Java 程序設計教程-chapter 1

1、Java 程序設計教程Java 程序設計教程Java 程序設計教程Chapter 12 課程焦點 程序開發(fā) 問題解決 程序的設計與實現(xiàn) 面向?qū)ο蟾拍?編程開發(fā)步驟 Java編程語言 特定的編程概念和技術 數(shù)據(jù)與操作 循環(huán)與選擇 對象與類 數(shù)組，向量，字符串 圖形處理 圖形用戶界面Java 程序設計教程Chapter 13 計算機系統(tǒng) 概述 在開始程序設計之前，必須理解以下基本概念 本章目標: 計算機部件 計算機部件相互間關系 計算機如何存儲和處理數(shù)據(jù) 計算機網(wǎng)絡 英特網(wǎng)和萬維網(wǎng)Java 程序設計教程Chapter 14 硬件與軟件硬件 計算機物理的，可觸摸部分 鍵盤, 顯示器, 導線, 芯片，

2、磁盤軟件 程序與數(shù)據(jù) 由一系列指令構(gòu)成的程序 計算機需要兩者以正常工作 離開任意一個，計算機就無法正常工作Java 程序設計教程Chapter 15 硬件部分中央處理器 (CPU) 執(zhí)行程序命令的芯片 Intel Pentium processor, Sun Sparc processor輸入/ 輸出設備 與用戶交互 鍵盤, 顯示器, 鼠標Java 程序設計教程Chapter 16 硬件部分主存 當前活躍的程序和數(shù)據(jù)存儲的主要位置輔存 長期存儲 軟盤, 硬盤, 磁帶Java 程序設計教程Chapter 17 硬件交互關系CPU主存硬盤軟盤鍵盤顯示器Java 程序設計教程Chapter 18 軟

3、件分類操作系統(tǒng) 控制計算機所有活動 提供人機交互功能 管理計算機資源 Windows 95, Solaris, Mac OS，Linux 應用程序 其他一切程序的統(tǒng)稱 字處理軟件, 導彈控制系統(tǒng), 游戲Java 程序設計教程Chapter 19 模擬 vs. 數(shù)字 存儲數(shù)據(jù)的兩種基本方法模擬 連續(xù), 成正比關系地直接反映信息源 例子: 水銀溫度計 數(shù)字 信息分割為離散片段, 這些離散片段由數(shù)值表示 例子: CD保存的音樂Java 程序設計教程Chapter 110 數(shù)字信息 現(xiàn)代計算機將所有信息存儲為數(shù)值, 包括: 數(shù)字 文本 圖形圖像 聲音 視頻 程序指令 所有信息數(shù)值化 分割為數(shù)值表示的多

4、個離散片段Java 程序設計教程Chapter 111 文本的數(shù)值表示 每個字符, 包括空格, 數(shù)字, 字母, 都保存為數(shù)值 區(qū)分大小寫字母H i , H e a t h e r .72 105 44 32 72 101 97 116 104 101 114 46Java 程序設計教程Chapter 112 二進制數(shù) 一旦信息數(shù)字化后, 以二進制數(shù)保存在存儲器 一個單獨的二進制位(0 or 1)稱為一個位（bit） 二進制使得存儲與管理的設備更加便宜和可靠 一個位能表達兩種狀態(tài), 例如一個燈泡： 開 (1) or 關 (0) 位的組合可以表達更大的數(shù)值Java 程序設計教程Chapter 11

5、3 位排列011 bit000110112 bits0000010100111001011101113 bits0000000100100011010001010110011110001001etc.4 bitsJava 程序設計教程Chapter 114 位排列 每增加一位，則可表達的狀態(tài)增加一倍 N 位 能 表達2N 不同狀態(tài)1 bit21 = 2 items2 bits22 = 4 items3 bits23 = 8 items4 bits24 = 16 items5 bits25 = 32 itemsJava 程序設計教程Chapter 115 計算機結(jié)構(gòu) CPU和主存是關鍵部件 其他

