Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Среда разработки Java-приложений Eclipse (ПО для объектно-ориентированного программирования и разработки приложений на языке Java): Учебное пособие

Голосов: 25

Учебное пособие представляет собой руководство по использованию среды разработки Eclipse для создания приложений на языке Java. Основное внимание уделено практическим приемам работы с Eclipse. Пособие предназначено для преподавателей, студентов, школьников старших классов, а также для специалистов, желающих освоить самостоятельно программирование на языке Java. Пособия подготовлены в рамках проекта "Пакет свободного программного обеспечения для образовательных учреждений России" и размещены на сайте информационной поддержки проекта <a href="http://linux.armd.ru" target="_blank">linux.armd.ru</a>.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
            Федеральное агентство по образованию




             С.А. Казарин, А.П. Клишин


     Среда разработки Java-приложений Eclipse

        (ПО для объектно-ориентированного
программирования и разработки приложений на языке
                      Java)




                  Учебное пособие




                    Москва 2008


    Казарин С.А., Клишин А.П.
К 143     Среда разработки Java-приложений Eclipse: (ПО
      для объектно-ориентированного программирования и
      разработки приложений на языке Java): Учебное
      пособие. Москва 2008. — 77 с.




           Учебное пособие представляет собой руководство
      по использованию среды разработки Eclipse для
      создания приложений на языке Java. Основное
      внимание уделено практическим приемам работы с
      Eclipse.
           Пособие предназначено для преподавателей,
      студентов, школьников старших классов, а также для
      специалистов, желающих освоить самостоятельно
      программирование на языке Java.


                     С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse


                                                Оглавление
Предисловие.......................................................................................4
Введение.............................................................................................6
Глава 1.Среда разработки приложений Eclipse...............................9
  1.1.Системные требования...........................................................................................9
  1.2.Введение в Eclipse....................................................................................................10
  1.3.Установка Eclipse....................................................................................................12
  1.4.Первый запуск Eclipse.............................................................................................14
  1.5.Интерфейс пользователя......................................................................................18
  1.6.Настройки среды....................................................................................................25
  1.7.Создание проекта...................................................................................................27
  1.8.Поддержка, советы, рекомендуемые ресурсы.....................................................33
Глава 2.Отладка и тестирование приложений..............................37
Глава 3.Лабораторный практикум..................................................44
Глоссарий..........................................................................................71
Список литературы..........................................................................77




                                                              3


           С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse



Предисловие
      Подготовка пакета свободного программного обеспечения (ПСПО)
для школ является важным этапом на пути решения поставленных вре-
менем задач перед российским образованием. Обучение школьников
азам современного языка программирования и навыкам работы с систе-
мой разработки программных приложений СПО на ранних этапах поз-
волит приобщить учащихся к общемировым достижениям в области ин-
формационных технологий и заметно поднять их образовательный и
культурный уровень.
      Концепция языка Java, как совокупности языка программирования
и виртуальной машины, ведет свое происхождение от проекта фирмы
Sun под названием Green (Oak), открытого в 1990 г. Первоначальной це-
лью проекта было создать среду разработки программного обеспечения
для бытовой электроники. Компания Sun поставила задачу заменить
множество разнообразных архитектур микроконтроллеров одной
единственной масштабируемой архитектурой (прототипом виртуальной
Java-машины). Затем проект был переориентирован на World Wide Web
и в августе 1995 г. состоялся первый официальный выпуск Java.
      Своим стремительным распространением в широких кругах сооб-
щества Java обязана необычайно удачному сочетанию следующих фак-
торов: быстрого роста сети Internet и телекоммуникационных техноло-
гий, возрастанию потребностей образования в новых подходах к про-
граммированию, успехам в создании мобильных, портативных вычисли-
тельных устройств.
      Отметим принципиальные нововведения, которые отличают Java
от других: независимость небольших мобильных программ в сочетании
с генерацией кода в процессе выполнения, переносимость, строгая ти-
пизация с поддержкой динамических типов и системы «сборки мусора».
      Java предоставляет мощные объектно-ориентированные принципы
разработки приложений, сочетая простой и ясный синтаксис с надеж-
ной и удобной в работе системой программирования, что позволяет бы-
стро обучаться и создавать новые программы.
      Как правило, современные средства создания Java-приложений
разработаны для различных платформ: Linux, Solaris, Windows и MacOS.
Важнейшее преимущество языка Java заключается в том, что приложе-
ние, написанное на основе данного языка, является независимым от
платформы и архитектуры процессора, который будет выполнять алго-
ритм данного приложения. Главным звеном в данном процессе являет-
ся виртуальная машина Java — это специальная программа, которая
имеющийся откомпилированный независимый байт-код преобразует в
                                           4


