tecnologia java

DEFINICIÓN

Lenguaje de programación Java, un lenguaje de programación de alto nivel, orientado a objetos

API Java, provista por los creadores donde el máximo exponente del lenguaje Java y que proporciona a los programadores un entorno de desarrollo completo, así como una infraestructura.

Máquina Virtual de Java (JV M), la máquina virtual que ejecuta bytecode de Java. También se refiere a la parte de la plataforma Java que se ejecuta en el PC, el entorno en tiempo de ejecución de Java (JRE, Java Runtime Environment)

Java: Tecnología desarrollada por S un M icrosystems para aplicaciones software independiente de la plataforma, que engloba:

Applet Javauio8upñ9

Java Runtime Environment

Plataforma Java, la máquina virtual de Java, junto con las A PIs Java 2 Enterprise Edition es la

edición empresarial del paquete Java.

Plataforma Java, Edición Micro, orientada a dispositivos de prestaciones reducidas

OpenJDK Plataforma Java liberada bajo licencia GPL v2

LENGUAJE DE PROGRAMACIÓN JAVA

Java es un lenguaje de programación orientado a objetos desarrollado por S un M icrosystems a principios de los años 90. E l lenguaje en sí mismo toma mucha de su sintaxis de C y C++, pero tiene un modelo de objetos más simple y elimina herramientas de bajo nivel, que suelen inducir a muchos errores, como la manipulación directa de punteros o memoria.

Las aplicaciones Java están típicamente compiladas en un bytecode, aunque la compilación en código máquina nativo también es posible. En el tiempo de ejecución, el bytecode es normalmente interpretado o compilado a código nativo para la ejecución, aunque la ejecución directa por hardware del bytecode por un procesador Java también es posible.

La implementación original y de referencia del compilador, la máquina virtual y las librerías de clases de Java fueron desarrollados por S un M icrosystems en 1995. Desde entonces, S un ha controlado las especificaciones, el desarrollo y evolución del lenguaje a través del Java Community Process, si bien otros han desarrollado también implementaciones alternativas de estas tecnologías de S un, algunas incluso bajo licencias de software libre.

HISTORIA

La tecnología Java se creó como una herramienta de programación para ser usada en un proyecto de set-top-box en una pequeña operación denominada the Green Project en S un M icrosystems en el año 1991. E l equipo (Green Team), compuesto por trece personas y dirigido por James Gosling

El lenguaje se denominó inicialmente Oak (por un roble que había fuera de la oficina de Gosling), luego pasó a denominarse Green tras descubrir que Oak era ya una marca comercial registrada para adaptadores de tarjetas gráficas y f inalmente se renombró a Java.

James Gosling

ORIGEN DEL TERMINO JA V A

cafetería frecuentada por algunos de los miembros del equipo.

Podría tratarse de las iniciales de sus creadores: James Gosling, Arthur Van Hoff, y Andy Bechtolsheim.

Otros abogan por el siguiente acrónimo, Just Another Vague Acronym("sólo otro acrónimo ambiguo más").

La hipótesis que más fuerza tiene es la que Java debe su nombre a un tipo de café disponible en la cafetería cercana. Un pequeño signo que da fuerza a esta teoría es que los 4 primeros bytes (el número mágico) de los archivos .class que genera el compilador, son en hexadecimal, 0xCA FEB A B E. Otros simplemente dicen que el nombre fue sacado al parecer de una lista aleatoria de palabras.

FILOSOFÍA

El lenguaje Java se creó con cinco objetivos principales:

Debería usar la metodología de la programación orientada a objetos. Debería permitir la ejecución de un mismo programa en múltiples

sistemas operativos. Debería incluir por defecto soporte para trabajo en red. Debería diseñarse para ejecutar código en sistemas remotos de forma

segura. Debería ser fácil de usar y tomar lo mejor de otros lenguajes orientados

a objetos, como C++.

API JAVA El A PI Java es una Interfaz de Programación de A plicaciones (A PI: por

sus siglas en ingles) provista por los creadores del lenguaje Java, y que da a los programadores los medios para desarrollar aplicaciones Java.

