计算机(Computer)堪称是20世纪以来人类最伟大的发明之一,对于人类的影响更甚于工业革命所带来的冲击。计算机是一种具备数据处理与计算功能的电子设备。在1946年,美国宾州大学教授埃克特与莫西利合作完成了人类第一台真空电子管计算机ENIAC。而在1945年,冯·诺依曼教授首先提出了计算机存储程序的运行方式与二进制的概念,认为数据与程序可以存储在计算机的存储器再投入运行,于是拉开了程序设计语言与程序设计蓬勃发展的序幕。自从人类发明计算机,计算机就渗透到人类生活的各个领域。如图1-1所示的是计算机运用于工厂生产线与大楼自动化安保管理的例子。
图1-1
从程序设计语言的发展史来看,其种类还真是不少,如果包括实验、教学或科学研究中使用的程序设计语言,那么可能有上百种之多,不过每种程序设计语言都有其发展的背景及目的。例如FORTRAN语言是世界上第一个开发成功的高级程序设计语言,另一个早期非常流行的高级程序设计语言是BASIC语言,它不但易学易懂,而且非常适合初学者了解程序设计语言的运行过程,笔者算是最早一批“计算机普及要从娃娃抓起”的受益者,在上初中的时候第一次接触计算机,学习的程序设计语言就是BASIC,它的早期版本不是结构化的程序设计语言。早期的另一种语言PASCAL的主要目标是教导程序设计的原则,笔者进入大学计算机系学习的第一种程序设计语言就是PASCAL语言,它基本上是早期用于大学教授学生结构化程序设计思想的首选语言。后来陆续推出了商业用途的COBOL语言、人工智能专用的PROLOG语言等,有些语言出现之后一直流行至今,如C、C++、Java、Visual Basic语言,其中的Java语言是具有代表性的面向对象程序设计语言之一。
时至今日,面向对象程序设计的概念已经倡导多年。20世纪70年代出现的Smalltalk语言是真正的第一个面向对象的程序设计语言,后来C++和Java也加入了面向对象程序设计语言的阵营,Java语言是一种完全面向对象的程序设计语言。本章将从程序设计最重要的计算思维概念开始讲述,然后概略性地介绍程序设计语言的分类、程序设计的步骤及Java语言,涉及的内容包括Java的起源、语言的特性和应用范围。同时,也会谈到最新的开发工具Java SE 11的新增功能,示范如何正确地编译与执行Java程序。完成本章的学习后,我们可以开始编写第一个Java程序,就会清楚Java简易的程序结构。
本章的学习目标
·认识计算思维
·程序设计语言的分类
·程序设计的流程
·程序设计的原则
·结构化与面向对象的程序设计
·Java语言的起源
·Java语言的特性
·Java的开发工具
·JDK的安装与运行环境的设置
·Java程序的编译与执行
·Java的程序结构解析
·Java SE11新增功能的简介