Преподаватель который помогает студентам и школьникам в учёбе.

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

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время одним из основных языков программирования, используемым для разработки коммерческих программных продуктов является Си (С++). После появления языка программирования Jаvа господство Си (С++) слегка поколебалось, однако, вскоре в последнее время программисты поспешили вернуться к своей прежней привязанности. Данные языки программирования имеют общие особенности, примерно 90% совпадений при изучении.

Язык программирования С++ успешно используется во многих областях приложения, далеко выходящих за указанные рамки. Применение С++ осуществляется на многих компьютерах – от мини- до супер-ЭВМ и на всех операционных системах [1].

Требования современных приложений к безопасности, высокой производительности и работоспособности распределенной среде, нейтральными к архитектуре, что поспособствовали пересмотру взглядов на сам процесс создания и распределения приложений на множестве ЭВМ различной архитектуры. Требования к переносимости создали необходимость отказаться от обычного принятого способа создания и доставки бинарных файлов, которые содержали машинные коды и, следовательно, были привязаны к определенной платформе. Тогда компания SunMicrosystems создает систему разработки Java, которая удовлетворяет всем вышеперечисленным требованиям.

Объектом исследования является история возникновения и развития языков программирования Си (С++) и Java.

Предметом исследования изучение и ознакомление с историей возникновения и развития языков программирования Си (С++) и Java.

Целью данной работы является рассмотреть и проанализировать историю возникновения и развития языков программирования Си (С++) и Java.

Для решения поставленной цели предложены следующие задачи:

- изучить историю создания и общую характеристику языка программирования Си (С++);

-рассмотреть историю развития языка программирования Си (С++);

-проанализировать историю создания и общую характеристику языка программирования Java;

-рассмотреть историю развития языка программирования Java;

-сравнить основные характеристики языков программирования Си (С++) и Java.

Содержание курсовой работы содержит введение, основную часть, представленную двумя главами, заключение и список литературы.

1. История возникновения и развития Си (С++)

1.1 Общая характеристика и история создания языка Си (С++)

Одними из самых распространенных языков программирования в мире являются С и С++. Являясь основными языками, применяемые в разработке не только системного программного обеспечения, но и прикладного.

Особенностями данного языка являются следующие особенности:

1. Эффективность заключается в том, что программы, которые написаны на языке Си (С++) небольшого размера с одновременно большой скоростью исполнения [1].

2. Лаконичность означает то, что запись алгоритма является выразительной и краткой.

3. Компактность. Язык содержит небольшое количество встроенных средств и ключевых слов.

4. Мощность применения достигается при помощи использования большого числа библиотек.

5. Переносимость. Компиляторы созданы для всех операционных систем и аппаратных платформ, вследствие чего программа легко компилируема и существует возможность запуска программы с любого места нахождения [2].

Недостатками языка программирования является слабый контроль преобразования типов и незащищенность в процессе работе с адресами и динамической памятью, в результате чего в программе легко совершить ошибку, которую впоследствии сложно будет обнаружить. С другой стороны, эти недостатки и дали возможность создать исполняемый код, по эффективности приближающийся к программе на языке Ассемблера.

Возникновение языка Си (С++) относится к 1981 году, который многие называют “С с классами“. Автором языка является сотрудник фирмы Bell Labs Бьёрн Страуструп, совершивший ряд усовершенствований к языку C под собственные нужды [4]. Когда в конце 1970-х годов Страуструп начал работать в Bell Labs над задачами теории очередей (в приложении к моделированию телефонных вызовов), он обнаружил, что попытки применения существующих в то время языков моделирования оказываются неэффективными, а применение высокоэффективных машинных языков слишком сложно из-за их ограниченной выразительности. Так, язык Симула имеет такие возможности, которые были бы очень полезны для разработки большого программного обеспечения, но работает слишком медленно, а язык BCPL достаточно быстр, но слишком близок к языкам низкого уровня и не подходит для разработки большого программного обеспечения.

Бъярн Страуструп добавил в привычный Си методы объектного языка - классы, служащие для представления внутренней структуры объектов, механизм наследования и новые средства работы с динамической памятью и с вводом/выводом. Благодаря данным средствам появилась возможность не только писать объектно-ориентированные программы, но и создавать библиотеки шаблонов, классов - т.е. расширить инструментарий пользователя и сферу применения самого языка. С/С++ объединяет в себе вышесказанные достоинства С и новые возможности С++, предоставляя возможность “изнутри“ изучить принципы программирования высокого уровня. Язык С++ содержит в себе средства и методы как высокоуровневого, так и низкоуровневого программирования. К первым относятся классы, структуры, механизмы наследования и позднего связывания, шаблоны. Ко вторым можно отнести механизм указателей, работу с битами символов, работу с механизмом прерываний. Благодаря этому С++ весьма привлекательный для целей решения обширного круга задач [1].

Вспомнив опыт своей диссертации, Страуструп решил дополнить язык C (преемник BCPL) возможностями, имеющимися в языке Симула. Язык C, будучи базовым языком системы UNIX, на которой работали компьютеры Bell, является быстрым, многофункциональным и переносимым. Страуструп добавил к нему возможность работы с классами и объектами. В результате практические задачи моделирования оказались доступными для решения как с точки зрения времени разработки (благодаря использованию Симула-подобных классов), так и с точки зрения времени вычислений (благодаря быстродействию C). В первую очередь в C были добавлены классы (с инкапсуляцией), наследование классов, строгая проверка типов, inline-функции и аргументы по умолчанию. Ранние версии языка, первоначально именовавшегося «C with classes» («Си с классами»), стали доступны с 1980 года [3].

