История возникновения и развития языка программирования Си (С++) и Java (языка программирования Си (С++) и Java)

Содержание:

Введение

В настоящее время развитие IT-технологий растет с огромной скоростью. И с каждым днем становится все сильней востребованным на рынке, ведь сложно представить современный мир без информационных технологий. И для решений этих задач существует целая сфера людей, занимающихся информационной занятностью. Им в этом помогают языки программирования. Язык программирования – это формальный язык, используемый для написания компьютерных, мобильных и не только, приложений. Он определяет набор сематических, синтаксический и лексических правил, позволяющих определять внешний вид и функциональность, которое выполнит ЭВМ под её управлением.

Можно сказать, что первые языки программирования возникали ещё до появления современных электронных вычислительных машин: уже в XIX веке были изобретены устройства, которые можно с долей условности назвать программируемыми — к примеру, музыкальная шкатулка (и позднее механическое пианино) посредством металлического цилиндра и Жаккардовый ткацкий станок посредством картонных карт. Для управления ими использовались наборы инструкций, которые в рамках современной классификации можно считать прототипами предметно-ориентированных языков программирования. Значимым можно считать «язык», на котором леди Ада Августа в 1842 году написала программу для вычисления чисел Бернулли для аналитической машины Чарльза Бэббиджа, ставшей бы, в случае реализации, первым компьютером в мире, хотя и механическим — с паровым двигателем.

В 1930—1940 годах А. Чёрч, А. Тьюринг, А. Марков разработали математические абстракции (лямбда-исчисление, машину Тьюринга, нормальные алгоритмы соответственно) — для формализации алгоритмов.

В это же время, в 1940-е годы, появились электрические цифровые компьютеры и был разработан язык, который можно считать первым высокоуровневым языком программирования для ЭВМ — «Plankalkül», созданный немецким инженером К. Цузе в период с 1943 по 1945 годы.

Программисты ЭВМ начала 1950-х годов, в особенности таких, как UNIVAC и IBM 701, при создании программ пользовались непосредственно машинным кодом, запись программы на котором состояла из единиц и нулей и который принято считать языком программирования первого поколения (при этом разные машины разных производителей использовали различные коды, что требовало переписывать программу при переходе на другую ЭВМ).

Первым практически реализованным языком стал в 1949 году так называемый «Краткий код», в котором операции и переменные кодировались двухсимвольными сочетаниями. Он был разработан в компании Eckert–Mauchly Computer Corporation, выпускавшей UNIVAC-и, созданной одним из сотрудников Тьюринга, Джоном Мокли. Мокли поручил своим сотрудникам разработать транслятор математических формул, однако для 1940-х годов эта цель была слишком амбициозна. Краткий код был реализован с помощью интерпретатора.

Обновлённые версии перечисленных языков до сих пор имеют хождение в разработке программного обеспечения, и каждый из них оказал определённое влияние на последующее развитие языков программирования. Тогда же, в конце 1950-х годов, появился Алгол, также послуживший основой для ряда дальнейших разработок в этой сфере. Необходимо заметить, что на формат и применение ранних языков программирования в значительной степени влияли интерфейсные ограничения.

У каждого языка программирования есть спецификация и стандарты. Они устанавливаю рамки написания программного кода. Это облегчает программистам решать трудные задачи вместе. Цель этого исследования заключается в истории возникновении таких языков как: С++ и Java

1. История и развитие языка С++

1.1. История возникновения языка

Язык С++ был придуман в начале 1980 Бьёрном Страуструп. Этот язык является усовершенствованным рядом языка С. Разрабатывался под собственные нужны компании Bell Labs. Разрабатывая C с классами, Страуструп написал программу cfront[en] — транслятор, перерабатывающий исходный код C с классами в исходный код простого C. Это позволило работать над новым языком и использовать его на практике, применяя уже имеющуюся в UNIX инфраструктуру для разработки на C. Новый язык, неожиданно для автора, приобрёл большую популярность среди коллег и вскоре Страуструп уже не мог лично поддерживать его, отвечая на тысячи вопросов.

