Java程序设计教学大纲.doc

Java程序设计教学大纲【课程编码】JSZX0640【适用专业】 计算机科学与技术【课 时】 54(理论)+32(实验)【学 分】 3【课程性质、目标和要求】本课程是计算机科学与技术专业的一门专业限选修课程。课程的任务是使学生掌握Java程序设计语言，理解面向对象程序设计的思路和方法，掌握网络编程的基本技术，培养学生的编程能力，养成良好编码的习惯，为将来参与实际项目的开发奠定坚实的基础。开设本课程的目的是让学生掌握这一在科研和市场应用方面非常重要的语言及其技术；通过本课程使学生掌握java技术的核心概念，编程方法；培养学生掌握面向对象的思想和程序设计方法；完成本课程的学习后能够熟练的、综合应用Java技术和面向对象的思想编写程序解决现实生活中的问题。完成如下教学目标：1. 知识教学目标: 理解和掌握JAVA语言的基本语法和语义，掌握标准程序和小应用程序的开发方法，掌握数据库、网络编程的基本开发方法。 2. 能力教学目标: 熟练使用TextPad来开发Java程序。 3. 思想教育目标: 学会良好的编程习惯。课程要求 1 先修课程-计算机文化基础。2 基本概念和基本知识：类与对象，包，内嵌类，图形用户化界面，Applet，异常、线程，消息，事件处理机制，URL，套接字。3 基本技能：能编写基本的图形用户化界面程序、Applet程序、数据库程序、网络程序。4 重点：图形化用户界面程序、Applet程序。5 难点：类与对象的概念，事件处理机制，Applet程序的开发，多线程。6 教学要求的层次课程的教学要求大体上分为三个层次：了解、理解和掌握。了解即能正确判别有关概念和方法；理解是能正确表达有关概念和方法的含义；掌握是在理解的基础上加以灵活应用。 7 课程的教学方法和教学形式要求建议1) 本课程强调理论和实践并重的原则，建议采用案例教学法、项目教学法。2) 为加强和落实动手能力的培养，每章课后应安排作业，作业应让学生尽 可能在Textpad环境下进行,要提交源代码。3) 要采用多媒体教学手段来进行教学。4) 如条件许可，应利用网络技术进行授课、答疑和讨论。【教学时间安排】本课程计 3 学分，54(理论)+32(实验) 学时, 学时分配如下：序号课程内容课时备注(教学形式)1第1章 Java语言概述22第2章 Java语言基础43第3章 类与对象44第4章 继承、多态和接口55第5章 掌握系统类66第6章 Java Applet87第7章 图形用户界面编程88第8章 异常处理29第9章 流式输入/输出与文件处理610第10章 多线程211第11章JDBC技术与数据库应用412第12章 Java的网络编程313第13章 Swing 编程2合计54序号实验名称实验类型课时备注1熟悉Java程序开发环境必做12简单数据类型和流程控制必做23类、对象基础知识必做34抽象类、接口与包必做35字符串处理及基础类库必做26异常处理必做27流式输入输出处理必做28线程必做29用户图形界面GUI标准组件及事件处理必做410Applet的编写必做411Java网络编程技术必做312综合设计试验开放一周(4)课程设计13合 计32【教学内容要点】第一章 Java语言概述 一、学习目的要求1. 了解java 的发展，2. 掌握java的特点，3. 掌握Java的运行机制，4. 掌握Java虚拟机的作用5. 了解常用的开发环境，6. 掌握简单的Java程序开发方法。二、主要教学内容1、 Java的发展历史2、 Java语言的特点3、 与C和C+语言的异同4、 Java的实际应用简介5、 Java的实现和运行机制6、 Java程序开发与运行环境 7、 Java程序类型和举例 8、 package和import语句的使用9、 JavaAPI 文档第二章 Java语言基础 一、学习目的要求1、 掌握Java的基本数据类型的特征。2、 了解常用的保留字3、 能够正确定义标识符。4、 掌握java 的运算符的使用5、 掌握常用的控制语句的使用，分支语句，循环语句6、 掌握与转移控制有关的语句，continue, break ,return 的使用。