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 [4].

При создании C++ Бьёрн Страуструп хотел [5] gолучить универсальный язык со статическими типами данных, эффективностью и переносимостью языка C.

Непосредственно и всесторонне поддерживать множество стилей программирования, в том числе процедурное программирование, абстракцию данных, объектно-ориентированное программирование и обобщённое программирование.

Дать программисту свободу выбора, даже если это даст ему возможность выбирать неправильно.

Максимально сохранить совместимость с C, тем самым делая возможным лёгкий переход от программирования на C.

Избежать разночтений между C и C++: любая конструкция, допустимая в обоих языках, должна в каждом из них обозначать одно и то же и приводить к одному и тому же поведению программы.

Избегать особенностей, которые зависят от платформы или не являются универсальными.

«Не платить за то, что не используется» — никакое языковое средство не должно приводить к снижению производительности программ, не использующих его.

Не требовать слишком усложнённой среды программирования.

Выбор именно C в качестве базы для создания нового языка программирования объясняется тем, что язык C:

1. является многоцелевым, лаконичным и относительно низкоуровневым языком;

2. подходит для решения большинства системных задач;

3. исполняется везде и на всём;

4. стыкуется со средой программирования UNIX. [1]

Несмотря на ряд известных недостатков языка C, Страуструп пошёл на его использование в качестве основы, так как «в C есть свои проблемы, но их имел бы и разработанный с нуля язык, а проблемы C нам известны». Кроме того, это позволило быстро получить прототип компилятора (cfront), который лишь выполнял трансляцию добавленных синтаксических элементов в оригинальный язык C [7].

По мере разработки C++ в него были включены другие средства, которые перекрывали возможности конструкций C, в связи с чем неоднократно поднимался вопрос об отказе от совместимости языков путём удаления устаревших конструкций. Тем не менее, совместимость была сохранена из следующих соображений:

сохранение действующего кода, написанного изначально на C и прямо перенесённого в C++;

исключение необходимости переучивания программистов, ранее изучавших C (им требуется только изучить новые средства C++);

исключение путаницы между языками при их совместном использовании («если два языка используются совместно, их различия должны быть или минимальными, или настолько большими, чтобы языки было невозможно перепутать»).

Язык С (по-русски произносится как «Си») был разработан сотрудником фирмы AT&T из подразделения Bell Labs Денисом Ритчи в 1972г. во время совместной работы с Кеном Томпсоном над ОС UNIX. Прообразом С послужил язык Би (B), разработанный К. Томпсоном. Также большое влияние на С имел язык BCPL, автором которого был М. Ричардсоном [8].

Язык С разрабатывался в основном как инструмент для системного программирования. Благодаря прекрасному сочетанию лаконичности конструкций и богатства выразительных возможностей язык С сумел найти быстрое распространение и стать одним из самых популярных языков как прикладного, так и системного программирования. Компиляторы языка С работоспособны почти на всех типах современных ПК в операционных системах Windows, Mac OS, Linux, FreeBSD, Solaris и др.

В отличие от многих языков программирования (Ада, Алгол-60 и т.д.), вступавшими в силу только после принятия соответствующих национальных и международных стандартов, язык С изначально создавался в целях применения его как рабочего инструмента, который не ставил своей задачей широкое распространение. До 1989 года на язык С стандарта не существовало, и в роли формального описания авторы компиляторов (разработчики) применяли книгу Б. Кернигана и Д. Ритчи (первое издание), которая вышла в 1978 году в США ( на русский язык она была переведена в 1985году). Роль этой книги как неформального стандарта для языка С осталась и по сей день. Не случайно во всей литературе и различной документации по компиляторам ссылка на эту работу обозначается специальным сокращением K&R [8].

Первый официальный стандарт языка С приняли в 1989годув Американском национальном институте стандартов (American National Standards Institute - ANSI). Эту версию языка на практике обозначается С89. Также, данный стандарт приняла и Международная организация стандартов (International Standarts Organization - ISO). В 1995г. стандарт С89 был незначительно изменен.

Разработка и усовершенствование языка С++ вызвал от его создателя значительных усилий в течении 80-х - 90-х годов. В итоге, в 1998г. был принят ANSI/ISO-стандарт для языка С++. Если говорить общими словами, язык С++ - это объектно-ориентированная, усовершенствованная версия языка С. С++ построен на основе версии С89, которая содержала в себе все изменения 1995г., и теперь эту версию С89 называют С-подмножеством языка С++. Несмотря на то, что язык С++ задумывался как набор объектно-ориентированных расширений для языка С, впоследствии он смог развиться как самостоятельный язык программирования. Сегодня его новые средства почти в два раза увеличили объем исходного языка. Не нужно никаких доказательств, что С++ является одним из самых мощных компьютерных языков, разработанных до сих пор [4].

В 1999 году приняли второй ANSI/ISO - стандарт для языка С. Эта версия называется С99, включающая набор усовершенствований, а также некоторые новые средства. Одни из этих «новых» средств пришли из языка С++, а другие - представляют пользователю совершенно иные, новые возможности. Таким образом, отдельные элементы, привнесенные в С99, несовместимы с языком С++. Это значит, что с появлением версии С99 стандарт языка С больше не считается чистым подмножеством языка С++. К счастью, причина многих «несовместимостей» связана со средствами специального назначения, которые можно легко преодолеть. В итоге, и этот вариант языка сдает возможность создавать программы, которые будут совместимы с языком С++ [3-5].

