Notions About the Java Language - Revizia istoricului

Rhobincu: /* Particularitățile limbajului Java */

2013-10-21T19:43:20Z

Particularitățile limbajului Java

Rhobincu: /* Mașina Virtuală Java (JVM) */

2013-10-21T19:34:09Z

Mașina Virtuală Java (JVM)

Rhobincu: /* Compilarea */

2013-10-21T19:25:04Z

Compilarea

Rhobincu: /* Interpretation */

2013-10-21T19:18:34Z

Interpretation

Rhobincu: Pagină nouă: Java is a programming language developed by the former company Sun Microsystems (actual [http://www.oracle.com/us/technologies/java/overview/index.html Oracle]), launched in 1995. Bas...

2013-10-21T19:17:59Z

Pagină nouă: Java is a programming language developed by the former company Sun Microsystems (actual [http://www.oracle.com/us/technologies/java/overview/index.html Oracle]), launched in 1995. Bas...

Pagină nouă

Java is a programming language developed by the former company Sun Microsystems (actual [http://www.oracle.com/us/technologies/java/overview/index.html Oracle]), launched in 1995. Based on this language and on the idea of a virtual machine, countless technologies emerged, for web and distributed applications ([http://en.wikipedia.org/wiki/Java_(programming_language)]).

== Compilation vs. Interpretation ==

Before presenting the virtual machine mechanism, we must make a brief description of the methods of program implementation for different programming languages.

A computer processor (or computing machines in general) can execute a fixed number of instructions known to the processor, called instruction set. A program can be written directly using these instructions (their mnemonic), i.e. in assembly language, or in a high level language. There are advantages and disadvantages to both.

A program written in assembly language is not portable, so it can be executed only on the machine for which it was written, because it depends on the instruction set that the processor is able to execute, on the operating system running on the machine, on the peripherals , etc. Another disadvantage is that for a relatively simple functionality of the program, a much larger quantity of code must be written as opposed to a high-level language (such as C or Java), which makes code maintenance, as well as development opportunities to be limited. On the other hand, an experienced programmer can make the best optimizations in assembly language, since he has control over all resources.

However, for complex applications, you need a compromise between performance and size / complexity of the code. Thus arose formal, high level languages, which are more intuitive, easier to learn and understand, and abstracts away many of the low-level layers of a computing machine (instruction set , memory map, the stack structure execution, memory allocation, and so on). The advantages are enormous, beginning with the ease of syntax and semantics of a program and ending with the fact that we now have a certain degree of portability. This portability exists because the language itself is unique and an algorithm is described in the same way for any machine, but this issue arises: since a processor only knows how to execute its set of instructions, how to make the transition from a program written in a generic high level language to the assembly language? There are two solutions: interpretation and compilation.

=== Interpretation ===

[[Fișier:interpretation.png|Diagram of the interpretation system]]

[http://en.wikipedia.org/wiki/Interpreter_(computing) Interpretation] of a program is done by another program, called an ''interpreter''. It parses the source code of the program you wish to run and it transforms it in machine code while executing it. The advantage of this approach is that there is the possibility of dynamic code generation, at ''runtime''. An example of an interpreted language is Javascript. This accepts constructs like:

<syntaxhighlight lang="Javascript">
eval("x=10;y=20;document.write(x*y)");
document.write("<br />" + eval("2+2"));
document.write("<br />" + eval(x+17));
</syntaxhighlight>

It can be seen that the function ''eval'' takes a string of characters as an argument, which is dynamically built, then evaluated as a language expression. This is not possible with compiled programs. The major disadvantage of interpreted programs is the low execution speed (the translation from high level language to the machine language is done at the runime).

