What is Java programming language? ما هي لغة برمجة جافا؟

مقدمة عن لغة البرمجة جافا introduction to java language

تاريخ جافا

جافا تم تطويرها من قبل شركة صن مايكروسيتمز قبل ان تشتريها شركة اوراكل.

تعتبر لغة الجافا من اللغات القوية جداً في مجال إنشاء التطبيقات المختلفة سواء كانت هذه التطبيقات

تعمل منفردة على أجهزة الكمبيوتر الشخصي أو تطبيقات الإنترنت أو التطبيقات المختلفة للأجهزة المحمولة , مثل الموبايل والمفكرات الإلكترونية وهكذا.

ولقد قامت شركة صن (Sun Microsystems) باختراع وتطوير هذه اللغة. وأصبحت شركة صن مملوكة لشركة أوراكل وبالتالي انتقلت ملكية الجافا لأوراكل . وكان الهدف عند اختراع لغة الجافا هو عمل لغة قادرة على برمجة نظم التشغيل لجميع الأجهزة من حاسبات عملاقة (mainframes) إلى الأجهزة الصغيرة مثل مشغلات MP3 ولقد اختارت الشركة صورة فنجان القهوة لتمثيل هذه اللغة .

قبل البدء في عملية البرمجة ( أي كتابة البرنامج المطلوب تنفيذه ) بلغة الجافا لابد من توافر العدة اللازمة (Tool Kit) . وهذه العدة عبارة عن البرامج اللازمة لعملية كتابة البرنامج نفسه ونقول أننا كتبنا برنامج بلغة الجافا . بعد ذلك تأتي عملية الترجمة لهذا البرنامج وهي ما نطلق عليها عملية الترجمة (compiling).

والحقيقة فأنه يوجد أكثر من طريقة لكتابة برامج الجافا وترجمتها نوجز منها :

1. استعمال المكتبة (JDK) وهي اختصار JAVA DEVELOPMENTE KIT من إنتاج شركة صن مع أي محرر نصوص وليكن برنامج Notepad الموجود في الويندوز.

2. استعمال برامج وسيطة تسهل عملية الكتابة والترجمة وتصحيح الأخطاء مثل برنامج (Net Beans – Jcreator …).

وسوف نتناول في الجزء الخاص بالمعمل كيفية تثبيت هذه البرامج على جهاز الحاسب وكيفية التعامل معها. والشكل ( 1-1 ) يبين كيفية عمل لغة الجافا .

ويوجد عدة نسخ للغة الجافا هي :-

1. J2SE: هي اختصار ل Java 2 Standard Edition يتم من خلالها دراسة اللغة وإنشاء التطبيقات المختلفة لتشغيلها على جهاز الحاسب desktop Application)). وسوف تكون هي موضوع دراستنا في هذا الكتاب.

2. J2EE: هي اختصار ل Java 2 Enterprise Edition وهي تزودنا بالتطبيقات الكبيرة على مستوى الشركات الكبيرة.

3. J2ME: هي اختصار ل Java 2 Micro Edition فهي تخص الأجهزة اللاسلكية (wireless devices) بشكل عام يعني على أجهزة المحمول وغيرها.

ماذا نعني بالبرمجة

البرمجة تعني : مجموعة من الأوامر والتعليمات التي تعطى للحاسب في صورة برنامج مكتوب بلغة برمجة معينة بواسطة معالج نصوص ويتكون مصدر البرنامج من عدة سطور وكل سطر يعتبر جملة ويتعامل الحاسب مع كل جملة بترتيب معين لإنجاز الأمر الذي صمم البرنامج لتحقيقه

ولكن أريد أن أتعرف على أمثلة للغات البرمجة

توجد لغات برمجة عديدة إلا أنه يوجد فيها نوع من التخصص حيث يعتمد إختيار اللغة على المهام التي نريد من الحاسب إنجازها حيث أن لكل لغة ما يناسبها وهناك مهام يصعب تنفيذها بلغة معينة ولكنها تكون ميسورة بلغة أخرى ومن اللغات التي ظهرت في فترة الستينات لغة البيسك وهي لغات تدرس للمبتدئين وكلمة بيسك لفظة أوائلية تشكل الحروف الأولى من

