Міністерство освіти і науки України Національний університет “Львівська політехніка” Кафедра ЕОМ / Лабораторна робота №1 з дисципліни Кросплатформенні засоби програмування на тему: «Основи розробки програм мовою Java» Львів – 2014 Мета: Оволодіти основами розробки програм мовою Java. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Програми написані мовою Java виконуються в середовищі виконання програм Java, яке у термінології Java називається JRE (Java Runtime Environment). Струкруно це середовище складається двох елементів: стандартних бібліотек класів Java та віртуальної машини Java, яка у термінології Java називається JVM (Java Virtual Machine). JVM в свою чергу складається з блоку перевірки безпечності коду програми, інтерпретатора або JIT (Just-in-time) компілятора та блоку керування пам’яттю. Виконання програм написаних мовою Java починається з виклику JRE та передачі у нього скомпільованого у байт-код файлу з розширенням *.class, що містить main метод. Якщо файлів *.class є багато, то вони можуть бути заархівованими у файл з розширенням *.jar. При цьому у файлі-архіві *.jar мають міститися файли класів і ресурсів програми, а клас, який містить main метод має бути вказаний в декларативному заголовку Main-Class (Main-Class manifest header). Для створення власних програм наявність JRE є недостатньою, оскільки JRE здатне лише виконувати байт-код, але не генерувати його в процесі компіляції, бо не містить компілятора. Тому для створення власних програм мовою Java необхідно встановити JDK (Java Development Kit), яке підтримує ту версію Java, якою ви будете писати програми. На відміну від JRE JDK містить компілятор, який називається javac, набір утиліт, які працюють в режимі командного рядка та набір бібліотек для платформ Java SE і Java EE. JDK так само як і JRE є безкоштовним, та разом з усією необхідною документацією і вихідним кодом бібліотек Java може бути вільно завантаженим з сайту фірми-виробника Oracle. Встановивши JDK можна приступати до розробки програм мовою Java. Типова програма на мові Java складається з файлів з кодом програми на мові Java, які мають розширення *.java. Для їх компіляції в байт-код використовується компілятор javac. Наприклад, для компіляції програми на мові Java, що міститься у файлі example.java необхідно ввести в командному рядку ОС: javac example.java в результаті успішного виконання цієї команди одержимо example.class – файл з байт-кодом, який готовий до виконання у JRE. Нажаль, JDK не є інтегрованим середовищем розробки та не має графічного інтерфейсу, що ускладнює процес написання та відлагодження програм мовою Java. Для полегшення процесу розробки програм мовою Java компанія Oracle і сторонні виробники пропонують інтегровані середовища розробки з графічним інтерфейсом та відлагоджувачами, які в своїй роботі використовують JDK. Тому для їх встановлення спочатку необхідно встановити JDK. Такими середовищами є: NetBeans IDE - безкоштовне інтегроване середовище розробки для всіх платформ. Java - Java ME, Java SE і Java EE. Пропагувалося Sun Microsystems, як базовий засіб для розробки ПЗ на мові Java і інших мовах (C, C++, PHP, Fortran тощо). Eclipse IDE – одне з найпопулярніших безкоштовних інтегрованих середовищ розробки для Java SE, Java EE і Java ME. Пропагується IBM, як базовий засіб для розробки ПЗ на мові Java і інших мовах (C, C++, Ruby, Fortran тощо). IntelliJ IDEA - інтегроване середовище розробки для платформ Java SE, Java EE і Java ME. Розробник - компанія JetBrains. Розповсюджується в двох версіях: безкоштовної (Community Edition) та комерційної пропрієтарної (Ultimate Edition). JDeveloper - інтегроване середовище розробки для платформ Java SE, Java EE і Java ME. Розробник - компанія Oracle. BlueJ - інтегроване середовище розробки програм на мові Java, створене в основному для використання в навчанні, але також підходить для розробки невеликих програм. КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ 1. Що таке JRE? 2. Яка структура JRE? 3. Що таке JVM? 4. Що таке JIT компілятор? 5. Що таке JDK? 6. В чому полягає відмінність між JRE і JDK? 7. Які інтегровані середовища розробки програм мовою Java ви знаєте? 