К 1983 году в язык были добавлены новые возможности, такие как виртуальные функции, перегрузка функций и операторов, ссылки, константы, пользовательский контроль над управлением свободной памятью, улучшенная проверка типов и новый стиль комментариев (//). Получившийся язык уже перестал быть просто дополненной версией классического C и был переименован из C с классами в «C++». Его первый коммерческий выпуск состоялся в октябре 1985 года.

До начала официальной стандартизации язык развивался в основном силами Страуструпа в ответ на запросы программистского сообщества. Функцию стандартных описаний языка выполняли написанные Страуструпом печатные работы по C++ (описание языка, справочное руководство и так далее). Лишь в 1998 году был ратифицирован международный стандарт языка C++: ISO/IEC 14882:1998 «Standard for the C++ Programming Language»; после принятия технических исправлений к стандарту в 2003 году — следующая версия этого стандарта — ISO/IEC.

Имя языка, получившееся в итоге, происходит от оператора унарного постфиксного инкремента C ++ (увеличение значения переменной на единицу). Имя C+ не было использовано потому, что является синтаксической ошибкой в C и, кроме того, это имя было занято другим языком. Язык также не был назван D, поскольку «является расширением C и не пытается устранять проблемы путём удаления элементов C».

1.2. Развитие и стандартизация языка С++

В 1985 году вышло первое издание «Языка программирования C++», обеспечивающее первое описание этого языка, что было чрезвычайно важно из-за отсутствия официального стандарта. В 1989 году состоялся выход C++ версии 2.0. Его новые возможности включали множественное наследование, абстрактные классы, статические функции-члены, функции-константы и защищённые члены. В 1990 году вышло «Комментированное справочное руководство по C++», положенное впоследствии в основу стандарта. Последние обновления включали шаблоны, исключения, пространства имён, новые способы приведения типов и булевский тип. Стандартная библиотека C++ также развивалась вместе с ним. Первым добавлением к стандартной библиотеке C++ стали потоки ввода-вывода, обеспечивающие средства для замены традиционных функций C printf и scanf. Позднее самым значительным развитием стандартной библиотеки стало включение в неё Стандартной библиотеки шаблонов.

Стандарт C++ состоит из двух основных частей: описание ядра языка и описание стандартной библиотеки. Первое время язык развивался вне формальных рамок, спонтанно, по мере встававших перед ним задач. Развитию языка сопутствовало развитие кросс-компилятора cfront. Новшества в языке отражались в изменении номера версии кросс-компилятора. Эти номера версий кросс-компилятора распространялись и на сам язык, но применительно к настоящему времени речь о версиях языка C++ не ведут. Лишь в 1998 году язык стал стандартизированным. C++ поддерживает как комментарии в стиле C (/* комментарий */), так и однострочные (// вся оставшаяся часть строки является комментарием), где // обозначает начало комментария, а ближайший последующий символ новой строки, который не предварён символом \ (либо эквивалентным ему обозначением ??/), считается окончанием комментария. Плюс этого комментария в том, что его не обязательно заканчивать, то есть обозначать окончание комментария.

Спецификатор inline для функций. Функция, определённая внутри тела класса, является inline по умолчанию. Данный спецификатор является подсказкой компилятору и может встроить тело функции в код вместо её непосредственного вызова.

Квалификаторы const и volatile. В отличие от С, где const обозначает только доступ на чтение, в C++ переменная с квалификатором const должна быть инициализирована. volatile используется в описании переменных и информирует компилятор, что значение данной переменной может быть изменено способом, который компилятор не в состоянии отследить. Для переменных, объявленных volatile, компилятор не должен применять средства оптимизации, изменяющие положение переменной в памяти (например, помещающие её в регистр) или полагающиеся на неизменность значения переменной в промежутке между двумя присваиваниями ей значения. В многоядерной системе volatile помогает избегать барьеров памяти 2-го типа.

С 2009 года велась работа по обновлению предыдущего стандарта. Предварительная версия нового стандарта сначала называлась C++09, спустя год — C++0x. Стандарт был опубликован в 2011 году и получил название C++11. В него были включены дополнения в ядро языка и расширение стандартной библиотеки, в том числе большую часть TR1. Следующая версия стандарта, C++14, вышла в августе 2014 года. Она содержит в основном уточнения и исправления ошибок предыдущей версии.

