Hallo Welt (1)

Von Menschen und Maschinen

Traditionell ist "Hallo Welt!" das erste Programm in einer neuen Sprache. So sieht der Quellcode dieses Programms in Java aus:

class HalloWelt {

  public static void main(String[] args) {

    System.out.println("Hallo Welt!");

  }

}

Das einzige Problem ist: Ein Computer versteht von Hause aus überhaupt kein Java (ebenso wenig wie C++, Pascal oder Basic).

Java ist eine höhere Programmiersprache, deren Syntax (Satzbau) und Semantik (Wortbedeutung) sich ans Englische anlehnt.
Ihr Computer - oder genauer, seine CPU - versteht aber nur Maschinencode. Den dürfen Sie sich etwa so vorstellen:

Jede (Hexadezimal-)Ziffer in diesem Code steht für eine Kombination aus vier Nullen oder Einsen (Bit). Jeder Block von  8  Hexadezimalziffern (32 Bit) steht für einen Befehl, den die CPU versteht, für Daten, mit denen sie arbeiten soll oder für deren Adresse im Hauptspeicher - oder für alles zusammen.  Sie merken sofort: Um sich direkt mit einer CPU zu unterhalten ist der Mensch zu langsam und zu wenig zahlenbegabt. Deshalb hat er Werkzeuge (Assembler, Interpreter und Compiler) entwickelt, die seine Programme von seiner Denkweise in die Sprache der Maschine übersetzen.

Unser Werkzeug heißt JDK (Java Development Kit). Warum Java?

• Moderne Programmiersysteme setzen auf objektorientierte Programmierung. Aus Klassen werden Objekte mit festgelegten Eigenschaften abgeleitet, die auf Ereignisse reagieren und über Botschaften miteinander kommunizieren. Dieses Konzept ist in Java konsequent verwirklicht.
• Die Syntax von Java lehnt sich eng an die Syntax der weit verbreiteten Sprache C++ an. Wer Programme in Java lesen kann, versteht auch Programme in C++ oder Scriptsprachen wie  Javascript oder PHP.
• Java-Programme können nicht nur als normale Anwendung ausgeführt werden, sondern auch als Applet in HTML-Seiten eingebunden oder als WebStart-Programme übers Internet ausgeführt werden.
• Das typische Windows-Programm funktioniert nur unter dem Betriebssystem Windows und dies gibt es nur für eine CPUs der x86-Reihe. Es gibt aber CPUs, die nicht x86-kompatibel sind (Power-PC, RISC-Prozessoren) und es gibt außer Windows auch weitere Betriebssysteme (Linux, Mac-OS, Solaris,...). Ein Java-Programm ist in einer Vielzahl von Hardware- und Betriebssystemumgebungen lauffähig. Voraussetzung ist, dass auf der ausführenden Maschine die JRE (Java Runtime Environment) installiert ist.

Ist das JDK ein Interpreter oder ein Compiler? Gute Frage...

• Ein Interpreter würde ein Programm wie das oben abgebildete Hallo-Welt-Programm zeilenweise lesen, interpretieren, in Maschinensprache übersetzen und an das Betriebssystem zur Ausführung weiterreichen. Interpreter führen Javascript-Scrips aus, die in HTML-Seiten eingebettet sind oder Excel-Makros, die in VBA-Code (Visual Basic for Applications) an die Tabelle angehängt wurden.
• Ein Compiler würde unser Hallo-Welt-Programm ein für allemal in Maschinensprache übersetzen und als Hallo.Exe ausgeben. So arbeiten Delphi- und C-Programmierer. Der Programmierer behält den Quellcode und gibt nur den unverständlichen Maschinencode an den Benutzer weiter. Da der Compiler jede Zeile nur einmal übersetzen muss und überdies den Code auch gleich optimiert, kann ein EXE-Programm im Allgemeinen auch viel schneller sein als ein interpretiertes Programm.
• Java arbeitet mit einer Kombination aus beiden Verfahren. Der Compiler javac.exe im JDK übersetzt das Java-Programm (Hallo.java)  zunächst in einen so genannten Bytecode (Hallo.class bzw. Hallo.jar oder auch Hallo.jnlp). Dieser Bytecode wird dann auf der Maschine des Anwenders vom JRE java.exe in den Maschinencode übersetzt, den dessen CPU und dessen Betriebssystem verstehen. Auf der nächsten Seite erfahren Sie mehr darüber.

 Und wo bekomme ich das alles? Vorzugsweise kostenlos?

• Die JRE (Java Runtime Environment ist wahrscheinlich auf Ihrem Computer bereits installiert. Wenn Sie nicht sicher sind oder wenn Sie die JRE auf die neueste Ausgabe aktualisieren wollen, dann gehen Sie zu http://java.com und klicken Sie auf Download.
• Das JDK (Java Development Kit), mit dem Sie selbst in Java programmieren können, steht kostenlos unter http://java.sun.com/javase/downloads/ bereit. Es reicht, wenn Sie das normale JDK (derzeit JDK 6 Update 14) herunterladen. Mit Java FX (einer Plattform für Handy-Programmierung) werden wir uns einstweilen nicht beschäftigen.
• Darüber hinaus brauchen Sie noch ein komfortable Programmierumgebung. Die Firma Sun selbst bietet hierzu NetBeans an, unter Java-Programmierern noch weiter verbreitet ist Eclipse. Da diese Umgebungen aber sehr mächtig und zu für den Anfänger viel zu kompliziert sind, werden wir vorläufig den übersichtlichen, aber ebenso komfortablen Java-Editor benutzen, der sich äußerlich etwas an Delphi anlehnt. Eine Alternative für die Schule, die aber einem völlig anderen Konzept folgt, ist BlueJ.