二、主要教学内容1、 基本数据类型、关键字和标识符介绍 2、 Java运算符和表达式 3、 简单数据类型程序举例 4、 数组 5、 分支语句，if.else.; switch .6、 循环语句 while,do.while,for.7、 其他语句，continue, break ,return第三章 类与对象 一、学习目的要求1 掌握类、对象、属性的概念和定义，2 掌握消息、方法的概念和定义，3 掌握方法重载的使用4 掌握实例成员和类成员的特点5 掌握包的概念6 掌握封装性二、主要教学内容4、 OOP简介 5、 类的定义（包括成员变量和方法）6、 构造方法7、 方法的重载 8、 包 （package和import）9、 类成员变量及方法的访问权限 10、 实例成员和类成员11、 finalize（）方法 第四章 继承、多态和接口 一、学习目的要求1、掌握继承性和多态性掌握抽象类的使用掌握接口的使用和抽象类的区别。二、主要教学内容1、 继承（性）2、 final、this、super3、 多态性（方法的覆盖） 4、 Object，Class（两个类的说明） 5、 抽象类和抽象方法 6、 接口 7、 嵌套类 8、 Jar文件的介绍 第五章 常用系统类一、学习目的要求1掌握字符串的表示。2掌握String，StringBuffer类的使用3掌握“+”运算符在进行字符串操作时的内在原理。4、 了解Java.lang 包中的：System，Runtime，Math，Process等的含义5、 掌握Java基本数据类型的封装类的使用6、 能够简单应用Java集合框架二、主要教学内容1、 .1 字符串常量 2、 6.2 String类介绍 3、 6.3 StringBuffer类介绍 4、 6.4 StringTokenizer类的应用 5、 6.5 字符串与其他数据类型的转换 6、 Java.lang包中的主要类7、 Java数据类型封装类8、 Java集合框架9、 Collection，Map，Set，List，Iterator等接口10、 TreeSet，HashSet11、 ArrayList，LinkedList,Vector12、 HashMap，HashTable，TreeMap13、 Collections，14、 其它工具类（Java.util.*）15、 Date,Calendar,Properties,Random 第六章 Java Applet一、学习目的要求1 理解什么是Applet ；2 掌握Applet的创建和运行方法，Applet的组件绘制方法；3 理解Applet的通信机制。二、主要教学内容1、 Applet简介 1) 编写一个Applet 2) 装入Applet 3) Appet 生命周期与主要方法4) Applet和Application2、 Applet标记(包括旧版标记和新版标记) 3、 AppletViewer 4、 简单应用 5、 Java对多媒体的支持 6、 Applet的通信7、 Applet的AWT绘制 第七章 图形用户界面编程 一、学习目的要求1 理解组件，容器，布局等概念；2 掌握 AWT事件处理机制，并且能够熟练应用；3 掌握在图形界面中的绘图方法4 理解swing组件模型。二、主要教学内容1、 Java图形界面概述2、 Java.awt包 3、 容器与组件 4、 常用容器和布局管理器 5、 AWT事件模型 6、 事件处理模型7、 事件对象和事件处理器8、 AWT绘图9、 常用GUI标准组件10、 鼠标和键盘事件11、 菜单的使用12、 对话框的使用 第八章 异常处理 一、学习目的要求1 掌握什么是Java的异常；2 掌握Java的异常处理机制；3 能够处理Java中的异常；二、主要教学内容1、 什么是Java的异常2、 异常类的划分3、 Java 的异常处理机制；4、 异常的处理 第九章 流式输入/输出与文件处理一、学习目的要求1 理解流的概念和划分2 掌握文件描述，顺序处理，随机访问处理的方法；3 能够熟练的使用过滤流；4 掌握字符流处理的方法，字符流和字节流之间的转换5 理解对象串行化的概念和方法。二、主要教学内容1 I/O流的划分(包括基本的流类) 2 字节流处理2.1 标准输入/出流System.in/out2.2 文件类File2.3 文件的顺序处理 2.4 随机存取文件 2.5 过滤流3 字符流处理3.1 Reader，Writer3.2 字节流和字符流的转化（InputStreamReader,OutputStream- Writer）3.3 文件字符流（FileReader，FileWriter）3.4 从标准控制台读入特定类型的数据3.5 其它字符流4 串行化 第十章 多线程一、学习目的要求1 理解线程的概念；2 掌握线程的构造，调度，控制方法；3 能够处理简单的多线程互斥和同步。