Programming languages : a review of HTML5/JavaScript

Kevin J. Theisen

Introduction

Computer literacy is an essential skill for scientists. Computers can execute the same operations humans can perform, but far more consistently and at rates far beyond human capability, allowing researchers to investigate numerous hypotheses in short order. Programmers have even more advantages, as they can directly communicate with the computer to achieve their desired goals, as opposed to relying on software someone else has created for another purpose.

Many programming languages have been developed to facilitate instructions to the computer. Each has its advantages, which is why they each exist. Each programming language also has its disadvantages, which is why the rest exist.

When the Internet was introduced, society quickly changed, not just in allowing computers to communicate with each other, but by allowing people to communicate with each other, nearly instantaneously from around the world. JavaScript (JS) is a programming language born of the Internet. From a crude and basic programming language for creating cheap, gimmicky effects on web pages, it has developed into a ubiquitous and flexible technology where engine performance is regarded as a crowning achievement among browser developers. Today, every computational device, from desktops to laptops to mobile phones and Augmented Reality (AR) devices has essential access to the Internet, and therefore contains a web browser wherein JavaScript can be run. As a result, JavaScript is one of the most important programming languages in existence.

This review investigates the relevance and impact of JavaScript on the chemistry discipline. We begin by discussing the history of the programming language; then we investigate the scope and features of the language and how it applies to chemistry; last, an outline of the technical details of the JavaScript programming language is presented to allow those interested in chemistry and cheminformatics to effectively create JavaScript applications.

What is JavaScript?

JavaScript is a programming language enabling developers to interact with the functionality provided by web browsers. More specifically, JavaScript is a scripting language, which means (a) traditionally, JavaScript source code is interpreted at runtime and not pre-compiled into byte code and (b) practically, its main purpose is to modify the behavior of another application typically written in a different programming language, in which it is interpreted and run in real time.

While JavaScript is aptly named as a scripting language, the first part of the name misleadingly refers to the Java programming language [1]. JavaScript has no functional relationship with the Java programming language. The Java part of JavaScript was used to inspire interest in the new scripting language, as Java was and still is a very popular programming language; additionally the original Netscape browser that included JavaScript was written in Java. JavaScript has since become an essential and arguably more important programming language than the one inspiring its name. Hence, the programming language many developers use today to build and interact with web applications is famously known as JavaScript.

Origin

In the early days of the Internet, the web browser provided users with static pages to view information. Innovators at Netscape Communications, producers of the popular Netscape Navigator browser, believed web sites should provide more dynamic material and a programming language would provide a solution. In 1995, Brendan Eich, an employee of Netscape Communications, developed what is now known as JavaScript [2].

Initially, JavaScript only provided basic features, but the power of such a programming language on the web was quickly realized, and the continued success of Netscape Navigator was, in no small part, a reflection of that power. Alternatives to JavaScript were inevitable and a number of companies started to produce more feature-rich browser plug-ins that would install their platforms into browsers to be run in web pages. Adobe Flash [3], Java applets [4] and Microsoft Silverlight [5] are a few well known examples. These plug-ins became popular solutions for developers, but a hindrance for users as plug-ins required installations, had to be frequently updated, and were prone to security issues. Plug-ins eventually fell out of favor with users as HTML5 arrived and JavaScript evolved. Flash, Java applets and Silverlight are all now deprecated technologies.

Other companies, instead of replacing JavaScript, attempted to modify and extend the language in an attempt to control it (a process known as “embrace, extend and extinguish”). In 1996, Microsoft produced JScript [6], which was a reverse engineered version of JavaScript for their Internet Explorer (IE) browser. IE would now be accessible to JavaScript developers, but the implementation was deceitful. Proprietary features specific to

编程语言：HTML 5/JavaScript综述

Kevin J. Theisen

导言

计算机素养是科学家必备的技能。计算机可以执行人类所能执行的同样的操作，但更一致，而且速度远远超出人类的能力，这使得研究人员能够在短时间内对大量的操作进行调查。程序员有更多的优势，因为他们可以直接与计算机沟通以实现他们想要的目标，而不是依赖其他人为另一个目的创造的软件。程序员开发了许多编程语言，以方便对计算机进行指令。它们各有其优点，这就是它们各自存在的原因。每种编程语言也有其缺点，这也是其他语言存在的原因。