В последующие несколько лет велись работы с целью вырабатывания новых стандартов языков С и С++, завершившиеся в конце 2011года.

В октябре 2011года появился новый стандарт языка С++Джесс либерти, «Освой самостоятельно C++ за 21 день», изд. Дом «Вильямс», Москва - Санкт-Петербург - Киев, 2001. - С.14.. Его обозначение- C++11 или ISO/IEC 14882:2011. Полная его поддержка обещана в GCC 4.7.

А в декабре 2011г. принимают новый стандарт и для языка С. Эту версию условно называют С11 или ISO/IEC 9899:2011. Часть её возможностей уже сейчас поддерживается компилятором GCC.

Сегодня существует очень огромное количество С-подобных языков - языков, в основу которых лег язык С. Наиболее имеющие важность из них -- это языки C++ Бьярни Страуструпа, Java фирмы Sun и С# (читается Си-Шарп) фирмы Microsoft.

1.2 История развития языка Си (С++)

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.

Имя языка, получившееся в итоге, происходит от оператора унарного постфиксного инкремента C ++ (увеличение значения переменной на единицу) [7]

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).

История стандартов

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.

В 1998 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:1998 (известный как C++98),[8] разработанный комитетом по стандартизации C++ (ISO/IEC JTC1/SC22/WG21 working group). Стандарт C++ не описывает способы именования объектов, некоторые детали обработки исключений и другие возможности, связанные с деталями реализации, что делает несовместимым объектный код, созданный различными компиляторами. Однако для этого третьими лицами создано множество стандартов для конкретных архитектур и операционных систем.

В 2003 году был опубликован стандарт языка ISO/IEC 14882:2003, где были исправлены выявленные ошибки и недочёты предыдущей версии стандарта.

В 2005 году был выпущен отчёт Library Technical Report 1 (кратко называемый TR1). Не являясь официально частью стандарта, отчёт описывает расширения стандартной библиотеки, которые, как ожидалось авторами, должны быть включены в следующую версию языка C++. Степень поддержки TR1 улучшается почти во всех поддерживаемых компиляторах языка C++.

С 2009 года велась работа по обновлению предыдущего стандарта, предварительной версией нового стандарта сперва был C++09, а спустя год C++0x, сегодня — C++11, куда были включены дополнения в ядро языка и расширение стандартной библиотеки, в том числе большую часть TR1.

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.

Таким образом, язык программирования Си (С++) возник в результате появившихся требований к языкам программирования того времени и решил вопросы, возникающие в результате программирования. В результате язык программирования Си (С++) является одним из самых распространённых и востребованных языков программирования среди существующих.

2. История создания и возникновения языка программирования Java

2.1 Общая характеристика и история создания языка программирования Java

Java - язык программирования, который был разработан в компании SunMicrosystems. Приложения Java обычно компилируются в специальный байт-код, вследствие чего они имеют возможность работать на любой виртуальной Java-машине (JVM) независимо от самой компьютерной архитектуры. Дата официального выпуска языка -23 мая 1995 года. Сегодня технология Java предоставляет средства для превращения статических Web-страниц в интерактивные динамические документы, а также возможности создания распределенных (не зависящих от платформы) приложений.

"Группе была поставлена задача создать распределенную систему, которую можно было бы в качестве современной программной технологии продавать производителям бытовой электроникиДжон Родли Создание Java-апплетов .- TheCoriolis Group,Inc.,1996, Издательство НИПФ "ДиаСофт Лтд.",1996 - С.32." - вспоминает Гослинг.

Гослинг, в возрасте 40 с небольшим лет перешел в компанию Sun в 1984 г. из исследовательского отдела IBM. Первая его задача, проект, - интересный с технической точки зрения, но не имевший коммерческого успеха оконный интерфейс NeWS. Он также написал GOSMACS - первую реализацию текстового редактора EMACS на языке С.

Благодаря деятельности в сфере бытовой электроники (в последствии она будет называться проектом "Green") появилась возможность увидеть Гослингу и его коллегам, какую ценность имеют для потребителя показатели - надежность, стоимость, соответствие стандартам и простота. Если у пользователей рабочих станций есть интерес к большой мощности и они достаточно терпимы к высоким ценам, необходимости длительного обучения и присутствию различных ошибок, то обычным потребителям нужны дешевые, простые в своем применении и надежные устройства. Для того, чтобы иметь возможность успешной конкуренции на рынке бытовой электроники, фирмы должны воспринимать процессоры в роли обычного товара, который в любую минуту можно заменить другим, более дешевым, и предоставить возможность обеспечить обратную совместимость и соблюдение стандартов, которые установлены на устройства длительного использования, будь то тостер, или телевизор.

Беря во внимание произношение в русском языке, мы видим, что образовались две разные нормы данного языка - заимствованная англоязычная джава» и традиционно - национальная «ява», которая соответствует принятому произношению названия острова Ява. Компания Sun придерживается первого варианта - англоязычного произношения везде. Иногда в обычной жизни применяют и жаргонное слово «Жаба» (например, изображение жабы есть на календариках группы российских пользователей Java (JavaUsersGroup) [8-9].

