Java 程序设计教程-chapter 1

1、Java 程序设计教程Java 程序设计教程Java 程序设计教程Chapter 12 课程焦点 程序开发 问题解决 程序的设计与实现 面向对象概念 编程开发步骤 Java编程语言 特定的编程概念和技术 数据与操作 循环与选择 对象与类 数组，向量，字符串 图形处理 图形用户界面Java 程序设计教程Chapter 13 计算机系统 概述 在开始程序设计之前，必须理解以下基本概念 本章目标: 计算机部件 计算机部件相互间关系 计算机如何存储和处理数据 计算机网络 英特网和万维网Java 程序设计教程Chapter 14 硬件与软件硬件 计算机物理的，可触摸部分 键盘, 显示器, 导线, 芯片，

2、磁盘软件 程序与数据 由一系列指令构成的程序 计算机需要两者以正常工作 离开任意一个，计算机就无法正常工作Java 程序设计教程Chapter 15 硬件部分中央处理器 (CPU) 执行程序命令的芯片 Intel Pentium processor, Sun Sparc processor输入/ 输出设备 与用户交互 键盘, 显示器, 鼠标Java 程序设计教程Chapter 16 硬件部分主存 当前活跃的程序和数据存储的主要位置辅存 长期存储 软盘, 硬盘, 磁带Java 程序设计教程Chapter 17 硬件交互关系CPU主存硬盘软盘键盘显示器Java 程序设计教程Chapter 18 软

3、件分类操作系统 控制计算机所有活动 提供人机交互功能 管理计算机资源 Windows 95, Solaris, Mac OS，Linux 应用程序 其他一切程序的统称 字处理软件, 导弹控制系统, 游戏Java 程序设计教程Chapter 19 模拟 vs. 数字 存储数据的两种基本方法模拟 连续, 成正比关系地直接反映信息源 例子: 水银温度计 数字 信息分割为离散片段, 这些离散片段由数值表示 例子: CD保存的音乐Java 程序设计教程Chapter 110 数字信息 现代计算机将所有信息存储为数值, 包括: 数字 文本 图形图像 声音 视频 程序指令 所有信息数值化 分割为数值表示的多

4、个离散片段Java 程序设计教程Chapter 111 文本的数值表示 每个字符, 包括空格, 数字, 字母, 都保存为数值 区分大小写字母H i , H e a t h e r .72 105 44 32 72 101 97 116 104 101 114 46Java 程序设计教程Chapter 112 二进制数 一旦信息数字化后, 以二进制数保存在存储器 一个单独的二进制位(0 or 1)称为一个位（bit） 二进制使得存储与管理的设备更加便宜和可靠 一个位能表达两种状态, 例如一个灯泡： 开 (1) or 关 (0) 位的组合可以表达更大的数值Java 程序设计教程Chapter 11

5、3 位排列011 bit000110112 bits0000010100111001011101113 bits0000000100100011010001010110011110001001etc.4 bitsJava 程序设计教程Chapter 114 位排列 每增加一位，则可表达的状态增加一倍 N 位 能 表达2N 不同状态1 bit21 = 2 items2 bits22 = 4 items3 bits23 = 8 items4 bits24 = 16 items5 bits25 = 32 itemsJava 程序设计教程Chapter 115 计算机结构 CPU和主存是关键部件 其他

6、设备都称为外设控制器是协调各个指定外设工作的设备 信息通过一组线路在组件之间传输，这组线路称为总线（bus）Java 程序设计教程Chapter 116 计算机结构CPU主存视频控制器监视器磁盘磁盘控制器软盘控制器其他外设总线Java 程序设计教程Chapter 117 主存和辅存 主存由一系列小的且连续的存储单元构成 每个存储单元有唯一的数值称为地址以识别该单元 数据保存在一个或多个连续的存储单元中 大部分计算机中每个存储单元保存了8位即一个字节Java 程序设计教程Chapter 118 主存和辅存927892799280928192829283928492859286地址较大的数据保存在

7、多个且连续的存储单元中Java 程序设计教程Chapter 119 存储容量 每个存储器都有一定的存储容量 存储容量的常用单位单位单位 符号符号 字节数字节数 kilobyte KB 210 = 1024 megabyte MB 220 (over 1 million) gigabyte GB 230 (over 1 billion) terabyte TB 240 (over 1 trillion) Java 程序设计教程Chapter 120 主存和辅存 主存不稳定 - 仅当提供电源时数据和信息才得以保存 辅存通常稳定 主存和磁盘为随机存储器 磁带属于顺序存取设备Java 程序设计教程Ch

