Java fue diseñado por James Gosling, de Sun Microsystems, en 1990, como software para dispositivos electrónicos de consumo. Curiosamente, todo este lenguaje fue diseñado antes de que diese comienzo la era World Wide Web, puesto que fue diseñado para dispositivos electrónicos como calculadoras, microondas, y la televisión interactiva entre otros.
En los primeros años de la década de los noventa, Sun Microsystems decidió intentar introducirse en el mercado de la electrónica de consumo y desarrollar programas para pequeños dispositivos electrónicos. Tras unos comienzos dudosos, Sun decidió crear una filial, denominada FirstPerson Inc., para dar margen de maniobra al equipo responsable del proyecto.
Inicialmente Java se llamó OAK (roble en inglés), aunque tuvo que cambiar debido a la existencia de que dicho nombre ya estaba registrada por otra empresa. Se dice que el nombre original fue roble en inglés debido a la existencia de tal árbol en los alrededores del lugar de trabajo de los promotores de tal lenguaje.
Tres de las principales razones que llevaron a crear Java son las siguientes:
Creciente necesidad de interfaces mucho más cómodos e intuitivos que los sistemas de ventanas que proliferaban hasta el momento.
Fiabilidad del código y facilidad de desarrollo. Gosling observó que muchas de las características que ofrecían C o C++ para este tipo de dispositivos aumentaban de forma alarmante el gran coste de pruebas y depuración. Por ello en los sus ratos libres creó un lenguaje de programación donde intentaba solucionar los fallos que encontraba en C++.
El funcionamiento de dispositivos electrónicos se controla mediante la utilización de microprocesadores de bajo precio y reducidas prestaciones, de los que existe una diversidad abrumadora. Además, se desarrollan nuevos modelos más perfeccionados y baratos cada pocas semanas y los fabricantes tratan siempre de aprovecharlos para reducir costes en las grandes producciones que realizan. Sin embargo, las diferentes familias de microprocesadores emplean un juego de instrucciones diferentes, e incluso las nuevas versiones de modelos antiguos suelen añadir o modificar instrucciones para aprovechar al máximo las nuevas posibilidades de los chips. Por este motivo, el software escrito debe ser revisado por completo antes de poder utilizarlo en otro. Naturalmente, la existencia de compiladores alivia esta labor, facilitando la utilización de C en lugar de ensamblador, pero esto no es suficiente: muchas de las diferencias básicas entre microprocesadores (direcciones concretas de memoria, tamaño y número de registros, acceso a puertos de entrada/salida) se manifiestan directamente en el código C, del que debe desarrollarse una nueva versión para cada chip que desea utilizarse.
Por todo ello, en lugar de tratar únicamente de optimizar las técnicas de desarrollo y dar por sentado la utilización de C o C++, el equipo de Gosling se planteó que tal vez estos lenguajes eran demasiado complicados como para conseguir reducir de forma apreciable la complejidad asociada a este campo. Por este motivo, su primera propuesta fue idear un nuevo lenguaje de programación lo más sencillo posible, con el objeto de que se pudiese adaptar con facilidad a cualquier entorno de ejecución. Basándose en el conocimiento y estudio de gran cantidad de lenguajes, este grupo decidió recoger las características esenciales que debía tener un lenguaje de programación moderno y potente, pero eliminando todas aquellas funciones que no eran absolutamente imprescindibles.
No es arriesgado afirmar que Java supone un significativo avance en el mundo de los entornos software, y esto viene avalado por tres elementos claves que diferencian a este lenguaje desde un punto de vista tecnológico:
- Es un lenguaje de programación que ofrece la potencia del diseño orientado a objetos con una sintaxis fácilmente accesible y un entorno robusto y agradable.
- Proporciona un conjunto de clases potente y flexible.
- Pone al alcance de cualquiera la utilización de aplicaciones que se pueden incluir directamente en páginas Web (aplicaciones denominadas applets).
Java aporta a
A lo largo de este apartado se estudian en detalle las principales características de Java.
En este aspecto Java fue diseñado partiendo de cero, no siendo derivado de otro lenguaje anterior y no tiene compatibilidad con ninguno de ellos.
En Java el concepto de objeto resulta sencillo y fácil de ampliar. Además se conservan elementos "no objetos", como números, caracteres y otros tipos de datos simples.
Pese a su simpleza se ha conseguido un considerable potencial, y aunque cada tarea se puede realizar de un número reducido de formas, se ha conseguido un gran potencial de expresión e innovación desde el punto de vista del programador.
