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前言

本文的主題是初識計算機和Java語言，主要包括計算機的體系結構（計算機的基本概念、常見的主要硬體和軟體、計算機的體系結構）、Java語言概述（計算機語言的發展、Java語言的發展和Java語言的主要版本）和開發環境的搭建（開發環境的搭建和安裝、撰寫Java程式的流程、環境變數的配置和跨平臺原理）等，

1.計算機的體系結構

（1）計算機的基本概念

計算機：

• 高級計算

• 使用廣泛

????- 游戲

????- 追劇

????- 結賬

????- 醫療

????- ……

• 組成

????- 硬體

????????客觀存在的設備，看得見、摸得著

????- 軟體

????????控制硬體完成功能，看得見、摸不著

（2）常見的主要硬體

• 中央處理器CPU

• 記憶體

• 硬碟
  存盤檔案，

• 輸入輸出設備

  • 鍵盤

  • 顯示幕

• 機箱

• 電源

（3）主要硬體的詳解

Ⅰ CPU

CPU即中央處理器（Central Processing Unit），是最核心的部件，類似于大腦：

• 是計算機的運算核心 和控制核心

• 功能

????- 解釋計算機指令

????- 處理軟體資料

品牌包括Intel、AMD、高通的驍龍、華為的麒麟等，

Ⅱ 記憶體

Memory，是計算機中的存盤部件：

• 功能：

????暫存CPU中的運算資料和與硬碟等的交換資料

• 特點

????可以直接訪問記憶體資料，效率高

• 缺點

????- 容量小

????- 不能永久存盤，一旦斷電會丟失資料

????????時刻記得CTRL+S 進行永久存盤，

品牌包括金士頓、三星、海盜船等，

Ⅲ 硬碟

計算機中的存盤部件：

• 特點

????- 容量大

????- 永久存放資料，斷電不丟失

• 缺點

????- CPU不能直接訪問硬碟資料

• 分類

????- 機械硬碟

????- SSD固態硬碟

????????- 速度快

????????- 不易損壞

品牌包括希捷、西數、金士頓等，

記憶體和硬碟優缺點互補，

記憶體中常見單位及其之間的關系如下：

1TB = 1024GB
1GB = 1024MB
1MB = 1024KB
1Kb = 1024Byte（位元組）
1Byte = 8Bit（二進制位）

Ⅳ 輸入輸出設備

• 標準輸入設備

????鍵盤

• 標準輸出設備

????顯示幕

（4）常見的主要軟體

• 系統軟體

????作業系統，是其他軟體的基礎

????????- Windows

????????- Unix

????????????付費

????????- Linux

????????????免費、開源

????????- iOS

????????- Android

• 應用軟體

????裝在作業系統之上的軟體，

????- Office

（5）計算機的體系結構

以上4個部分具有明顯的依賴關系，外部是在內部的基礎上運轉的，

2.Java語言概述

（1）計算機語言的發展

語言是人與人之間溝通的主要表達方式；

計算機語言即為人與計算機之間溝通的表達方式，

分類：

• 機器語言

????二進制，最初是穿孔卡片，

• 匯編語言

????助記符表示機器指令，

• 高級語言

????用更簡單的方式與計算機進行交流，

????- Java

????- C/C++

????- Python

????- ……

????Java語言占比最高，其次是C、Python、C++、……

（2）Java語言的發展

Java語言出現于20世紀90年代：

• 單片機系統提高家電智能性

• Sun公司發起綠色計劃

• James Gosling（Java語言之父）考慮過C++，但是不能跨平臺

• 改寫C++，看到橡樹，命名為oak，爪哇島的咖啡好喝，因此命名為Java

發展歷史：

• 1995年問世

• 1996年1.0

• 1999年 1.2（SE、EE、ME）

• 2011.7 Oracle發布7.0

• ……

（3）Java語言的主要版本

• Java SE

????Standard Edition，Java平臺標準版，

????- 基礎環境和核心類別庫

• Java EE

????Enterprise Edition，Java平臺企業版，

????- 構建于Java SE基礎上

????- 用于構建企業級應用

• Java ME

????走向淘汰

3.開發環境的搭建和使用

（1）開發環境和工具的下載和安裝

開發環境的下載方式：

• 官網

????Java SE 11是LTS（longtime supported），

????- www.sun.com

????- www.oracle.com

• 搜索

開發環境的安裝方式：

路徑不能包含中文，

• 安裝包

• 綠色版

Java開發的常用工具如下：

• 文本編輯器（TE，Text Editor）

????- 記事本

????- Notepad++

????- Edit Plus

????- UltraEdit