Java - это название не только самого языка, но и платформы для создания и исполнения приложений на основе данного языка.

Изначально язык назывался Oak («дуб») и разрабатывался, как было отмечено выше, Джеймсом Гослингом для программирования бытовых электронных устройств. Затем он был переименован в Java и стал применяться для написания клиентских приложений и серверного ПО. Название было дано в честь марки кофе Java, который так любили некоторые программисты, поэтому на официальной эмблеме языка и изображена чашка с дымящимся кофе. Существует, конечно, и другая версия происхождения названия Java, а именно - Java - это сленговое обозначение кофе (по имени одноименного острова, где производится популярный кофе) с аллюзией на кофе-машину, как пример бытового устройства, для программирования чего и изначально язык создавался.

Гослинг не хотел связывать разработку с определенной платформой, поэтому он начал с расширения компилятора С++. Со временем пришло понимание, что как ни расширяй С++, все равно он не сможет никогда удовлетворить один все существующие потребности. Результатом этого понимания явилось создания языка Oak (позже при поиске торговой марки его название было изменено на Java). "В конце концов, язык - это средство, а не самоцель, - поясняет Гослинг. - Мы не собирались зацикливаться на С++, а хотели разработать систему, которая позволяла бы создавать большую распределенную разнородную сеть из бытовых электронных устройств, способных взаимодействовать между собой [10].

Свойства языка Jaa:

- язык программирования объектно-ориентирован, оснащён богатой библиотекой классов и одновременно довольно прост для освоения;

- цикл разработки приложений сокращен при помощи того, что система построена на основе интерпретатора;

- приложение получается автоматически переносимым между множеством платформ и ОС;

- за счет встроенной системы сборки «мусора» программист освобождается от необходимости явного управления памятью;

- приложение легко сопровождается и модифицируется, т.к. модули могут быть загружены с сети;

- в приложения встроена система безопасности, не допускающая незаконного доступа и проникновения вирусов [11].

В конце 1992 года, предприняв, по выражению тогдашнего инженера проекта Патрика Нотона, "огромные усилия по доработке Oak и других компонентов", коллектив проекта "Green" выпустил "*7" - устройство типа PDA, названное Гослингом "ручным пультом дистанционного управления".

"За полтора года мы сделали столько же, сколько иные большие коллективы в Sun делали за три года, - с гордостью отмечает Нотон. - Операционную систему GreenOS, язык, инструментарий, пользовательский интерфейс, новую аппаратную платформу, три заказных микросхемы... и каждый этап был связан с риском, т.к. мы использовали совершенно новые технологии".

30-летний Нотон до прихода в команду Green возглавлял проект Sun по разработке пользовательской среды OpenWindow.

Малогабаритность устройства *7 выставляла в выгодном свете компактность и эффективность кода, который являлся ядром технологии. Этот продукт широко демонстрировали в Sun, он смог произвести впечатление на таких важных людей, как Скотт Макнили и Билл Джой, однако что случилось с ним потом, осталось неизвестным [12].

Гослинг считал, что браузер является таким компонентом, который "создает рынок" для всех инструментальных средств, серверов и сред разработки. И именно язык Java во всех этих средствах играет центральную, главенствующую роль. До появления Java страница WWW по факту представляла собой листок бумаги. С появлением Java браузер задает структуру и резко расширяет возможности провайдеров содержания.

Гослинг полагал, что технология Java предоставит людям возможность переосмыслить роль вычислений клиент-сервер. В стандартной модели вы имеете конкретные базы данных, пишете пакеты клиентского программного обеспечения, который имеет возможность взаимодействия с ними, и создаете какой-то интерфейс". В границах этой модели трудно создавать распределенные системы и осуществлять их модернизацию, в частности, если их элементы имеют разное происхождение, указывает Гослинг [10].

Если иметь инструментальные средства как Java и Web, мы можем получить изначально организованную систему- подчеркивает Гомслинг. "Если вы создаете на языке Java клиентскую часть приложения, его запуск сводится всего лишь к переходу на соответствующую страницу. Инсталляция примитивна - просто поместите необходимое программное обеспечение на Web-сервер. И не возникнет никаких проблем с переносом, в силу того, что присутствует только одна версия приложения". Многие фирмы, по словам Гослинга, уже организуют БД в виде Web-страниц с применением интерфейса Common Gateway Interface (CGI) - специфического стандарта для работы внешних программ на сервере HTTP.

Программы на Java транслируются в байт-код, которые выполняет виртуальная машина Java (JVM) - программа, которая обрабатывает байтовый код и передает далее инструкции оборудованию в роли интерпретатора.

Достоинство подобного способа выполнения программ в том, что существует полная независимость байт-кода от ОС и оборудования, что дает возможность выполнять Java-приложения на любом устройстве, для которого существует соответствующая виртуальная машина. Следующей немаловажным достоинством технологии Java можно отметить полный контроль исполнения программы виртуальной машиной.

Операции, превышающие лимиты установленных полномочий программы - будь то попытка несанкционированного доступа к данным или соединения с другим ПК - приводят к немедленному прерыванию.