             С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse


набор инструкций для конкретного процессора. Программа должна
быть предварительно установлена на компьютер, где планируется
запуск приложения.
      Язык Java является объектно-ориентированным и поставляется с
достаточно объемной библиотекой классов. Библиотеки классов Java
значительно упрощают разработку приложений, представляя в распо-
ряжение программиста мощные средства решения стандартных задач.
      Почти сразу же после появления Java было создано большое коли-
чество интегрированных сред разработки программ для этого языка:
Eclipse (Eclipse Foundation), NetBeans (Sun), JBuilder (Inprise), Visual Age
(IBM), VisualCafe (Symantec) и др. Причем, что интересно: большинство
из существующих инструментальных сред разработки приложений на-
писаны полностью на Java и имеют развитые средства визуального про-
граммирования.
      Создавая это пособие, авторы стремились изменить установившее-
ся мнение о сложности языка Java, показать, что его с успехом может
использовать каждый — от школьника старших классов до специали-
стов в области IT. Различные пользователи, решая задачи с применени-
ем современных средств разработки, в зависимости от квалификации и
уровня компетенции могут применять разные подмножества языка. Ис-
пользуя среду Eclipse в качестве инструментария разработки приложе-
ний, постепенно углубляя свои знания, учащиеся будут постигать поис-
тине безграничные возможности, предоставляемые современной вычис-
лительной техникой и информационными технологиями.
      Пакет Eclipse может быть рекомендован к использованию в стар-
ших классах общеобразовательной школы, в качестве материала фа-
культативных занятий, элективных курсов, а также может быть при-
менен в специальных курсах профильного обучения. Программирование
на языке Java может использоваться как на уроках информатики, так и
в ходе самостоятельной работы.
      Пособие снабжено многочисленными примерами из школьного
курса информатики, которые наглядно иллюстрируют различные воз-
можности изучаемого объектно-ориентированного языка.
      Для закрепления материала, представленного в пособии, в конце
имеется практикум, где приведены задачи, многие из которых относят-
ся к школьному курсу информатики. Кроме того, в конце каждой главы
даны упражнения для самостоятельной работы.
      Авторы с благодарностью примут все замечания и предложения от
читателей на адрес электронной почты spo_method_support@armd.ru



                                             5


            С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse



Введение
      Программы, созданные на языке программирования Java, подраз-
деляются по своему назначению на две группы.
      К первой группе относятся приложения Java, предназначенные
для локальной работы под управлением интерпретатора (виртуальной
машины) Java.
      Вторую группу программ называют апплетами (aplets). Апплеты
представляют собой небольшие специальные программы, находящиеся
на удаленном компьютере в сети, с которым пользователи соединяются
с помощью браузера. Апплеты загружаются в браузер пользователя и
интерпретируются виртуальной машиной Java, встроенной практически
во все современные браузеры.
      Приложения, относящиеся к первой группе, представляют собой
обычные локальные приложения. Поскольку они выполняются интер-
претатором и не содержат машинного кода то их производительность
заметно ниже, чем у обычных компилируемых программ (С++, Delphi).
      Апплеты Java можно встраивать в документы HTML и помещать на
Web-сервер. Использование в интернет-страницах Java-апплетов прида-
ет динамический и интерактивный характер поведению последних. Ап-
плеты берут на себя сложную локальную обработку данных, получен-
ных от Web-сервера или от локального пользователя. Для более быстро-
го выполнения апплетов в браузере применяется особый способ компи-
ляции — Just-In-Time compilation (JIT, «на-лету)», что позволяет уве-
личить скорость выполнения апплета в несколько раз.
      Для разработки программ на языке Java нам потребуется специ-
альное программное обеспечение. Самые новые версии системного про-
граммного обеспечения, необходимого для поддержки, можно загру-
зить с сайта компании Sun (http://java.sun.com/): JRE, JDK. Первое при-
ложение JRE — это программа для запуска и исполнения программ
(среда выполнения Java) Java Runtime Environment (JRE).
      Для разработки программ также требуется комплект разработки
программного обеспечения — JDK (Java Development Kit). Он содержит
компилятор, стандартные библиотеки и т.п.
      В настоящее время имеется три Java-платформы:
      1) Java 2 Platform, Standard Edition (J2SE);
      2) Java 2 Platform, Enterprise Edition (J2EE);
      3) Java 2 Platform, Micro Edition (J2ME).
      Каждая из этих платформ предназначена для разработки опреде-
ленного типа программ.