=== Compilarea ===

[[Fișier:compilare.png|Schema bloc a mecanismului de compilare]]

[http://en.wikipedia.org/wiki/Compiler Compilatorul] este un program care are ca rol, traducerea unui limbaj în alt limbaj. În principiu, acesta este un program de traducere, dar nu între două limbi, ci între două limbaje formale. Diferența dintre limbă și limbaj formal este că acesta din urmă are un set de reguli stricte care fac traducerea riguroasă posibilă pentru un algoritm. Spre deosebire de interpretor, compilatorul face traducerea static, adică la ceea ce se numește ''compile-time'', între limbajul de nivel înalt și limbajul de asamblare a unui procesor specific. Odată programul translatat în limbaj de asamblare, apoi în cod mașină cu ajutorul unui asamblor și al unui linker, acesta este rulat direct pe procesor, fără alte programe ajutătoare.

== Mașina Virtuală Java (JVM) ==

[[Fișier:jvm.png|Schema bloc a mecanismului de execuție a mașinii virtuale]]

Programele Java sunt compilate și apoi interpretate. Motivul pentru acest sistem este introducerea în flow-ul de execuție a unui strat suplimentar, numit [http://en.wikipedia.org/wiki/Java_virtual_machine Mașina Virtuală Java]. După cum îi spune și numele, JVM este un procesor, dar nu unul real, fizic, realizat pe siliciu, ci un procesor virtual, simulat de procesorul gazdă. În esență, mașina virtuală este un alt program. Există două mari avantaje pentru utilizarea acestui concept:
* ''portabilitate'' - mașina virtuală Java are o specificație clară, și fiecare implementare de mașină virtuală este identică, indiferent pe ce procesor rulează; asta implică faptul că odată programul compilat pentru JVM, acesta va rula pe orice implementare, adică pe orice procesor gazdă și pe orice sistem de operare;
* ''securitate'' - layer-ul mașinii virtuale se comportă ca un [http://en.wikipedia.org/wiki/Sandbox_(computer_security) sandbox], astfel încât execuția programului se reflectă în cea mai mare măsură în interiorul mașinii virtuale, și nu în mașina reală, oferind un grad ridicat de protecție.

În prima fază, programul inițial, care este stocat într-un fișier cu extensia .java, este compilat, folosind compilatorul Java (''javac'') și este generat fișierul executabil pentru JVM, care are extensia .class. Acest fișier este încărcat de către mașina virtuală (''java'') și este interpretat.

== Particularitățile limbajului Java ==

Cu toate că sintaxa limbajului Java provine în cea mai mare măsură din C, există unele particularități, în special legate de modul de acces la memorie, care este fundamental diferit:
* în Java nu există pointeri, doar referințe; implicit, nu există aritmetica pointerilor;
* ''runtime checking'' - un sistem care verifică accesul la locațiile de memorie într-un vector și aruncă excepții atunci când se încearcă accesul în zone nepermise;
* ''garbage collection'' - programatorul nu trebuie să țină seama de memoria alocată, o zonă de memorie este eliberată în mod automat atunci când nu mai există referințe active către ea;
* ''distributed computing'' - Java pune la dispoziție în bibliotecile implicite clase care facilitează conectivitatea (java.net) și execuția distribuită (java.rmi);
* ''multithreading'' - Java pune la dispoziție în bibliotecile implicite clase care facilitează execuția concurentă a mai multor metode și sincronizarea acestora.

În plus față de aplicațiile de sine stătătoare (''standalone''), în Java există suport pentru un tip de aplicații numite [http://en.wikipedia.org/wiki/Java_applet applet]-uri, care se execută în interiorul unui browser de web. Acest lucru facilitează dezvoltarea aplicațiilor interactive pe web.

Totuși, poate cel mai important avantaj al limbajului Java, este setul de clase puse la dispoziție de Oracle, numit generic Application Programming Interface, care conține o vastă colecție de funcții deja implementate, gata de a fi folosite pentru o gamă largă de aplicații.