Часто к недостаткам данной концепции виртуальной машины относят то, что исполнение байт-кода виртуальной машиной может достаточно снизить производительность программ и алгоритмов, которые реализованы на языке Java. В последнее время были внесены большое число усовершенствований, которые смогли улучшить скорость выполнения программ на Java:

- применение технологии трансляции байт-кода в машинный код непосредственно во время работы программы (JIT-технология) с одновременным сохранением версий класса в машинном коде;

- широкое применение платформенно-ориентированного кода (native-код) в стандартных библиотеках;

- аппаратные средства, которые обеспечивают ускоренную обработку байт-кода (например, технология Jazelle, которая поддерживается некоторыми процессорами фирмы ARM) [8].

По данным сайта shootout.alioth.debian.org, для 7 разных задач время выполнения на Java составляет в среднем в 1,5-2 раза больше, чем для C/C++, а в некоторых случаях Java даже быстрее, а в отдельных случаях в 7 раз медленнее. С другой стороны, для большинства из них потребление памяти Java-машиной было в 10-30 раз больше, чем программой на C/C++. Также примечательно исследование, проведённое компанией Google, согласно которому отмечается существенно более низкая производительность и большее потребление памяти в тестовых примерах на Java в сравнении с аналогичными программами на C++.

Идеи, которые лежат в основе концепции и различных реализациях среды виртуальной машины Java, дали вдохновение для множества энтузиастов на расширение перечня языков, которые можно было бы использовать для создания программ, которые исполняли на виртуальной машине. Эти идеи нашли также выражение в спецификации общеязыковой инфраструктуры CLI, заложенной в основу платформы.NET компанией Microsoft [10].

Основные возможности:

- автоматическое управление памятью;

- расширенные возможности обработки исключительных ситуаций;

- богатый набор средств фильтрации ввода/вывода;

- набор стандартных коллекций, таких как массив, список, стек и т. п.;

- наличие простых средств создания сетевых приложений (в том числе с использованием протокола RMI);

- наличие классов, позволяющих выполнять HTTP-запросы и обрабатывать ответы;

- встроенные в язык средства создания многопоточных приложений;

- унифицированный доступ к базам данных:

- на уровне отдельных SQL-запросов - на основе JDBC, SQLJ;

- на уровне концепции объектов, обладающих способностью к хранению в базе данных - на основе Java Data Objects и Java Persistence API;

- поддержка шаблонов (начиная с версии 1.5);

- параллельное выполнение программ.

2.2 История развития языка программирования Java

В этой статье кратко изложена история развития языка Java. В основу этого материала положены различные опубликованные первоисточники (в частности, интервью с создателями языка Java в июльском выпуске электронного журнала SunWorld за 1995 г.).

История Java восходит к 1991 году, когда группа инженеров из компании Sun Microsystems под руководством Патрика Нотона (Patrick Naughton) и члена совета директоров (и разностороннего специалиста) Джеймса Гослинга (James Gosling) занялась разработкой языка, который можно было бы использовать для программирования бытовых устройств, например, контроллеров для переключения каналов кабельного телевидения. Подобные устройства не обладают большими вычислительными мощностями и объемом оперативной памяти, и поэтому новый язык должен был быть простым и способным генерировать очень компактный код. Кроме того, разные производители могут выбирать разные процессоры для контроллеров, и поэтому было очень важно не привязываться к конкретной их архитектуре. Проект создания нового языка получил кодовое название "Green".

Стремясь получить компактный и независимый от платформы код, разработчики нового языка возродили модель, использовавшуюся при реализации первых версий языка Pascal на заре эры персональных компьютеров. Никлаус Вирт, создатель языка Pascal, в свое время разработал переносимый язык, генерирующий промежуточный код для некоей гипотетической машины. Такие машины называются виртуальными, отсюда термин — виртуальная машина ]ava (JVM). Этот промежуточный код можно выполнять на любой машине, имеющей соответствующий интерпретатор. Инженеры, работавшие над проектом "Green", также использовали виртуальную машину, что решило основную проблему переносимости кода.

Большинство сотрудников компании Sun Microsystems имели опыт работы с операционной системой Unix, поэтому в основу разрабатываемого ими языка был положен язык C++, а не Pascal. В частности, они сделали язык объектно-, а не процедурно-ориентированным. Как сказал Гослинг в своем интервью: "Язык — это всегда средство, а не цель". Сначала Гослинг решил назвать его Oak (Дуб). (Возможно потому, что он любил смотреть на дуб, росший прямо под окнами его рабочего кабинета в компании Sim Microsystems.) Затем сотрудники компании узнали, что слово "Oak" уже используется в качестве имени ранее созданного языка программирования, и изменили название на Java. Этот выбор был сделан по наитию.

В 1992 г. в рамках проекта "Green" была выпущена первая продукция под названием "*7". Это было устройство интеллектуального дистанционного управления. (Умещаясь в корпусе 6x4x4 дюйма, оно имело мощность рабочей станции SPARC.) К сожалению, ни одна из компаний-производителей электронной техники не заинтересовалась этой разработкой. Затем группа стала заниматься созданием устройства для кабельного телевидения, которое могло бы осуществлять новые виды услуг, например, включать видеосистему по требованию. И снова они не получили ни одного контракта. Примечательно, что одной из компаний, согласившихся все-таки с ними сотрудничать, руководил Джим Кларк (Jim Clark) — основатель компании Netscape, впоследствии сделавшей очень много для развития языка Java.