                                            6


           С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse


      Первая платформа J2SE позволяет разрабатывать обычные
(desktop) локальные приложения и апплеты.
      Вторая платформа J2EE предназначена для разработки серверных
приложений (сервлетов, jsp-страниц, компонентов JavaBeans).
      Третья платформа (J2ME) применяется при разработки приложе-
ний для мобильных и небольших устройств (сотовых телефонов, карман-
ных компьютеров и др.), которые имеют существенно ограниченные
аппаратные ресурсы (емкость оперативной памяти, быстродействие
процессора и др.).
      Таким образом, в минимальный комплект для разработки про-
грамм на Java входят следующие:
         ● JRE — среда выполнения;
         ● JDK для соответствующей платформы (J2SE, J2EE, J2ME) —
      компилятор и библиотеки;
         ● среда программирования.
      Системы программирования на Java состоят из нескольких частей:
среда разработки, язык программирования, программный интерфейс
приложений (Java API), различные библиотеки классов. В первой главе
подробно рассматривается одна из лучших сред разработки программ
Java Eclipse.
      Программы Java обычно проходят пять стадий обработки, прежде
чем будут выполнены: редактирование, компиляция, загрузка, проверка
байт-кода и выполнение.
      На первом этапе в редакторе Eclipse вводится программа, а затем
исправления в случае необходимости. Файл с программой необходимо
сохранить, после окончательного редактирования он имеет стандартное
расширение «имя».java. С таким же успехом можно использовать рас-
пространенные текстовые редакторы vi, kate, kwrite и emacs. В Eclipse
содержится неплохой встроенный редактор и среда программирования,
поэтому мы рекомендуем все действия проводить там.
      На следующем втором этапе вы должны откомпилировать про-
грамму, что достаточно просто сделать, выбрав команду Run главного
меню. Компилятор Java должен выполнить трансляцию программы Java
в байт-код, в этой форме она уже будет доступна интерпретатору Java.
Если ваша программа успешно откомпилируется, то будет создан файл
с именем «имя».class. В данном файле содержатся байт-коды, которые
будут интерпретироваться во время выполнения.
      Третий этап называется загрузкой. Программа помещается в опе-
ративную память и ей передается управление. Загрузчик классов в
Eclipse считывает файл «имя».class и помещает его в оперативную па-


                                           7


           С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse


мять. Файл может загружаться как с локального диска компьютера, так
с удаленного компьютера по сети. Файл «имя».class может содержать
программы двух видов: обычные локальные приложения и апплеты, о
которых мы говорили в начале введения. Загрузчик загружает в ОП
наш файл и затем программа начинает выполняться интерпретатором
Java. Среда Eclipse сама позаботится и вызовет интерпретатор для вы-
полнения приложения.
      Загрузчик классов также может вызываться и в том случае, когда
ваш интернет-браузер загружает интернет- страницу с встроенным
Java-апплетом. Интернет-страница в формате HTML может ссылаться
на Java-апплет. Когда браузер загружает такую страницу и начинает ее
интерпретировать, то в момент ссылки на апплет он вызывает загруз-
чик классов и загружает этот апплет. Практически все современные ин-
тернет-браузеры поддерживают Java, т.е. имеют встроенный интерпре-
татор языка Java.
      Перед тем как интерпретатор Java, вызываемый в Eclipse или
встроенный в браузер, приступит к выполнению байт-кода, последний
проверяется верификатором байт-кода на четвертом этапе выполнения
программы. Этот этап назовем проверкой байт-кода. Успешное прохо-
ждение данного этапа гарантирует нам то, что загруженные классы не
нанесут ущерб защите и не содержат ошибок, которые могли бы вы-
звать сбой работы программы.
      На последнем пятом этапе Eclipse интерпретирует программу, по-
следовательно выполняя байт-коды. Программа может сразу не зарабо-
тать в результате ошибок, вызванных на разных этапах выполнения, то-
гда вам следует вернуться к исходному тексту программы и внести
необходимые исправления. Старайтесь писать программы на Java в про-
стом и ясном стиле. Следует избегать неправильных конструкций и
способов употребления языка, тогда ваши программы будут быстро про-
ходить все этапы выполнения.
      В настоящее время отмечается большой прогресс в развитии сво-
бодно распространяемого программного обеспечения для разработки
программ на языке Java. По своему функциональному составу и набору
предоставляемых сервисных услуг Eclipse практически не уступает
платным программам, поэтому изучение данной среды является пер-
спективным и отвечающим большинству требований, выдвигаемых к
современному программному обеспечению, функционирующему на раз-
личных аппаратных платформах.