@@ Linia 41: / Linia 41: @@
 In the first phase, the initial program, stored in a file with .java extension is compiled, using the Java compiler (''javac''), and a new, executable file is generated for JVM, having the .class extension. This file is loaded by the virtual machine (''java'') and is interpreted.
-== Particularitățile limbajului Java ==
+== Specific Features of the Java Language ==
-Cu toate că sintaxa limbajului Java provine în cea mai mare măsură din C, există unele particularități, în special legate de modul de acces la memorie, care este fundamental diferit:
+Although the Java language syntax is derived mainly from C, there are certain features, especially related to memory access, which are fundamentally different:
-* în Java nu există pointeri, doar referințe; implicit, nu există aritmetica pointerilor;
+* in Java there are no pointers, only references; implicitly, there is no pointer arithmetic;
-* ''runtime checking'' - un sistem care verifică accesul la locațiile de memorie într-un vector și aruncă excepții atunci când se încearcă accesul în zone nepermise;
+* ''runtime checking'' - a system that verifies the memory locations access in an array, and throws exceptions when access to forbidden areas is requested;
-* ''garbage collection'' - programatorul nu trebuie să țină seama de memoria alocată, o zonă de memorie este eliberată în mod automat atunci când nu mai există referințe active către ea;
+* ''garbage collection'' - the programmer does not need to keep tabs on allocated memory, a memory chunk is automatically freed if there are no more references to it;
-* ''distributed computing'' - Java pune la dispoziție în bibliotecile implicite clase care facilitează conectivitatea (java.net) și execuția distribuită (java.rmi);
+* ''distributed computing'' - Java provides, in its default libraries, classes which facilitate connectivity (java.net) and distributed execution (java.rmi);
-* ''multithreading'' - Java pune la dispoziție în bibliotecile implicite clase care facilitează execuția concurentă a mai multor metode și sincronizarea acestora.
+* ''multithreading'' - Java provides, in its default libraries, classes which facilitate concurrent execution of multiple methods and their synchronization;
-În plus față de aplicațiile de sine stătătoare (''standalone''), în Java există suport pentru un tip de aplicații numite [http://en.wikipedia.org/wiki/Java_applet applet]-uri, care se execută în interiorul unui browser de web. Acest lucru facilitează dezvoltarea aplicațiilor interactive pe web.
+Besides standalone applications, Java also offers support for another type of applications called [http://en.wikipedia.org/wiki/Java_applet applets], which are run inside a web browser. This facilitates development of interactive web applications.
-Totuși, poate cel mai important avantaj al limbajului Java, este setul de clase puse la dispoziție de Oracle, numit generic Application Programming Interface, care conține o vastă colecție de funcții deja implementate, gata de a fi folosite pentru o gamă largă de aplicații.
+However, maybe the most important advantage of the Java language is the set of classes provided by Oracle, generically called the Application Programming Interface (API), containing a vast collection of functions already implemented, ready to be used in any type of application.