Biginners All Symbolic Instruction Cod

وظهرت بعدها لغة فيجوال بيسك التي وضعتها ميكروسوفت وهي غنية عن التعريف ولها مميزات عديدة حيث تجمع بين سهولة لغة البيسك وتصميم برامج ذات واجهة رسومية وأيضا فيجوال بيسك سكريبت التي تقدم بريمجات تعمل ضمن صفحات الانترنت وأيضا لغة السي بلاس بلاس ذائعة الصيت وهي لغة برمجة تم ابتكارها كتطوير للغة السي التي هي الأخرى تحسين للغة البي وهناك العشرات من لغات البرمجة الأخرى ولكن الآن نأتي لبيت القصيد وموضوعنا اليوم وهي اللغة التي أدهشت العالم ألا وهي لغة الجافاأريد أن أعرف المزيد ؟ابتكر لغة الجافا المهندس جيمس جوزلينج في أوائل التسيعينات من القرن المنصرم 1992 أثناء عمله في مختبرات شركة صن ميكروسيستمز وذلك لإستخدامها بمثابة العقل المفكر المستخدم لتشغيل الأجهزة التطبيقية الذكية مثل التيلفزيون التفاعلي وقد كانت لغة الجافا تطويرا للغة السي بلاس بلاس وعند ولادتها أطلق عليها مبتكرها أواك بمعنى شجرة السنديان وهي الشجرة التي كان يراها من نافذة مكتبه وهو يعمل في مختبرات صن ميكروسيستمز ثم تغير الاسم الى جافا وهذا الاسم على غير العادة في تسمية لغات البرمجة ليس الحروف الأولى من كلمات جملة معينة أو تعبيرا بمعنى معين ولكنه مجرد اسم وضعه مطوروا هذه اللغة لينافس الأسماء الأخرىما مميزات الجافا ؟ تتميز لغة الجافا بمميزات خاصة مما يجعلها أكثر لغات البرمجة إثارة حيث تمكننا من الآتي
اضافة الحركة والصوت الى صفحات الويب
كتابة الألعاب والبرامج المساعدة
انشاء برامج ذات واجهة مستخدم رسومية
تصميم برمجيات تستفيد من كل مميزات الأنترنت توفر لغة الجافا بيئة تفاعلية عبر الشبكة العنكبوتية وبالتالي تستعمل لكتابة برامج تعليمية للإنترنت عبر برمجيات المحاكاة الحاسوبية للتجارب العلمية وبرمجيات الفصول الإفتراضية للتعليم الإلكتروني والتعليم عن بعدما الذي يسهل تعلم الجافا ؟ على الرغم من صعوبة عملية البرمجة التي تتطلب عادة أربع سنوات دراسية للحصول على مؤهل جامعي في مجال تقنية المعلومات وجهاز حاسب شخصي وقدرات ذهنية مرتفعة وصبر طويل إلا أن تعلم البرمجة بلغة الجافا يعد أسهل من تعلم البرمجة بلغات أخرى والسبب هو انتشار الانترنت حيث تتوفر أدوات البرمجة بهذه اللغة على موقع شركة صن ميكروسيستمز كما يمكن تحميل برامج جافا من مواقع انترنت مختلفة ما متطلبات البرمجة ؟

Interpreter ماهو المفسر في لغة البرمجة

تتطلب بعض لغات البرمجة مفسرا يقوم بتفسير كل سطر من البرنامج ويبلغ الحاسب بالمهام التي يتعين عليه القيام بها ومن هذه اللغات لغة البيسك وتتميز اللغات التي تحتاج مفسرا بسهولة اختبارها ولكن يعيبها أنها تكون بطيئة عند تشغيلها

Compiler ماهو المترجم في لغة البرمجة

يتطلب البعض الآخر من لغات البرمجة مترجما يقوم بترجمة البرنامج وتحويله الى شكل يفهمه الحاسب وتتميز البرامج المترجمة بسرعة تشغيلها ولكن يعيبها الحاجة الى وقت أطول لإختبارها حيث يكتب البرنامج ثم يترجم ثم يجرب وفي حالة وجود أخطاء يجب تصحيحها أولا ثم يعاد ترجمته ومن ثم تجريبه للتحقق من زوال الخطأ

ولغة الجافا لغة فريدة تتطلب مترجما ومفسرا ما الذي أحتاجه لكي أكتب برنامجا بلغة الجافا ؟ Java Developers Kit ( JDK) عدة تطوير الجافا

تعتبر هذه الأداة الأولى التي وضعها مطوروا الجافا بشركة صن ميكروسيستمز ورغم وجود أدوات برمجة أخرى من عدة شركات منافسة إلا أنه من الأفضل أن نأخذ الأمر ممن طوره وهذه الأداة قد صدرت في عدة إصدارات ويمكن تحميل هذه الأدوات من موقع صن ميكروسيستمز