6、設備都稱為外設控制器是協(xié)調(diào)各個指定外設工作的設備 信息通過一組線路在組件之間傳輸，這組線路稱為總線（bus）Java 程序設計教程Chapter 116 計算機結(jié)構(gòu)CPU主存視頻控制器監(jiān)視器磁盤磁盤控制器軟盤控制器其他外設總線Java 程序設計教程Chapter 117 主存和輔存 主存由一系列小的且連續(xù)的存儲單元構(gòu)成 每個存儲單元有唯一的數(shù)值稱為地址以識別該單元 數(shù)據(jù)保存在一個或多個連續(xù)的存儲單元中 大部分計算機中每個存儲單元保存了8位即一個字節(jié)Java 程序設計教程Chapter 118 主存和輔存927892799280928192829283928492859286地址較大的數(shù)據(jù)保存在

7、多個且連續(xù)的存儲單元中Java 程序設計教程Chapter 119 存儲容量 每個存儲器都有一定的存儲容量 存儲容量的常用單位單位單位 符號符號 字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù) kilobyte KB 210 = 1024 megabyte MB 220 (over 1 million) gigabyte GB 230 (over 1 billion) terabyte TB 240 (over 1 trillion) Java 程序設計教程Chapter 120 主存和輔存 主存不穩(wěn)定 - 僅當提供電源時數(shù)據(jù)和信息才得以保存 輔存通常穩(wěn)定 主存和磁盤為隨機存儲器 磁帶屬于順序存取設備Java 程序設計教程Ch

8、apter 121 隨機存儲器（RAM） vs. 只讀存儲器（ROM） RAM - Random Access Memory ROM - Read-Only Memory RAM 和主存可互換稱謂 ROM 可為芯片, 或單獨的設備, 如CD ROM RAM 和ROM 都為隨機存取設備 RAM 應稱為 讀-寫存儲器Java 程序設計教程Chapter 122 中央處理器 (CPU) CPU也稱為微處理器 一條接一條解釋并執(zhí)行指令，如此一直循環(huán)下去 取指-譯碼-執(zhí)行周期 CPU包括:控制單元 - 協(xié)調(diào)內(nèi)部處理步驟寄存器 - 少量存儲空間算術 / 邏輯單元 - 運算和決策Java 程序設計教程Cha

9、pter 123 CPU控制單元CPU主存算術/ 邏輯單元寄存器Java 程序設計教程Chapter 124 中央處理器 CPU 處理速度由系統(tǒng)時鐘控制 系統(tǒng)時鐘以一定的時間間隔產(chǎn)生電子脈沖信號 電子脈沖信號同步CPU事件 CPU速度由兆赫（megahertz， MHz）衡量 Java 程序設計教程Chapter 128 網(wǎng)絡 網(wǎng)絡由兩臺或以上的計算機連接在一起以交換信息 網(wǎng)絡中的每臺計算機都有一個唯一識別自身的網(wǎng)絡地址Java 程序設計教程Chapter 129 網(wǎng)絡連接 存在很多計算機互聯(lián)的技術點對點連接網(wǎng)絡 - 每臺計算機直接與其他相連 只能支持少量直連 每在網(wǎng)絡中新增一臺新計算機，都必

10、須給網(wǎng)絡中已經(jīng)存在的所有計算機連接新的通信鏈路Java 程序設計教程Chapter 130 網(wǎng)絡連接 現(xiàn)代網(wǎng)絡通常共享一條通信線路 增加新的計算機到網(wǎng)絡相當容易 輪流使用，帶來延遲 將大數(shù)據(jù)量的信息分割為若干小塊Java 程序設計教程Chapter 131 網(wǎng)絡連接點對點共享線路Java 程序設計教程Chapter 132 局域網(wǎng)與廣域網(wǎng) 局域網(wǎng) (LAN) 用于短距離或小范圍內(nèi)的小機群連接 連接一棟樓或一個房間的計算機 廣域網(wǎng) (WAN) 包含兩個以上的局域網(wǎng), 通常覆蓋很大區(qū)域 廣域網(wǎng)中的局域網(wǎng)往往屬于跨地域的不同公司或組織Java 程序設計教程Chapter 133 局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)遠距離

11、連接LANLANJava 程序設計教程Chapter 134 英特網(wǎng) 英特網(wǎng)是覆蓋全球的廣域網(wǎng) 名字來自于網(wǎng)絡互聯(lián) 由 美國國防部的ARPANET發(fā)展而來 英特網(wǎng)在 1980s 到 90s發(fā)展迅速Java 程序設計教程Chapter 135 英特網(wǎng) 實現(xiàn)英特網(wǎng)信息傳輸?shù)能浖仨氉袷豑CP/IP協(xié)議 IP軟件決定如何組織信息及將信息從源位置傳送到目的地 TCP軟件則用于處理大量信息同時到達同一目的地時可能產(chǎn)生的問題 每臺連接到英特網(wǎng)的計算機都有一個屬于自己的IP地址，例如：Java 程序設計教程Chapter 136 萬維網(wǎng) 英特網(wǎng)允許每一臺計算機擁有自己的網(wǎng)絡名 第一