Последняя на текущий момент действующая версия стандарта — C++17, опубликованная в декабре 2017 года. Основным изменением стало введение в стандартную библиотеку параллельных версий стандартных алгоритмов и удаление устаревших и крайне редко используемых элементов.

C++ продолжает развиваться, чтобы отвечать современным требованиям. Одна из групп, разрабатывающих язык C++ и направляющих комитету по стандартизации C++ предложения по его улучшению — это Boost, которая занимается, в том числе, совершенствованием возможностей языка путём добавления в него особенностей метапрограммирования.

Никто не обладает правами на язык C++, он является свободным. Однако сам документ стандарта языка (за исключением черновиков) не доступен бесплатно. В рамках процесса стандартизации, ISO выпускает несколько видов изданий. В частности, технические доклады и технические характеристики публикуются, когда «видно будущее, но нет немедленной возможности соглашения для публикации международного стандарта.» До 2011 года было опубликовано три технических отчёта по C++: TR 19768: 2007 (также известный как C++, Технический отчёт 1) для расширений библиотеки в основном интегрирован в C++11, TR 29124: 2010 для специальных математических функций, и TR 24733: 2011 для десятичной арифметики с плавающей точкой. Техническая спецификация DTS 2 014 (по файловой системе) была утверждена в начале 2015 года, и остальные технические характеристики находятся в стадии разработки и ожидают одобрения.

В марте 2016 года в России была создана рабочая группа РГ21 С++. Группа была организована для сбора предложений к стандарту C++, отправки их в комитет и защиты на общих собраниях Международной организации по стандартизации (ISO). Специальным случаем является безымянное пространство имён. Все имена, описанные в нём, доступны только в текущей единице трансляции и имеют локальное связывание. Пространство имён std содержит в себе стандартные библиотеки C++.

1.3. Необъектно-ориентированные особенности

Необъектно-ориентированные особенности имеют следующие типы:

• Символьные: char, wchar_t (char16_t и char32_t, в стандарте C++11).
• Целочисленные знаковые: signed char, short int, int, long int 
• Целочисленные беззнаковые: unsigned char, unsigned short, int, unsigned int, unsigned long int(и unsigned long long int, в стандарте C++11).
• С плавающей точкой: float, double, long double.
• Логический: bool.
• Операции сравнения возвращают тип bool. Выражения в скобках после if, while приводятся к типу bool.
• Функции могут принимать аргументы по ссылке. Функции могут возвращать результат по ссылке. Cсылки сходны с указателями, со следующими особенностями: перед использованием ссылка должна быть инициализирована; ссылка всегда указывает на один и тот же адрес; в выражении ссылка обозначает непосредственно тот объект или ту функцию, на которую она указывает, обращение же к объекту или функции через указатель требует разыменование указателя.

1.4. Объектно-ориентированные особенности в С++

Язык С++, относится к объектно-ориентированному языку программирования. Объектно-ориентированное программирование (ООП) предоставляет возможность создавать объекты, которые объединяют свойства и поведение в самостоятельный союз, который затем можно многоразово использовать. Это дает нам не только читаемость кода, но понимание кем является объект. Помимо встроенных типов данных, таких как int, double, string и т.п., в языке можно определять собственные типы и классы. Класс предназначен для описания типа объектов. То есть, по сути, класс — это некий план объекта, а объект — это реализация класса.

ООП состоит из трех основных принципах инкапсуляция, наследование, полиморфизм. Это три важнейших принципа, придающих объектам свойства. Рассмотрим подробнее.

Инкапсуляция – это объединение в одно целое данных и алгоритмы их обработки, иными словами, позволяет максимально изолировать объект, тем самым повышает качество разработки программ. В C++ этому помогают специальные ключевые слова, такие как private, protected, public позволяющее контролировать доступ из вне см. таб. 1.

Доступ	private	protected	public
Сам класс	да	да	да
Наследники	нет	да	да
Извне	нет	нет	да

Таблица 1. Доступ к свойствам классов

Проверка доступа происходит во время компиляции, попытка обращения к недоступному члену класса вызовет ошибку компиляции.