ثانيا محرر نصوص لكتابة البرامج ولكن لماذا نالت الجافا هذه الشهرة والإهتمام العالمي ؟& لكي نجيب عن هذا التساؤل نتعرف أولا على الطريقة التي طورت بها لغة الجافا ففي أوائل التسعينيات من القرن العشرين 1990 اخترعت لغة الجافا شركة صن ميكروسيستمز ولهذا الإختراع قصة عجيبة حيث أن الشركة كانت قبل ذلك قد كلفت المهندس جيمس جوزلينج بوضع برامج لتشغيل الأجهزة التطبيقية الذكية مثل التيلفزيون التفاعلي باستخدام لغة سي بلاس بلاس وحينها وجد جيمس جوزلينج صعوبة في في التعامل مع هذه اللغة فقام هو وفريق العمل المساعد له بتطوير هذه اللغة فولدت لغة جديدة تتوافق مع احتياجاته فكانت لغة الجافا وقد خططت شركة صن في تلك الأيام لاستغلال هذه اللغة الوليدة في التيلفزيون التفاعلي لكي تربح المليارات وحدث نوع من البطء في مشروع التلفزيون التفاعلي ــ ربما عن قصد من الشركات الأخرى المنافسة ــ ونتيجة لذلك فكرت شركة صن في توقيف مشروع تطوير هذه اللغة الوليدة وتسريح العاملين في هذا المشروع أو نقلهم الى قسم آخر ولكن حدث ما لم يكن في الحسبان حيث أنه في هذه الفترة كانت الانترنت قد بدأت في الإنتشار بسرعة مذهلة مع نزول نظام الويندوز للأسواق وحيث أن لغة الجافا الوليدة التي اخترعت أصلا لبرمجة الأجهزة التطبيقية فيها من السمات ما يجعلها أكثر توافقا مع الشبكة العنكبوتية الدولية ـ الإنترنت ـ فقد كان لها السبق وأضافت الكثير الى الإنترنت الذي كان قبلها مقصورا على تبادل النصوص ولكن المطورين بشركة صن ابتكروا طريقة تجعل برامج الجافا تعمل بسهولة في صفحات الإنترنت وغيروا الإسم الذي كان قد أطلقه عليه مبتكرها من أواك ـ شجرة السنديان ـ الى الجافا ومن هنا أصبحت الجافا مرتبطة في شهرتها بالإنترنت حيث أن برنامج جافا صغير يوضع في صفحة من صفحات موقع على الشبكة الدولية يراه الملايين في جميع أنحاء العالم في نفس الوقت وقد كان هذا لا يتوفر الا مع الجافا مما أعطاها شهرة واسعة أكبر من شهرة نجوم هوليود ولحسن حظ شركة صن أن لغة الجافا أكدت نفسها في المجال الذي طورت له أصلا فقد بدأ الآن التيلفزيون التفاعلي في الانتشار وما يسمى سينما المنزل والمشاهدة حسب الطلب وليس هذا فقط بل إنتشر ما هو أكثر فائدة لشركة صن وهو الهاتف المحمول وللجافا أكبر دور في برمجة البرامج التي يعمل بها في أجياله السابقة واللاحقة ولا نستغرب أن يحدث نوع من الغيرة بين شركة ميكروسوفت وشركة صن ميكروسيستمز مما دفع ميكروسوفت الى أن تحذف ماكينة الجافاالافتراضية من الاصدارة الاولى للويندوز اكس بي وهذه الماكينة الافتراضية مسئولة عن عرض برامج الجافا على الانترنت ولكن ميكروسوفت تراجعت أمام طلب ملايين المستخدمين حول العالم فوضعتها مرة ثانية في الإصدارات اللاحقة وقد كانت قضية مشهورة تناولتها الصحف والمجلات خلال العام الماضي

وقد ساهم في شهرة الجافا أيضا برامجها العلمية التفاعلية التي تصلح لمعظم المناهج التعليمية في جميع مراحل التعليم وبالتالي فان لها دورا كبيرا في التعليم الالكتروني والتعليم عن بعد والفصول الافتراضية

لغة الجافا:

هي لغة حديثة أنتجتها شركة سن(Sun) عام 1995م لتناسب التطبيقات الحديثة.وهي تناسب تطبيقات الإنترنت حيث أصبحتهي قلب برمجة الإنترنت بما توفره من إمكانيات .

تتصف لغة الجافا بالصفات التالية :

لغة برمجية تدعم مبادئ الكائنية.
لها بيئة تشغيل خاصة بها .JVM
تقوم على لغة Cو.C++
تعمل على معظم نظم التشغيل.