二、主要教学内容1 线程概念 2 线程的创建(包括线程体的构造) 3 线程的状态和基本控制（包括优先级） 4 多线程的互斥与同步 4.1 临界资源和互斥锁（Synchronized）4.2 多线程的同步（wait和notify）第十一章 JDBC技术与数据库应用一、学习目的要求1 理解JDBC的特点，结构，应用模型；2 掌握通过JDBC访问数据库执行SQL 语句的方法：连接，查询，检索，更新，使用参数。3 理解JDBC驱动程序的类型二、主要教学内容1 JDBC概述1.1 特点1.2 结构和应用模型2 通过JDBC访问数据库2.1 Jdbc驱动程序的类型2.2 连接数据库2.3 查询数据库和检索结果集2.4 更新数据库2.5 使用输入和输出参数第十二章 Java的网络编程一、学习目的要求1 理解URL的概念；2 掌握创建简单 Socket 通信的方法；3 掌握创建简单数据报通信程序的方法。二、主要教学内容1 URL概述1.1 URL和URL类1.2 URLConnection2 Socket通信2.1 创建Socket通信的方法2.2 一个单客户Socket通信程序2.3 多客户Socket通信程序3 数据报通信 3.1 创建数据报通信程序的方式3.2 一个简单的数据报通信程序第十三章 Swing编程一、学习目的要求1、 了解Swing的由来2、 掌握Swing包中典型部件的使用二、主要教学内容1、 Swing包简介2、 Swing包中典型部件的使用1) JFrame类2) Swing中按钮和标签3) 流动窗格4) 工具栏5) Swing中的对话框6) 选项卡(JTabbedPane)一、（实验1）熟悉Java程序开发环境1、实验目的要求 1了解和使用J2sdk1.5.0(JDK)集成环境。2熟悉J2sdk集成环境的基本命令、功能和基本用法。并学会配置path 等环境变量3学习并熟练掌握使用J2SDK环境进Java程序开发的全过程（包括：源程序的编辑、编译、调试、运行和结果查看）。4了解和掌握JCREATOR和Eclipse集成环境的安装，简单应用5了解Java Application和Applet程序的基本结构。6了解Java程序文件名和类名的说明方法。2、实验主要内容1) 安装Jdk1.5.0集成环境,安装成功后，配置path，classpath路径，让用户在任何目录下均可用到Java的系统资源。2) 设置环境变量PATH和CLASSPATH（如果在autoexec.bat中没有进行设置）。进入命令行（MS-DOS）方式，进行如下设置：3) SET PATH=D:JDK1.5.0BIN;%PATH% 4) SET CLASSPATH=.; %CLASSPATH%5) 安装 Jdk 1.5.0 Doc, 并查看Jdk 1.5.0 Doc 文档中，和课堂教学有关系的部分。在整个实验过程中都可以参考。6) 建立自己的工作目录如d:user。以后的Java程序和过程文件均放置在此目录下。7) 输入一个Application源程序，学习编辑、编译、运行程序的方法。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad二、（实验2）简单数据类型和流程控制1、实验目的要求1) 掌握Java语言的标识符和保留字,各简单数据类型变量以及有逻辑量意义数据的表示方法以及表示条件的表达式的类型。2) 2掌握Java语言中具各种运算符表达式的基本知识。3) 3熟练掌握使用if语句进行单分支结构和双分支结构程序设计的基本方法。4) 4熟练掌握使用if语句的嵌套及switch语句进行多分支结构程序设计的基本方法。5) 5熟练掌握while、do-while和for三种语句组成循环结构的基本方法。熟练掌握特殊流程控制语句如break,continue,标号语句。6) 6熟练掌握一维数组和二维数组的使用7) 7把课堂上学到的理论用于实践，并验证理论的正确性，和发现新的问题2、实验主要内容掌握标识符的定义规则、表达式的组成、各种数据类型及其使用方法、各种运算符的使用及其优先级控制。