プログラミング言語 Javaの特徴

Javaは90年代に登場したプログラミング言語です。70年代に登場したC言語や80年代に登場したC++の文法（プログラムを記述するルール）を引き継ぎ、他のさまざまなプログラミング言語の良い点を取り入れて作られたと言われています。

Javaの特徴はJava仮想マシンを搭載したさまざまな機器で動くことです。Java仮想マシンとは、Javaのプログラムをその機器で動かすためのアプリケーション（ソフトウェア）のことです。Java仮想マシンは、他のJava関連のプログラムとともに、JREやJDKという形でパッケージされ、オラクル社という米国の企業が配布しています。

Java登場以前のアプリケーションは、例えばWindowsパソコン用に開発されたソフトはWindowsパソコンだけで動き、Mac用のソフトはMacだけで動くというように、各機器専用に開発されていました。最初のJavaの開発元であるサン・マイクロシステムズ社は、仮想マシン上で動作する仕組みで、ハードウェアに依存しないアプリケーションを開発できるプログラミング言語を作ったのです（図1-2-1）。やがてJavaはアプリケーション開発の場で広く使われるようになりました。

Java仮想マシンは、Java Virtual Machineを略して、JavaVMやJVMとも言います。

プログラミング言語には、さまざまな処理を行う命令が用意されています。例えば画面に文字を出力するJavaの命令はSystem.out.printlnです。

プログラムはいろいろな命令や計算式を組み合わせて作られます。完成したプログラムを実行するには、Javaの場合、まずJavaコンパイラでプログラムをJavaバイトコードに変換します。プログラムをバイトコードに変換することをコンパイルするといいます。

次にJavaバイトコードをJava仮想マシンで実行します。仮想マシンはバイトコードをコンピュータが理解できる機械語に変換し、コンピュータに処理を命じます。プログラムやバイトコードを機械語に変換する機能を持つものをインタプリタといいます。

この知識を踏まえて、図1-2-1をもう一度見てみましょう。Javaプログラムがどのような流れでハードウェアを動かしているのか、よりイメージしやすくなったのではないでしょうか。

コンピュータが直接理解できる言語を機械語（マシン語）といいます。機械語は数値の羅列であり、人はそれを見ただけではどのような処理が行われているか、すぐには理解できません。また機械語で直接プログラムを書くことは、数字だけを並べていくことになり、極めて難しい作業です。そこで人が記述しやすいように作られたプログラミング言語を使ってプログラムを作るのです。

Javaは「人が記述しやすいように作られたプログラミング言語」です。そのような言語を高水準言語（高級言語）といいます。機械語または機械語を16進数で表したアセンブリ言語を低水準言語（低級言語）といいます。

高水準言語で記述したプログラムは、最終的に機械語に変換され、コンピュータで実行されます。人が書いたプログラムは、コンピュータがわかるように翻訳されているわけです。

Java以外のプログラミング言語についても、知っておくと役に立つこともあるでしょう。最後に、メジャーなプログラミング言語について、簡単に説明しておきます。

プログラミング言語には、さまざまな種類があります。広く使われている有名なプログラミング言語にC/C++と、そこから派生したいわゆるC系言語、本書で学ぶJava、そしてJavaScriptがあります。またPythonというプログラミング言語も人気があります。なおJavaScriptはJavaと名前は似ていますが、まったく別の言語になります。

プログラミング言語には、それぞれの特徴や用途に違いがあります。例えばC系言語で開発したプログラムは高速に動作し、Javaは先述したように仮想マシンを載せた多様な機器で動作します。C系言語とJavaは、パソコンソフトやスマートフォンアプリ、インターネット関連のプログラム、家電機器の制御に使われる組み込みシステムなどで使われています。JavaScriptはみなさんがホームページを閲覧するさい、ページの裏側で動いており、おもにホームページの動的処理で使われています。Pythonはプログラムの書き方がシンプルで手軽に実行でき、学問や研究の分野、企業の社内システム開発などで使われています。

他によく知られたプログラミング言語として、PHP、Perl、Rubyなどがあります。プログラミング言語の多くは、記述の仕方に英語と数学のルールが取り入れられています。ここに挙げたプログラミング言語はすべてそうです。