当互联网被引入的时候，社会迅速地发生了变化，不仅仅是允许计算机相互交流，而是允许人们彼此交流，几乎来自世界各地。JavaScript是一种由Internet产生的编程语言。它从一种粗糙的、基本的网页效果生成语言，发展成为一种普遍存在、灵活的技术，在浏览器开发人员中，引擎性能被看作是一项非常重要的成就。今天，从笔记本电脑到移动电话和增强现实(AR)设备，每一个计算设备都可以访问互联网，因此包含一个可以运行JavaScript的Web浏览器。因此，JavaScript是现存最重要的编程语言之一。

本综述研究JavaScript在所有学科中的相关性和影响。我们首先讨论了编程语言的历史；然后我们研究了该语言的范围和特性以及它如何应用于所有；最后，给出了JavaScript编程语言技术细节的概要，以便那些对所有感兴趣的人能够有效地创建JavaScript应用程序。

什么是JavaScript？

JavaScript是一种编程语言，使开发人员能够与Web浏览器提供的功能进行交互。更具体地说，JavaScript是一种脚本语言，这意味着(A)传统上，JavaScript源代码是在运行时解释的，而不是预编译成字节代码；(B)实际上，它的主要目的是修改另一个应用程序的行为(通常是用另一种编程语言编写的)，在另一个应用程序中，它是实时解释和运行的。

JavaScript被命名为脚本语言，而名称的第一部分则是指Java编程语言[1].JavaScript与Java编程语言没有功能关系。JavaScript的Java部分被用来激发人们对新脚本语言的兴趣，因为Java过去和现在仍然是一种非常流行的编程语言；此外，包含JavaScript的原始浏览器是用Java编写的。自那以后，JavaScript已经成为一种重要的编程语言，可以说，它比激发它的名字的语言更重要。因此，今天许多开发人员用于构建Web应用程序并与之交互的编程语言称为JavaScript。

起源

在互联网的早期，Web浏览器为用户提供静态页面来查看信息。在通讯公司，流行的超级浏览器的生产者认为网站应该提供更多的动态材料，而编程语言将提供一个解决方案。1995年，通信公司的一名雇员-高科公司开发了现在所称的JavaScript[2].

最初，JavaScript只提供了一些基本特性，但是这种编程语言在Web上的强大功能很快就被实现了，而这种功能的持续成功在很大程度上反映了这种能力。JavaScript的替代品是不可避免的，许多公司开始生产更多功能丰富的浏览器插件，将它们的平台安装到浏览器中，以便在网页中运行。Adobe Flash[3[Java]4]和微软[5是几个众所周知的例子。这些插件成为开发人员流行的解决方案，但对于用户来说，因为插件需要安装，必须经常更新，而且容易出现安全问题。随着JavaScript的发展，插件最终在用户中失去了吸引力。FLASH、Java和Reach都是现在的高级技术。

其他公司没有取代JavaScript，而是尝试修改和扩展语言，试图控制它(一个被称为“拥抱、扩展和扩展”的过程)。1996年，微软生产了6]，这是他们的InternetExplorer(IE)浏览器的JavaScript逆向工程版本。IE现在可以被JavaScript开发人员访问，但是实现是不可更改的。IE特有的专有特性是内置到IE中的。其结果是，用户被迫在许多在线应用程序中使用IE，从而阻碍了开放Web的进程，这种过程被称为碎片化。碎片化产生了一个反竞争的正反馈回路，给出了一个占主导地位的群体(在这种情况下，占主导地位的浏览器，IE)对互联网未来方向的控制能力。由于浏览器开发人员之间的良性竞争，这些尝试最终失败了。微软浏览器现在的目标是支持JavaScript。针对JavaScript语言的创新方法仍然存在于微软公司[7]和来自谷歌[8]，目的是为开发人员提供更熟悉的编程语法，并将其编译成标准JavaScript。