掌握分支结构，循环结构，continue，break，语句标号等内容 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad三、（实验3）类、对象基础知识1、实验目的要求1) 熟练掌握类、对象的的概念以及对事物的抽象。2) 熟练掌握成员、方法的概念以及构造方法的概念。3) 熟练掌握封装性，多态性的概念4) 理解面向对象的程序设计方法。2、实验主要内容定义一个类实现银行帐户的概念，包括的变量有帐号和存款余额，包括的方法有存款、取款、查询余额和”显示帐号”，。定义主类，创建帐户类的对象，并完成相应操作。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad四、（实验4）抽象类、接口与包1、实验目的要求1) 熟练掌握抽象类abstract的概念。2) 熟练掌握接口interface的概念。3) 熟练包package的概念以及编译运行的方法。4) 熟练掌握内部类inner class的概念。5) 熟练掌握递归的概念。6) 理解面向对象的程序设计方法。2、实验主要内容1) 编写求解几何图形（如三角形，矩型，圆，多边型）的周长、面积的应用程序，要求用到继承、多态、抽象类、接口、内部类等面向对象程序设计技术的特点。2) 要求三角形，矩型，圆，多边型的类放到不同的包中，用包的技术组织程序的设计。同时要求程序能从键盘上接受数据以便求解不同的几何图形的周长面积。提示：从键盘上输入双精度数的一种方法(程序片段) 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad五、（实验5）字符串处理及基础类库1、实验目的要求1) 理解并掌握String类、StringBuffer类； 2) 理解并掌握StringTokenizer类3) 掌握字符串与其他数据类型的转换4) 掌握Math类的使用。5) 了解和掌握集合框架类。6) 掌握Java Application命令行参数的使用2、实验主要内容使用Java Aplication的命令行参数读入两个数据，计算它们的和，然后将和输出。如果参数的数目不足，显示相应提示信息并退出程序的执行。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad六、（实验6）异常处理1、实验目的要求1) 理解什么是例外2) 掌握java的例外处理机制和方法2、实验主要内容使用Java Aplication的命令行参数读入两个数据，计算它们的和，然后将和输出。编程自定义例外OnlyOneException与NoOprandException。如果参数的数目不足，显示相应提示信息并退出程序的执行。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad七、（实验7）流式输入输出处理1、实验目的要求1) 理解流的概念，流的划分2) 掌握文件描述，顺序处理，随机访问处理的方法;3) 能够熟练的使用过滤流；掌握字符流处理的方法;4) 理解对象串行化的概念和方法。2、实验主要内容定义一个类实现银行帐户的概念，包括的变量有帐号和存款余额，包括的方法有存款、取款、查询余额、”显示帐号”以及存储功能。定义主类，创建帐户类的对象，并完成相应操作，要求能存储储户历史信息。编写程序，能接收键盘输入的字符串，并将字符串的内容写入文件。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad八、（实验8）线程1、实验目的要求1) 线程的概念、线程的生命周期。2) 多线程的编程：继承Thread类与使用Runnable接口。3) 使用多线程机制实现动画。4) 4. 处理简单的多线程互斥和同步;2、实验主要内容利用多线程编程实现一个正在旋转的地球将插入、冒泡排序算法设计成算法，启动两个以上不同的线程同时运行，计算不同排序的运行时间。 3、实验仪器设备 同上。九、（实验9）用户图形界面GUI标准组件及事件处理1、实验目的要求1) 掌握常用GUI控制组件的使用方法。2) 掌握事件处理的方法。3) 了解swing控件的概念。