8、apter 121 随机存储器（RAM） vs. 只读存储器（ROM） RAM - Random Access Memory ROM - Read-Only Memory RAM 和主存可互换称谓 ROM 可为芯片, 或单独的设备, 如CD ROM RAM 和ROM 都为随机存取设备 RAM 应称为 读-写存储器Java 程序设计教程Chapter 122 中央处理器 (CPU) CPU也称为微处理器 一条接一条解释并执行指令，如此一直循环下去 取指-译码-执行周期 CPU包括:控制单元 - 协调内部处理步骤寄存器 - 少量存储空间算术 / 逻辑单元 - 运算和决策Java 程序设计教程Cha

9、pter 123 CPU控制单元CPU主存算术/ 逻辑单元寄存器Java 程序设计教程Chapter 124 中央处理器 CPU 处理速度由系统时钟控制 系统时钟以一定的时间间隔产生电子脉冲信号 电子脉冲信号同步CPU事件 CPU速度由兆赫（megahertz， MHz）衡量 Java 程序设计教程Chapter 128 网络 网络由两台或以上的计算机连接在一起以交换信息 网络中的每台计算机都有一个唯一识别自身的网络地址Java 程序设计教程Chapter 129 网络连接 存在很多计算机互联的技术点对点连接网络 - 每台计算机直接与其他相连 只能支持少量直连 每在网络中新增一台新计算机，都必

10、须给网络中已经存在的所有计算机连接新的通信链路Java 程序设计教程Chapter 130 网络连接 现代网络通常共享一条通信线路 增加新的计算机到网络相当容易 轮流使用，带来延迟 将大数据量的信息分割为若干小块Java 程序设计教程Chapter 131 网络连接点对点共享线路Java 程序设计教程Chapter 132 局域网与广域网 局域网 (LAN) 用于短距离或小范围内的小机群连接 连接一栋楼或一个房间的计算机 广域网 (WAN) 包含两个以上的局域网, 通常覆盖很大区域 广域网中的局域网往往属于跨地域的不同公司或组织Java 程序设计教程Chapter 133 局域网和广域网远距离

11、连接LANLANJava 程序设计教程Chapter 134 英特网 英特网是覆盖全球的广域网 名字来自于网络互联 由 美国国防部的ARPANET发展而来 英特网在 1980s 到 90s发展迅速Java 程序设计教程Chapter 135 英特网 实现英特网信息传输的软件必须遵守TCP/IP协议 IP软件决定如何组织信息及将信息从源位置传送到目的地 TCP软件则用于处理大量信息同时到达同一目的地时可能产生的问题 每台连接到英特网的计算机都有一个属于自己的IP地址，例如：Java 程序设计教程Chapter 136 万维网 英特网允许每一台计算机拥有自己的网络名 第一

12、部分是本地计算机的名字 其余部分是网络域名 ()Java 程序设计教程Chapter 137 万维网 域名最后部分指明了该域名的组织的信息 edu - 教育机构 com - 商业 org - 非营利 国家信息: uk - United Kingdom 新的后缀Java 程序设计教程Chapter 138 万维网 域名可分为几部分 万维网地址可以通过域名服务系统（Domain Name System ，DNS）转为IP地址 IP地址到万维网地址不是一一对应关系Java 程序设计教程Chapter 139 万维网 因特网允许通过单一界面获取多种不同信息 浏览器是一个软件工具，用于装

13、载并格式化Web文档使其便于阅读 一个网页文档通常含有指向其他网页文档的链接，称为超链接 当链接包含诸如图片、声音、动画和视频等媒体信息时，所构成的信息组织称为超媒体。Java 程序设计教程Chapter 140 万维网 Web 文档由超文本标记语言（HyperText Markup Language ，HTML)来描述 通过识别统一资源定位器Uniform Resource Locator (URL)可以发现Web上的信息 http:/ URL唯一指定了浏览器将要寻找并显示的文档和其他信息Java 程序设计教程软件开发过程 应用软件的开发是针对某个具体问题或实体，专用性强，软件间的差异性大，