12、部分是本地計算機的名字 其余部分是網(wǎng)絡域名 ()Java 程序設計教程Chapter 137 萬維網(wǎng) 域名最后部分指明了該域名的組織的信息 edu - 教育機構(gòu) com - 商業(yè) org - 非營利 國家信息: uk - United Kingdom 新的后綴Java 程序設計教程Chapter 138 萬維網(wǎng) 域名可分為幾部分 萬維網(wǎng)地址可以通過域名服務系統(tǒng)（Domain Name System ，DNS）轉(zhuǎn)為IP地址 IP地址到萬維網(wǎng)地址不是一一對應關系Java 程序設計教程Chapter 139 萬維網(wǎng) 因特網(wǎng)允許通過單一界面獲取多種不同信息 瀏覽器是一個軟件工具，用于裝

13、載并格式化Web文檔使其便于閱讀 一個網(wǎng)頁文檔通常含有指向其他網(wǎng)頁文檔的鏈接，稱為超鏈接 當鏈接包含諸如圖片、聲音、動畫和視頻等媒體信息時，所構(gòu)成的信息組織稱為超媒體。Java 程序設計教程Chapter 140 萬維網(wǎng) Web 文檔由超文本標記語言（HyperText Markup Language ，HTML)來描述 通過識別統(tǒng)一資源定位器Uniform Resource Locator (URL)可以發(fā)現(xiàn)Web上的信息 http:/ URL唯一指定了瀏覽器將要尋找并顯示的文檔和其他信息Java 程序設計教程軟件開發(fā)過程 應用軟件的開發(fā)是針對某個具體問題或?qū)嶓w，專用性強，軟件間的差異性大，

14、需求量最多。應用軟件開發(fā)能力一般包括： a. 了解應用軟件的背景知識 b. 分析和了解應用軟件的功能和要求 c. 確定應用軟件的計算結(jié)構(gòu) d. 熟悉應用軟件的工作運行環(huán)境 e. 掌握開發(fā)應用軟件的工具Java 程序設計教程程序設計語言及其發(fā)展 a. 面向機器的語言(各種機器語言和匯編語言) b. 面向過程的語言(BASIC、FORTRAN、Pascal、C) c. 面向?qū)ο蟮恼Z言(C+、JAVA) 注：歷史上出現(xiàn)的編程語言達幾百種之多Java 程序設計教程Java的發(fā)展簡史 1991年，Java語言誕生在SUN公司，它是由James Gosling領導的Green Project小組開發(fā)的，它

15、最初的名字是Oak； 1994年， Green Project小組將他們的開發(fā)轉(zhuǎn)向了Internet，用Oak編寫了一系列網(wǎng)絡應用程序，像網(wǎng)絡瀏覽器WebRunner等； 1995年，隨著Java語言在互聯(lián)網(wǎng)和多媒體上的發(fā)展，它得到了全球計算機業(yè)的高度重視； SUN公司將1.2及其以后版本命名為“Java2”； 目前，Java語言的正式版本已經(jīng)發(fā)展到1.6版。Java 程序設計教程有關有關Java的幾張圖片的幾張圖片Java的標識Java之父James GoslingJava的吉祥物DukeJava 程序設計教程JAVA的幾個版本Sun公司將Java2（JDK1.2以后的版本統(tǒng)稱為Java2）

16、平臺劃分為3個版本：J2ME:(Java 2 Platform Micro Edition)，嵌入式系統(tǒng)的應用，PDA，手機等。J2SE:(Java 2 Platform Standard Edition)，客戶端程序的應用，同時也是其它兩個版本的基礎。J2EE:(Java 2 Platform Enterprise Edition)，服務器端程序的應用。Sun公司是這樣描述：Java 是一種簡單的、面向?qū)ο蟮摹妷训?、安全的、可移植的、高性能的、體系結(jié)構(gòu)中立的、解釋型的、多線索的、動態(tài)的語言。Java語言由語法規(guī)則和類庫兩部分組成。Java 程序設計教程JAVA的幾個版本Java 程序設計教

17、程Java語言特點 結(jié)構(gòu)簡單：Java語言的程序構(gòu)成與C語言和C+語言類似，摒棄了C語言和C+語言的復雜、不安全特性。例如：指針的操作和內(nèi)存的管理。此外，Java語言提供了種類豐富、功能強大的類庫，提高了編程效率 面向?qū)ο螅含F(xiàn)實世界中的任何物體都可以看作是1個對象，對象有狀態(tài)和行為兩大特征。Java不是以過程為中心來編程，而是以對象為中心、通過對象之間的調(diào)用來解決問題。 平臺無關：使用Java語言編寫的應用程序不需要進行任何修改，就可以在不同的軟、硬件平臺上運行。這主要是通過Java虛擬器（JVM）來實現(xiàn)的。Java 程序設計教程Java語言特點可靠性：因為Java最初設計目的是應用于電子類家

18、庭消費產(chǎn)品，所以要求較高的可靠性。例如：Java語言提供了異常處理機制，有效地避免了因程序編寫錯誤而導致的死機現(xiàn)象。安全性：現(xiàn)今的Java語言主要用于網(wǎng)絡應用程序的開發(fā)，因此對安全性有很高的要求。如果沒有安全保證，用戶運行從網(wǎng)絡下載的Java語言應用程序是十分危險的。Java語言在很大程度上避免了病毒程序的產(chǎn)生和網(wǎng)絡程序?qū)Ρ镜叵到y(tǒng)的破壞。多線程：多線程是指在一個程序中可以同時執(zhí)行多個簡單任務。線程也被稱為輕量進程，是一個傳統(tǒng)大進程里分出來的獨立的可并發(fā)執(zhí)行的單位。C語言和C+語言采用單線程體系結(jié)構(gòu)，而Java語言支持多線程技術。 Java 程序設計教程Java語言特點 Java語言建立在C語言

19、和C+語言基礎之上。 摒棄了C語言和C+語言中不常用和容易出錯的一些特性。如:goto, 指針，運算符重載，多重繼承，自動類型轉(zhuǎn)換。 增加了“垃圾自動回收”(auto garbage collection) 機制Java 程序設計教程Java例子/*/ Lincoln.java Author: Lewis/Loftus/ Demonstrates the basic structure of a Java application./*public class Lincoln /類頭，用關鍵字類頭，用關鍵字 class class 來標志一個類定義的開始。來標志一個類定義的開始。/類體由大括號括

20、起來。類體由大括號括起來。 /- / Prints a presidential quote. /- public static void main (String args) /main/main方法是主類標志方法是主類標志 /方法體方法體 System.out.println (A quote by Abraham Lincoln:); System.out.println (Whatever you are, be a good one.); 注：注：JavaJava程序都是由類或者說是類的定義組成的。程序都是由類或者說是類的定義組成的。Java 程序設計教程Java 注釋 /這是單行注

21、釋 /*這個注釋通常有點長 甚至可以換行*/ /*由幫助文檔生成的注釋 都長這樣 */Java 程序設計教程幾個入門概念：幾個入門概念： （1）Java 語言標識符的字母區(qū)分大小寫 （2）一個程序可以由一個或多個類組成，其中必須有也只能有一個主類（public類） （3）源文件名必須與程序的主類名一致，并且以 .java 為其后綴 （4）要合理使用標識符，保留字。自定義標識符可以是任意字母、數(shù)字、下劃線和美元符號的組合，不能以數(shù)字開頭，標識符任意長度Java 程序設計教程編譯生成字節(jié)碼編譯生成字節(jié)碼 Java引入編譯的主要原因：引入編譯的主要原因： （1）保證程序的語法正確性； （2）通過編譯

22、引入Java類庫中已編寫好的模塊。 （3）編譯成功的結(jié)果將是一個或多個字節(jié)碼文件，每個字節(jié)碼文件對應源程序中定義的一個類，該文件的名字就是它所對應的類的名字，并以 .class 為統(tǒng)一的后綴名。Java 程序設計教程開發(fā)環(huán)境1. 什么是JDK？JDK (Java Development Kit) JDK 是整個Java的核心，包括了Java運行環(huán)境（Java Runtime Envirnment），一堆Java工具和Java基礎的類庫(rt.jar)。2. 如何下載安裝JDK?下載：http:/ 編譯和運行：javac.exe java.exeJava 程序設計教程Java開發(fā)環(huán)境 Eclip