8. Наведіть основні етапи написання та запуску програми написаної мовою Java. ВІДПОВІДІ НА КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ 1. JRE (Java Runtime Environment) - середовищі виконання програм Java. 2. Середовище складається двох елементів: стандартних бібліотек класів Java та віртуальної машини Java - JVM (Java Virtual Machine). 3. JVM (Java Virtual Machine) - набір комп'ютерних програм та структур даних, що використовують модель віртуальної машини для виконання інших комп'ютерних програм чи скриптів. 4. JIT(Just-in-time) compiler - компіляція «на льоту» — це компілятор, який використовується для збільшення продуктивності програмних систем, що використовують байт-код, шляхом трансляції байт-коду в машинний код безпосередньо під час роботи програми. 5. JDK(Java Development Kit) - безплатно розповсюджуваний Oracle (раніше Sun) комплект розробника застосунків на мові Java, який включає в себе компілятор Java (javac), стандартні бібліотеки класів Java, приклади, документацію, різноманітні утиліти і виконавчу систему Java (JRE). 6. На відміну від JRE JDK містить компілятор, який називається javac, набір утиліт, які працюють в режимі командного рядка та набір бібліотек для платформ Java SE і Java EE. 7. NetBeans IDE - безкоштовне інтегроване середовище розробки для всіх платформ Java - Java ME, Java SE і Java EE. Пропагувалося Sun Microsystems, як базовий засіб для розробки ПЗ на мові Java і інших мовах (C, C++, PHP, Fortran тощо). Eclipse IDE – одне з найпопулярніших безкоштовних інтегрованих середовищ розробки для Java SE, Java EE і Java ME. Пропагується IBM, як базовий засіб для розробки ПЗ на мові Java і інших мовах (C, C++, Ruby, Fortran тощо). IntelliJ IDEA - інтегроване середовище розробки для платформ Java SE, Java EE і Java ME. Розробник - компанія JetBrains. Розповсюджується в двох версіях: безкоштовної (Community Edition) та комерційної пропрієтарної (Ultimate Edition). JDeveloper - інтегроване середовище розробки для платформ Java SE, Java EE і Java ME. Розробник - компанія Oracle. BlueJ - інтегроване середовище розробки програм на мові Java, створене в основному для використання в навчанні, але також підходить для розробки невеликих програм. 8. Виконання програм написаних мовою Java починається з виклику JRE та передачі у нього скомпільованого у байт-код файлу з розширенням *.class, що містить main метод. Переданий у JRE байт-код програми поступає у блок перевірки безпечності коду програми, який здійснює три головні перевірки: - перевірка чи переходи відбуваються в допустимі місця програми; - перевірка чи дані є ініціалізовані і посилання є типізовані; - жорстка перевірка можливості доступу до приватних секцій класів і пакетів. Перші дві перевірки переважно відбуваються при завантаженні програми в JRE, а остання – в процесі виконання програми, коли одні класи звертаються до полів інших класів. Після успішного завершення перевірки байт-коду JVM емулює (виконує) набір інструкцій, написаних для JVM, інтерпретуючи їх або використовуючи JIT компілятор. Сучасні JVM використовують JIT компілятор, який одночасно компілює частини байт-коду, що мають аналогічну функціональність. Завдяки цьому зменшується кількість часу, що необхідна для компіляції порівняно з використанням інтерпретатора. ЗАВДАННЯ 1. Написати, скомпілювати, налагодити та запустити програму на мові Java, яка виводитиме на екран прізвище, ім’я та групу автора програми. 2. Скласти звіт про виконану роботу з приведенням тексту програми та результату її виконання. 3. Дати відповідь на контрольні запитання. ВИКОНАННЯ Код програми public class Hello { /** * Main - entry point * @param args - console parameters */ public static void main(String[] args) { String message="всв"; System.out.println(message); } } Результат виконання У даній лабораторній роботі я ознайомився з процесом написання програм на мові Java. Вивчив основні складові, які потрібні для розробки програм на Java. Написав першу програму на мові Java, яка виводить в консоль моє прізвище і групу використовуючи середовище розробки Eclipse. Згенерував документацію до програми. Навчився відлагоджувати програму за допомогою відлагоджувача (дебагера). Висновок На даній лабораторній роботі я ознайомився з мовою програмування Java. Оволодів основами розробки програм на цій мові.