ماهي بيئة التشغيل(JVM):

الحروف JVM اختصارللعبارة( Java Virtual Machine ) وهي فكرة قامت جافا بإنشائها لتجعل لغة جافا تعمل على جميع أو معظمأنظمة التشغيل . وتقوم الفكرة على إنشاء طبقة وسيطة Softwareكأنهابرنامج تشغيل للبرامجRuntime لكل نظام تشغيل يتم إنزاله أولاً على الأجهزة بحيثتفهم هي برامج جافا وتفسرها لنظام التشغيل ثم الجهاز ولهذا كان من مزايا لغة جافاأنها تعمل على كثير من نظم التشغيل الموجودة بعد إعداد JVM الخاصة بمعظم أنظمةالتشغيل .. فلا يهم إذا كان البرنامج مكتوب لنظام التشغيل WINDOWS أو UNIXوالمهم أنالبرنامج يكتب ثم يحمل إلى الجهاز وعلى الجهاز يوجد JVM للنظام الموجود وبالتالييعمل البرنامج .

ما الفرق بين Java و JavaScript:

الفرق بينهما شاسع.... فهما لغتان مختلفتان تماما أو لنقل لغة و سكريبت ...هذه بعض الفروق الأساسية بينهما:

لغة الـ Java يكون النص البرمجي لها "Code" محفوظا في ملفات متعددة بينما في JavaScript فان نصها البرمجي مضمن في صفحات الـ HTML.

لغة الـ JavaScript تستخدم لتعزيز قدرة الـ HTML على التحكم بطريقة عرضالمعلومات على الشاشة بينما باستخدام Java يمكن عمل "برامج" منفصلة كتطبيقات سطحالمكتب أو حتى الـ applets .... او عمل الربط بين العميل و الخادمClient/Server مثل PHP او ASP.
يمكن دائما رؤية و تعديل نص الـ JavaScript من خلال أي برنامج تحرير نصوصومن ثم حفظ الملف بصيغة html و عرضه على أي متصفح انترنت .... بينما برامج الـ Java تحتاج إلى عمل compile ومن ثم interpret لها قبل "تنفيذها".

ماهو ألJDK؟

Java Developers Kit ( JDK) عدة تطوير الجافا تعتبر هذه الأداة الأولى التي وضعها مطوروالجافا بشركة صن ميكروسيستمز ورغم وجود أدواتبرمجة أخرى من عدة شركات منافسة إلا أنه من الأفضل أن نأخذ الأمر ممن طوره وهذهالأداة قد صدرت في عدة إصدارات ويمكن تحميل هذه الأدوات من موقع صنميكروسيستمز.

ماهي طريقة تحميل اللغة جافا:

لكي نكتب برنامج بلغة الجافا يجب أولا إعداد الحاسبوتجهيزه بنوع من البرمجيات الخاصة ببرمجة الجافا:

أولا :تحميل JVM.

ثانياً:تحميل JDK.

ثالثاً:تحميل J2SE.

رابعاً:Java Editor(JCreator).:JCreatorإحدى البرامج المعدّة لتسهيل كتابة برامج لغة الجافا فهي بيئة تطوير متكاملة و خفيفة لمبرمجي جافا. مميزات البرنامج تحتوي على ادارة المشاريع و القوالب و ابراز المصدر و غيرها الكثير.

ملاحظة:

يمكن كتابة برامج الجافا في محرر نصوص عادي وتنفيذه في بيئة الـDos.

ملاحظات خاصة باللغة جافا :

اللغة حساسة للأحرف الصغيرة الكبيرة.

جمل التعليق في الجافا كما في لغة الـC //لسطر واحد و /* ------*/ لاكثر من سطر .

يمكن استخدام اسطر فارغة لا تؤثر في الترجمة .

يجب حفظ الملف الخاص بالبرنامج بامتداد .java

ماهي الكلمات الرئيسية او المحجوزة في جافا

الكلمات المحجوزة في اللغة
public	finally	abstract
return	float	boolean
short	for	break
static	if	byte
super	implements	case
switch	import	catch
synchronized	instanceof	char
this	int	class
throw	interface	continue
throws	long	default
transient	native	do
true	new	double
try	null	else
void	package	extends
volatile	private	false
while	protected	final

يوضح الجدول التالي بعض التعليمات بلغة الجافا وتوضيح سير عملها.

