Что такое Java - на этот вопрос ответить довольно сложно, потому что границы Java, и без того размытые, все время расширяются. Сначала Java предназначалась для программирования бытовых электронных устройств, таких как телефоны. Потом Java стала применяться для программирования броузеров - появились апплеты. Затем оказалось, что на Java можно создавать полноценные приложения. Их графические элементы стали оформлять в виде компонентов - появились JavaBeans, с которыми Java вошла в мир распределенных систем и промежуточного программного обеспечения, тесно связавшись с технологией CORBA. Остался один шаг до программирования серверов - этот шаг был сделан - появились сервлеты и EJB (Enterprise JavaBeans). Серверы должны взаимодействовать с базами данных - появились драйверы JDBC (Java DataBase Connection). Взаимодействие оказалось удачным, и многие системы управления базами данных и даже операционные системы включили Java в свое ядро, например Oracle, Linux, MacOS X, AIX. Даже такая фирма как Microsoft, всегда болезненно реагирующая на включение в свои продукты компоненты сторонних фирм, вынуждена была включить в свои ОС виртуальную машину Java. Что еще не охвачено? Назовите, и через полгода услышите, что Java уже применяется и там. Из-за этой размытости самого понятия его описывают таким же размытым словом - технология.
Такое быстрое и широкое распространение технологии Java не в последнюю очередь связано с тем, что она использует новый, специально созданный язык программирования, который так и называется - язык Java. Этот язык создан на базе языков Smalltalk, Pascal, C++ и др., вобрав их лучшие, по мнению создателей, черты и отбросив худшие. На этот счет есть разные мнения, но бесспорно, что язык получился удобным для изучения, написанные на нем программы легко читаются и отлаживаются: первую программу можно написать уже через час после начала изучения языка. Язык Java становится языком обучения объектно-ориентированному программированию, так же, как язык Pascal был языком обучения структурному программированию. Недаром на Java уже написано огромное количество программ, библиотек классов, а апплеты, так, по-моему, есть уже практически на все случаи жизни.
Пояснительная записка
Курс "Java" является второй частью курса с общим названием "Web-мастеринг". В тоже время курс "Java" является логически завершенным курсом. Программа рассчитана на слушателей, которые уже владеют первичными навыками работы на компьютере: могут работать с текстовыми редакторами (достаточно самых общих навыков), знакомы с файловой структурой ОС, установленной на их компьютере, знают хотя бы из школьного курса азы программирования (идеальным, но не обязательным вариантом является знакомство с языком C++). Кроме того, специфика дистанционного образования предусматривает наличие постоянного доступа к компьютеру, умения пользоваться броузерами и электронной почтой.
Предполагаемый объем учебного времени - 8 часов в неделю, но это время может варьироваться по соглашению со слушателем. Лекционный материал предоставляется слушателям в электронном виде (форматы html, txt, gif, jpeg, eml, doc, rtf и другие, доступные слушателю).
Основные цели курса:
1. Формирование представлений об объектно-ориентированном программировании (ООП);
2. Знакомство слушателей с языком Java;
3. Знакомство слушателей с интегрированными средами языка Java;
4. Привитие культуры написания программ на Java;
5. Научить слушателей создавать программы и апплеты, используя Java.
Курс состоит из следующих основных разделов:
Базовые составляющие языка Java
При изучении этого раздела слушатели получают общие представления о структуре программы, написанной на языке Java, о базовых конструкциях языка. Если такие конструкции, как примитивные типы данных, условный оператор или операторы цикла слушателям должны быть известны (входят в базовую программу по информатике для средней школы), то с объектно-ориентированным программированием (ООП) многие столкнуться впервые. Поскольку ООП является неотъемлемой частью Java, нужно при изучении этого раздела заложить крепкий фундамент для дальнейшего изучения Java. При изучении этого раздела нужно будет дать рекомендации по установке JDK и рассказать о компиляции и исполнении Java-программ, ознакомить с основными пунктами соглашения "Code Conventions for the Java Programming" и JLS.
Изучение этого раздела преследует следующие цели:
1. Создать у слушателей конкретное представление о предмете изучения;
2. Ознакомить слушателей с принципами ООП;
3. Сформировать навыки культуры оформления кода Java-программ;
4. Подготовить слушателей к последующему изучению языка Java;
5. Научить создавать, компилировать и запускать простейшие Java-программы;
6. Ознакомить слушателей со структурой стандартной библиотеки Java API.
Основное внимание при изучении данного раздела уделяется структуре Java-программ. Особенно важно, чтобы слушатели усвоили принципы ООП и умели ими пользоваться.