Como el lenguaje Java es un Lenguaje Orientado a Objetos, la A PI de Java provee de un conjunto de clases utilitarias para efectuar toda clase de tareas necesarias dentro de un programa.

La A PI Java está organizada en paquetes lógicos, donde cada paquete contiene un conjunto de clases relacionadas semánticamente.

En la comunidad de desarrollo Java se suele identif icar cada una de las diferentes librerías existentes como A PI's java. Cuando se construye un sistema informático este suele emplear diversas A PI`s.

Existen numerosas A PI's de Java para realizar todo tipo de operaciones, algunas de las más conocidas son:

JA XP: Para procesar XM L 's. S ervlets: Para facilitar la implementación de soluciones web. Hibernate: Para facilitar la implementación de persistencia.

MÁQUINA VIRTUAL JAVAUna Máquina virtual Java (en inglés Java Virtual Machine, JVM) es un programa nativo, es decir, ejecutable en una plataforma específica, capaz de interpretar y ejecutar instrucciones expresadas en un código binario especial (el Java bytecode), el cual es generado por el compilador del lenguaje Java.

E l código binario de Java no es un lenguaje de alto nivel, sino un verdadero código máquina de bajo nivel, viable incluso como lenguaje de entrada para un microprocesador f ísico. Como todas las piezas del rompecabezas Java, fue desarrollado originalmente por S un M icrosystems.

La JV M es una de las piezas fundamentales de la plataforma Java. B ásicamente se sitúa en un nivel superior al Hardware del sistema sobre el que se pretende ejecutar la aplicación, y este actúa como un puenteque entiende tanto el bytecode, como el sistema sobre el que se pretende ejecutar. A sí, cuando se escribe una aplicación Java, se hace pensando que será ejecutada en una máquina virtual Java en concreto, siendo ésta la que en última instancia convierte de código bytecode a código nativo del dispositivo f inal.

La gran ventaja de la máquina virtual java es aportar portabilidad al lenguaje de manera que desde S un M icrosystems se han creado diferentes máquinas virtuales java para diferentes arquitecturas y así un programa .class escrito en un Windows puede ser interpretado en un entorno L inux. Tan solo es necesario disponer de dicha máquina virtual para dichos entornos. De ahí el famoso axioma que sigue a Java, "escríbelo una vez, ejecútalo en cualquier parte", o "Write once, run anywhere".

ENTORNO DE EJECUCIÓN

Para poder ejecutar una aplicación en una M áquina V irtual de Java, el programa código debe compilarse de acuerdo a un formato binario portable estandarizado, normalmente en forma de f icheros con extensión .class. Un programa puede componerse de múltiples clases, en cuyo caso cada clase tendrá asociada su propio archivo .class. Para facilitar la distribución de aplicaciones, los archivos de clase pueden empaquetarse juntos en un archivo con formato jar.

E l código resultante de la compilación es ejecutado por la JV M que lleva a cabo la emulación del conjunto de instrucciones, bien por un proceso de interpretación o más habitualmente mediante un compilador JIT (Just In Time), como el HotS pot de S un. Esta última opción convierte el bytecode a código nativo de la plataforma destino, lo que permite una ejecución mucho más rápida. E l inconveniente es el tiempo necesario al principio para la compilación.

EL VERIFICADOR DEL BYTECODE

La JV M verifica todo bytecode antes de ejecutarlo. Esto significa que solo una cantidad limitada de secuencias de bytecode forman programas válidos, por ejemplo una instrucción JUM P (branch) puede apuntar solo a una instrucción dentro de la misma función. A causa de esto, el hecho de que JV M es una arquitectura de pila no implica una carga en la velocidad para emulación sobre arquitecturas basadas en registros cuando usamos un compilador JIT: no hay diferencia para un compilador JIT si nombra registros con nombres imaginarios o posiciones de pila imaginarias que necesitan ser ubicadas a los registros de la arquitectura objetivo.