Наследование – это свойство объектов порождать своих потомков, т.е объект-потомок автоматически наследует все свойства и методы объекта-родителя. Это дает нам возможность дополнять объекты новыми полями и также заменять их. В С++ наследование от каждого класса может быть публичным, защищённым или закрытым см. таб.2.

Доступ базового класса	Private	Protected	Public
Private- наследование	недоступен	private	private
Protected- наследование	недоступен	protected	protected
Public- наследование	недоступен	protected	public

Таблица 2. Доступность свойств объекта

По умолчанию базовый класс наследуется как закрытый.

Полиморфизм – это свойство родственных объектов решать схожие задачи по смыслу. В С++ поддерживается два вида полиморфизма: динамический полиморфизм и параметрический полиморфизм.

Параметрический полиморфизм представлен:

• Аргументами по умолчанию для функций
• Перегрузка функций: функция с одним именем может иметь разное число и разные по типу аргументы.
• Механизмом шаблонов

Динамический полиморфизм реализуется с помощью виртуальных методов и иерархии наследования. Полиморфным в C++ является тип имеющий хотя бы один виртуальный метод

1.5. Достоинства и недостатки

С++ — язык, складывающийся эволюционно. Каждый элемент С++ заимствовался из других языков отдельно и независимо от остальных элементов (ничто из предложенного С++ за всю историю его развития не было новшеством в Computer Science), что сделало язык чрезвычайно сложным, со множеством дублирующихся и взаимно противоречивых элементов, блоки которых основаны на разных формальных базах.

Критики С++ не противопоставляют ему какой-либо конкретный язык, а наоборот, утверждают, что для всякого случая применения С++ всегда существует альтернативный инструментарий, позволяющий решить ту же задачу более эффективно и качественно. В свою очередь, сторонники С++ считают некорректным сравнивать различные аспекты С++ с совершенно различными языками, так как общий набор средств и возможностей С++ существенно шире, чем в большинстве языков, с которыми проводится сравнение, и сама по себе широта возможностей, на их взгляд, является веским оправданием несовершенства каждой отдельно взятой возможности. Более того, по их мнению, высокая совместимость с Си является одной из принципиальных черт языка, и потому все недостатки С++ оправданы преимуществами, предоставляемыми этой совместимостью.

Достоинства:

• Высокая совместимость с языком Си
• Вычислительная производительность
• Поддержка различных стилей программирования: структурное, объектно-ориентированное, обобщённое программирование, функциональное программирование, порождающее метапрограммирование.
• Автоматический вызов деструкторов объектов (в порядке обратном вызову конструкторов) упрощает и повышает надёжность управления памятью и другими ресурсами (открытыми файлами, сетевыми соединениями, т. п.).
• Перегрузка операторов
• Шаблоны (дают возможность построения обобщённых контейнеров и алгоритмов для разных типов данных)
• Возможность расширения языка для поддержки парадигм, которые не поддерживаются компиляторами напрямую
• Доступность. Для С++ существует огромное количество учебной литературы, переведённой на всевозможные языки

Недостатки:

• Плохо продуманный синтаксис сужает спектр применимости языка
• Язык не содержит многих важных возможностей
• Язык содержит опасные возможности
• Производительность труда программистов на языке оказывается неоправданно низка
• Громоздкость синтаксиса
• Тяжелое наследие
• Необходимость следить за памятью

1.6. Вывод

Основываясь на исследования описанного выше, можно судить о хорошем преимуществе языка С++. Главной особенностью которого является очень большую гибкость использования, производительность. Возможность использования обектно-ориентированного программирования позволяет разрабатывать большие и сложные приложения используя популярные патерны программирования. Можно легко интегрировать с другими языками программирования. Есть конечно и недостатки это его сложный порог вхождения.