23、se：由Eclipse社區(qū)開發(fā)、維護的一個開放的可擴展平臺(其實IBM是幕后老板) ； JBuilder系列：Borland公司產(chǎn)品，功能很強大，目前其實是加強版的Eclipse； NetBeans：由Sun公司建立的開放源碼的可擴展開發(fā)平臺，和Eclipse競爭激烈； Java SDK（Software Development Kit）：和上面三個不同，這不是集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，集成在JDK中，只能在DOS命令窗口下運行，但是操作簡單，容易掌握。Java 程序設計教程JDK環(huán)境變量設置我的電腦-屬性-高級-環(huán)境變量： 在“系統(tǒng)變量”中，設置3項屬性:1 JAVA_HOME,PATH,CL

24、ASSPATH(大小寫無所謂),若已存在則點擊“編輯”，不存在則點擊“新建”2 JAVA_HOME：指明JDK安裝路徑，例如：C:j2sdk1.4.2，此路徑下包括lib，bin，jre等文件夾。3 Path：使得系統(tǒng)可以在任何路徑下識別java命令，設為： %JAVA_HOME%bin;%JAVA_HOME%jrebin4 CLASSPATH：為java加載類(class or lib)路徑，只有類在classpath中，java命令才能識別，設為： .;%JAVA_HOME%lib;%JAVA_HOME%libtools.jar (要加.表示當前路徑)Java 程序設計教程Java SDK

25、的安裝Bin文件夾安裝好JDK后，打開安裝目錄的bin文件夾，有20多個exe可執(zhí)行文件。它們都是Java語言工具，常用的有以下一些： javac.exe：Java編譯器；java.exe：Java解釋器；appletviewer.exe：Java Applet的解釋器；可以用來運行編譯好的Applet程序。jar.exe：Java語言壓縮工具；javadoc.exe：用于生成API文檔；Java 程序設計教程運行JAVA程序 運行一個編譯好的 Java 字節(jié)碼程序，需要調(diào)用 Java 的解釋器軟件 java.exe 。 解釋運行的三個階段： （1）載入：Java解釋器中的類載入器將字節(jié)碼文件

26、加載到內(nèi)存（網(wǎng)上運行程序則通過網(wǎng)絡下載到本地內(nèi)存）； （2）代碼校驗：Java解釋器中的代碼檢驗器檢查這些字節(jié)碼的合法性； （3）解釋執(zhí)行：合法的字節(jié)碼程序由Java解釋器逐句地解釋運行。Java 程序設計教程編譯、運行程序Application: D: javac HelloApplication.java D: java HelloApplication Hello, Java World!Applet: D: javac HelloApplet.java D: appletviewer index.html Java 程序設計教程Java的工作方式本地計算機系統(tǒng)Java虛擬機（JVM).

27、class 二進制字節(jié)碼文件.java java源程序文件編譯Java 程序設計教程Java Applet 與 ApplicationJava Application 主要特點：主要特點：（1） Java Application 程序是獨立完整的程序。（2）在命令行調(diào)用獨立的解釋器軟件即可運行 Java Application程序。（3） Java Application 程序的主類必須有一個定義為： public static void main(String args)的main方法，是 Java Application 程序執(zhí)行的入口點。Java Applet主要特點主要特點(1) “Java小程序”不能獨立運行，而是被嵌入到Web頁中。(2) 由Java兼容瀏覽器控制執(zhí)行。Java 程序設計教程面向?qū)ο蠡A利用利用OO模擬現(xiàn)實世界的實體，從而解決問模擬現(xiàn)實世界的實體，從而解決問題題 Java 程序設計教程課程學習的幾個要求 編程是一門技術，需要多實踐； 編程是一門功夫，需要勤練內(nèi)功； 注重代碼編寫規(guī)范； 注重相互交流，充分利用網(wǎng)絡資源輔助學習； 在實踐中體會面向?qū)ο缶幊趟枷?；Java 程序設計教程面向?qū)ο蟪绦蛟O計 面向?qū)ο蟪绦蛟O計方法是指用面向?qū)ο蟮姆?/p>