BYTECODES

L a JV M tiene instrucciones para los siguientes grupos de tareas

Carga y A lmacenamiento A ritméticas Conversión de tipos Creación y manipulación de objetos Gestión de pilas (push / pop) Transferencias de Control (branching) Invocación y retorno a Métodos Lanzar excepciones

La clave es la compatibilidad binaria. Cada sistema operativo de un host particular necesita su propia implementación de JV M y runtime. Estas JV M s interpretan el byte code semánticamente de la misma manera, pero la implementación actual puede variar

APPLET JAVAUn applet Java es un applet escrito en el lenguaje de programación Java. Los applets de Java pueden correr en un navegador web utilizando la Java virtual machine (JV M ), o en el A ppletV iewer de S un.

En Java un applet, es un programa que puede inscrustarse en un documento HTM L ; es decir en una pagina Web, Cuando un Navegador carga una pagina Web que contiene un A pplet, este se descarga en el navegador Web y comienza a ejecutarse esto nos permite crear programas que cualquier usuario puede ejecutar con tan solo cargar la pagina Web en su navegador. E l Navegador que carga y ejecuta el applet se conoce en términos genéricos como el contenedor de A pplets.

VENTAJAS

Un applet de Java puede tener alguna o todas de las siguientes ventajas:

Funcionan en L inux, Windows y M ac OS , son multiplataforma El mismo applet pueden trabajar en "todas" las versiones de Java, y no

sólo la última versión del plug-in. S in embargo, si un applet requiere una versión posterior de la JRE, el cliente se verá obligado a esperar durante la gran descarga.

Es soportado por la mayoría de los navegadores Web Puede ser almacenado en la memoria cache de la mayoría de los

navegadores Web, de modo que se cargará rápidamente cuando se vuelva a cargar la página Web, aunque puede quedar atascado en la caché, causando problemas cuando se liberan nuevas versiones.

Puede tener acceso completo a la máquina en la que se está ejecutando, si el usuario lo permite

Puede ejecutarse con velocidades comparables (pero en general más lento) a la de otros lenguajes compilados, como C + +, pero muchas veces más rápida que la de JavaS cript

Puede trasladar el trabajo del servidor al cliente, haciendo una solución Web más escalable tomando en cuenta el número de usuarios / clientes

DESVENTAJAS

Un applet de Java puede presentar cualquiera de las siguientes desventajas:

Requiere el plug-in de Java, que no está disponible por defecto en todos los navegadores web.

S un no ha creado una implementación del plug-in para los procesadores de 64 bits

No puede iniciar la ejecución hasta que la M áquina virtual de Java está en funcionamiento, y esto puede tomar tiempo la primera vez que se ejecuta un applet.

S i no esta firmado como confiable, tiene un acceso limitado al sistema del usuario - en particular no tiene acceso directo al disco duro del cliente o al portapapeles.

A lgunas organizaciones sólo permiten la instalación de software a los administradores. Como resultado, muchos usuarios (sin privilegios para instalar el plug-in en su navegador) no pueden ver los applets.

Un A pplet podría exigir una versión específ ica del JRE.

EJEMPLOS INCLUIDOS EN EL JDK DE SUN A pplet TicTacToe. A pplet DrawTest. A pplet B arChart. A pplet A nimator. A pplet A rcTest. A pplet B link. A pplet Clock. A pplet GraphicsTest. A pplet ImageM ap. A pplet M oleculeV iewer. A pplet JumpingB ox.

JAVA RUNTIME ENVIRONMENTJRE es el acrónimo de Java Runtime Environment (entorno en tiempo de ejecución Java) y se corresponde con un conjunto de utilidades que permite la ejecución de programas java sobre todas las plataformas soportadas.

E l JRE está constituido por una JV M (máquina virtual Java) que es el programa que interpreta el código Java y además por las librerías de clases estándar que implementan el A PI de Java. A mbas JV M y A PI deben ser consistentes entre sí, de ahí que sean distribuidas de forma conjunta.

Un usuario sólo necesita el JRE para ejecutar las aplicaciones desarrolladas en lenguaje Java, mientras que para desarrollar nuevas aplicaciones en dicho lenguaje es necesario un entorno de desarrollo, denominado JDK, que además del JRE (mínimo imprescindible) incluye, entre otros, un compilador para Java.