2. История и развития языка Java

2.1. История возникновения

К концу 1980-х и в начале 1990-х гг. объектно-ориентированное программиро­вание на C++ стало основной методикой программирования. И в течение некото­рого, хотя и непродолжительного периода времени казалось, что программисты наконец изобрели идеальный язык. Ведь язык C++ сочетал в себе высокую эффективность и стилистические элементы языка С наряду с объектно-ориентирован­ным подходом, и поэтому его можно было использовать для создания самых раз­ных программ. Но, как и прежде, уже вызревали факторы, которые должны были в очередной раз стимулировать развитие языков программирования. Прошло еще несколько лет, и развитие Всемирной паутины и Интернета достигло “критиче­ской массы”, что и привело к еще одной революции в программировании.

Язык Java был разработан компанией Sun Microsystems Патрик Нотон в 1995 году. Нотон, хотя и не рассчитывал на то, что кто-то обратит внимание на его письмо, все же изложил свои претензии, беспощадно раскритиковав недостатки Sun Microsystems, в частности, разрабатываемую в тот момент архитектуру ПО NeWS. К удивлению Нотона, его письмо возымело успех: оно было разослано всем ведущим инженерам Sun Microsystems, которые не замедлили откликнуться и высказать горячую поддержку своему коллеге и одобрение его взглядов на ситуацию в Sun Microsystems. Обращение вызвало одобрение и у высшего руководства компании, а именно, у Билла Джоя, основателя Sun Microsystems, и Джеймса Гослинга, начальника Нотона.

Java – это строго типизированный объектно-ориентированный язык программирования. Изначально язык назывался Oak и был предназначен для программирования бытовых устройств. В дальнейшим его переименовали в Java. Был назван в честь марки кофе Java, который в свою очередь получил названия в честь острова Ява.

В результате работы проекта мир увидел принципиально новое устройство, карманный персональный компьютер Star7, который опередил своё время более чем на 10 лет, но из-за большой стоимости в 50 долларов не смог произвести переворот в мире технологии и был забыт.

С середины 1990-х годов язык стал широко использоваться для написания клиентских приложений и серверного программного обеспечения. Тогда же определённое распространение получила технология Java-апплетов — графических Java-приложений, встраиваемых в веб-страницы; с развитием возможностей динамических веб-страниц в 2000-е годы технология стала применяться редко.

2.2. Развитие и стандарты языка

Языка Java начал свое развитие с 1996 года. Вышла первая версия JDK (Java Development Kit) 1.0 созданный компанией Oracle Corporation. JDK – это бесплатно распространяемый стандарт библиотек классов написанных на языке Java включающий в себя компилятор javac. Далее в феврале 1997 года, вышло более значимое дополнение JDK 1.1, включающее в себя:

• обширное изменение событий библиотеки AWT в язык добавлены внутренние классы
• JavaBeans (классы в языке Java, написанные по определённым правилам. Они используются для объединения нескольких объектов в один для удобной передачи данных)
• JDBC (соединение с базами данных) — платформенно-независимый промышленный стандарт взаимодействия Java-приложений с различными СУБД
• RMI (программный интерфейс вызова удаленных методов)
• ограниченная рефлексия (модификация во время выполнения невозможна, есть только наблюдение собственной структуры)

8 декабря 1998 Oracle выпустила JDK 1.2 под кодовым названием Playground. Следующей базовой версией Java стала версия Java 2, символизировавшая собой второе поколение. Первой версии Java 2 был присвоен номер 1.2. С появлением версии 2, SUN Microsystems стала выпускать Java в виде пакета J2SE (Java 2 Platform Standard Edition — Стандартная версия платформы Java 2) и теперь номера версий указываются применительно к этому продукту.

Java 2, или Java 2.0 — дальнейшее развитие и усовершенствование спецификации исходного стандарта языка и платформы Java, на который теперь принято ссылаться как на Java 1.0. В настоящее время спецификация платформы Java 2 продолжает интенсивно развиваться и обогащаться, пополняясь новыми возможностями, особенно из-за конкуренции с платформой .Net, перенявшей у Java ряд ключевых особенностей.

