LABOR 1|Informatik 1 - Informatique 1 – Informatik 1

LABOR1|Informatik1
EINFÜHRUNG
ZieldesLabors(2Stunden)
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Das Ziel dieses Labor ist es, die Werkzeuge kennen zu lernen, die im Kurs Informatik 1 verwendet werden. Das Labor dauert zirka 2 Perioden (1 ½ Stunden). Sie werden Ihr erstes Projekt anlegen und mit dem Eclipse IDE (Integrated Development Environnement) zum ersten Mal arbeiten. Teil1.DieWebsite
Die Website dient dazu, den Informationsaustausch zwischen Studenten und Dozenten sicherzustellen. Diese Platform ist sowohl innerhalb als auch ausserhalb der HES‐SO Wallis zugänglich. Sie finden diese an der Adresse http://inf1.begincoding.net
Aufgabe1
Führen Sie die folgenden Schritte aus: 1.
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Finden Sie die Webseite von dem heutigen Kurs Laden Sie die Dateien RoomCalc.java und Input.java herunter. Teil2.Entwicklungsumgebung
KleineEinführungindieSpracheJava
Java wurde von der Firma Sun entwickelt und erstmals am 23. Mai 1995 als neue, objekt‐orientierte, einfache und plattformunabhängige Programmiersprache vorgestellt. Sun (Oracle) besitzt das Schutzrecht auf den Namen Java und stellt damit sicher, daß nur "100 % richtiges Java" diesen Namen tragen darf. Die Sprache ist aber für alle Computersysteme verfügbar (kostenlos). Der Name wurde nicht direkt von der indonesischen Insel Java übernommen sondern von einer bei amerikanischen Programmierern populären Bezeichnung für Kaffee. Java geht auf die Sprache Oak zurück, die 1991 von Bill Joy, James Gosling und Mike Sheridan im Green‐Projekt entwickelt wurde, mit dem Ziel, eine einfache und plattformunabhängige Programmiersprache zu schaffen, mit der nicht nur normale Computer wie Unix‐Workstations, PCs und Apple programmiert werden können, sondern auch die in Haushalts‐ oder Industriegeräten eingebauten Micro‐Computer, wie z.B. in Waschmaschinen und Videorekordern, Autos und Verkehrsampeln, Kreditkarten und Sicherheitssystemen und vor allem auch in TV‐Settop‐Boxes für "intelligente" Fernsehapparate. Allgemein anerkannt wurde Java aber erst seit 1996 in Verbindung mit Web‐Browsern und Internet‐Anwendungen sowie mit der Idee eines NC (Network Computer), der im Gegensatz zum PC (Personal Computer) nicht lokal installierte, maschinenspezifische Software‐Programme benötigt, sondern die Software in Form von Java‐Klassen dynamisch über das Netz (Intranet) von einem zentralen Server laden kann. Diese Idee wurde später zu einem allgemeinen "Application Service Providing" (ASP) erweitert. Inzwischen wird Java aber weniger für Applets in Web‐Pages, sondern mehr für selbständige Anwendungs‐Programme sowie für Server‐Applikationen verwendet. Normalerweise kompiliert man Programme in ausführbare Dateien, oder der Code wird direkt interpretiert. Java kombiniert diese beiden Techniken: Der Sourcecode wird in eine Zwischensprache, den sogenannten Bytecode kompiliert. Dieser wird dann von der Virtuellen Maschine (JVM, Java virtual Machine) interpretiert, wie dies in der folgenden Abbildung dargestellt ist1. 1