                                           8


            С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse



Глава 1. Среда разработки приложений Eclipse
      Eclipse — один из лучших инструментов Java, созданных за послед-
ние годы. SDK Eclipse представляет собой интегрированную среду раз-
работки (IDE, Integrated Development Environment) с открытым исход-
ным кодом.
      В начале своего существования Eclipse появилась как коммерче-
ский продукт, но в ноябре 2001 г. его исходные коды были опубликова-
ны. Создателем системы является компания Object Technology
International (OTI), которая впоследствии была приобретена корпораци-
ей IBM. Начиная с 2001 г. Eclipse была загружена более 50 миллионов
раз и в настоящее время используется десятками тысяч программистов
по всему миру. Поддержкой и разработкой Eclipse в настоящее время
занимается организация Eclipse Foundation и сообщество Eclipse, ин-
формацию о которых можно найти на официальном сайте в сети Интер-
нет http://www.eclipse.org.
      Основные инструментальные средства Eclipse Java включают в
себя: редактор исходного кода (создание и редактирование исходного
текста программ), средства отладки и интеграции с Ant. Кроме этого в
Eclipse доступны множество бесплатных и коммерческих дополнений
(плагинов), таких, как инструментальные средства создания схем UML,
разработка баз данных и др.
      Собственно сама по себе Eclipse — это только платформа, которая
предоставляет возможность разрабатывать дополнения, называемые
плагинами, которые естественным образом встраиваются в платформу.
В Eclipse доступны дополнения для следующих языков: C/C++, Html,
Cobol, Perl, Php, Ruby и др. Вы можете также разработать собственное
дополнение для расширения возможностей Eclipse.

1.1. Системные требования
      Eclipse разработана для широкого круга операционных систем, та-
ких как Linux, Microsoft Windows и Mac OS. Для ее запуска требуется
JVM (Java Virtual Machine) — виртуальная Java-машина, а также JDK
(Java Development Kit) — набор для Java-разработки. Загрузить данные
пакеты можно с официального сайта разработчика Java — http://java.-
sun.com. В стандартной сборке ALT Linux «Мастер» данные пакеты уже
предустановлены
      В табл. 1 представлены минимальные и рекомендуемые систем-
ные требования для работы Eclipse.




                                            9


           С.А. Казарин, А.П. Клишин, Среда разработки Java-приложений Eclipse


                                                                           Таблица 1
                          Системные требования
                      Минимальное значе- Рекомендуемое зна-
       Требование
                              ние                чение
  Версия Jаva         1.4.0              1.6.0 и выше
  Оперативная память 128 Мб              1 Гб и более
  Свободное      про- 300 Мб             1 Гб и более
  странство на ЖД
  Процессор           533 МГц            1,5 ГГц и более


1.2. Введение в Eclipse
      При первоначальном знакомстве со средой IDE Eclipse она может
показаться несколько сложной для неподготовленного пользователя.
Для того чтобы понять основы работы с системой, нужно уяснить себе
основные концепции среды: рабочее пространство, инструменты,
компоновки, редакторы и представления.
      Рабочее пространство
      В простейшем случае рабочее пространство (workspace) — это
каталог для проектов пользователя, в котором располагаются файлы
проекта. Все, что находится внутри этого каталога, считается частью
рабочего пространства. В нашем пособии будет использоваться для при-
меров рабочее пространство: /home/user/workspace.
      Инструментальные средства Eclipse
      Инструментальные средства Eclipse становятся доступны сразу
после запуска приложения. Это по существу сама платформа с набором
различных функциональных возможностей главного меню, где прежде
всего выделяется набор операций по управлению проектом. Фактиче-
ская обработка, как правило, осуществляется дополнениями (плагина-
ми), например редактирование и просмотр файлов проектов осуще-
ствляется JDT, и т.д.
      К инструментам (workbench) относится набор соответствующих
редакторов и представлений, размещенных в рабочей области Eclipse
(рис. 6). Для конкретной задачи определенный набор редакторов и
представлений называют перспективой или компоновкой.
      Компоновки
      Компоновка (perspective) — это набор представлений и редакто-
ров, расположенных в том порядке, который вам требуется. В каждой
компоновке присутствует свой набор инструментов, некоторые компо-
новки могут иметь общие наборы инструментов. В определенный мо-
мент времени активной может быть только одна компоновка. Переклю-

                                           10



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика