Разработка учебного плана

Цель:
Разработка плана обучения дисциплине «Java».
Задачи:
Вывод целей и задач изучения дисциплины.
Выбор наиболее подходящего объема изучения дисциплины(в.т.ч. и распределение часов по темам и видам учебной работы).
Структурирование содержания курса.
Распределение тем практических занятий.
Подбор перечня лабораторных работ.
Разработка\подбор заданий контрольных работ.
Подбор учебно-методического обеспечения дисциплины

Вывод целей и задач изучения дисциплины.
Основные задачи курса программирования на основе структурного и объектно-ориентированного подхода:
Знакомство с методами структурного и объектно-ориентированного программирования как наиболее распространенными и эффективными методами разработки программных продуктов;
Обучение разработке алгоритмов на основе структурного и объектно-ориентированного подхода;
Закрепление навыков алгоритмизации и программирования на основе изученной программы.
знакомство с основными структурами данных и типовыми методами обработки этих структур;
создание практической базы для изучения других учебных дисциплин, таких, как "Численные методы", "Компьютерное моделирование" и др.

Вывод целей и задач изучения дисциплины.
Отбор материала основывается на необходимости ознакомить студентов со следующей современной научной информацией:
О парадигмах программирования (императивной, функциональной, логической);
О технологиях программирования (структурной, модульной, объектно-ориентированной);
Об аспектах формализации синтаксиса и семантики языков программирования.

В результате изучения дисциплины студент должен:
Иметь представление :
О конструировании алгоритмов,
Методах структурного и модульного программирования,
Абстракциях основных структур данных (списки, множества и т.п.) и методах их обработки и способах реализации,
Методах и технологиях программирования;
Уметь:
Разрабатывать алгоритмы,
Реализовывать алгоритмы на джаве,
Описывать основные структуры данных,
Реализовывать методы обработки данных,
Работать в средах программирования;
Приобрести навыки:
Структурного программирования,
Алгоритмизации,
Работы в среде программирования (составление, отладка и тестирование программ; разработка и использование интерфейсных объектов).
Владеть, иметь опыт:
Разработки алгоритмов,
Описания структур данных,
Описания основных базовых конструкций,
Программирования на языке высокого уровня,
.

Выбор наиболее подходящего объема изучения дисциплины.
ЧГПИ
СГСП

Распределение часов по темам и видам учебной работы.

Распределение часов по темам и видам учебной работы.

Распределение часов по темам и видам учебной работы.

Тема 1. Знакомство с Java: вывод на экран, типы String и int Структура класса
Объявление переменной. Вывод текста на экран используя System.out.println() и System.out.print()
Присваивание значений переменной. Переменные, методы, Классы. Примитивные(int, char, boolean) и ссылочные(составные) типы. Объявление/создание класса. Видимость переменных, модификаторы доступа public, private. Передача объектов в методы по ссылке и по значению. Выход из метода используя return. Полное имя класса, импорт классов. Первая программа: ввод с клавиатуры, работа в IDE. Преобразование объектов в строку, метод toString().
Тема 2 . Статические данные. Знакомство с ветвлениями и циклами. Последовательность объявления переменных и методов. Объявление статических переменных.. Условный оператор if. Сравнение объектов используя ==. Циклы while, for.
Тема 3. Массивы и списки: Array, ArrayList. Массивы: создание, инициализация. Работа с массивами.
Статическая и динамическая инициализация массива. Список ArrayList, внутренняя реализация, отличие от массива. Работа с ArrayList-ом. Сопоставление примитивных типов с их непримитивными аналогами-классами. Создание и использование параметризированных списков.

Тема 4. Основы ООП: основные принципы, наследование, инкапсуляция.Принципы ООП: абстракция,
инкапсуляция, наследование и полиморфизм. Принцип слабой связности. Абстракция. Наследование детально.
Инкапсуляция детально, преимущества. Перегрузка, полиморфизм, абстракция, интерфейсы.
Полиморфизм детально. Переопределение методов. Приведение ссылочных типов: расширение и сужение.
Динамическая диспетчеризация методо0в.
Абстрактные классы. Интерфейсы.
Тема 5. Знакомство с потоками
Тема 6. Знакомство с классами: написание своих классов, конструкторы. Пакеты. Импорт классов. Создание классов. Инициализация объектов. Знакомство с объектами: написание своих объектов, время жизни, статические переменные. Время жизни объектов. Сборка мусора (garbage collector)Статические методы переменные. Знакомство со статическими классами. Реализация обработки вызова статических и нестатических методов. Внутренние классы. Внутренние статические классы. Интерфейсы-маркеры, глубокое клонирование. Наследование внутренних классов. Локальные классы — классы внутри методов. Что происходит на самом деле (во что компилятор превращает классы).