تعليمات برمجية	وصفها
System.out.print("---")	وهذه الجملة تقوم بإظهار الجمل النصية وكذلك أي معلومات أو بيانات في نافذة الأوامر (command window) حيث يتم تنفيذ برامج الجافا.ويظل المؤشر في نفس السطر.
System.out.println("---")	نفس التعليمة السابقة ولكن تتم الطباعة وينتقل المؤشر سطر جديد.
Integer.parseInt ( firstNumber );	تقوم هذه الدالة بتحويل القيمة النصية المرره للدالة- firstNumber - إلى قيمة صحيحة . وتسند الدالة إلى متغير من نوع Int.
Double.parseDouble (firstNumber)	تقوم هذه الدالة بتحويل القيمة النصية المرره للدالة- firstNumber - إلى متغير من نوع Double . وتسند الدالة إلى متغير من نوعDouble.
import javax.swing.JOptionPane;	هذه العبارة يتم إضافتها في بداية البرنامج مثل عبارة #include في لغة الC . تعمل هذه العبارة على تضمين الكائن المسمى JOptionPane من الحزمة المسماة javax.swing. وهذه الحزمة تحتوي على كثير من الكائنات الخاصة بالرسومات و التعامل مع المستخدم والتي تسهل إدخال و إخراج البيانات من خلال مربعات الحوار.
import javax.swing.*;	هذه العبارة يتم إضافتها في بداية البرنامج مثل عبارة #include في لغة الC . تعمل هذه العبارة على تضمين كافة الكائنات الموجودة في الحزمة javax.swing.
JOptionPane.showInputDialog( "---" );	يتم استدعاء الدالةshowInputDialog( ) الموجودة في الكلاس JOptionPane والتي تعمل على استقبال مدخلات من المستخدم على هيئة String . ولهاوسيط واحد و الذي يمثل عبارة توضيحية تظهر في مربع الحوار.و يتم اسناد القيمة المدخلة من قبل المستخدم الى متغير من نوع String.
System.exit(0);	تستخدم هذة الدالة لإنهاء التطبيق.
JOptionPane.showMessageDialog (null,"" ,"" , );	يتم استدعاء الدالةshowMessageDialog() من الكلاس المسمى JOptionPaneوهذه الدالة تقوم بإظهار مربع حوار لعرض المخرجات ولها وسيطين أو أربعة : الأول : دائماً سيكون الكلمة null ، وهو يحدد المكان الذي يظهر فيه صندوق الحوار ،و في هذه الحالة فإن صندوق الحوار سوف يظهر في منتصف الشاشة ، الثاني : فهو النص المراد إظهاره. الثالث : يمثل النص الذي سوف يظهر في سطر العنوان لمربع الحوار . الرابع: يمثل الرمز الذي يبين نوع مربع الحوار. ويوجد مجموعة من الرموز التي يمكن إظهارها في صندوق الحوار لتساعد المستخدم في معرفة نوع صندوق الحوار و الرسالة التي تظهر فية و هذة الرموز في الجدول التالي:

سوف افترض بأنه لديك خبرة او خليفة عن الحاسوب ومقدمة في الحاسوب في حال لم يكن يمكن ان تقراء أساسيات البرمجة للغة سي شارب حيث أنها النسخة الأخرى لجافا وكذلك أساسيات الحاسوب .

يمكنك تطبيق الكود من خلال الإنترنت او جهازك الحاسوبي.

التالي كود أهلا وسهلا welcome

public class MyFirstJavaProgram
 {

    public static void main(String []args)
 {
       System.out.println("Hello World");
    }
}

ماهي مميزات لغة البرمجة جافا

1 كائنية التوجه object oriented

2 مستقلة عن المنصة أي يمكن تشغيلها في اي الة سواء حاسوب كمبيوتر او حتى صاروخ كل ما تحتاجه أن يكون محمل على على الالة برنامج الة جافا الافتراضي java virtually machine وايضا مستقلة عن نظام التشغيل

3 بسيطة فهي سهلة التعلم اذا كانت لديك خلفية في البرمجة كائنية التوجه oop.

4 معمارية محايدة فيمكنها ان اعمل على عدة معالجات.

5 القابلية للنقل فانت ليس بحاجة القلق لتنصيب برامج إضافية لكي يعمل برنامجك المبرمج للغة جافا.

6 القابلية ونقصد فيها الفاعلية القوية في اقتناص الأخطاء البرمجية أثناء البرمجة
7 المعالجة المقسمة او المجزءة وهي تفيد أنها لا تسبب ببطء في حال كان هناك ضغط على المعالج. كما السرعة في المعالج.
8 كما تحتوي على مفسر.
9 الأداء العالي.
10 موزعة اي يمكن نشرها على الإنترنت.
11 الدينامكية في أكثر دينامكية من سي بلس بلس.

Arabic Knowledge blog مدونة المعرفة العربية

الأحد، 29 نوفمبر 2020