14、需求量最多。应用软件开发能力一般包括： a. 了解应用软件的背景知识 b. 分析和了解应用软件的功能和要求 c. 确定应用软件的计算结构 d. 熟悉应用软件的工作运行环境 e. 掌握开发应用软件的工具Java 程序设计教程程序设计语言及其发展 a. 面向机器的语言(各种机器语言和汇编语言) b. 面向过程的语言(BASIC、FORTRAN、Pascal、C) c. 面向对象的语言(C+、JAVA) 注：历史上出现的编程语言达几百种之多Java 程序设计教程Java的发展简史 1991年，Java语言诞生在SUN公司，它是由James Gosling领导的Green Project小组开发的，它

15、最初的名字是Oak； 1994年， Green Project小组将他们的开发转向了Internet，用Oak编写了一系列网络应用程序，像网络浏览器WebRunner等； 1995年，随着Java语言在互联网和多媒体上的发展，它得到了全球计算机业的高度重视； SUN公司将1.2及其以后版本命名为“Java2”； 目前，Java语言的正式版本已经发展到1.6版。Java 程序设计教程有关有关Java的几张图片的几张图片Java的标识Java之父James GoslingJava的吉祥物DukeJava 程序设计教程JAVA的几个版本Sun公司将Java2（JDK1.2以后的版本统称为Java2）

16、平台划分为3个版本：J2ME:(Java 2 Platform Micro Edition)，嵌入式系统的应用，PDA，手机等。J2SE:(Java 2 Platform Standard Edition)，客户端程序的应用，同时也是其它两个版本的基础。J2EE:(Java 2 Platform Enterprise Edition)，服务器端程序的应用。Sun公司是这样描述：Java 是一种简单的、面向对象的、强壮的、安全的、可移植的、高性能的、体系结构中立的、解释型的、多线索的、动态的语言。Java语言由语法规则和类库两部分组成。Java 程序设计教程JAVA的几个版本Java 程序设计教

17、程Java语言特点 结构简单：Java语言的程序构成与C语言和C+语言类似，摒弃了C语言和C+语言的复杂、不安全特性。例如：指针的操作和内存的管理。此外，Java语言提供了种类丰富、功能强大的类库，提高了编程效率 面向对象：现实世界中的任何物体都可以看作是1个对象，对象有状态和行为两大特征。Java不是以过程为中心来编程，而是以对象为中心、通过对象之间的调用来解决问题。 平台无关：使用Java语言编写的应用程序不需要进行任何修改，就可以在不同的软、硬件平台上运行。这主要是通过Java虚拟器（JVM）来实现的。Java 程序设计教程Java语言特点可靠性：因为Java最初设计目的是应用于电子类家

18、庭消费产品，所以要求较高的可靠性。例如：Java语言提供了异常处理机制，有效地避免了因程序编写错误而导致的死机现象。安全性：现今的Java语言主要用于网络应用程序的开发，因此对安全性有很高的要求。如果没有安全保证，用户运行从网络下载的Java语言应用程序是十分危险的。Java语言在很大程度上避免了病毒程序的产生和网络程序对本地系统的破坏。多线程：多线程是指在一个程序中可以同时执行多个简单任务。线程也被称为轻量进程，是一个传统大进程里分出来的独立的可并发执行的单位。C语言和C+语言采用单线程体系结构，而Java语言支持多线程技术。 Java 程序设计教程Java语言特点 Java语言建立在C语言

19、和C+语言基础之上。 摒弃了C语言和C+语言中不常用和容易出错的一些特性。如:goto, 指针，运算符重载，多重继承，自动类型转换。 增加了“垃圾自动回收”(auto garbage collection) 机制Java 程序设计教程Java例子/*/ Lincoln.java Author: Lewis/Loftus/ Demonstrates the basic structure of a Java application./*public class Lincoln /类头，用关键字类头，用关键字 class class 来标志一个类定义的开始。来标志一个类定义的开始。/类体由大括号括

20、起来。类体由大括号括起来。 /- / Prints a presidential quote. /- public static void main (String args) /main/main方法是主类标志方法是主类标志 /方法体方法体 System.out.println (A quote by Abraham Lincoln:); System.out.println (Whatever you are, be a good one.); 注：注：JavaJava程序都是由类或者说是类的定义组成的。程序都是由类或者说是类的定义组成的。Java 程序设计教程Java 注释 /这是单行注