• Основными усовершенствованиями Java 2 по сравнению с Java 1.0 являются:
• Swing включен в спецификацию платформы Java 2
• Коллекции
• Policy файлы
• Цифровые сертификаты пользователя
• Библиотека Accessibility
• Java 2D
• Поддержка технологии drag-and-drop
• Полная поддержка Unicode, включая поддержку ввода на японском, китайском и корейском языках
• Поддержка воспроизведения аудиофайлов нескольких популярных форматов
• Полная поддержка технологии CORBA
• Включение в JDK для Java 2 JIT-компилятора, улучшенная производительность
• Усовершенствования инструментальных средств JDK, включая поддержку профилирования Java-программ

30 сентября 2004 была выпущена еще одно спецификация JDK 5.0 с кодовым названием Tiger. C этой версии изменена официальная индексация, вместо Java 1.5 правильнее называть Java 5.0. Внутренняя же индексация Sun осталась прежней — 1.x. Минорные изменения теперь включаются без изменения индексации, для этого используется слово «Update» или буква «u», например, Java Development Kit 5.0 Update 22. Предполагается, что в обновления могут входить как исправления ошибок, так и небольшие добавления в API, JVM.

В данной версии разработчики внесли в язык целый ряд принципиальных дополнений:

• Перечислимые типы (англ. enum). Ранее отсутствовавшие в Java типы оформлены по аналогии с C++, но при этом имеют ряд дополнительных возможностей
  • Перечислимый тип является полноценным классом Java, то есть может иметь конструктор, поля, методы, в том числе скрытые и абстрактные.
  • Перечисление может реализовывать интерфейсы.
  • Для перечислений имеются встроенные методы, дающие возможность получения значений типа по имени, символьных значений, соответствующих именам, преобразования между номером и значением, проверки типа на то, что он является перечислимым.
• Аннотации — возможность добавления в текст программы метаданных, непосредственно не влияющих на выполнение кода, но допускающих использование для получения различных сведений о коде и его исполнении. Одновременно выпущен инструментарий для использования аннотированного кода. Одно из применений аннотаций — упрощение создания тестовых модулей для Java-кода.
• Средства обобщённого программирования (англ. generics) — механизм, аналогичный средствам языков Ada и Eiffel (позже также появились и в C#, принципиально отличаются от шаблонов C++), дающий возможность создавать классы и методы с полями и параметрами произвольного объектного типа. С использованием данного механизма реализованы новые версии коллекций стандартной библиотеки Java.
• Методы с неопределённым числом параметров.
• Autoboxing/Unboxing — автоматическое преобразование между скалярными типами Java и соответствующими типами-обёртками (например, между int — Integer). Наличие такой возможности сокращает код, поскольку исключает необходимость выполнения явных преобразований типов в очевидных случаях.
• Разрешён импорт статических полей и методов.
• В язык введён цикл по коллекции объектов (итератор, англ. foreach).
• Было введено использование Javadoc-комментариев, которые используются для автоматического оформления документации по комментариям в исходном коде.

Глобальный релиз состоялся 11 декабря 2006 года, кодовое имя Mustang. Изменена официальная индексация — вместо ожидаемой 6.0 версия значится как 6. Минорные изменения, как и в Java 5.0, вносятся в обычные обновления версии, например, Java Standard Edition Development Kit 6 Update 27. Внесены следующие изменения:

• Коллекции — добавлены интерфейсы для организации очереди, работающей с двух сторон коллекции; организовывающие поиск по ближайшему соответствию; блокирующие себя во время ожидания элемента. Организованы новые классы, реализующие перечисленные интерфейсы.
• Добавлена поддержка японского императорского календаря (наряду с уже существующими григорианским и буддийским календарями).
• Доступны классы-потоки для чтения и передачи сжатых данных, с возможностью передачи их по сети. Сняты ограничения на количество файлов в архиве (ранее 64 Кб), длину названия файла (ранее 256 символов) и количество одновременно открытых файлов (ранее 2000 шт).
• Организована система управления кэшем и добавлена поддержка параметра «no-cache» в HTTP-запросе.
• JConsole, графический мониторинг JVM, стала официально поддерживаемой утилитой.
• Java HTTP Server, позволяет создать полноценный HTTP-сервер, с минимально необходимыми функциональными свойствами.
• Повысилась скорость вычислений на 70 %, скорость операций ввода-вывода возросла в два раза.
• Swing — улучшена работоспособность OpenGL и DirectX; обработка текста на LCD; добавлен GifWriter, для работы с файлами формата GIF.
• Исправлено большое количество ошибок.