Java verifica su código al mismo tiempo que lo escribe, y una vez más antes de ejecutarse, de manera que se consigue un alto margen de codificación sin errores. Se realiza un descubrimiento de la mayor parte de los errores durante el tiempo de compilación, ya que Java es estricto en cuanto a tipos y declaraciones, y así lo que es rigidez y falta de flexibilidad se convierte en eficacia. Respecto a la gestión de memoria, Java libera al programador del compromiso de tener que controlar especialmente la asignación que de ésta hace a sus necesidades específicas. Este lenguaje posee una gestión avanzada de memoria llamada gestión de basura, y un manejo de excepciones orientado a objetos integrados. Estos elementos realizarán muchas tareas antes tediosas a la vez que obligadas para el programador.
d.) Modelo de objeto rico
Existen varias clases que contienen las abstracciones básicas para facilitar a los programas una gran capacidad de representación. Para ello se contará con un conjunto de clases comunes que pueden crecer para admitir todas las necesidades del programador.
Además la biblioteca de clases de Java proporciona un conjunto único de protocolos de Internet.
El conjunto de clases más complicado de Java son sus paquetes gráficos AWT (Abstract Window Toolkit) y Swing. Estos paquetes implementan componentes de una interfaz de usuario gráfica básica común a todos los ordenadores personales modernos.
C. Simple
El único requerimiento para aprender Java es tener una comprensión de los conceptos básicos de la programación orientada a objetos. Así se ha creado un lenguaje simple (aunque eficaz y expresivo) pudiendo mostrarse cualquier planteamiento por parte del programador sin que las interioridades del sistema subyacente sean desveladas.
Java es más complejo que un lenguaje simple, pero más sencillo que cualquier otro entorno de programación. El único obstáculo que se puede presentar es conseguir comprender la programación orientada a objetos, aspecto que, al ser independiente del lenguaje, se presenta como insalvable.
b.) Completado con utilidades
El paquete de utilidades de Java viene con un conjunto completo de estructuras de datos complejas y sus métodos asociados, que serán de inestimable ayuda para implementar applets y otras aplicaciones más complejas. Se dispone también de estructuras de datos habituales, como pilas y tablas hash, como clases ya implementadas.
Existirá una interfaz Observer/Observable que permitirá la implementación simple de objetos dinámicos cuyo estado se visualiza en pantalla.
El JDK (Java Development Kit) suministrado por Sun Microsystems incluye un compilador, un intérprete de aplicaciones, un depurador en línea de comandos, y un visualizador de applets entre otros elementos.
D. Interactivo y orientado a red
Uno de los requisitos de Java desde sus inicios fue la posibilidad de crear programas en red interactivos, por lo que es capaz de hacer varias cosas a la vez sin perder rastro de lo que debería suceder y cuándo. Para se da soporte a la utilización de múltiples hilos de programación (multithread).
Las aplicaciones de Java permiten situar figuras animadas en las páginas Web, y éstas pueden concebirse con logotipos animados o con texto que se desplace por la pantalla. También pueden tratarse gráficos generados por algún proceso. Estas animaciones pueden ser interactivas, permitiendo al usuario un control sobre su apariencia.
Java está diseñado para que un programa escrito en este lenguaje sea ejecutado correctamente independientemente de la plataforma en la que se esté actuando (Macintosh, PC, UNIX…). Para conseguir esto utiliza una compilación en una representación intermedia que recibe el nombre de códigos de byte, que pueden interpretarse en cualquier sistema operativo con un intérprete de Java. La desventaja de un sistema de este tipo es el rendimiento; sin embargo, el hecho de que Java fuese diseñado para funcionar razonablemente bien en microprocesadores de escasa potencia, unido a la sencillez de traducción a código máquina hacen que Java supere esa desventaja sin problemas.
c.) Trabajo en red
Java anima las páginas Web y hace posible la incorporación de aplicaciones interactivas y especializadas. Aporta la posibilidad de distribuir contenidos ejecutables, de manera que los suministradores de información de
Los protocolos básicos para trabajar en Internet están encapsulados en unas cuantas clases simples. Se incluyen implementaciones ampliables de los protocolos FTP, HTTP, NNTP y SMTP junto con conectores de red de bajo nivel e interfaces de nombrado. Esto le permite interactuar con esos servicios de red poderosos sin tener que comprender realmente los detalles de bajo nivel de esos protocolos. Este lenguaje está diseñado para cumplir los requisitos de entrega de contenidos interactivos mediante el uso de applets insertados en sus páginas HTML. Además, las clases de Java admiten muy bien estos protocolos y formatos. El envío de las clases de Java a través de Internet se realiza con gran facilidad, ya que existe una interfaz unificada, resolviendo así los típicos problemas de diferencia de versiones.
Java proporciona un conjunto de clases para tratar con una abstracción de los conectores de red (sockets) originales de la versión UNIX de Berckley, encapsular la noción de una dirección de Internet o conectar sockets con flujos de datos de Entrada/Salida.
Con todas estas posibilidades aumenta el dinamismo y competitividad de
d.) Applets
Una applet (miniaplicación) es un pequeño programa en Java transferido dinámicamente a través de Internet. Presentan un comportamiento inteligente, pudiendo reaccionar a la entrada de un usuario y cambiar de forma dinámica. Sin embargo, la verdadera novedad es el gran potencial que Java proporciona en este aspecto, haciendo posible que los programadores ejerzan un control sobre los programas ejecutables de Java que no es posible encontrar en otros lenguajes.
