Современные технологии JAVA при обучении студентов специальностей «Вычислительная техника и программирование» и «Информационные системы»

Технологий на платформе Java более 24, и возникает вопрос, каким из них обучать студентов по специальностям «Информационные системы» и «Вычислительная техника и программирование». Предлагается изучение Java и Java-технологий на двух курсах: бакалавриате и магистрантуре. 

В  настоящее  время  программирование  перемещается  в  область  разработки      Web-приложений и интеграции их с существующим программным обеспечением, корпоративными базами данных, платежными системами, поисковыми системами, системами документооборота и автоматизации обработки данных  и  т.д.  Для  этих  целей  больше  всего  подходит  язык  программирования  Java и созданные корпорацией Sun Microsystems технологии на его основе.

Основное преимущество языка Java заключается в переносимости Java-приложений и их масштабируемости, т.е. способности программы работать на любых аппаратных платформах, операционных системах и любых устройствах с поддержкой Java.

Существуют три редакции платформы Java:

  • JavaSE (StandardEdition), используется для создания приложений для настольных компьютеров, серверов и систем реального времени;
  • JavaEE (EnterpriseEdition), используется для создания сложных серверных приложений, Web-сервисов и корпоративных распределенных клиент-серверных приложений;
  • JavaME (MicroEdition), используется для создания приложений для мобильных устройств, телефонов, карманных компьютеров, телевизионных приставок, принтеров и др. устройств. Рассмотрим основные технологии, входящие в состав Java SE:
  1. Swing (JFC) – это набор библиотек Java-классов, служащих для создания графических интерфейсов пользователя;
  2. JavaHelp-технология создание справочной системы для приложений;
  3. JNI-технология взаимодействия с программами и библиотеками, написанными на других языках программирования;
  4. Java 2DAPI-набор классов для работы с двухмерной графикой, а также операторы для работы с изображениями;
  5. JDBC-технология для доступа к большинству реляционных источников данных (баз данных) из Java-приложений. С его помощью можно подключаться к множеству баз данных SQL, а также другим табличным источникам данных, например, электронным таблицам и неструктурированным файлам;
  6. JAAS-технология для аутентификации пользователей и проверки их прав доступа;
  7. JMX-технология для создания распределенных Web приложений и сетевых сервисов;
  8. JMF-технология для работы с аудио-, видео- и другую медиа-информацией;
  9. JSSE – это набор пакетов для обеспечения безопасного обмена информацией в Интернете. Они реализуют Java-версию протоколов SSL и TLS и предоставляют средства для шифрования данных, проверки целостности сообщений, аутентификации на сервере и на клиенте;
  10. JSAPI-технология для использования речевых технологий в пользовательском интерфейсе, для распознавания голосовых команд, систем речевого ввода данных и синтеза речи;
  11. Java 3D – для работы с 3D-графикой в Java-приложениях;
  12. JAXP – для работы с XML-документами.

Рассмотрим основные технологии, входящие в состав J2EE:

  1. Enterprise JavaBeans (EJB) – это компонентная модель, предоставляющая такие сервисы, как управление транзакциями, обеспечение безопасности и подключение к базам данных;
  2. JavaMail – это набор абстрактных классов, моделирующих почтовую систему;
  3. JMS – это технология для создания переносимых Java-приложений на основе механизма обмена сообщениями;
  4. JSF-технология для создания Web-приложений путем компоновки страниц из многократно используемых компонентов пользовательского интерфейса, а также связывания этих компонентов с источниками данных, а событий, генерируемых на клиенте - с серверными обработчиками;
  5. JSP-технология для создания кросс-платформенных Web-страниц, которые разделяют пользовательский интерфейс и генерацию контента, благодаря чему дизайнеры могут изменять разметку, не трогая динамически формируемое содержимое;
  6. Сервлеты Java - расширяют функциональность Web-серверов, предоставляя кросс-платформенный, компонентный подход к созданию Web-приложений, свободный от ограничений производительности, характерных для CGI;
  7. JCA – стандартная архитектура для подключения приложений J2EE к разнородным корпоративным информационным системам (EIS);
  8. JMX –   информационную   модель   управления   для   взаимодействия   со   многими    системами и протоколами управления. Она содержит стандартные средства для сопоставления с общей информационной моделью CIM, информационной базой управления SNMP и объектной моделью Java при помощи резидентного серверного компонента EJB;
  9. JTA – высокоуровневая реализация и независимый от протоколов API, предоставляющий программам и серверам приложений средства для доступа к транзакциям.