Die Darstellungen sind dem Java‐Tutorial von Sun Microsystems entnommen. Pierre‐André Mudry | Systemtechnik 1 / 4 September 2013 Egal auf welcher Plattform das Programm ausgeführt werden soll, es muss nicht mehr neu kompiliert werden, da jede JVM den gleichen Bytecode verwendet Die ersten Versionen der JVM haben nur den Bytecode interpretiert. Sie waren deshalb relativ langsam. Die neuen JVM optimieren und beschleunigen die Ausführung mit Hilfe des JIT‐Mechanismus (Just in Time). Der Code wird beim ersten Gebrauch kompiliert und wird für die nächsten Male, wo er benutzt wird im Speicher gelassen. Des weiteren ermöglicht die Hotspot‐Technologie eine Analyse zur Bestimmung der Gültigkeitsdauer von Objekten im Speicher Die wichtigsten Eigenschaften von Java sind: 
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Plattform unabhängig Objekt‐orientiert Syntax ähnlich wie bei C und C++ Umfangreiche Klassenbibliothek und Sicherheit von Internet‐Anwendungen Java VS JavaScript JavaScript ist eine Skript‐Sprache, die in HTML eingebettet werden kann und bei meisten Web‐Browsern (Firefox, Internet‐Explorer, Opera, ...) die Ausführung von bestimmten Funktionen und Aktionen innerhalb des Web‐Browsers bewirkt. JavaScript sieht wie Java aus aber ist eine verschiedene Sprache. DasJavaEntwicklungskitJDK(JavaStandardDevelopmentKit,JDK)
Das Java Entwicklungskit, auch JDK genannt, besteht aus zwei Komponenten: -
Laufzeitumgebung (JRE, Java Runtime Enviroment), auch Java‐Plattform genannt, besteht aus der virtuellen Maschine und den Basisklassen der Java Bibliothek (API, Application Programming Interface). Wenn man auf seiner Maschine nur das JRE installiert, so kann man Java Programme nur ausführen, aber man kann keine eigenen Java Programme entwickeln. 
Die Entwicklungstools wie der Compiler und Debugger, welche es ermöglichen, eigene Java‐Programme zu schreiben. Java ist eine relativ junge Programmiersprache und daher noch immer in Entwicklung, d.h. es kommen immer wieder neue Versionen mit Ergänzungen und Verbesserungen heraus. Die erste Version des JDK erschien 1995. Heute arbeiten wir mit der Version 7.0 (ab August 2011). Pierre‐André Mudry | Systemtechnik 2 / 4 September 2013 Aufgabe2:EclipseEinführung
Starten Sie die Entwicklerumgebung Eclipse. Dieses Programm wird sehr höffig benutzt, in der Akademischen Welt sowie in der Industrie. Seine Möglichkeiten sind sehr gross, aber deswegen ist seine Benutzung ein wenig kompliziert zu verstehen. Mit diesem Programm arbeitet man in einem workspace. Man sollte das wie ein grosses Directory sehen der alle ihre Projekte enthält. 1. Am Anfang, wählen Sie wo euer Workspace gespeichert wird (in ihrem Persönlichen Ordner edu_u). Zum Beispeil, ob Ihren Namen „mui“ ist, schreiben Sie /home/mui/edu_u/workspace. 2. Erstellen Sie ein neues Projekt « Lab1» (command File  New  Project), nachdem wählen Sie « Java Project » : a.
Geben Sie den Namen « Lab1 » im Textfeld Project Name ein. b.
Wählen Sie « Create separate folders for source and class files». So werden die Kompilierten Dateien in ein verschiedenes Directory kopiert. c.
Drücken Sie Finish. 3. Fügen Sie zum Projekt eine neue Klasse hinzu (commande File  New  Class): a.
Geben Sie unter « Name » den Klassennamen (Programm) MyProgram an. Drücken Sie Finish. 4. Ergänzen Sie die Datei MyProgram.java entsprechen dem folgenden Quellcode : public class MyProgram { public static void main(String[] args) { // Declares two variables int toto = 3; int titi = 4; // Make the computation int theSum = toto + titi; // Display the result System.out.print("The sum is equal to : "); System.out.print(theSum); } } Sie können also die Datei MyProgram.java auf die Website finden. 5. Defaultmässig ist Ihr Programm automatisch kompiliert im Eclipse. Alle Fehler werden deshalb in Rot angezeigt. a.