????- ……

• 集成開發環境（IDE，Integrated Development Environment ）

????- Jbuilder

????- NetBeans

????- Eclipse

????- MyEclipse

????- IDEA

????- …

（2）安裝目錄和概念解讀

Java安裝路徑主要包含的目錄如下：

E:.
├─bin
│  └─server
├─conf
│  ├─management
│  └─security
│      └─policy
│          ├─limited
│          └─unlimited
├─include
│  └─win32
│      └─bridge
├─jmods
├─jre
│  ├─bin
│  │  └─server
│  ├─conf
│  │  └─security
│  │      └─policy
│  │          ├─limited
│  │          └─unlimited
│  ├─include
│  │  └─win32
│  ├─legal
│  │  ├─java.base
│  │  ├─java.datatransfer
│  │  ├─java.desktop
│  │  ├─java.prefs
│  │  └─java.xml
│  └─lib
│      ├─security
│      └─server
├─legal
│  ├─java.base
│  ├─java.compiler
│  ├─java.datatransfer
│  ├─java.desktop
│  ├─java.instrument
│  ├─java.logging
│  ├─java.management
│  ├─java.management.rmi
│  ├─java.naming
│  ├─java.net.http
│  ├─java.prefs
│  ├─java.rmi
│  ├─java.scripting
│  ├─java.se
│  ├─java.security.jgss
│  ├─java.security.sasl
│  ├─java.smartcardio
│  ├─java.sql
│  ├─java.sql.rowset
│  ├─java.transaction.xa
│  ├─java.xml
│  ├─java.xml.crypto
│  ├─jdk.accessibility
│  ├─jdk.aot
│  ├─jdk.attach
│  ├─jdk.charsets
│  ├─jdk.compiler
│  ├─jdk.crypto.cryptoki
│  ├─jdk.crypto.ec
│  ├─jdk.crypto.mscapi
│  ├─jdk.dynalink
│  ├─jdk.editpad
│  ├─jdk.hotspot.agent
│  ├─jdk.httpserver
│  ├─jdk.internal.ed
│  ├─jdk.internal.jvmstat
│  ├─jdk.internal.le
│  ├─jdk.internal.opt
│  ├─jdk.internal.vm.ci
│  ├─jdk.internal.vm.compiler
│  ├─jdk.internal.vm.compiler.management
│  ├─jdk.jartool
│  ├─jdk.javadoc
│  ├─jdk.jcmd
│  ├─jdk.jconsole
│  ├─jdk.jdeps
│  ├─jdk.jdi
│  ├─jdk.jdwp.agent
│  ├─jdk.jfr
│  ├─jdk.jlink
│  ├─jdk.jshell
│  ├─jdk.jsobject
│  ├─jdk.jstatd
│  ├─jdk.localedata
│  ├─jdk.management
│  ├─jdk.management.agent
│  ├─jdk.management.jfr
│  ├─jdk.naming.dns
│  ├─jdk.naming.rmi
│  ├─jdk.net
│  ├─jdk.pack
│  ├─jdk.rmic
│  ├─jdk.scripting.nashorn
│  ├─jdk.scripting.nashorn.shell
│  ├─jdk.sctp
│  ├─jdk.security.auth
│  ├─jdk.security.jgss
│  ├─jdk.unsupported
│  ├─jdk.unsupported.desktop
│  ├─jdk.xml.dom
│  └─jdk.zipfs
└─lib
    ├─jfr
    ├─security
    └─server

• bin目錄

????可執行檔案，包括javac.exe、java.exe等，

????需要將bin目錄添加到bin目錄下，

• conf目錄

????組態檔

• include目錄

????.h頭檔案

• jmods

????模塊資訊

• legal

????授權檔案

• lib

????庫，src.zip包含很多子目錄，

????

一些基本概念：

JDK，即Java開發工具包 （ Java Development Kit），Java開發人士需要下載和安裝JDK，目前的主流版本為JDK11，

JRE是Java SE運行時環境 （Java SE Runtime Environment），提供了運行Java應用程式所必須的軟體環境等，無論是開發還是運行Java應用都必須安裝，

前面的bin目錄下有兩個可執行檔案：

• javac.exe

????編譯器，主要用于將高級Java源代碼翻譯成位元組碼檔案，

• java.exe

????解釋器，主要用于啟動JVM對位元組碼檔案進行解釋并執行，

其中，JDK、JRE、JVM之間的關系如下：

[外鏈圖片轉存失敗,源站可能有防盜鏈機制,建議將圖片保存下來直接上傳(img-azNf2l5g-1629031393221)(image/image.png)]

可以看到三者之間是相互包含的關系，

（3）撰寫Java程式的流程

開始階段使用TE撰寫，來掌味訓本的語法和編碼技巧，同時熟悉指法，

代碼如下：

/*
 * 專案名稱：第一個Java程式
 * 專案功能：列印hello world
 * 作    者：Corley
 * 版    本：V1.0
 * 所 有 者：XXX
 * 備    注：TEST
 */
 
 public class HelloWorld /*類名*/ { /*類體*/
  
  public static void main /*主方法名*/ (String[] args) { /*主方法體*/
    
    System.out.println("Hello World!");
    
  }
 }

執行javac HelloWorld.java ，生成位元組碼檔案HelloWorld.class，該檔案直接打開會顯示亂碼；

執行java HelloWorld ，進行解釋執行，列印如下：

Hello World!

執行流程示意如下：

（4）常見的錯誤和簡化的編譯執行

常見的錯誤：

1. 需要class, interface或enum

????入口關鍵字拼寫出現錯誤，例如class 寫成clas

2. 找不到符號

????字母大小寫、拼寫錯誤，例如型別String寫成string

3. 需要’;’

????一行結束時未加分號，需要注意使用英文的分號;

4. 非法字符: ‘\uxxxx’

????使用了中文符號，例如使用了中文的分號，就會報錯非法字符: '\uff1b'

5. mian

????在類 中找不到 main 方法, 請將 main 方法定義為:

Java11新特性-簡化的編譯運行 ：

在Java11中可以將編譯運行的兩步直接省為1步，即java HelloWorld.java ，此時就會自動先編譯、再解釋執行，

需要保證當前目錄下不含有位元組碼檔案，否則會報錯，

（5）常用的快捷鍵和注釋

Windows下常用的快捷鍵如下：

注釋是用于進行代碼說明的，即給程式員看的文字描述，編譯器會忽略，

分類：

• 單行注釋

????以// 開始，到本行結束，都是注釋，

• 多行注釋

????從/*開始，到*/結束，中間所有行都是注釋，

????多行注釋不允許嵌套，

• 多行/檔案注釋

????從/**開始，到*/結束，是一種支持提取的注釋，

（6）環境變數的配置

前面可以直接執行javac xxx.java 、java xxx 等可以直接執行，是因為將JDK的安裝目錄下的bin目錄添加到了環境變數，如果不添加環境變數則會報錯'abc' 不是內部或外部命令，也不是可運行的程式或批處理檔案， ，

為了將可以執行檔案可以在任意路徑中均可以使用，需要將該檔案所在的路徑資訊添加到環境變數中，例如E:\Java\jdk-11.0.2\bin，Windows 10添加示意如下：

說明：

1. 如果同時添加了多個JDK的bin路徑，則會從前到后遍歷配置的環境變數、使用找到的第一個路徑對應的JDK，

2. 配置環境變數后需要重啟DOS視窗 ，才能生效，

3. 考慮到可能需要更新JDK，則可以配置JAVA_HOME系統變數，再修改Path的路徑，有2個好處：

????- 如果以后需要更新JDK版本，只需要修改JAVA_HOME變數即可；

????- Java EE也會用到JAVA_HOME變數，為后面的使用做準備，

????具體程序可參考https://blog.csdn.net/bf4457/article/details/114535466，

（7）跨平臺原理

Java相對于C、C++的一個重要特點是支持跨平臺 ，也就是相同的位元組碼檔案可以在不同的平臺上執行，其中起重要作用的就是JVM：JVM將Java位元組碼翻譯為某個具體平臺能夠執行的機器指令，由于Sun定義了JVM規范，而且不同的作業系統大多提供了JVM實作，才使得相同的一個位元組碼檔案可以在不同的系統上運行，從而實作了“一次編譯、到處使用”的效果，

如下圖所示：

總結

大資料開發的基礎是Java，因此必須要先掌握計算機的基礎原理和基本的Java開發功底，為大資料開發打牢基礎，
同時，本文只是知識檔案的部分內容，如果要獲取更完整的檔案，可以私信交流，