Рассмотрим основные технологии, входящие в состав J2ME:

  1. Mobile Information Device Profile (MIDP) – технология разработки программ Java для мобильных устройств с ограниченными ресурсами. MIDP предоставляет приложениям базовую функциональность, включающую в себя средства для создания интерфейсов пользователя, подключения к сетевым ресурсам, локального хранения данных и управления жизненным циклом;
  2. Connected Device Configuration  (CDC)  –  это  стандартизированная  инфраструктура  для создания и развертывания  приложений,   доступ   к  которым   может  осуществляться   со   стороны сетевых и встроенных устройств;
  3. Mobile 3DGraphicsAPI для J2ME (M3G) – это специальный интерактивный API для реализации трехмерной графики, являющийся дополнительным компонентом J2ME.

Как видно, технологий на платформе Java более 24, и возникает вопрос - каким из них обучать студентов     по     специальностям     «Информационные     системы»     и     «Вычислительная     техника и программирование»?

Изучение литературы и рынка труда для программистов позволило выделить наиболее важные технологии и темы для преподавания студентам в вузе. Предлагается изучение Java и Java-технологий на двух курсах: бакалавриатов и магистратуре. Курс для бакалавров обозначить как «Основы программирования на Java», а курс для магистрантов как «Основы разработки корпоративных приложений».

В содержании курса для бакалавров «Основы программирования на Java» предлагаются следующие темы:

Обзор платформы Java

  • Платформа J2SE: JVM, JRE, JDK, Wrapper
  • Средства разработки, обзор: NetBeans, Eclipse, IntelliJ IDEA, Oracle JDeveloper

Основы программирования на языке Java

  • Особенности языка Java и его предназначение
  • Структура пакета Java 2 SDK
  • Простые типы данных. Приведение типов
  • Операторы ветвления и циклы
  • Функции. Перегрузка функций
  1. Синтаксис языка Java
  • Принципы объектно-ориентированного программирования
  • Классы. Инкапсуляция. Специальные методы класса
  • Наследование. Типы доступа. Статические поля и методы
  • Полиморфизм
  • Интерфейсные классы
  • Исключительные ситуации
  • Потоки в языке Java
  • Документирование Java программы
  • Разработка пакета. Стандартные пакеты из Java 2 SDK
  • Файловый ввод-вывод данных. Пакет IO
  1. Графические интерфейсы пользователя.
    • Создание графического интерфейса при помощи классов пакета AWT
    • Компоновки
    • Обработка событий
    • Создание графического интерфейса при помощи классов пакета JFC Swing
  2. Работа со звуком

Кроме указанного выше курса, предлагается организация студенческого кружка, на котором студенты могли бы развивать свои навыки и умения в программировании на Java в игровой форме. Для этого есть следующие игры:

  • Robocode – это простой в использовании симулятор битв роботов, созданный на основе Java- технологий, который предлагает развлекательный подход к изучению программирования. Эта игра поможет и увлечься, и освоить язык JAVA, и попрактиковаться в программировании алгоритмов. В Robocode необходимо написать программный код поведения робота-танка на поле битвы. На русскоязычном сайте игры есть материалы, которые помогут вам разобраться с правилами игры и программированием роботов;
  • CodeRuler, CodeRally и CodeInvadersChallenge – это игры реального времени на базе платформы Eclipse, направленные на изучение программирования на Java.

В содержании курса для магистрантов «Основы разработки корпоративных приложений» предлагаются следующие темы:

  1. Технология Java Server Pages (JSP) и сервлеты;
  2. Технология Remote Method Invocation (RMI);
  3. Технология Java Data Base Connectivity (JDBC) для работы с БД;
  4. Технология Java Web Services;
  5. Технология Java Message Service (JMS);
  6. Технология Enterprise Java Beans (EJB);
  7. Технология Struts Framework;
  8. Шаблоны проектирования
Год: 2012
Город: Павлодар
Категория: Информатика