Wenn automatisch Kompilierung ist nicht gewählt (Project  Build Automatically), müssen Sie die Programmkompilierung selbst einleiten (Project  Build Project ou dans Project  Build All). 6. Führen Sie Ihr Programm aus : a.
Klicken Sie auf Run Run As, und danach klicken Sie Java Application. b.
Sie werden dann das Ergebnis ihres Programms sehen. c.
Versuchen Sie, das Programm zu verändern, damit Sie eine Multiplikation statt einer Addition machen. 7. Überprüfen Sie die Ausgabe im Output‐Fenster. Wenn alles geklappt hat, suchen Sie nach der kompilierten .class Datei im Projektverzeichnis (Die Quelldatei (.java) ist im src Verzeichnis und die kompilierte Datei ist im bin Verzeichnis). Bemerkung: Mit Hilfe der Schaltfläche Run oder der Taste Ctrl+F11 können Sie die Kompilierung und das Starten des Programmes in einem Schritt durchführen. Pierre‐André Mudry | Systemtechnik 3 / 4 September 2013 Aufgabe3–NeueDateienhinzufügen
1. Kopieren Sie die Dateien RoomCalc.java und Input.java in dasselbe Verzeichnis, in welchem sich auch die Datei MyProgram.java befindet. 2. Überprüfen Sie, ob diese Dateien im Projektexplorer von Eclipse erscheinen (drücken Sie F5 um das Fenster zu erfrischen). 3. Sie können das Programm RoomCalc.java führen. Rechtkclicken Sie auf RoomCalc.java im Projektexplorer von Eclipse, und wählen Sie Run As  Java Application. 4. Sie können auf das Output‐Fenster klicken und die nachgefragten Daten eingeben. 5. Versuchen Sie zu verstehen was im File RoomCalc passiert. Wir haben zwar noch nicht diese Element zusammen gesehen, aber versuchen sie zu erklären wozu die verschiedenen Teile des Programms nützen. 6. Verändern Sie die Datei, so dass : 6.1. Die Nachricht « Volume calculator, by John Doe» (mit Ihrem Namen) am Anfang des Programms erscheint. 6.2. Die Nachricht « Goodbye and thank you » am Ende des Programms erscheint. 7. Zeigen Sie das berechnete Volum in imperialen Gallonen an. Benutzen Sie dafür die Information, dass eine Gallon 0.00454609 m3 wert ist. Aufgabe4–IhrBenzinverbrauch
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Fügen Sie eine neue Klasse hinzu (File  New Class), dass Sie Fuel nennen. Schreiben Sie einen Programm den Ihr Benzinverbrauch auf eine gegebene Distanz anzeigt. Helfen Sie sich dafür mit dem Programm von der vorherigen Übung. Ein erwartetes Beispiel wäre: Liters / 100 km : 12 Distance driven : 10 You used : 1.2 liters of fuel. Aufgabe5‐SchwimmendeKugel
Wir wollen ein Programm schreiben, das bestimmen soll ob eine hohle Kugel schwimmt, wenn man sie in Wasser taucht. Der Benutzer muss auch die Materie auswählen, indem das Objekt besteht. Dafür muss er die Dichte dieser Materie angeben. (Für Aluminium ist zum Beispiel die Dichte von 2.6 g/cm3). Das Programm soll also folgender Weise ablaufen: Der Benutzer gibt den äusseren Radius, die Dicke der Oberfläche und die Dichte der Materie ein. Mit diesen Daten sollen Sie das Totalvolum und die Masse der hohlen Kugel ausrechnen. Wenn das Verhältnis zwischen Masse und Volum kleiner als 1 ist, können wir sagen, dass das Objekt schwimmt. Hier ein Beispiel: Please enter outer sphere radius (in cm): 15 Please enter surface thickness (in cm): 1 Total inner volume: 14137.1669411540 cm3 Enter material density (in g/cm3): 2 Total object density: 0.37392592592592594 => The object is floating Pierre‐André Mudry | Systemtechnik 4 / 4