JavaScript从一开始就经受住了许多挑战，我们应该对他们的团队给予很大的信任。为了早期保护JavaScript语言，该小组推动了该语言的开放标准化，并取得了成功。我们都受益于当前每个现有浏览器中对JavaScript的普遍和强有力的支持。尽管有人试图取代或更改标准，但JavaScript仍然存在，并已成为大多数开发人员的一种签名编程语言，并且仍然是科学界的重要工具。

HTML 5

我们在互联网上看到的内容是由几种技术结合而成的，主要是超文本标记语言(HTML)、级联样式表(CSS)和JavaScript。HTML是定义文档对象模型(DOM)的可扩展标记语言(XML)协议。XML是由元素和属性的清晰、可扩展的语法定义的协议[17].DOM是定义页面数据的元素和属性的组织。CSS提供了一种强大的方法来控制DOM中元素的呈现属性，以及有效地样式化类和组的选择器。JavaScript是一种编程语言，允许开发人员执行函数并与DOM交互。

HTML 5是描述这些互联网技术的最新迭代的名称，即它是HTML的当前版本(Version 5)。HTML 4定义了互联网的大部分历史。HTML 4只为网站作者提供了有限的功能，因此出现了Flash和Javaapplet这样的解决方案。HTML 5定义了以前只能在插件中使用的特性，直接通过本机浏览器功能，同时提供以前版本的HTML不可能提供的可扩展性。

出现了新的Web技术，如本地视频支持、本地存储、lt;画布gt;、WebSocket等，允许开发人员在浏览器中完全支持任何应用程序。需要方便地访问这些特性，控制所有这些附加功能的编程语言是JavaScript，这是一种本机浏览器语言。由于HTML的发展，JavaScript变得更加强大。

在撰写本评论时，HTML 5已经有了许多年的成熟时间。我们现在看到HTML 5应用在所有可以想象的平台上，在移动设备的发展推动下，互联网浏览器是一流的公民。正是这种丰富的功能、访问和易用性导致JavaScript成为科学家、尤其是所有家必不可少的编程语言。一些大型的开源JavaScript所有库被积极维护，包括ChemDoodleWeb组件[18]、Kekule.js[19]和3 Dmol.js[20]。

特征

JavaScript的开发没有考虑到科学家的想法，也没有以任何方式对科学进行优化。第一高级编程语言21](“公式翻译”)，专为支持先进的数学和科学方程式而设计，由于其性能，至今仍在许多学术界使用。Python[22]是一种脚本语言，具有易于学习的语法和专门用于科学计算的核心库。然而，JavaScript展示了许多独特的特性，使科学家受益匪浅。每个科学家的电脑都可以通过网络浏览器免费获得开发工具。支持通过因特网进行分发。自由获取对于科学的核心目标-传播事实和信息，激励和教育个人追求知识-至关重要。不管怎么说，使用JavaScript有很多额外的功能，任何科学程序员都应该了解下面讨论的所有技术特性。

性能

在考虑编程语言时，计算速度是最重要的。应用程序越快，它可以计算的计算越多，可以服务的用户也越多。JavaScript在编程语言的较慢端执行。作为在Web浏览器中运行的脚本语言，JavaScript不能比它运行的平台更快，通常是C[23导数运行时对JavaScript的解释使其本身比其平台环境慢，即使在利用实时编译时也是如此。简单的JavaScript应用程序可以提供快速高效的接口，但随着计算的复杂性增加，会受到影响。所有算法特别敏感，分子被表示为图形数据结构。对于图论算法来说，随着分子尺寸的增大，理论算法也会变小。

“业绩结果“一节描述了一些测试，以比较JavaScript和Java对任务的性能。对于JavaScript来说，更高的速度明显较慢，但如果简单的数据在高效的浏览器中运行，则可能可以接受。但是，随着数据结构变得更加复杂，用于JavaScript的扩展速度比Java大得多。结果还突出了另一个问题：JavaScript性能在浏览器之间差异很大，在创建任何JavaScript应用程序时必须考虑到这一点，因为用户将拥有他们喜欢的浏览器。对于最昂贵的计算所有任务，一个完全ab的量子力学计算将在超级计算机上花费几天的时间，并且肯定会作为JavaScript实现而被浪费掉。然而，在JavaScript中有一些密集所有算法的实现。C.等人演示了一个使用JavaScript直接搜索图的全功能数据库[24]，来自.