Добро пожаловать на первую статью из серии из десяти частей, посвященную введению в программирование на Java. Если вы впервые занимаетесь программированием, то вы пришли по адресу. Давайте начнем!
Фон Java
Java – это язык программирования, появившийся на сцене в 1995 году компанией Sun Microsystems, ныне известной как Oracle Corporation. С точки зрения возможностей Java – это язык программирования высокого уровня, который одновременно объектно—ориентирован и строго типизирован – мы рассмотрим обе эти концепции позже.
Если бы Java могла претендовать на славу, то, вероятно, это была бы ее переносимость. Весь код компилируется в байт-код и выполняется на виртуальной машине Java или JVM. Это позволяет разработчику писать код практически на любой платформе и передавать его между платформами.
Но давайте вернемся назад! Вы, вероятно, здесь, потому что хотите знать самые основы Java. Вместо того, чтобы увязать в большом количестве теории, вы, вероятно, предпочтете получить в свои руки несколько примеров. В этих руководствах я начну каждый раздел с ознакомления с некоторыми концепциями, которые, по моему мнению, вам необходимо знать.
Покончив с теорией, мы рассмотрим пару примеров. Если вам недостаточно этой серии, вот несколько дополнительных ресурсов:
- Привет, мир на Java
- Перевернуть строку в Java
- Разница между публичным и частным в Java
- Поведение
i=i++на языке Java
Конечно, мы не сможем достичь ничего из этого, если никогда не начнем, так что давайте приступим к работе.
Основы логики
Прежде чем мы сможем приступить к программированию, нам нужно получить представление о том, как работает компьютер на низком уровне. Для этого нам нужно будет рассмотреть следующие понятия: компьютерные процессоры и логические элементы.
Компьютерные процессоры
В центре каждого компьютера находится процессор, который отвечает за все мышление системы. Однако процессоры мыслят не так, как вы или я. Они работают, принимая команды и вычисляя их результаты.
На высоком уровне команды поступают в виде математических вычислений, но на самом деле это гораздо интереснее. Когда мы отдаем команду процессору, это фактически изменяет то, как электричество течет по его цепям.
Мы можем представить процессор как серию проводов и переключателей, которые направляют поток тока через цепь. На каждом соединении может быть разомкнут переключатель, который позволяет току проходить от входа соединения к выходу. Аналогично, переключатель может блокировать протекание тока при закрытом положении.
В логике мы используем особый тип переключателя, называемый транзистором. Ради простоты мы не будем вдаваться в то, как они работают, но вы можете немного подробнее изучить тему, прежде чем закончить здесь.
Логические элементы
Теперь, чтобы сделать эти транзисторы полезными, мы обычно объединяем их, образуя логический элемент. Логический элемент – это конфигурация транзисторов, характеризующаяся таблицей истинности. Другими словами, мы можем описать логический элемент по тому, как он реагирует на все возможные входные данные. Затем мы суммируем наши выводы в таблице истинности.
Для простоты мы обычно обозначаем вход как ON или 1, когда на нем есть ток. В противном случае мы будем ссылаться на этот ввод как на выключенный или 0.
Затем мы можем использовать эти знания, чтобы придать некоторый смысл нескольким основным логическим элементам: AND, OR, NAND и NOR. Эти вентили управляют потоком электроэнергии в цепи, создавая ток на выходе только в особых условиях. Например, элемент AND открывается только в том случае, если на всех его входах есть ток. Другими словами, все входные данные включены или 1.
Противоположностью элемента И является элемент NAND, который выдает ток на выходе только в том случае, если ни на одном из входов нет тока. Другими словами, все входы должны быть выключены или равны 0. В следующем разделе мы рассмотрим, что это значит для разработчиков.
Введение в двоичный код
Имея за плечами некоторую базовую логику, теперь мы можем подняться на один уровень абстракции. В частности, мы рассмотрим системы счисления и биты.
Системы счисления
Нули и единицы, которые используются для описания взаимодействия с логическими элементами, являются теми же единицами, которые компьютер использует в программировании. Эти единицы измерения описываются с использованием системы счисления, называемой двоичной. Двоичная система счисления – это система счисления с основанием 2, в которой два возможных значения равны 0 и 1.
В отличие от этого, люди решили использовать базовую систему счисления 10 (возможные значения 0-9). Прелесть двоичного кода в том, что мы можем начать представлять числа на основе потока электронов в цепи. К сожалению, логические элементы, описанные выше, имеют только один выход. Представьте, что мы могли бы сделать, если бы у нас было больше результатов.
В качестве примера предположим, что у нас есть схема с четырьмя выходами. Если каждый выходной сигнал может иметь значение, равное нулю или единице, сколько возможных выходных комбинаций может быть?
Что ж, каждый вывод может иметь одно из двух значений, поэтому мы умножаем количество комбинаций для каждого вывода (2 x 2 x 2 x 2). В общей сложности у нас может быть 16 комбинаций, которые могут дать нам десятичный диапазон от 0 до 15. Таким образом, независимо от того, что делает эта схема, мы можем начать записывать результаты в виде десятичных чисел.
Биты и байты
В приведенном выше примере наша схема имела четыре двоичных выхода, которые сообщают нам количество битов схемы. Другими словами, наша схема была 4-разрядной.
Если мы знаем, сколько битов имеет система, вычислить общий диапазон значений на самом деле довольно просто: увеличьте два до количества битов. Например, 16-разрядная система будет иметь общий диапазон значений 2 16 или 65 536 возможных значений.
Если работа с двоичными файлами не была достаточно запутанной, мы действительно можем поместить биты в группы по восемь, которые мы называем байтами. Другими словами, 16-разрядная система также может называться 2-байтовой системой. Оттуда 1024 байта – это килобайт, 1024 килобайта – это мегабайт и так далее.
Держите эти концепции в глубине своего сознания, когда мы начнем играть с числами Java.
Введение в программирование на Java
Возможно, лучший способ начать обучение – это начать работать с числами на Java. К сожалению, большинство инструментов Java не предоставляют возможностей для этого, потому что Java компилируется, а не интерпретируется. Другими словами, Java имеет определенный макет, которому необходимо следовать, прежде чем мы сможем начать тестирование. Это может быть довольно громоздким для новых учеников, поэтому мы планируем пошагово изучить каждый фрагмент.
На данный момент я рекомендую загрузить DrJava , потому что это обеспечивает удобный обходной путь. Этот обходной путь называется панелью взаимодействий, и он позволяет нам начать играть с фрагментами кода.
Как только DrJava будет загружен, давайте воспользуемся панелью взаимодействий, чтобы начать выполнять базовую математику. Ниже приведены некоторые примеры комбинаций, которые мы могли бы попробовать:
5 + 7 5 + 7.0 3 - 4 3 - 4.0 1 / 2 1 / 2.0 6 * 6 6 * 6.0 4 % 5 4 % 5.0
Поздравляю! Мы только что закончили наш первый урок по Java. Следите за обновлениями, и мы поговорим о том, что именно происходит с результатами. А пока продолжайте экспериментировать. Для дополнительной сложности попробуйте поиграть с true, false, = и ==.
Оригинал: “https://dev.to/renegadecoder94/introduction-to-coding-in-java-271n”