E. Y mucho más
Existe una preocupación lógica en Internet por el tema de la seguridad: virus, caballos de Troya, y programas similares navegan de forma usual por la red, constituyendo una amenaza palpable. Java ha sido diseñado poniendo un énfasis especial en el tema de la seguridad, y se ha conseguido lograr cierta inmunidad en el aspecto de que un programa realizado en Java no puede realizar llamadas a funciones globales ni acceder a recursos arbitrarios del sistema, por lo que el control sobre los programas ejecutables no es equiparable a otros lenguajes.
Los niveles de seguridad que presenta son:
- Fuertes restricciones al acceso a memoria, como son la eliminación de punteros aritméticos y de operadores ilegales de transmisión.
- Rutina de verificación de los códigos de byte que asegura que no se viole ninguna construcción del lenguaje.
- Verificación del nombre de clase y de restricciones de acceso durante la carga.
- Sistema de seguridad de la interfaz que refuerza las medidas de seguridad en muchos niveles.
En futuras versiones se prevé contar también con encriptación y técnicas similares.
Java fue desarrollado basándose en C++, pero eliminando rasgos del mismo poco empleados, optándose por una codificación comprensible. Básicamente, encontramos las siguientes diferencias con C++:
- Java no soporta los tipos struct, union ni punteros.
- No soporta typedef ni #define.
- Se distingue por su forma de manejar ciertos operadores y no permite una sobrecarga de operadores.
- No soporta herencia múltiple.
- Java maneja argumentos en la línea de comandos de forma diversa a como lo hacen C o C++.
- Tiene una clase String que es parte del paquete java.lang y se diferencia de la matriz de caracteres terminada con un nulo que usan C y C++.
- Java cuenta con un sistema automático para asignar y liberar memoria, con lo que no es necesario utilizar las funciones previstas con este fin en C y C++.
c.) Gestión de
En lugar de utilizar primitivas como las de C para trabajar con ficheros, se utlizan primitivas similares a las de C++, mucho más elegantes, que permiten tratar los ficheros, sockets, teclado y monitor como flujos de datos.
De este modo se pueden utilizar dichas primitivas para cualquier operación de Entrada/Salida.
d.) Diferentes tipos de aplicaciones
En Java podemos crear los siguientes tipos de aplicaciones:
- Aplicaciones: Se ejecutan sin necesidad de un navegador.
- Applets: Se pueden descargar de Internet y se observan en un navegador.
- JavaBeans: Componentes software Java, que se puedan incorporar gráficamente a otros componentes.
- JavaScript: Conjunto del lenguaje Java que puede codificarse directamente sobre cualquier documento HTML
- Servlets: Módulos que permiten sustituir o utilizar el lenguaje Java en lugar de programas CGI (Common Gateway Interface) a la hora de dotar de interactividad a las páginas Web.
FUTURO DE JAVA
Existen muchas críticas a Java debido a su lenta velocidad de ejecución, aproximadamente unos 20 veces más lentos que un programa en lenguaje C. Sun está trabajando intensamente en crear versiones de Java con una velocidad mayor.
El problema fundamental de Java es que utiliza bytecodes para solventar los problemas de portabilidad, que posteriormente en cada máquina se tendrán que transformar en código máquina, lo que ralentiza considerablemente el proceso de ejecución.
La solución que se deriva de esto parece bastante obvio: fabricar ordenadores capaces de comprender directamente los bytecodes, sería una máquina que utilizara Java como sistema operativo y que no requiriría en principio de disco duro porque regiría sus recursos de la red.
A los ordenadores que utilizan Java como sistema operativo se les llama Network Computer, WePC o WebTop.
La primera gran empresa que se ha dado cuenta de todo esto y ha apostado en esto ha sido Oracle, que en enero de 1996 presentó en Japón su primer NC (Network Computer), basado en un procesador RISC con 8 Mbytes de RAM. Tras Oracle, han sido compañías del tamaño de Sun, Apple e IBM las que han anunciado desarrollos similares.
Por ahora, toda esta tecnología está comenzando a desarrollarse, aunque en la actualidad los anchos de banda y el coste de la conexiones no favorecen demasiado estos ordenadores. No obstante todos estos problemas desaparecerán a corto plazo, y la actitud de Sun de mantener un sistema transparente y accesible a cualquier programador parece que van a ser determinantes en la comercialización de este tipo de sistemas.
La principal empresa en el mundo del software, Microsoft, que en los comienzos de Java no estaba a favor de su utilización, ha licenciado Java, lo ha incluido en Internet Explorer 3.0 y posteriores, y ha lanzado un entorno de desarrollo para Java, que se denomina Visual J++.
El único problema aparente es la seguridad para que Java se pueda utilizar para transacciones críticas. Sun va a apostar por firmas digitales, que será clave en el desarrollo no sólo de Java, sino de toda Internet