Весь 1993 год и половину 1994 года продолжались безрезультатные поиски покупателей продукции, разработанной в рамках проекта "Green", получившего новое название — "First Person, Inc.". Патрик Нотой, один из основателей группы, в основном занимавшийся маркетингом, налетал в общей сложности более 300 тысяч миль, пытаясь продать разработанную технологию. Работа над проектом "First Person, Inc." была прекращена в 1994 г.

Тем временем в рамках Интернета начала развиваться система под названием World Wide Web (Всемирная паутина). Ключевым элементом этой системы является браузер, превращающий гипертекстовые данные в изображение на экране. В 1994 году большинство пользователей применяли некоммерческий веб-браузер Mosaic, разработанный в суперкомпьютерном центре университета штата Иллинойс в 1993 г. Частично этот браузер был написан Марком Андреессеном (Mark Andreessen), подрядившимся работать за 6,85 доллара в час. В то время Марк заканчивал университет, и браузер был его дипломной работой. (Затем он достиг известности и успеха как один из основателей и ведущих специалистов компании Netscape.)

В своем интервью журналу Sun World Гослинг сказал, что в середине 1994 г. разработчики нового языка поняли: "Нам нужно создать высококачественный браузер. Такой браузер должен представлять собой приложение, соответствующее технологии "клиент-сервер", в которой жизненно важным является именно то, что мы сделали: архитектурная независимость, выполнение в реальном времени, надежность, безопасность — вопросы, которые были не так уж важны для рабочих станций. И мы создали такой браузер".

Сам браузер был разработан Патриком Йотоном и Джонатаном Пэйном (Johnatan Payne). Позднее он был доработан и получил имя Hotjava. Чтобы продемонстрировать все возможности Java, браузер был написан на этом языке. Но разработчики не забывали о таких средствах, которые теперь называются аплетами, наделив свой продукт способностью выполнять код на веб-страницах. Программный продукт, подтверждавший действенность новой технологии, был представлен 23 мая 1995 года на выставке SunWorld '95 и вызвал всеобщий интерес к Java, сохраняющийся и по сей день.

Компания Sun Microsystems выпустила первую версию Java в начале 1996 г. Пользователи быстро поняли, что версия Java 1.0 не подходит для разработки серьезных приложений. Конечно, эту версию можно применять для реализации визуальных эффектов на веб-страницах, например, написать аплет, выводящий на страницу случайно "прыгающий" текст, но версия Java 1.0 была еще сырой. В ней даже отсутствовали средства вывода на печать. Грубо говоря, версия Java 1.0 еще не была готова. В следующей версии, Java 1.1, были устранены наиболее очевидные недостатки, улучшены средства рефлексии и реализована новая модель событий для программирования ГПИ. Но несмотря на это, ее возможности были все еще ограничены.

Выпуск версии Java 1.2 стал основной новостью на конференции JavaOne в 1998 г. В новой версии слабые средства для создания графического пользовательского интерфейса и графических приложений были заменены мощным инструментарием. Это был шаг вперед, к реализации лозунга "Write Once, Run Anywhere" ("Однажды написано — везде выполняется"), выдвинутого при разработке предыдущих версий. В декабре 1998 года через три дня (!) после выхода в свет название новой версии было изменено на громоздкое Java 2 Standard Edition Software Development Kit Version 1.2 (Стандартная редакция набора инструментальных средств для разработки программного обеспечения на Java 2, версия 1.2).

Кроме Standard Edition, были предложены еще два варианта: Micro Edition ("микроредакция") для портативных устройств, например для мобильных телефонов, и Enterprise Edition (редакция для корпоративных приложений).

Версии 1.3 и 1.4 набора инструментальных средств Standard Edition являются результатами поэтапного усовершенствования первоначально выпущенной версии Java 2. Они обладают новыми возможностями, повышенной производительностью и, разумеется, содержат много меньше ошибок. В процессе развития Java многие взгляды на аплеты и клиентские приложения были пересмотрены. В частности, оказалось, что на Java удобно разрабатывать высококачественные серверные приложения.

В версии 5.0 язык Java подвергся наиболее существенной модификации с момента выпуска версии 1.1. (Первоначально версия 5.0 имела номер 1.5, но на конференции JavaOne в 2004 г. была принята новая нумерация версий.) После многолетних исследований были добавлены обобщенные типы (которые приблизительно соответствуют шаблонам C++), хотя при этом не были выдвинуты требования модификации виртуальной машины. Ряд других языковых элементов, например, циклы в стиле for each, автоупаковка и метаданные, были явно "навеяны" языком С#.

Версия 6 (без суффикса .0) была выпущена в конце 2006 г. Опять же сам язык не претерпел существенных изменений, но были внесены усовершенствования, связанные с производительностью, а также произведены расширения библиотек.

По мере того как в центрах обработки данных все чаще стали применяться аппаратные средства широкого потребления вместо специализированных серверов, для компании Sun Microsystems наступили тяжелые времена, и в конечном итоге она была приобретена компанией Oracle в 2009 г. Разработка последующих версий Java приостановилась на долгое время. И только в 2011 году компания Oracle выпустила новую версию Java 7 с простыми усовершенствованиями. А более серьезные изменения было решено отложить до версии Java 8, выпуск которой ожидается в 2013 г.

В табл. 2.2 сведены данные об этапах развития языка и библиотек Java. Как видите, размеры прикладного программного интерфейса API значительно увеличились.