2、实验主要内容1) 编程包含一个标签和一个按钮，单击按钮时，标签的内容在你好和再见之间切换。2) 编程包含一个文本框和一个文本区域，文本框内容改变时，将文本框中的内容显示在文本区域中；在文本框中按回车键时，清空文本区域的内容。3) 编程包含一个复选按钮和一个普通按钮，复选按钮选中时，普通按钮的背景色为青色，未选中时为灰色。4) 编程包含一个单选按钮组和一个普通按钮，单选按钮组中包含三个单选，文本说明分别为普通、黑体和斜体。选择文本标签为普通的单选按钮时，普通按钮中的文字为普通字体，选择文本标签为黑体的单选按钮时，普通按钮中的文字的字体为黑体，选择文本标签为斜体的单选按钮时，普通按钮中的文字的字体为斜体。5) 编程包含一个下拉列表和一个按钮，下拉列表中有10、14、18三个选项。选择10时，按钮中文字的字号为10，选择14时，按钮中文字的字号为14，选择18时，按钮中文字的字号为18。6) 编程包含一个列表和两个标签，在第一个标签中显示列表中被双击的选项的内容，在第二个标签中显示列表中被选中的所有选项的内容。7) 编程确定当前鼠标的位置坐标。8) 编程创建一个Frame，实现窗口的监听器接口。9) 编程使用BorderLayout布局方式放置5个按钮。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad十、（实验10）Applet的编写1、实验目的要求1) 掌握Java Applet程序结构和开发过程2) 了解Applet运行机制3) 学会编写Applet对应的HTML文件，掌握从HTML文件向Applet传递参数的方法。4) 了解Applet与浏览器的通信。5) 掌握在Applet图形界面设计。2、实验主要内容1) 输入一个applet源程序，学习编辑、编译、运行程序的方法。2) 3. 编写嵌入Applet的Html页面代码，同时编写applet实现下图中的功能。3)4) 4写Applet，从HTML文件中获取两个字符串参数，并将它们在浏览器中鼠标单击的位置显示出来。5) 5写Applet，显示heep:/的页面内容。6) 6写Applet，包含一个文本框和一个按钮，单击按钮时，在浏览器的状态行显示文本框中的内容。7) 7写Applet，绘制直线、各种矩形、多边形、圆和椭圆等图形。8) 8写Applet，显示不同大小不同风格、类型的字体。9) 9写Applet，显示一排用随机定义的颜色所填充的小方块。10) 10Applet，在浏览器中显示图片文件，包括原图、缩小一半图、宽扁图和瘦高图。11) 11Applet播放两段音乐，一段是连续播放的背景音乐，一段是独立的整段音乐。12) 12. 编写一个Applet程序，能够显示动画(如圆在屏幕上模拟太阳的运动)，并且可以用鼠标控制动画的启动和停止。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad十一、（实验11）Java网络编程技术1、实验目的要求1) 掌握InetAddress类的使用。2) 掌握TCP与UDP编程：Socket与Datagram的概念和编程方法。3) 掌握URL类的使用：URL的概念和编程。2、实验主要内容1) 使用InetAddress类的方法获取/的主机的IP地址；获取本地机的名称和IP地址。2) 使用Socket编程，客户机发送数据到服务器，服务器将接收到的数据返回给客户机。3) 将上面的程序进行改写，使用多线程实现服务器能同时处理多个客户机的请求。4) 使用UDP编程，客户机发送数据到服务器，服务器将接收到的数据返回给客户机。 3、实验仪器设备 学生每个一台PC机 已安装JDK和Textpad十二、（实验12）综合设计实验1、实验目的要求为了进一步巩固课堂上所学到的知识，深刻把握Java技术的重要概念及其面向对象的特性，锻炼学生熟练的应用面向对象的思想和设计方法解决实际问题的能力，特开设综合设计实验实验项目。要求学生掌握：1） 掌握Java的语言规范，面向对象的核心概念和特性。2） 掌握Java的编程技术，包括异常处理，图形界面设计，多线程，网络通信程序、Applet等。3） 掌握Java应用软件的开发环境和开发过程4） 掌握面向对象的思想和程序设计方法。2、实验主要内容拼图游戏是一个简单的Java小程序(Applet)，它的游戏规则如下：将一张大图打