅硬件CPU不同，操作系统也不同，整个的网络环境非常复杂。这个时候，程序员们希望他们编写的程序能够运行在不同的机器，不同的环境中，这需要一种体系中立的语言（即跨平台）。Java的研发小组忽然发现他们用于小范围的语言也可以适应Internet这个大环境。

跨平台是Java语言的核心优势，赶上最初互联网的发展，并随着互联网的发展而发展，建立了强大的生态体系，目前已经覆盖IT各行业的“第一大语言”，是计算机界的“英语”。

虽然，目前也有很多跨平台的语言，但是已经失去先机，无法和Java强大的生态体系抗衡。Java仍将在未来几十年成为编程语言的主流语言。

Java各版本的含义

JavaSE（Java Standard Edition）：标准版，定位在个人计算机上的应用

这个版本是Java平台的核心，它提供了非常丰富的API来开发一般个人计算机上的应用程序，包括用户界面接口AWT及Swing，网络功能与国际化、图像处理能力以及输入输出支持等。在上世纪90年代末互联网上大放异彩的Applet也属于这个版本。Applet后来为Flash取代，Flash即将被HTML5取代。

JavaEE（Java Enterprise Edition）：企业版，定位在服务器端的应用

JavaEE是JavaSE的扩展，增加了用于服务器开发的类库。如：JDBC是让程序员能直接在Java内使用的SQL的语法来访问数据库内的数据；Servlet能够延伸服务器的功能，通过请求-响应的模式来处理客户端的请求；JSP是一种可以将Java程序代码内嵌在网页内的技术；

JavaME（Java Micro Edition）：微型版，定位在消费性电子产品的应用上

JavaME是JavaSE的内伸，包含J2SE的一部分核心类，也有自己的扩展类,增加了适合微小装置的类库：javax.microedition.io.*等。该版本针对资源有限的电子消费产品的需求精简核心类库，并提供了模块化的架构让不同类型产品能够随时增加支持的能力。

Java的特性和优势

跨平台/可移植性

这是Java的核心优势。Java在设计时就很注重移植和跨平台性。比如：Java的int永远都是32位。不像C++可能是16，32，可能是根据编译器厂商规定的变化。这样的话程序的移植就会非常麻烦。

安全性

Java适合于网络/分布式环境，为了达到这个目标，在安全性方面投入了很大的精力，使Java可以很容易构建防病毒，防篡改的系统。

面向对象

面向对象是一种程序设计技术，非常适合大型软件的设计和开发。由于C++为了照顾大量C语言使用者而兼容了C，使得自身仅仅成为了带类的C语言，多少影响了其面向对象的彻底性！Java则是完全的面向对象语言。

简单性

Java就是C++语法的简化版，我们也可以将Java称之为“C++-”。跟我念“C加加减”，指的就是将C++的一些内容去掉；比如：头文件，指针运算，结构，联合，操作符重载，虚基类等等。同时，由于语法基于C语言，因此学习起来完全不费力。

高性能

Java最初发展阶段，总是被人诟病“性能低”；客观上，高级语言运行效率总是低于低级语言的，这个无法避免。Java语言本身发展中通过虚拟机的优化提升了几十倍运行效率。比如，通过JIT(JUST IN TIME)即时编译技术提高运行效率。将一些“热点”字节码编译成本地机器码，并将结果缓存起来，在需要的时候重新调用。这样的话，使Java程序的执行效率大大提高，某些代码甚至接待C++的效率。