Таблица 2.2. Этапы развития языка Java

Версия	Год выпуска	Новые языковые средства	Количество классов и интерфейсов
1.0	1996	Выпуск самого языка	211
1.1	1997	Внутренние классы	477
1.2	1998	Отсутствуют	1524
1.3	2000	Отсутствуют	1840
1.4	2002	Утверждения	2723
5.0	2004	Обобщенные классы, цикл в стиле for each, автоупаковка, аргументы переменной длины, метаданные, перечисления, статический импорт	3279
6	2006	Отсутствуют	3793
7	2011	Оператор switch со строковыми метками ветвей, ромбовидный оператор, двоичные литералы, усовершенствованная обработка исключений	4024
8	2014	Лямбда-выражения, библиотеки потоков и даты/времени, интерфейсы с методами по умолчанию	4240
9	2017	Литералы в коллекциях, оператор Элвиса, Class Optional, Streams, IO, Regrexp, обработка процессов ProcessHandle	более 4500

В 2018 году коренным образом изменилась парадигма разработки и выпуска релизов Java.

Таким образом, язык программирования Java был создан по требованию нового времени на запросы программистов для решения возникших вопросов, не решаемых другими языками программирования.

3. Сравнение языков программирования Си (С++) и Java

Как и Java, C# изначально предназначался для веб-разработки, и примерно 75% его синтаксических возможностей аналогичны языку программирования Java. Его также называют «очищенной версией Java». 10% позаимствовано из C++, а 5% – из Visual Basic. И около 10% C# – это реализация собственных идей разработчиков.

Несмотря на весьма существенные различия между компонентной объектной моделью COM (основного стандарта Microsoft для компонентного проектирования и реализации программного обеспечения) и моделью Java, языки программирования имеет довольно много общего [5-6].

Единая среда выполнения программ основана на использовании промежуточного языка IL (Intermediate Language — промежуточный язык), исполняющего почти ту же роль, что и байт-код виртуальной машины Java. Используемые в рамках технологии .NET компиляторы с различных языков транслируют программы в IL-код. Так же, как и байт-код Java, IL-код представляет собой команды гипотетической стековой вычислительной машины. Но есть и разница в устройстве и использовании IL.

Во-первых, в отличие от JVM, IL не привязан к одному языку программирования. В составе, предварительных версий Microsoft.NET имеются компиляторы языков Си++, Си#, Visual Basic. Независимые разработчики могут добавлять другие языки, создавая свои компиляторы в IL-код.

Во-вторых, IL предназначен не для программной интерпретации, а для последующей компиляции в машинный код. Это позволяет достичь существенно большего быстродействия программ. Содержащие IL-код файлы несут достаточно информации для работы оптимизирующего компилятора.

Кик Рэдек из Microsoft считает С# более сложным языком, чем Java. По его мнению, «язык Java был построен таким образом, чтобы уберечь разработчика от выстрела в собственную ногу» (англ. «Java was built to keep a developer from shooting himself in the foot»), а «С# был построен так, чтобы дать разработчику пистолет, но оставить его на предохранителе» (англ. «C# was built to give the developer a gun but leave the safety turned on»).

Версии

Работа над C# началась в декабре 1998 года. Проект получил кодовое название COOL (C-style Object Oriented Language) [4].

Первая бета-версия C# 1.0 увидела свет летом 2000 года, а в феврале 2002 вместе с Microsoft Visual Studio вышла окончательная версия языка. Так как C# сочетает лучшие стороны предшествующих ей популярных языков программирования в виде C, Java и C++, программистам легко осуществить переход на C#, основываясь на знаниях любого из перечисленных языков.

Главным отличием от предшественников стала возможность написания компонентов. В C# появились такие средства, как события, методы и свойства.

В 2005 году вышел окончательный релиз версии C# 2.0. Это укрепило его позиции на рынке. Добавление новых возможностей, таких как анонимные методы, обобщения, частичные и параметризованные типы значительно расширили возможности применения C# [5].

Во второй версии была добавлена поддержка 64-х разрядных вычислений, что открыло возможность увеличения адресного пространства. Также было реализовано создание триггеров, хранимых процедур и типов данных на .NET языках.

Версия 3.0, вышедшая в 2008 году, позволила C# вырваться вперед в «гонке вооружений» языков программирования. Среди нововведений C# 3.0 – язык интегрированных запросов (LINQ); не явно типизированные переменные и методы расширения; Lambda-выражения, которые назначают реализацию кода делегатам с помощью нового, более простого синтаксиса. Особенно «отличились» Lambda-выражения вместе с языком интегрированных запросов.

Анонимные типы переменных позволили избежать громоздкости и откровенного неудобства при описании переменных, дав возможность объявлять новый тип непосредственно при ее создании. Новинкой в C# 3.0 также стали так называемые «ленивые вычисления», которые производят необходимые вычисления только при запросе нужных соответствующих данных [6].

В 2010 году была выпущена версия C# 4.0. Ее главным дополнением к предыдущим версиям стали именованные и необязательные аргументы. Первые дают возможность привязки аргумента и параметра по имени, а вторые позволяют указать аргумент, который используется по умолчанию, для каждого параметра. Не менее важное новшество – тип dynamic. Он позволяет осуществлять проверку на соответствие типов объектов не на этапе компиляции, а непосредственно во время выполнения программы.

Параллельно появились новшества в .NET Framework 4.0 – библиотека распараллеливания задач (TPL) и параллельный вариант языка интегрированных запросов (PLNQ). Их поддержка позволяет осуществить параллельность выполнения кода в компьютерах с многоядерными процессорами или несколькими одноядерными.