21、释 /*这个注释通常有点长 甚至可以换行*/ /*由帮助文档生成的注释 都长这样 */Java 程序设计教程几个入门概念：几个入门概念： （1）Java 语言标识符的字母区分大小写 （2）一个程序可以由一个或多个类组成，其中必须有也只能有一个主类（public类） （3）源文件名必须与程序的主类名一致，并且以 .java 为其后缀 （4）要合理使用标识符，保留字。自定义标识符可以是任意字母、数字、下划线和美元符号的组合，不能以数字开头，标识符任意长度Java 程序设计教程编译生成字节码编译生成字节码 Java引入编译的主要原因：引入编译的主要原因： （1）保证程序的语法正确性； （2）通过编译

22、引入Java类库中已编写好的模块。 （3）编译成功的结果将是一个或多个字节码文件，每个字节码文件对应源程序中定义的一个类，该文件的名字就是它所对应的类的名字，并以 .class 为统一的后缀名。Java 程序设计教程开发环境1. 什么是JDK？JDK (Java Development Kit) JDK 是整个Java的核心，包括了Java运行环境（Java Runtime Envirnment），一堆Java工具和Java基础的类库(rt.jar)。2. 如何下载安装JDK?下载：http:/ 编译和运行：javac.exe java.exeJava 程序设计教程Java开发环境 Eclip

23、se：由Eclipse社区开发、维护的一个开放的可扩展平台(其实IBM是幕后老板) ； JBuilder系列：Borland公司产品，功能很强大，目前其实是加强版的Eclipse； NetBeans：由Sun公司建立的开放源码的可扩展开发平台，和Eclipse竞争激烈； Java SDK（Software Development Kit）：和上面三个不同，这不是集成开发环境(IDE)，集成在JDK中，只能在DOS命令窗口下运行，但是操作简单，容易掌握。Java 程序设计教程JDK环境变量设置我的电脑-属性-高级-环境变量： 在“系统变量”中，设置3项属性:1 JAVA_HOME,PATH,CL

24、ASSPATH(大小写无所谓),若已存在则点击“编辑”，不存在则点击“新建”2 JAVA_HOME：指明JDK安装路径，例如：C:j2sdk1.4.2，此路径下包括lib，bin，jre等文件夹。3 Path：使得系统可以在任何路径下识别java命令，设为： %JAVA_HOME%bin;%JAVA_HOME%jrebin4 CLASSPATH：为java加载类(class or lib)路径，只有类在classpath中，java命令才能识别，设为： .;%JAVA_HOME%lib;%JAVA_HOME%libtools.jar (要加.表示当前路径)Java 程序设计教程Java SDK

25、的安装Bin文件夹安装好JDK后，打开安装目录的bin文件夹，有20多个exe可执行文件。它们都是Java语言工具，常用的有以下一些： javac.exe：Java编译器；java.exe：Java解释器；appletviewer.exe：Java Applet的解释器；可以用来运行编译好的Applet程序。jar.exe：Java语言压缩工具；javadoc.exe：用于生成API文档；Java 程序设计教程运行JAVA程序 运行一个编译好的 Java 字节码程序，需要调用 Java 的解释器软件 java.exe 。 解释运行的三个阶段： （1）载入：Java解释器中的类载入器将字节码文件

26、加载到内存（网上运行程序则通过网络下载到本地内存）； （2）代码校验：Java解释器中的代码检验器检查这些字节码的合法性； （3）解释执行：合法的字节码程序由Java解释器逐句地解释运行。Java 程序设计教程编译、运行程序Application: D: javac HelloApplication.java D: java HelloApplication Hello, Java World!Applet: D: javac HelloApplet.java D: appletviewer index.html Java 程序设计教程Java的工作方式本地计算机系统Java虚拟机（JVM).

27、class 二进制字节码文件.java java源程序文件编译Java 程序设计教程Java Applet 与 ApplicationJava Application 主要特点：主要特点：（1） Java Application 程序是独立完整的程序。（2）在命令行调用独立的解释器软件即可运行 Java Application程序。（3） Java Application 程序的主类必须有一个定义为： public static void main(String args)的main方法，是 Java Application 程序执行的入口点。Java Applet主要特点主要特点(1) “Java小程序”不能独立运行，而是被嵌入到Web页中。(2) 由Java兼容浏览器控制执行。Java 程序设计教程面向对象基础利用利用OO模拟现实世界的实体，从而解决问模拟现实世界的实体，从而解决问题题 Java 程序设计教程课程学习的几个要求 编程是一门技术，需要多实践； 编程是一门功夫，需要勤练内功； 注重代码编写规范； 注重相互交流，充分利用网络资源辅助学习； 在实践中体会面向对象编程思想；Java 程序设计教程面向对象程序设计 面向对象程序设计方法是指用面向对象的方