15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

1

Programowanie w Java 1

Marek Chmielowski

[e-mail]

Koncepcje tworzenia programów

Virtualna Maszyna

Java a internet

Bezpieczeństwo w sieci

Java w przeglądarkach

Program wykładów

Dla Specjalizacji Systemy Informacyjne w

Gospodarce

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

2

Koncepcje tworzenia
programów



Programowanie interakcyjne



Polecenia DOSu z linii komend



Klasyczny Basic z linii komend



Interpretacja instrukcji



Polecenia DOSu z pliku n.p. Autoexec.bat



Klasyczny Basic z programem zapisanym w pliku



Kompilacja



Kompilator C



Delphi



Dołączenie bibliotek



Linker MS



Delphi (automatycznie)



Przenoszalność



Kodu zródłowego (n.p. Delphi 6 i Kylix)



Plików wykonywalnych

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

3

Programowanie interakcyjne



Wykonywane przez interpretator (interpreter) poleceń



N.p. Command.com w DOS-ie



Kod źródłowy wpisywany na bieżąco (raczej krótki i trywialny)



Polecenia wpisuje się na tej samej maszynie która je „natychmiast” wykonuje

(technicznie polecenia mogą być wpisywane w oknie otwartym na innym komputerze)



Różne interpretatory mają różną składnie



W DOS-ie Command.com -> dir



W Linux-ie Bash -> ls



Takie same interpretator mogą występować na w różnych systemach i działać na
różnych procesorach



Cshell we wszystkich unix-ach



interpretatory działają tak samo, są to jednak inne programy ale mające taką samą
funkcjonalność (analogią mogą być zegarki elektroniczne i mechaniczne pokazujące czas)



Przenaszalność



„Przenaszalna” jest wiedza użytkownika pomiędzy tak samo nazwanymi interpretatorami
interakcyjnymi



Różne interpretatory (nawet na tym samym systemie) mają różną składnie (ale bardzo
podobną funkcjonalność ogólną - analogią mogą być zegarki z wskaźnikiem cyfrowym i
wskazówkowym)

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

4

Interpretatory



Wykonywane przez interpretator poleceń z pliku



N.p. Command.com w DOS-ie przetwarzający skrypt (bat)



Klasyczny Basic z programem zapisanym w pliku (bas)



Zwykle istnieje możliwość przełączania się z trybu interakcyjnego na przetwarzanie skryptu



Relatywnie wolne działanie związane z ciągłym przełączaniem się pomiędzy pobieraniem

instrukcji a jej wykonywaniem



Pobranie jednej linii instrukcji



Przetworzenie na instrukcje maszynowe (coś w rodzaju mikro-kompilacji)



Dołączenie wywołań bibliotek systemowych (mikro-likowanie)



Wykonanie powstałego kodu maszynowego



Powtórzenie cyklu dla każdej linii



Plik z poleceniami znajduje się na tej samej maszynie która je „kolejno” wykonuje



Interpretatory różnych języków mają różną składnie



Lisp



Basic



Interpretatory takich samych języków mogą występować w różnych systemach i

działać na różnych procesorach



Basic – prawie wszędzie



Są to jednak inne programy i mają zwykle trochę różne możliwości



Przenaszalność



Prosty kod źródłowy może być przenaszalny (oczywiście tylko w ramach tego samego języka)



Programy graficzne lub sieciowe wymagają zwykle wykonania pewnych zmian przy przenoszeniu na inny system

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

5

Kompilatory



Przetwarzanie poleceń z pliku na język procesora i zapisywanie kodu maszynowego w
innym pliku



N.p. Kompilator C, Delphi



Proces przetwarzania instrukcji jest odseparowany od procesu wykonywania



Relatywnie szybkie działanie związane z jednorazowym przetworzeniem wszystkich instrukcji w
pliku



Wyprodukowany kod maszynowy wymaga dołączenie odwołań do bibliotek systemowych lub
innych uprzednio skompilowanych modułów (proces zwany likowaniem)



Niektóre kompilatory są zintegrowane z linkerem (n.p. Delphi) i wykonują operacje kompilacji i
linkowania automatycznie



Zwykle kompilator przetwarza jeden język programowania ale są kompilatory
wielojęzykowe



Delphi przetwarza składnie Pascala i asemblera



Gcc na Linux-ie przetwarza C, C++, fortran, Ada, ...



Kompilatory tego samego języka programowania mogą występować na w różnych
systemach i działać na różnych procesorach



C – prawie wszędzie



Są to jednak inne programy i mają zwykle trochę różne możliwości



Przenaszalność



Prosty kod źródłowy może być przenaszalny (oczywiście tylko w ramach tego samego języka)



Programy graficzne lub sieciowe wymagają zwykle wykonania pewnych zmian przy przenoszeniu na inny system

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

6

Dołączanie bibliotek



Większość kompilatorów produkuje kod maszynowy który wymaga
dołączenie odwołań do bibliotek systemowych lub innych uprzednio
skompilowanych modułów (proces zwany likowaniem) w celu
wyprodukowania pliku wykonywalnego (n.p. exe)



Linkować można moduły napisane w różnych językach i skompilowane
różnymi kompilatorami n.p. Do programu w Delphi można dołączyć
biblioteki pisane w C (i oczywiście skompilowane kompilatorem C)



Przenaszalność



Linkowane moduły muszą być zgodne ze specyfikacją linkera – jest to jedna
z przyczyn dla której nie można linkować modłów skompilowanych dla
różnych systemów mimo że pracujących na tym samym procesorze



Inną, i zasadniczą, przyczyną są moduły systemowe które muszą być
dołączone lub wołane przez program



Program odwołuje się podczas wykonywania do bibliotek systemowych dołączanych
automatycznie przez system (dynamicznie ładowanych bibliotek DLL), są one oczywiście
różne w różnych systemach

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

7

Koncepcja
nieprzenoszalnego
oprogramowania



Klasyczne kompilatory



Kompilacja i linkowanie wykonywane jest na maszynie
programisty – użytkownik dostaje plik z kodem maszynowym



Brak uniwersalności kompilatora



Produkuje kod maszynowy dla jednego typu procesora



Program wynikowy wymaga dołączenia bibliotek z jednego
(określonego) systemu



Plik wykonywalny jest przenaszalny tylko pomiędzy maszynami
z takim samym procesorem i systemem operacyjnym



Kod źródłowy zwykle wymaga modyfikacji przy zmianie systemu,
a rekompilacji przy zmianie procesora



Rezultatem jest duży nakład pracy dla wyprodukowania
osobnej wersji programu dla każdej kombinacji systemu i
procesora

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

8

Koncepcja Virtualnej
Maszyny



Dla każdej kombinacji procesora i systemu

operacyjnego producent wykonuje specjalny program

i biblioteki implementujące idealny komputer według

jednolitego standardu (Virtualna Maszyna)



Emulator Virtualnej Maszyny (VM) jest instalowany na

maszynach użytkowników



Kompilator programisty wytwarza plik z kodem dla

VM (bytecody)



Jednolity standard zapewnia, że taki program może

być wykonany przez każdą Virtualną Maszynę

niezależnie na jakim systemie czy procesorze została

zaimplementowana

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

9

Znaczenie koncepcji VM
dla internetu



W internecie działają komputery różnych
producentów, z różnymi procesorami i systemami
operacyjnymi



Jednolity standard danych HTML umożliwia wszystkim
różnorodnym komputerom pobieranie i prezentowanie tych
samych danych pobieranych z sieci



Jednolity standard VM umożliwia pobieranie i wykonywanie
tych samych programów przez różnorodne komputery



Ta kompatybilność z internetem jest najważniejszą
przyczyną sukcesu koncepcji VM i przyczyną dla
której warto nauczyć się języka Java

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

10

Java



Java powstała w 1990 r. (pod nazwa

oak) w Sun Microsystems jako język do

programowania kontrolerów urządzeń

elektronicznych (n.p. pralki)



Jako pozostałość kontrolerów istnieją

procesory Javy które implementują w

„hardwarze” standard VM



W 1995 zdano sobie sprawę ze

znaczenia koncepcji VM dla internetu i

zapoczątkowano gwałtowny rozwój Javy

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

11

Problem bezpieczeństwa w
sieci



Ładujemy (także automatycznie) programy z sieci



Nie wiemy kto te programy napisał i co moją one robić



Olbrzymie zagrożenie dla naszego komputera i naszych

danych



Java VM pozwala ograniczyć możliwości działania

programów ładowanych z sieci (głównie apletów)

n.p. Zabraniająć operacji I/O



Inne rozwiązania



„konkurencją” dla Javy miały być komponenty ActiveX

Microsoftu i rozszerzenia standardu HTML w IE



Nie zapewniały one bezpieczeństwa i działały tylko w

produktach Microsoftu – obecnie prawie znikneły z sieci

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

12

Java VM w przeglądarkach



Przeglądarki WWW implementują VM



Umożliwia to automatyczne pobieranie przez
internet specjalnych graficznych programów
java (apletów) i bezpieczne ich wykonywanie



Przeglądarka może sama działać jako
interpreter (wykonywać bez uprzedniej
kompilacji) specjalnego podzbioru instrukcji i
procedur języka Java (Java Script) zapisanych
w kodzie źródłowym w dokumentach HTML

15/02/02

Programowanie Java 1 Copyri
ght Marek A. Chmielowski

13

Program wykładów



Ilustracja koncepcji VM przypomocy JDK firmy SUN, Java VM i

kompilacji z linii komend



Prosty program tekstowy napisany w notepadzie



Kompilacja z linii poleceń



Wykonanie z linii poleceń na pod różnymi systemami



Podstawy składni języka Java



Analogie i różnice z Pascalem



Powtórzenie podstaw programowania obiektowego



Powtórzenie koncepcji przeciążenia metod i konstruktorów



Obsługa zintegrowanego kompilatora (IDE) JBuilder Borlanda



Pisanie kodu



Używanie elementów graficznych



Kompilacja i debugowanie



Pisanie prostych



programów



apletów