Курс Базовий курс Java

Курс призначений для студентів, які хочуть навчитися програмувати на основі платформи Java Standard Edition. Ми навчимо вас розробці та налагодженні аплікацій, познайомимо з основними елементами технології та конструкціями мови Java Standard Edition, основними архітектурними та проектировочними прийомами в рамках платформи. Ви навчитеся основам Web-програмування та дізнаєтеся про мережеві можливості Java. Під керівництвом викладача самостійно напишіть програмний проєкт та презентуєте його.

Програма курсу

Загальна характеристика мови Java

• Історія мови Java
• Байт-код
• Віртуальна машина Java (JVM)
• Трансляція, інтерпретація та компіляція
• JIT-компіляція
• JDK та його структура
• Команди JDK:
  • javac
  • java
  • appletviewer
  • jar (en10)
• Їх використання та параметри
• Пошук та завантаження класів
• Створення та запуск першої програми на Java
• Вихід із програми та завершення її роботи
• Використання Eclipse та NetBeans IDE: створення та виконання прикладних програм

Типи даних та основні операції з ними

• Алфавіт мови
• Коментарі
• Ключові слова
• Прості (примітивні) типи даних
• Ідентифікатори, вибір імен ідентифікаторів
• Змінні та константи
• Оголошення та ініціалізація змінних
• Типи даних: прості та за посиланням
• Область видимості та час життя змінних
• Оператори
• Операції:
  • арифметичні
  • привласнення
  • відносини
  • логічні
• Перетворення та приведення числових типів
• Пріоритет операцій
• Використання круглих дужок

Потік керування

• Складовий оператор (блок)
• Умовний оператор та його види
• Цикли: for, while, do while
• Нескінченні цикли
• Оператор switch
• Переривання потоку керування, мітки
• Оператор goto

Масиви

• Оголошення та ініціалізація масивів, у т.ч. анонімні
• Лінійні та багатовимірні масиви, "нерівні" масиви
• Ітерація щодо елементів масиву
• Масиви та присвоєння
• Передача та повернення масивів в/з методів
• Копіювання масивів
• Клас Arrays: заповнення, порівняння елементів та їх сортування
• Пошук у масивах
• Параметри командного рядка
• Методи: аргументи змінної довжини

Введення в ОВП. Введення у UML

• Об'єктна модель
• Основні положення:
  • абстрагування
  • інкапсуляція
  • модульність
  • ієрархія
• Об'єкти та класи
• Об'єкти
• Визначення (з прикладами)
• Стан
• Поведінка
• Операції
• Ідентичність
• Інкапсуляція
• Класи та інтерфейси
• UML. Нотація UML
• Діаграми класів
• Відношення між об'єктами
• Залежності, їх різновиди
• Резюме
• Асоціації
• Реалізації
• Зв'язки, їх множинність

Об'єкти та класи

• Класи
• Поля та методи (визначення, синтаксис оголошення)
• Специфікатори доступу public і private
• Поля класів: ініціалізація явна та за замовчуванням, специфікатор final та константи
• Доступ до полів та методів
• Методи: параметри (посилання та прості типи) та повертаються, використання setта get-методів, перезавантаження методів, правила перезавантаження, ключове слово strictfp
• Конструктори: конструктори за замовчуванням, виклик одного конструктора з іншого
• Блоки ініціалізації
• Статичні поля та методи: ініціалізація константи, статичні блоки ініціалізації
• Використання цього для доступу до членів класу
• Збір сміття та видалення об'єктів

Спадкування та поліморфізм. Пакети

• Спадкування та поліморфізм як інструмент створення ПЗ
• Суперклас та підкласи, ставлення узагальнення, успадкування в Java
• Виклик конструкторів суперкласів, порядок дзвінків. Ключове слово super()
• Перевизначення методів, правила перевизначення
• Спадкування та статичні поля та методи класів
• Абстрактні класи та методи - поняття, виклик конструкторів, реалізація методів у субкласи
• Інтерфейси. "Множинне" успадкування
• Визначення та реалізація інтерфейсів
• Розширення інтерфейсів
• Композиція як альтернатива множинному успадкування
• Поліморфізм
• Ієрархія наслідування
• Перетворення та приведення типів
• Використання встановцівід
• Відмова від успадкування: термінальні (final) методи та класи
• Включення як альтернатива множинному успадкування
• Пакети
• Вкладення пакетів
• Повторне використання коду та пакети
• Захист доступу
• Імпорт: класів, статичних методів та полів

Клас Object

• Глобальний суперклас Object
• Методи equals(), hashCode(), toString(), finalize(), clone() та ін.
• Правила реалізації equals() та hashCode()
• Інтерфейс Cloneable та його реалізація
• Клонування: поверхневе та глибоке

Внутрішні класи. Перелік

• Синтаксис оголошення
• Створення об'єктів внутрішніх класів
• Поля та методи внутрішніх класів
• Вкладення внутрішніх класів та доступ до членів зовнішніх класів
• Посилання це у внутрішньому класі
• Доступ до полів та методів зовнішнього класу з внутрішнього
• Внутрішні класи та специфікатори доступу
• Вкладені інтерфейси
• Застосування внутрішніх класів
• Внутрішні локальні класи (Method-LocalInnerClasses)
• Анонімні внутрішні класи
• Вкладені (внутрішні статичні) класи (статичні класи)
• Створення екземплярів
• Доступ до екземпляра зовнішнього класу
• Компіляція програм із внутрішніми класами
• Перелік
• Перерахування як класи
• Методи values(), valueof(), name(), ordinal()
• Константи, конструктори, методи та поля
• Перерахування та конструкція switch
• Імпорт членів перерахувань

Презентація програмного проєкту

• Клас String
• Постійні об'єкти
• Зберігання рядків у пам'яті
• Основні операції класу String (створення, конкатенація, порівняння, пошук символів та підрядків у рядках та ін.)
• Перетворення найпростіших типів даних
• Розбивка рядків: клас StringTokenizer
• Змінні об'єкти: класи StringBuffer та StringBuilder
• Основні методи
• StringBuffer vs StringBuilder
• Класи BigInteger та BigDecimal
• Основні операції
• Документування коду
• Включення коментарів
• Документування пакетів
• Дескриптори загального призначення
• Коментарі до класів, методів та полів
• Використання javadoc

Обробка помилок та виключення

• Підходи до обробки помилок часу виконання
• Поняття виключення та виняткової ситуації
• Ієрархія класів виключень у Java
• Контрольовані (що перевіряються) та неконтрольовані (не перевіряються) винятки
• Генерація виняткової ситуації та оператор throw
• Оголошення контрольованих винятків, ключове слово throws
• throws та перезавантаження методів
• Перехоплення винятків
• Перехоплення "всіх" винятків
• Обробка винятків
• Повторна генерація винятків
• Блок finally: звільнення ресурсів
• Створення власної ієрархії винятків
• Реєстрація помилок, логування: логери, рівень логгер, рівень повідомлень, обробники (об’єкти підкласу java.util.logging.Handler)
• Приклад

Рефлексія

• Основні можливості Reflection API
• Клас Class
• Використання Reflection API для отримання вказівників на функції
• Використання Reflection API для доступу до приватних членів

Система введення-виведення

• Потоки, ієрархія класів потокового введення-виведення:
  • поняття потоку
  • потоки введення/виводу
  • механізм роботи з потоками
  • ієрархія потокового введення-виводу
• Субкласи FilterOutputStream та FilterInputStream
• Байтові потоки
• Символьні потоки
• Клас File. Клас RandomAccessFile
• Серіалізація та десеріалізація об'єктів:
  • поняття
  • призначення
  • реалізація
• Приклад
• Інтерфейс Externalizable

Універсальні типи. Класи колекцій

• Параметризовані типи: класи та інтерфейси
• Параметри типу
• Обмеження накладені на параметризовані типи:
  • прості типи
  • інстанціювання
  • суперклас
  • виняток
• Параметризовані типи та JVM
• Поняття абстрактного типу даних (АТД)
• Структури даних:
  • списки
  • стеки
  • множини
  • дерева
  • карти
• Обхід колекцій:
  • інтерфейси Iteratorта та ListIterator
  • цикл "foreach"
• Компаратори
• Клас Collections:
  • пошук та сортування елементів
  • заповнення
  • синхронізований уявлення
  • незмінні уявлення та ін

Багатопоточність

• Концепція потоку.
• Стан потоку:
  • створення потоків
  • -runnable і -runninig потоки
  • waiting / blocked / sleeping-потоки
  • стан потоку dead
• Пріоритети потоків
• Метод yield()
• Метод join()
• Потоки-демони
• Синхронізація:
  • синхронізація методів
  • синхронізаційні блоки
• Отримання lock об'єкта та блокування
• Взаємодія потоків (ThreadInteraction)

Робота з базами даних

• Основи побудови баз даних
• Нормальні форми
• Запити SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE
• JDBC
• Driver, Connection, Statement, ResultSet
• Пул з'єднань
• Data Access Object

Робота з XML

• Знайомство з XML
• Поняття формальної коректності та допустимості
• Потоковий аналіз з урахуванням SAX
• Аналіз на базі DOM
• Генерація Java-класів за схемою

Мережеві можливості Java

• Клас URL
• Клас URLConnection
• Сокети

Технологія RMI

• Загальні уявлення про технології розподіленого програмування
• Принципи організації RMI

Java Beans

• Поняття про Java Beans
• Проблема persistence
• Збереження біна у XML-файлі

Основи веб-програмування

• Принципи клієнт-серверної взаємодії
• Поняття та життєвий цикл сервлету
• Організація JSP-сторінки
• Зумовлено змінні
• Взаємодія JSP і JavaBeans
• Передача даних між сторінками
• Область видимості бина

Інверсія управління в Java

• Поняття Inversion of Control
• Характеристика SpringIOC
• Контрольний тест

Захист програмного проєкту

Мінімальні вимоги до учасників

Базові знання процедурного та об'єктно-орієнтованого програмування.

Особливості курсу

• Допомога ментора
• Практика
• Проєкт в портфоліо
• Сертифікат про проходження курсу
• Заняття 2 рази на тиждень