Introduction to Java Programming Lecture 1: Introduction To Java And Computers 2/

2 Java 2 程式設計從零開始 作者 : 何嘉益、黃世陽 李篤易、張賀閔 Java 2 程式設計從零開始 附 CD 包含書中範例檔 本書使用 JDK 6.0 上奇科技出版 上奇科技 Text Book For Lab (Recommended)

最新 Java2 程式設計實例 入門 ( 增訂第三版 ) 最新 Java2 程式設計實例 入門 作者 : 高橋麻奈 附 CD 包含書中範例檔 本書使用 JDK 5.0. 博碩文化 出版 博碩文化 3

4 Text Book Recommended Java How To Program 7th Edition, by Deitel & Deitel Java How To Program 7th Edition, by Deitel & Deitel Book includes a CD- ROM with Java programs and other supplemental materials. 全華圖書代理 4

5 Text Book Recommended Introduction to Java Programming (7th Edition), by D. LiangD. Liang Book includes a CD- ROM with Java programs and other supplemental materials. 全華圖書代理

這門課會用到的軟體 –Sun’s JDK (Required 必備的 Java 開發工具 ) :Sun’s JDK Java Development Kit, JDK 6 Update x –The JCreator IDE (Optional 選用的編輯、編譯軟體 ) (IDE : Integrated Development Environment) –NetBeans IDE (Optional) 6

7 What Is a Computer? Computer – 可以輸入、儲存資料，可以對資料進行計算與邏 輯運算，可以輸出、顯示資料的機器 Computer programs – 由一行一行的程式組成，用來處理資料 Hardware – 電腦的實體設備，包括 : 主機板、 CPU 、顯示卡、 硬碟、記憶體、光碟機 … 等 Software – 可以在電腦上執行的 Programs

8 Computer Organization Six logical units of computer system –Input unit ( 輸入 ) 滑鼠、鍵盤 –Output unit ( 輸出 ) 螢幕、印表機、喇叭 –Memory unit ( 記憶體 ) 電腦運作期間，用來放置資料 –Arithmetic and logic unit (ALU) 執行計算與邏輯的運算 –Central processing unit (CPU) 控制、指揮 軟硬體的運作 –Secondary storage unit ( 輔助儲存設備 ) 硬碟、 Floppy disk  2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.

9 Computer Instructions 計算機程式 (Computer programs) 由一行一行的程式指令 (instructions) 組成 指令以二進位 (binary) 的數字存放在記憶體 (RAM) 中，稱之為機器語言 (machine code) 例如 “add to” “register 15“ ( 加到 ) ( 暫存器 15) 指令也可能包含資料 (data) 例如 (Add 100 to register 15)

10 Computer Instructions 記憶體中的每一個位元組 (byte) 都有相對應的 地址 Address Contents one computer instruction another instruction

11 Execute a program 執行 (execute) 一個程式時，作業系統 (The operating system : Windows, Linux or MacOS) 有一個工具程式叫做 loader ，會把程式從硬碟 複製到記憶體中，我們只要 “ 告訴 ” CPU 程式 第一行的地址，然後讓程式從第一行開始執 行就行了 但是我們怎麼知道什麼二進位的數字可以組 成一個我們希望電腦執行的程式呢 這就是我們學像 Java 這種程式語言的目的

12 Programming Languages 高階程式語言 (High-level programming languages) 是利用我們平常所使用的語言 ( 英文 ) 及符號來寫 程式 編譯器 (compiler) 是一個程式，可以把高階程式 語言轉換成機器語言 C++ C Fortran Java VB 都是高階程式語言

13 Typical Compilation z = x + y; (load x into reg 1) (add y to reg 1) (store reg 1 into z) 但是 : compiler 是針對某一種 CPU 設計的，所以 這些機器語言的指令只能給這種 CPU 執行 編譯器把這些指令編譯成機器碼 :

14 Java Compilation z = x + y; (iload_0) (iload_1) (iadd) (istore_2) 編譯器把這些指令編譯成 “ 虛擬 ” 的機器 碼 (“virtual“ machine code) ，稱為 “ 位元 碼 “ (“byte codes”) :

15 Java Execution 位元碼可以經由直譯器 (Java interpreter) 來執行 Java interpreter (JVM - Java virtual machine) 可 以把位元碼轉換成適用於某種 CPU 的機器碼 所以，不管是哪一種電腦，只要這個電腦有 安裝適用於這個電腦的 JVM ，就能執行任何 的 Java byte codes

History of Java A group of 13 Sun employees including James Gosling started the “Green Project” in 1991 with the intention of planning for the next wave in computing. Gosling’s contribution to the project was an entirely new processor independent language call “Oak”. 16

17 History of Java (continued) To make a long story short, people at Sun decided to use this new language for the web. At the Sun World conference in May 1995, Marc Andreessen of Netscape announced an agreement to integrate Java into its browser. This meant that webpages were no longer going to be static. Over the next few years, java became very popular for writing applets (small programs included on webpages) Today in addition to writing applets, Java is used for writing large applications as well as applications for mobile devices For more on the history of Java, check out:

18 Basics of a Typical Java Environment Java programs normally undergo five phases (Java 程式的執行 ) –Edit ( 編輯 ) Programmer writes program (and stores program on disk) –Compile ( 編譯 ) Compiler creates bytecodes from program –Load ( 載入 ) Class loader stores bytecodes in memory –Verify ( 安全性驗證 ) Verifier ensures bytecodes do not violate security requirements –Execute ( 直譯與執行 ) Interpreter translates bytecodes into machine language  2003 Prentice Hall, Inc. All rights reserved.

Another Basic Step for Java Programming Debugging ( 除錯 ) –Check program execution and output to ensure program compiles and runs as expected –If it doesn’t, make corrections in the edit phase and repeat the remaining steps 19