1 

Języki Programowania 

 

 

 

Podstawy Java. Maszyny wirtualne. 

2 

Kompilacja 



Kompilator

 

tłumaczy program zapisany w języku 

wysokiego poziomu na język maszynowy 

my_prog.c 

my_prog.exe 

program wykonywalny 

2 

3 

Kompilacja i platformy 



Każda

 

platforma

 

(procesor + system operacyjny) ma własne unikatowe 

wymagania odnośnie postaci kodu programu wykonalnego 



Dla n języków i m platform potrzebne jest n 



 

m kompilatorów 

PC + UNIX 

PC + Windows 

PC + MacOS 

4 

Maszyna wirtualna (VM) 



Maszyna wirtualna (VM 

─ 

virtual machine

) jest hipotetycznym 

(wirtualnym) komputerem 

 



VM można uruchomić na dowolnym rzeczywistym komputerze jako 
symulator (emulator) 

 



Język maszyny wirtualnej jest językiem pośredniczącym między 
oprogramowaniem a rzeczywistym komputerem. Zapis programu w 
tym języku nosi nazwę 

bytecode 

 



Dla dowolnego języka wystarczy tylko jeden kompilator tego języka 
na język VM 

 

3 

5 

Koncepcja VM 



Niezależnie od liczby platform, dla n języków potrzeba n 
kompilatorów 

Maszyna wirtualna 

– VM 

PC + UNIX 

PC + Windows 

PC + MacOS 

6 

Wady koncepcji VM 



Utrata efektywności 

 



Stosując wspólną maszynę wirtualną VM dla różnych platform sprzętowych nie 

można wykorzystać w pełni jej unikatowych cech przyspieszających wykonanie 

niektórych operacji 



akceleratory graficzne 



operacje DSP ... 

 Sprowadzenie zapisu programu do zunifikowanego bytecode prowadzi do utraty 

efektywności języków w zakresie pewnych konstrukcji programistycznych 



rekursja itp.. 

 

 Idealna maszyna wirtualna w praktyce nie istnieje 
 



W praktyce decydując się na określoną VM dokonuje się kompromisu, godząc 

się na utratę efektywności 



Stąd szybkość programów interpretowanych przez VM jest zwykle mniejsza od 

szybkości programów kompilowanych bezpośrednio na daną platformę 



programy napisane w języku Java są wolniejsze od programów napisanych w języku 
C/C++ 
 
 

4 

7 

JVM 

– wirtualna maszyna Java 

Java 

Maszyna wirtualna Java 

JVM 

PC + UNIX 

PC + Windows 

PC + MacOS 



Maszyna wirtualna Java (

Java Runtime Engine

) jest dostępna dla niemal 

wszystkich platform 

 



JVM dla Windows to 

java.exe 

8 

Maszyny wirtualne 

 Maszyny wirtualne 



dla jednego języka 

 wielu platform 
były znane już wcześniej, ale nie zdobyły większej popularności 
 



Najbardziej dojrzałe rozwiązania wcześniejszych VM to 

 Pascal: 

p-

Machine (połowa lat 80-tych XX w.) 

 Smalltalk: Smalltalk Bytecode Interpreter 
 Prolog: 

WAM 

 

 Smalltalk 80

 

może być uważany za protoplastę języka Java. Rynek 

nie był w roku 1980 przygotowany na taką ideę. Smalltalk 
wyprzedził swój czas o ponad 20 lat 

5 

9 

Wielojęzyczne JVM 



Współczesne implementacje JVM są zdolne do interpretacji 

bytecode

 

generowanego przez różne języki 

10 

Kompilacja programu Java 



Program źródłowy z rozszerzeniem 

.java

 jest kompilowany przez 

kompilator 

javac

 na plik o tej samej nazwie, ale z rozszerzeniem 

.class 



Plik ten zawiera 

bytecode

 dla JVM 

Source code      

Hello.java 

Hello.class 

Hello.java 

Hello.class 

6 

11 

Wykonanie programu Java 

 Bytecode

 jest wykonywany przez JVM 



Bytecode może również pochodzić z innych kompilatorów, np.. JPython, 
JBasic lub Smalltalk/JVM 

Hello 

Hello.class 

Hello.class 

12 

JDK 

– główne elementy 

Java Virtual Machine 

java.exe 

Narzędzia dokumentacji 

javadoc.exe 

Kompilator Java 

javac.exe 

7 

13 

Środowisko JDK / DOS 



Utworzyć program źródłowy 

hello.java 

 



W linii poleceń DOS wywołać 
kompilator 

javac

 

i skompilować 

program 

hello.java 

 



Powstanie bytecode o nazwie 

hello.class 
 



Uruchomić program w JVM 

public class hello{ 
  public static void 
   main(String[] args) 
     { System.out.println 
        ("Hello World"); } 
} 

 

 
C:>javac hello.java 
 
 
C:>java hello 
Hello World 

14 

Środowisko JDK / Windows 



Utworzyć program źródłowy 

hello.java 

 



Wywołać konsolę 

cmd 

 



Wywołać kompilator             
>

javac hello.java   

Powstanie bytecode o nazwie 

hello.class 
 



Uruchomić program w JVM    
>

java hello 

 



Na konsoli                             

pojawi się                                  
tekst                                     

Hello World 

8 

15 

Środowisko JDK / Windows 



Metoda pisania, kompilowania i uruchamiania programów podana na 
poprzednim slajdzie działa, ale jest anachroniczna 



Dziś nie posługujemy się już linią poleceń, bo jest to niewygodne 



Stosuje się specjalnie zaprojektowane graficzne środowiska uruchomieniowe 



Interaktywne, graficzne środowiska uruchomieniowe dla języka Java 

 JBuilder (Borland) 
 NetBeans (Sun Microsystems) 



Swing 

– do budowy GUI 

 Eclipse 

 



Zaletą (ale też i wadą) wymienionych narzędzi jest bogactwo opcji, funkcji 



Nauka jest długa i żmudna 

 Dokumentacja jest bardzo obszerna 

 



Dlatego opracowano uproszczone środowiska uruchomieniowe, przeznaczone 
głównie do celów dydaktycznych 

 BlueJ (University of Kent, Deakin University) 
 jGRASP