PLATAFORMA JAVA

La plataforma Java es el nombre de un entorno o plataforma de computación originaria de S un M icrosystems, capaz de ejecutar aplicaciones desarrolladas usando el Lenguaje de programación Java u otros lenguajes que compilen a bytecode y un conjunto de herramientas de desarrollo. En este caso, la plataforma no es un hardware específico o un sistema operativo, sino más bien una máquina virtual encargada de la ejecución de aplicaciones, y un conjunto de librerías estándar que ofrecen funcionalidad común.

La plataforma es así llamada la Plataforma Java (antes conocida como Plataforma Java 2), e incluye:

Plataforma Java, Edición Estándar (Java Platform, S tandard Edition), o Java S E (antes J2S E)

Plataforma Java, Edición Empresa (Java Platform, Enterprise Edition), o Java EE (antes J2EE)

Plataforma Java, Edición M icro (Java Platform, M icro Edition), o Java M E (antes J2M E)

TECNOLOGÍA S JA V A

La Plataforma Java se compone de un amplio abanico de tecnologías, cada una de las cuales ofrece una parte del complejo de desarrollo o del entorno de ejecución en tiempo real. Por ejemplo, los usuarios f inales suelen interactuar con la máquina virtual de Java y el conjunto estándar de bibliotecas. A demás, las aplicaciones Java pueden usarse de forma variada, como por ejemplo ser incrustadas en una página Web. Para el desarrollo de aplicaciones, se utiliza un conjunto de herramientas conocidas como JDK (Java Development K it, o herramientas de desarrollo para Java).

JA V A RUNTIME ENV IRONMENT

Un programa destinado a la Plataforma Java necesita dos componentes en el sistema donde se va a ejecutar: una máquina virtual de Java (JV M ), y un conjunto de librerías para proporcionar los servicios que pueda necesitar la aplicación. L a JV M que proporciona S un M icrosystems, junto con su implementación de las librerías estándar, se conocen como Java Runtime Environment (JRE) o Entorno en tiempo de ejecución para Java. E l JRE es lo mínimo que debe contener un sistema para poder ejecutar una aplicación Java sobre el mismo.

M áquina V irtual de Java

El corazón de la Plataforma Java es el concepto común de un procesador “ virtual” que ejecuta programas escritos en el lenguaje de programación Java. En concreto, ejecuta el código resultante de la compilación del código fuente, conocido como bytecode

Este “ procesador” es la máquina virtual de Java o JV M (Java V irtual M achine), que se encarga de traducir ( interpretar o compilar al vuelo) el bytecode en instrucciones nativas de la plataforma destino. Esto permite que una misma aplicación Java pueda ser ejecutada en una gran variedad de sistemas con arquitecturas distintas, siempre que con una implementación adecuada de la JV M . Este hecho es lo que ha dado lugar a la famosa frase: “ write once, run anywhere” (escribir una vez, ejecutar en cualquier parte). La condición es que no se utilicen llamadas nativas o funciones especif icas de una plataforma y aún así no se asegura completamente que se cumpla una verdadera independencia de plataforma.

Desde la versión 1.2 de JRE, la implementación de la máquina virtual de S un incluye un compilador JIT (Just In Time). De esta forma, en vez de la tradicional interpretación del código bytecode, que da lugar a una ejecución lenta de las aplicaciones, el JIT convierte el bytecode a código nativo de la plataforma destino. E sta segunda compilación del código penaliza en cuanto a tiempo, pero el código nativo resultante se ejecuta de forma más eficaz y rápida que si fuera interpretado. Otras técnicas de compilación dinámica del código durante el tiempo de ejecución permiten optimizar más aún el código, dejando atrás la losa que sobre Java caía en cuanto a su lentitud y en sus últimas versiones la JV M se ha optimizado a tal punto que ya no se considera una plataforma lenta en cuanto a ejecución de aplicaciones.

L ibrerías de JavaLas librerías de Java tienen tres propósitos dentro de la Plataforma Java. A l igual que otras librerías estándar, ofrecen al programador un conjunto bien definido de funciones para realizar tareas comunes, como manejar listas de elementos u operar de forma sofisticada sobre cadenas de caracteres. A demás, las librerías proporcionan una interfaz abstracta para tareas que son altamente dependientes del hardware de la plataforma destino y de su sistema operativo. Tareas tales como manejo de las funciones de red o acceso a f icheros, suelen depender fuertemente de la funcionalidad nativa de la plataforma destino. En el caso concreto anterior, las librerías java.net y java.io implementan el código nativo internamente, y ofrecen una interfaz estándar para que aplicaciones Java puedan ejecutar tales funciones.

Finalmente, no todas las plataformas soportan todas las funciones que una aplicación Java espera. En estos casos, las librerías bien pueden emular esas funciones usando lo que esté disponible, o bien ofrecer un mecanismo para comprobar si una funcionalidad concreta está presente.

LenguajesLa palabra Java, por sí misma, se refiere habitualmente al lenguaje de programación Java, que fue diseñado para usar con la Plataforma Java. Los lenguajes de programación se encuentran fuera del ámbito de lo que es una “ plataforma” , aunque el lenguaje de programación Java es uno de los componentes fundamentales de la plataforma Java. E l propio lenguaje y el entorno en tiempo de ejecución suelen considerarse una única entidad.

US O DE LA NA S A EL MUNDO DE COMPONENTE DE V IENTO EN S US A PLICA CIONES DE LA TECNOLOGÍA JA V A

NA S A World Wind es el software de código abierto, desarrollado por la A dministración Nacional A eronáutica y E spacial (NA S A ) que le permite zoom desde la altitud de satélite en cualquier lugar en la tierra. E l apalancamiento de imágenes de satélite Landsat y S huttle Radar Topography M ission (S RTM ) de datos, World Wind le permite experimentar cualquier parte de la tierra del terreno en 3D de gran riqueza visual, al igual que si estuvieras realmente allí.

NA S A WORLD WIND O COMO A PLICA CIÓN A PPLETPuede implementar M undo viento dentro de una aplicación con el software de Java Web S tart, o puede desplegar como una applet a través del navegador. NA S A World Wind cuenta con ocho paquetes, y mucho más estará disponible en el futuro:

gov.nasa.worldwind – E l paquete de más alto nivel mundial viento. gov.nasa.worldwind.awt - Clases específicas para su uso con A bstract

Window Toolkit (A WT). gov.nasa.worldwind.formats.gpx y gov.nasa.worldwind.formats.nmea -

A mbas son clases específ icas de formatos de seguimiento GPS gov.nasa.worldwind.geom - Geometría y clases de matemáticas. gov.nasa.worldwind.globes - Globos con la Tierra, M arte, y así

sucesivamente. gov.nasa.worldwind.layers - Imágenes y otros datos para mostrar en

globos. gov.nasa.worldwind.layers.Earth - Capas específicas a la tierra.

EL US O DE EL MUNDO DE V IENTO DENTRO DE UN A PPLET

Para crear un applet, que utiliza la A PI de Java para OpenGL (JOGL ) A plicación de inicio. E l nuevo applet JOGL L auncher permite la creación y despliegue de applets utilizando gráficos en 3D a través de OpenGL sin exigir el applet para ser f irmado o el desempeño de cualquier manual de instalación de software en el ordenador del usuario. Funciona en cualquier combinación de sistema operativo y el apoyo de CPU JOGL , con un Java Runtime Environment (JRE) versión 1.4.2 o posterior instalado en el navegador.

Hasta la fecha, la plataforma Java ha atraído a más de 5 millones de desarrolladores de software. S e utiliza en los principales sectores de la industria de todo el mundo y está presente en un gran número de dispositivos, equipos y redes.

La versatilidad y eficiencia de la tecnología Java, la portabilidad de su plataforma y la seguridad que aporta, la han convertido en la tecnología ideal para su aplicación a redes. De portátiles a centros de datos, de consolas de juegos a superequipos científ icos, de teléfonos móviles a Internet, Java está en todas partes.

M ás de 4.500 millones dispositivos utilizan la tecnología Java, como: 800 millones de equipos

1.500 millones de teléfonos móviles y otros dispositivos de mano (fuente: Ovum)

2.200 millones de tarjetas inteligentes

S intonizadores, impresoras, web cams, juegos, sistemas de navegación para automóviles, terminales de lotería, dispositivos médicos, cajeros de pago en aparcamientos, etc.

Por su AtencionGracias.

Hilda Laura Almazán zapataIng. Administrador de SistemasMat: 1203498

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