Тема 7. 6-я системя исчисления. 2 и 8 системы исчисления. Запись двоичного числа как 1000100В. Числовые операторы. Логические операторы. Побитовые операторы (&, xor, <<,...)
Тема 8. Работа с файлами и архивами
Тема 9. Системы контроля версий, коммиты и ветки. SVN and Git: отличия. Generics
Тема 10. Основные паттерны для создания веб приложений. Утилитные классы
Тема 11. Знакомство с исключениями: . Понятие стека. Коллекция Stack. Получение стека вызовов. Перехват исключений — блок try… catch. Типы исключений. Захват исключений, корзина исключений
Тема 12. Создаем первое веб приложение. Работа с Tomcat и Idea

Подбор перечня лабораторных работ.
Лабораторные работы в компьютерных классах служат для самостоятельной работы студентов над учебными задачами с целью выработки и закрепления практических навыков программирования.
Первая лабораторная
1 Ввести n строк с консоли, найти самую короткую строку. Вывести эту строку и ее длину.
2 Ввести n строк с консоли. Упорядочить и вывести строки в порядке возрастания их длин, а также (второй приоритет) значений этих их длин.
3 Ввести n строк с консоли. Вывести на консоль те строки, длина которых меньше средней, также их длины.
4 В каждом слове текста k-ю букву заменить заданным символом. Если k больше длины слова, корректировку не выполнять.
5 В русском тексте каждую букву заменить ее номером в алфавите. В одной строке печатать текст с двумя пробелами между буквами, в следующей строке внизу под каждой буквой печатать ее номер.
6 Из небольшого текста удалить все символы, кроме пробелов, не являющиеся буквами. Между последовательностями подряд идущих букв оставить хотя бы один пробел.
7 Из текста удалить все слова заданной длины, начинающиеся на согласную букву.
8 В тексте найти все пары слов, из которых одно является об­ращением другого.

Подбор перечня лабораторных работ.
Во второй лабораторной работе необходимо реализовать консольное приложение, позволяющее манипулировать строкой, разбив ее на элементы путем использования регулярных выражений.
1) Проверить существуют ли в тексте цифры, за которыми не стоит «+».
– пример правильных выражений: (3 + 5) – 9 × 4.
– пример неправильных выражений: 2 * 9 – 6 × 5.
2) Создать запрос для вывода только правильно написанных выражений со скобками (количество открытых и закрытых скобок должно быть одинаково).
– пример правильных выражений: (3 + 5) – 9 × 4.
– пример неправильных выражений: ((3 + 5) – 9 × 4.
3) Проверить является ли заданная строка шестизначным числом, записанным в десятичной системе счисления без нулей в старших разрядах.
– пример правильных выражений: 123456, 234567.
– пример неправильных выражений: 1234567, 12345.
4) Есть текст со списками цен. Извлечь из него цены в USD, RUR, EU.
– пример правильных выражений: 23.78 USD.
– пример неправильных выражений: 22 UDD, 0.002 USD

Подбор перечня лабораторных работ.
1) Ввести строки из файла, записать их в стек. Вывести строки в файл в обратном порядке.
2) Ввести число, занести его цифры в стек. Вывести в число, у которого цифры идут в обратном порядке.
3) Задать два стека, поменять информацию местами.
4) Создать стек из элементов каталога.
5) Не используя вспомогательных объектов, переставить отрицательные элементы данного списка в конец, а положительные - в начало этого списка.
6) Выполнить попарное суммирование произвольного конечного ряда чисел следующим образом: на первом этапе суммируются попарно рядом стоящие числа, на втором этапе суммируются результаты первого этапа и т.д. до тех пор, пока не останется одно число.
Лабораторная №3

Подбор перечня лабораторных работ.
Лабораторная работа №4 посвящена построению приложений с использованием графического интерфейса
1) Задать движение по экрану строк (одна за другой) из массива строк. Направление движения по апплету и значение каждой строки выбирается случайным образом.
2) Задать движение окружности по апплету так, чтобы при касании границы окружность отражалась от нее с эффектом упругого сжатия.
3) Изобразить в апплете приближающийся издали шар, удаляющийся шар. Шар должен двигаться с постоянной скоростью.
4) Изобразить в окне приложения отрезок, вращающийся в плоскости экрана вокруг одной из своих концевых точек. Цвет прямой должен изменяться при переходе от одного положения к другому.
5) Изобразить в окне приложения отрезок, вращающийся в плоскости фрейма вокруг точки, движущейся по отрезку.
6) Изобразить четырехугольник, вращающийся в плоскости апплета вокруг своего центра тяжести.

Подбор перечня лабораторных работ.
В лабораторной работе №5
1 Генерация таблиц по переданным параметрам: заголовок, количество строк и столбцов, цвет фона.
2 Вычисление тригонометрических функций в градусах и радианах с указанной точностью. 3 Выбор функций должен осуществляться через выпадающий список.
4 Поиск слова, введенного пользователем. Поиск и определение частоты встречаемости осуществляется в текстовом файле, расположенном на сервере.
5 Вычисление объемов тел (параллелепипед, куб, сфера, тетраэдр, тор, шар, эллипсоид и т.д.) с точностью и параметрами, указываемыми пользователем.
6 Поиск и (или) замена информации в коллекции по ключу (значению).
Выбор текстового файла из архива файлов по разделам (поэзия, проза, фантастика и т.д.) и его отображение.

Подбор перечня лабораторных работ.
В лабораторной работе №6
Создать веб — приложение, на базе изученных тем.

Рекомендуемая литература
«Философия Java» Брюс Эккель.
«Java 2. Библиотека профессионала. Том 2. Тонкости программирования» Кей Хорстманн, Гари Корнелл.
«Java. Руководство для начинающих» Герберт Шилдт.
«Язык программирования Java и среда NetBeans» В. Монахов. Курс лекций СпбГУ
Майкл Моррисон «Java 2 Me. Программирование игр для мобильных телефонов»
Книга Герберта Шмидта "Java 8. Полное руководство",

Итоги
Мы научились разрабатывать учебный план для обучения дисциплине «java».