Версия C# 5.0 появилась в 2012 году. В ней было реализовано совсем немного нововведений:

• Асинхронные методы

• Операция получения сведений о вызывающем объекте [7-8].

Первый официальный стандарт языка С приняли в 1989годув Американском национальном институте стандартов (American National Standards Institute -- ANSI). Эту версию языка на практике обозначается С89. Также, данный стандарт приняла и Международная организация стандартов (International Standarts Organization -- ISO). В 1995г. стандарт С89 был незначительно изменен [5].

Язык С++ (по-русски читается «Си-Плюс-Плюс») «Бьерн Страуструп. Язык программирования С++» , изд. Бином, М. - С.11-14., как развитие С, появился в 1979году. Его разработчиком стал Бьярни Страуструп, в то время он начал работать в BellLabs. Разработка и усовершенствование языка С++ вызвал от его создателя значительных усилий в течении 80-х - 90-х годов. В итоге, в 1998г. был принят ANSI/ISO-стандарт для языка С++. Если говорить общими словами, язык С++ - это объектно-ориентированная, усовершенствованная версия языка С. С++ построен на основе версии С89, которая содержала в себе все изменения 1995г., и теперь эту версию С89 называют С-подмножеством языка С++. Несмотря на то, что язык С++ задумывался как набор объектно-ориентированных расширений для языка С, впоследствии он смог развиться как самостоятельный язык программирования. Сегодня его новые средства почти в два раза увеличили объем исходного языка. Не нужно никаких доказательств, что С++ является одним из самых мощных компьютерных языков, разработанных до сих пор [6].

В 1999 году приняли второй ANSI/ISO - стандарт для языка С. Эта версия называется С99, включающая набор усовершенствований, а также некоторые новые средства. Одни из этих «новых» средств пришли из языка С++, а другие - представляют пользователю совершенно иные, новые возможности. Таким образом, отдельные элементы, привнесенные в С99, несовместимы с языком С++. Это значит, что с появлением версии С99 стандарт языка С больше не считается чистым подмножеством языка С++. К счастью, причина многих «несовместимостей» связана со средствами спец.назначения, которые можно легко преодолеть. В итоге, и этот вариант языка Сдает возможность создавать программы, которые будут совместимы с языком С++ [7-8].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение можно сделать вывод о том, что язык программирования С++ включает в себя запросы пользователей, что и определило развитие С++. Его направлял опыт широкого круга пользователей, работающих в разных областях программирования. За шесть лет, отделяющих нас от первого издания описания С++, число пользователей возросло в сотни раз. За эти годы были усвоены многие уроки, были предложены и подтвердили практикой свое право на существование различные приемы программирования. Язык C++ явился мощным и стремительным рывком в развитии программирования. C++ и по сей день занимает господствующее положение среди языков программирования в мире. Огромное множество профессиональных программистов использует именно его при разработке разного рода проектов. Очевидно, этот язык будет сохранять свое солидное положение ещё не один год, при этом по-прежнему развиваясь и совершенствуясь.

Благодаря языку C++ произошел стремительный прорыв в развитии всего программирования. С++ и сегодня занимает доминирующее положение среди всех зыков программирования в мире. Благодаря ему множество программистов разрабатывает огромное число различных проектов. И в будущем этот язык программирования сохранит свои позиции, совершенствуясь изо дня в день

Язык Java является объектно-ориентированным и поставляется с достаточно объемной библиотекой классов. Благодаря библиотекам классов Java значительно упростилась разработка приложений, ведь в распоряжение программиста предоставлены мощные средства решения распространенных задач. Вследствие этого программист имеет возможность больше внимания уделить решению прикладных задач, а не таких, как, например, организация динамических массивов, взаимодействие с ОС или реализация элементов пользовательского интерфейса.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Бьёрн Страуструп. Язык программирования C++. Специальное издание = The C++ programming language. Special edition. М.: Бином-Пресс, 2007. 1104 с. ISBN 5-7989-0223-4
Джесс либерти, «Освой самостоятельно C++ за 21 день», изд. Дом «Вильямс», Москва - Санкт-Петербург - Киев, 2001. - 834с.
Джон Родли Создание Java-апплетов.- TheCoriolis Group,Inc.,1996, Издательство НИПФ "ДиаСофт Лтд.",1996 - 654с.
Герберт Шилдт. C + + для начинающих. Пер. с англ. М: ЭКОМПаблишерз 2007. - 546с.
Герберт Шилдт. Полный справочник по C + + 4-е издание. Пер. с англ. М: издательский дом « Вильямс » 2010. - 543с.
Майкл Эферган Java: справочник.- QUE Corporation, 1997, Издательство "Питер Ком", 1998. - 687с.
Х.М.Дейтел, П.Дж.Дейтел "Как программировать на C++
Симон Робинсон, Олли Корнес, Джей Глинн и др. "C# для профессионалов"
Джесс Либерти "Освой самостоятельно С++ за 21 день"
Станислав Горнаков "DirectX, уроки программирования на С++"
«Освой самостоятельно C++ за 21 день», изд. Дом «Вильямс», Москва - Санкт-Петербург – Киев, 2001
Н. Секунов, «Самоучитель Visual C++ 6», изд. «БХВ-Петербург», Санкт-Петербург, 2003