Стандарты Java не особо отличаются от синтаксиса других си-подобных языков, но есть свои некоторые особенности такие как, чувствительность к регистру, для именования методов используется lowerCamelCase, для именования классов используется UpperCamelCase.

Особенность Java заключается в том, что Java код переводиться в байт код и выполняется на определенной виртуальной машине JVM (Java virtual machine). JVM – это программа, позволяет запускать Java код на любых устройствах или операционных системах . Что позволяет запускать программы не зависимо от платформы, будь то Windows или Linux или мобильное устройство. И дает достаточный прирост к оптимизации приложения и управлению памятью.

2.3 Объектно-ориентированные особенности языка

По прицепам ООП язык Java практически не чем не отличается от других объектно-ориентированных языков. Единственное что к этому языку хорошо подходит принцип абстракция. Абстракция означает использование простых вещей для описания чего-то сложного. Например, мы все знаем как пользоваться телевизором, но в тоже время нам не нужно обладать знаниями о том, как он работает чтобы смотреть его. В Java под абстракцией подразумеваются такие вещи, как объекты, классы и переменные, которые в свою очередь лежат в основе более сложного кода. Использование данного принципа позволяет избежать сложности при разработке ПО. Основная цель использования данной концепции — это уменьшение сложности компонентов программы за счет скрытия от программиста, использующего эти компоненты, ненужных ему подробностей. Это позволяет реализовать более сложную логику поверх предоставленной абстракции, не вдаваясь в подробности ее реализации. Приготовление кофе с помощью кофемашины является хорошим примером абстракции. Все, что нам надо знать, что бы ей пользоваться: как налить воды, засыпать кофейные зерна, включить и выбрать вид кофе, который хотим получить. А, как машина будет варить кофе — нам знать не нужно.

В данном примере кофемашина представляет собой абстракцию, которая от нас скрывает все подробности варки кофе. Нам лишь остается просто взаимодействовать с простым интерфейсом, который не требует от нас каких-либо знаний о внутренней реализации машины.

Этот же подход можно использовать и в объектно-ориентированных языках программирования, таких как Java. Многие опытные компании рекомендуют использовать подход DRY (Don't Repeat Yourself). Это один из основополагающих принципов разработки программного обеспечения в Java. Суть этого правила заключается в том, чтобы избегать появления одинакового кода в различных частях программы. Это достигается за счет вынесения дублирующихся строк кода в методы. Single Responsibility (принцип единственной ответственности). Еще один важный принцип, пренебрегать которым не стоит. Суть его в том, что каждый класс должен иметь только одно назначение. Ответственность класса должна лежать исключительно в области его функциональности. Если вы планируете в перспективе вносить изменения в программу, то инкапсулируйте по максимуму код, сделав приватными все его поля и методы. По мере того, как ваше приложение будет изменяться, расширяйте по мере необходимости доступ до protected, но не злоупотребляйте с public. Open Closed Design (принцип открытости/закрытости). Делайте все методы и классы закрытыми для модификации, но открытыми для расширения.

2.4 Достоинства и недостатки

Java – универсальный объектно-ориентированный язык со строгой типизацией. В нём реализован принцип WORA (от английского: write once, run anywhere). Это позволяет запускать приложения везде, где есть среда исполнения JRE (от английского: Java Runtime Environment). Механизм работы программ следующий. Исходный материал транслируется в байт-код, который обрабатывается виртуальной машиной Java (JVM). При этом не имеет значения, какая операционная система установлена на устройстве. Что дает огромное преимущество над большем количеством языков. Из достатков стоит отметить:

• Простота – первое техническое достоинство Java. У него чёткие синтаксические правила и понятная семантика. Рациональность и краткость очень полезны для обработки кода машинами с ограниченным объёмом ресурсов. Для встроенных устройств создана специальная платформа Java Micro Edition.
• Объектно-ориентированный подход. За 3 десятилетия он доказал свою эффективность. Суть состоит в том, что в центре внимания находятся данные (объекты), интерфейсы и алгоритмы вторичны. Другими словами, мы отталкиваемся от результата при выборе инструментов, способов их применения.
• Безопасность. Важнейший критерий, учитывая применение языка в сетевых / распределенных средах. Разработчики проделали большую работу по защите платформы Java. И она продолжается. Обойти или взломать механизмы защиты крайне сложно. Пример: использование классов, имеющих цифровую подпись. Полные права предоставляются только при полном доверии автору класса.
• Производительность. Изначально она вызывала вопросы. Новые версии динамических компиляторов Java не уступают традиционным из других платформ. Мощный прирост скорости обработки даёт оптимизация тех фрагментов кода, которая исполняется чаще. При необходимости те или иные приёмы оптимизации включаются или отменяются JIT-компилятором.
• Надёжность – одно из важнейших преимуществ. Программы на Java стабильно работают в любых условиях. Компилятор способен выявить ошибки ещё до выполнения кода, то есть на ранних стадиях. Контроль выполнения позволяет предотвратить сбои в памяти (например, из-за неточного указателя). Сами указатели можно применять не везде, а только там, где это необходимо (скажем, в работе со связными списками).
• Независимость от аппаратной части и ОС. Важно лишь наличие исполняющей среды и JVM. А компьютерная архитектура в целом значения не имеет. Байт-код легко интерпретируется на любой машине. Подход доказал свою состоятельность во многом благодаря динамической компиляции. Кроссплатформенностью отличается также интерфейс, реализованный в системных библиотеках.
• Динамичность и адаптируемость. Эта особенность позволяет Java не теряться в постоянно изменяющейся среде. При необходимости можно добавить в библиотеки новые объекты, методы. При этом трогать приложения, использующие данные библиотеки не нужно. Отследить информацию о структуре объектов, их поведении, о ходе выполнения программы очень легко.
• Удобные и эффективные сетевые возможности. Приложения умеют находить нужные объекты в сети и открывать к ним доступ. Причём так же легко, как будто мы имеем дело с локальной файловой системой. Имеется обширная программная библиотека для передачи данных по самым распространённым протоколам: FTP, HTTP, TCP/IP. Работает механизм вызова удалённых методов.

Недостатки не такие критичные но они все же есть:

• Низкое, в сравнении с другими языками, быстродействие, повышенные требования к объему оперативной памяти (ОП).
• Большой объем стандартных библиотек и технологий создает сложности в изучении языка.
• Постоянное развитие языка вызывает наличие как устаревших, так и новых средств, имеющих одно и то же функциональное назначение.
• Так же там перечислялись некоторые особенности языка:
• Java является полностью объектно-ориентированным языком. Например, C++ тоже является объектно-ориентированным, но в нем есть возможность писать программы не в объектно-ориентированном стиле, а в Java так нельзя.
• Реализован с использованием интерпретации Р-кода (байт-кода). Т.е. программа сначала транслируется в машинонезависимый Р-код, а потом интерпретируется некоторой программой-интерпретатором (виртуальная Java-машина, JVM).

2.5. Вывод

Основываясь на исследование языка Java, можно сделать вывод что у этого языка очень интересная история развития. Главной изюминкой хотелось бы отметить его возможности, да он не такой быстродейственный как например С++, за то это компенсирует возможность запускать приложение написанные на Java на любой платформе. Сейчас трубно представить современный мир без смартфонов на платформе Android, как раз язык Java и является основным для этой платформы. Для начинающих программистов очень просто в освоение, востребован на рынке.

Заключение

В заключении хотелось бы отметить, что эти C++ и Java очень сильные языки. Каждый из них силен в чем то своем. Например С++, быстрый, оптимизированный при правильном использовании, по сравнению с Java, но при это отсутсвует кроссплатформенность. Мое мнение что все языки хорошо, и у всех своя история и развитие, какой то язык развивается быстро, какой то медленее. Выбирать язык программирования стоит под определенные задачи, и брать в разработку тот, что обладает большим преимуществом над остальными.

Библиография

https://ru.wikipedia.org/wiki/Java

https://topjava.ru/blog/oops-concepts-in-java

https://ru.wikipedia.org/wiki/C%2B%2B

Язык программирования С++ (Бьерн Страуструп)

Философия Java (Брюс Эккель)