Классы, входящие в JDK
При изучении этого раздела следует учитывать, что грамотное использование классов, входящих в Java Development Kit и является, по своей сути, программированием на Java. Именно при изучении этого раздела отрабатываются навыки программирования на Java, поэтому здесь больше внимания нужно уделять выполнению практических заданий. При изучении этого раздела рассматриваются только необходимые для изучения данного раздела классы библиотек AWT и Swing, которые более подробно будут рассматриваться в следующем разделе. Особое внимание при изучении этого раздела следует уделить работе со шрифтами, строками и с графическими примитивами, как наиболее часто употребляемыми в web-программировании.
Создание GUI и апплетов
При изучении этого раздела, акцент следует делать на изучение классов библиотеки AWT, несмотря на рекомендации фирмы SUN использовать Swing, т.к.:
1. Swing не поддерживается большинством броузеров;
2. Swing требует больше ресурсов, что немаловажно для российских разработчиков программ;
3. Изучив AWT (что гораздо легче, нежели Swing), очень легко перейти к Swing.
Несмотря на это, при изучении этого раздела можно параллельно объяснять слушателям выполнение задач с помощью обеих библиотек, давая слушателям тем самым выбрать самим какую из этих библиотек использовать.
Изучение апплетов предусматривает, что слушатели уже знакомы с HTML, поэтому можно ограничиться тем, что объяснить процесс подключения апплетов к web-страницам и разобрать несколько примеров.
Создание проектов на Java
Изучение этой темы предусловлено необходимостью познакомить слушателей с необходимыми конструкциями Java. Именно с применением таких конструкций, как ввод/вывод данных, обработка исключительных ситуаций, приложения, написанные на языке Java, становятся полноценными. Изучение сетевых средств в полном объеме не входит в планы курса (это будет сделано в следующем курсе "Web-мастеринга"), тем не менее, курс не был бы полным, если бы в этом курсе не было упоминания о них. В начале этого изучения этого раздела выдается задание на курсовую работу
Интегрированная среда Java - Borland JBuilder
В этом разделе слушатели курсов знакомятся с одной из интегрированных сред Java. Так как к этому времени слушатели уже, в основном, знакомы со средствами Java, изучение этого раздела преследует цель не изучению языку, а показать, как разрешаются те или иные конструкции с помощью IDE. Особое внимание при изучении этого раздела следует уделить удобствам, которые предоставляют интегрированные среды в процессе программирования. Особое внимание следует обратить приобретению навыков работы с мастерами. Во вводной беседе следует упомянуть другие интегрированные среды и дать характеристики некоторых из них.
Разработка СУБД средствами Java
Изучение этого раздела носит ознакомительный характер. Его основная цель - показать все многообразие средств технологии Java. Поскольку предполагается, что большинство слушателей не знакомы с базами данных, при изучении этой темы полезно будет создать свою СУБД, а по ходу ее построения познакомить слушателей с основными компонентами СУБД. Исходя из этих же соображений разработку лучше вести в Borland JBuilder, с которым к этому времени слушатели уже познакомились.
Самостоятельная разработка проекта средствами Java
В этом разделе подводятся итоги всего курса. Слушателям заранее дается задание разработать какой-нибудь проект (это делается при изучении раздела IV) и рассматривается как курсовой проект.
Тематическое планирование курса
Тема
Содержание
Кол-во час
Раздел I. Базовые составляющие языка Java (14 часов)
1.
Общие сведения о Java.
Технология Java: история и концепции. Компиляция и запуск Java-программ. JVM. Версии JDK. Установка и использование JDK. Интегрированные среды Java (IDE). Соглашения, принятые для оформления программного кода.
2
2.
Базовые конструкции языка.
Структура программы. Классы. Методы. Аргументы. Модификаторы. Комментарии. Константы. Примитивные типы данных. Идентификаторы. Простейшие операции. Приоритет операций. Выражения. Операторы. Блок. Условный оператор. Операторы цикла. Оператор варианта. Массивы.
4
3.
Объектно-ориентированное программирование.
Предпосылки ООП. Абстракция, иерархия, ответственность, модульность и KISS - основные принципы ООП. Абстрактные методы и классы. Окончательные члены и классы. Класс Object. Конструкторы класса. Статические члены класса. Класс Complex. Метод main(). Инициализация переменных. Вложенные классы.
6
4.
Пакеты и интерфейсы.
Пакет и подпакет. Права доступа к членам класса. Размещение пакетов по файлам. Импорт классов и пакетов. Интерфейсы. Шаблоны проектирования.
2
Раздел II. Классы, входящие в JDK (18 часов)
1.
Классы-оболочки.
Числовые классы. Класс Boolean. Класс Character. Класс BigInteger. Класс BigDecimal. Класс Class.
2
2.
Работа со строками.
Класс String и его конструкторы. Методы класса String. Проблемы русификации строк. Класс StringBuffer Класс StringTokenizer.
4
3.
Классы-коллекции.