@@ Linia 31: / Linia 31: @@
 The [http://en.wikipedia.org/wiki/Compiler compiler] is a program that has the role of translating a programming language in another programming language. Basically, this is a translation program, but not between two tongues, but two formal languages. The difference between a language and a formal language is that the latter has a set of strict rules, making rigorous translation possible for an algorithm. Unlike the interpreter, the compiler does the translation statically, at the compile-time, between the high-level language and the assembly language of a specific processor. Once the program is translated to assembly language, then into machine code with the help of an assembler and a linker, it is ran directly on the processor, without any other additional programs.
-== Mașina Virtuală Java (JVM) ==
+== The Java Virtual Machine (JVM) ==
-[[Fișier:jvm.png|Schema bloc a mecanismului de execuție a mașinii virtuale]]
+[[Fișier:jvm_en.png|Diagram of the JVM execution environment]]
-Programele Java sunt compilate și apoi interpretate. Motivul pentru acest sistem este introducerea în flow-ul de execuție a unui strat suplimentar, numit [http://en.wikipedia.org/wiki/Java_virtual_machine Mașina Virtuală Java]. După cum îi spune și numele, JVM este un procesor, dar nu unul real, fizic, realizat pe siliciu, ci un procesor virtual, simulat de procesorul gazdă. În esență, mașina virtuală este un alt program. Există două mari avantaje pentru utilizarea acestui concept:
+Java programs are compiled then interpreted. The reason for this system is the insertion, in the execution flow, of an extra layer, called the [http://en.wikipedia.org/wiki/Java_virtual_machine Java Virtual Machine]. As the name says, JVM is a processor, but not a real, physical, silicon one, but a virtual processor, simulated by the host CPU. So basically, the virtual machine is another program. There are two main advantages of this concept:
-* ''portabilitate'' - mașina virtuală Java are o specificație clară, și fiecare implementare de mașină virtuală este identică, indiferent pe ce procesor rulează; asta implică faptul că odată programul compilat pentru JVM, acesta va rula pe orice implementare, adică pe orice procesor gazdă și pe orice sistem de operare;
+* ''portability'' - the JVM has a clear specification and each of its implementations is identical, regardless on what hardware it runs on; this entails that once the program is compiled for JVM, it will run on any implementation, on any host CPU and any operating system;
-* ''securitate'' - layer-ul mașinii virtuale se comportă ca un [http://en.wikipedia.org/wiki/Sandbox_(computer_security) sandbox], astfel încât execuția programului se reflectă în cea mai mare măsură în interiorul mașinii virtuale, și nu în mașina reală, oferind un grad ridicat de protecție.
+* ''security'' - the virtual machine layer behaves like a [http://en.wikipedia.org/wiki/Sandbox_(computer_security) sandbox], so that the program's execution is only relevant inside the virtual machine, not in the real machine, offering a high degree of protection.
-În prima fază, programul inițial, care este stocat într-un fișier cu extensia .java, este compilat, folosind compilatorul Java (''javac'') și este generat fișierul executabil pentru JVM, care are extensia .class. Acest fișier este încărcat de către mașina virtuală (''java'') și este interpretat.
+In the first phase, the initial program, stored in a file with .java extension is compiled, using the Java compiler (''javac''), and a new, executable file is generated for JVM, having the .class extension. This file is loaded by the virtual machine (''java'') and is interpreted.
 == Particularitățile limbajului Java ==

@@ Linia 25: / Linia 25: @@
 It can be seen that the function ''eval'' takes a string of characters as an argument, which is dynamically built, then evaluated as a language expression. This is not possible with compiled programs. The major disadvantage of interpreted programs is the low execution speed (the translation from high level language to the machine language is done at the runime).
-=== Compilarea ===
+=== Compilation ===
-[[Fișier:compilare.png|Schema bloc a mecanismului de compilare]]
+[[Fișier:compilation.png|Diagram of the compile system]]
-[http://en.wikipedia.org/wiki/Compiler Compilatorul] este un program care are ca rol, traducerea unui limbaj în alt limbaj. În principiu, acesta este un program de traducere, dar nu între două limbi, ci între două limbaje formale. Diferența dintre limbă și limbaj formal este că acesta din urmă are un set de reguli stricte care fac traducerea riguroasă posibilă pentru un algoritm. Spre deosebire de interpretor, compilatorul face traducerea static, adică la ceea ce se numește ''compile-time'', între limbajul de nivel înalt și limbajul de asamblare a unui procesor specific. Odată programul translatat în limbaj de asamblare, apoi în cod mașină cu ajutorul unui asamblor și al unui linker, acesta este rulat direct pe procesor, fără alte programe ajutătoare.
+The [http://en.wikipedia.org/wiki/Compiler compiler] is a program that has the role of translating a programming language in another programming language. Basically, this is a translation program, but not between two tongues, but two formal languages. The difference between a language and a formal language is that the latter has a set of strict rules, making rigorous translation possible for an algorithm. Unlike the interpreter, the compiler does the translation statically, at the compile-time, between the high-level language and the assembly language of a specific processor. Once the program is translated to assembly language, then into machine code with the help of an assembler and a linker, it is ran directly on the processor, without any other additional programs.
 == Mașina Virtuală Java (JVM) ==

@@ Linia 20: / Linia 20: @@
 eval("x=10;y=20;document.write(x*y)");
 document.write("<br />" + eval("2+2"));
-document.write("<br />" + eval(x+17));
+document.write("<br />" + eval("x+17"));
 </syntaxhighlight>