Класс Vector. Класс Stack. Класс Hashtable. Класс Properties. Интерфейсы Collection, List, Set, SortedSet, Map, SortedMap, Iterator, ListIterator. Создание списков. Отображения. Сравнение элементов коллекций. Множества. Действия с коллекциями.
4
4.
Классы-утилиты.
Класс Array. Класс Locale. Классы Calendar и Date. Представление даты и времени. Класс Random. Класс Runtime.
2
5.
Графические примитивы и шрифты.
Класс Graphics. Класс Polygon. Работа со шрифтами. Работа с координатами. Рисование фигур средствами Java 2D. Вывод текста средствами Java 2D. Методы улучшения визуализации.
6
6.
Обработка исключительных ситуаций
Блоки перехвата исключения. Оператор throw. Иерархия классов-исключений. Порядок обработки исключений. Создание собственных исключений.
2
Раздел III. Создание GUI и апплетов (12 часов)
1.
Основные принципы создания GUI.
Предпосылки создания peer-интерфейсов. Библиотека JFC. Компонент и контейнер. Классы AWT и их иерархия. Классы Swing.
2
2.
Компоненты библиотеки AWT.
Класс Component. Курсоры. Создание собственных курсоров. Класс Container. Компоненты: Label, Button, Checkbox, Choice, List. Компоненты для ввода текста. Компонент Scrollbar. Контейнеры: Panel, ScrollPane, Window, Frame, Dialog, FileDialog. Создание собственных компонентов.
2
3.
Размещение компонентов.
Менеджеры FlowLayout, BorderLayout, GridLayout, CardLayout и GridBagLayout.
2
4.
Обработка событий.
Классификация событий. Событие ActionEvent. Обработка действий мыши. Обработка действий клавиатуры. Обработка действий с окном. Диспетчер событий. Создание собственного события.
2
5.
Создание меню.
Примеры создания меню. Всплывающее меню.
2
6.
Апплеты.
Что такое апплет. Примеры апплетов. Передача параметров. Параметры тэга APPLET. Окружение апплета. Изображение и звук. Класс MediaTracker. Защита от апплета.
2
Раздел IV. Создание проектов на Java (8 часов)
1.
Обработка исключительных ситуаций.
Блоки перехвата исключения. Оператор throw. Иерархия классов-исключений. Порядок обработки исключений. Создание собственных исключений.
2
2.
Подпроцессы.
Класс Thread. Синхронизация подпроцессов. Согласование работы нескольких подпроцессов. Приоритеты подпроцессов. Подпроцессы-демоны. Группы подпроцессов.
2
3.
Потоки ввода/вывода.
Консольный ввод/вывод. Получение свойств файла. Буферизированный ввод/вывод. Поток простых типов. Прямой доступ к файлу. Каналы обмена информацией. Сериализация объектов. Печать.
2
4.
Сетевые средства Java.
Работа в WWW. Работа по протоколу TCP. Работа по протоколу UDP.
2
Раздел V. Интегрированная среда Java - Borland JBuilder (12 час.)
1.
IDE JBuilder.
Обзор интегрированных средств Java. Главное окно. Область меню. Область инструментов. Палитра компонентов. Окно AppBrowser. Режим редактирования и просмотра. Режим отладки. Справочная система.
2
2.
Создание проектов.
Загрузка существующего пректа. Добавление и удаление файлов. Расширение проекта. Мастера закладок New, Panels, Menues, Dialogs, Data Modules, BeansExpress, CORBA, Other.
2
3.
Компиляция, запуск и отладка приложений.
Проверка зависимости. Типы компиляции. Компиляция из командной строки. Сообщение об ошибках. Запуск программы. Отладка приложений.
2
4.
Разработка интерфейса приложения.
Визуальный дизайн приложений. Визуальный дизайнер. Менеджеры расположения. Разработка меню. Создание обработчиков событий. Визуальные компоненты JBuilder.
Мастера BeansExpress. Свойства компонентов. События. Создание своего класса-события. Интерфейс пользователя. Создание методов подключения и отключения пользователей.
2
Раздел VI. Разработка СУБД средствами Java (6 часов)
1.
Работа с текстовыми таблицами
Что такое JDBC. JDBC и ODBC. Многоуровневая модель данных. Работа с текстовыми таблицами.
2
2.
Простейшая СУБД на компоненте QueryDataSet.
Настройка источника данных. Создание простейшей СУБД на компоненте QueryDataSet. Фильтрация и сортировка данных. Инкрементальный поиск. Вычисляемые поля. СУБД со связанными таблицами. Сохранение сделанных изменений. Проблема с русификацией и ее решение.
4
Раздел VII. Самостоятельная разработка проекта средствами Java (2 ч.)
1.
Завершение работы над курсовым проектом.
Самостоятельная разработка проекта средствами Java. Выбор и разработка одного проекта из предложенных преподавателем. Консультации.
2
Итого:
72
После изучения каждого раздела предусматривается проверочная работа.
