Java和计算机网络教材.docx
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Java和计算机网络教材
第一单元
Java
第一课：
Java的简介
课文
Java是一种面向对象的程序设计语言。
提到Java，我们总会联想到一杯冒着热气的咖啡，它是Java的标志。
Java一词的原意是盛产咖啡的爪哇岛，Sun公司的开发人员设计出了编程语言，并命名它为Java。
Java令人感到如此亲切并大受欢迎，是因为它与以往的程序设计语言不同，有很多自己独到的优秀之处。
首先，Java易学易用，Java是用来和计算机打交道的语言，虽然我们容易对“计算机程序设计语言”感到陌生和心生畏惧，但同样用来表达和沟通，却比我们学过的古文、英语都要简单的多。
其次，早先的程序设计语言都是面向过程的，Java采取更先进的面向对象编程思想，更符合人的思维模式，更容易解决现实世界中的复杂问题。
最重要的一个原因是Java程序的运行与平台无关，不管你的计算机是什么品牌、什么配置、什么操作系统，只要安装了Java运行环境，即Java虚拟机，就可以运行Java编写的程序，对别人来说也一样。
即Java编写的程序可以跨平台使用，“一次写成，处处运行”。
Sun公司提出的“writeonce,runanywhere”,在编程领域是非常经典的一句话。
Java平台分为三种，以适用于不同应用领域的程序开发，它们是：
J2SE：
Java标准板，适用于开发桌面应用程序；
J2ME：
Java微型版，适用于嵌入式消费产品，如为手机、掌上计算机、电视机顶盒进行程序开发；
J2EE：
Java企业级版，用来构建企业级服务应用。
我们在大学阶段要学习并使用的是J2SE。
一.生词语
1.联想（动词）lianxiangassociatewith
2.原意（名词）yuanyioriginalintention
3.独到的（形容词）dudaodeunique
4.编程（动词）bianchengprogramming
5.运行（动词）yunxingrun
6.跨（动词）kuacutacross
二.阅读理解
1.连线题
J2SEJava平台微型版，它在移动设备和嵌入式设备上运行的应用程序提供一个健壮且灵活的环境。
J2EEJava标准版，适用于开发桌面应用程序。
J2MEJava平台企业版，它允许开发和部署在桌面、服务器、嵌入式环境和实时环境中使用的Java应用程序。
2.回答问题
1.Java运行与平台无关的前提条件是什么？
2.简述Java的优点。
三.课后作业
上网查询相关内容，增加对Java的了解
（1）计算机语言发展历史
（2）Java的创始人
（3）Java的优点
（4）Java的执行过程
第二课：
一个简单的Java应用程序（JavaApplication）
课文
图2-1Java程序框架
图2-1中，右半部分是一个简单的Java应用程序源代码，左半部分是其基本框架。
从左半部分的程序框架中可以看出，这个程序包含一个类，类的内部又包含一个方法。
源代码中的大括号和结构图中的层次关系相对应，其中:
publicclassMyFirstApp声明了一个公共类，MyFirstApp是类的名称，由用户指定；publicstaticvoidmain（String[]args）声明了一个方法，main方法有特殊的含义。
每一个Java应用程序必须定义一个main方法，main方法是程序运行的起始位置，方法首部为publicstaticvoidmain（String[]args）,除小括号中的args可以由用户自定义之外，其他部分书写必须与此严格一致。
这个程序运行时将在输出界面上显示“哈哈，我的第一个Java程序！
”。
由此可见System.out.println（）是用来实现输出功能的。
System.out.println（）能够输出小括号里的内容，然后换行，光标出现在下一行首位置。
此外，还可以用System.out.print（）实现输出功能，它们的区别在于后者输出内容后不换行。
一.生词语
1.框架（名词）kuangjiaframework
2.类（名词）leiclass
3.方法（名词）fangfamethod
4.特殊的（形容词）teshudespecial
5.指定（动词）zhidingappoint
6.输出（动词）shuchuoutput
2.阅读理解
1.填空题
1.用（）语句来声明一个类的名称为Test的公共类。
2.每一个Java应用程序必须定义一个（），（）是程序运行的起始位置。
3.想要输出内容且输出内容后不换行，使用的语句是（）。
3.课后作业
1.能够熟练默写此段程序代码。
2.写一段程序，输出内容为“HelloWorld!
”。
第三课：
面向对象程序设计思想
课文
面向对象程序设计（ObjectOrientedProgramming,OOP）的思想主旨是“基于对象的编程”。
对象是对现实世界实体的模拟，因此可以更容易地去分析需求，可以把万事万物都看作是各种不同的对象。
面向对象程序设计将事物的共同性质抽象出来，使用数据和方法描述对象的状态和行为。
与旧有的面向过程编程思想相比，面向对象的编程思想更看重用户的对象模型，更符合人的思维模式，编写的程序更健壮、高效且富有创造性。
这就像现实生活中开公司，如果采用传统的结构化分析与设计方法，那么开公司这个人就要考虑每天先做什么，再做什么，事无巨细都得亲自过问，还要跨行业去处理事务，比如财务、人事、行政等。
如果采用面向对象的思想，先分析好公司正常运营都需要哪些部门、涉及哪些资源，每个岗位的要求和职能是什么，然后按照需求聘用人员、准备资源，每个人依职能办事，相互还可以合作，不但效率高，还能及时进行布局调整，公司一定开得红红火火。
这里的各部门人员和资源就是对象，把对象都定义好了，需要时应用起来让对象们各自发挥作用就可以了。
由以上分析不难看出，面向对象程序设计使人们的编程与实际的世界更加接近，所有的对象被赋予属性和方法，编程就更加富有人性化。
面向对象的编程方法强调对象的“封装”、“继承”、“多态”，它们是面向对象编程的核心。
一.生词语
1.面向对象mianxiangduixiangobjectoriented
2.模拟（动词）moniimitate
3.性质（名词）xingzhinature
4.状态（名词）zhuangtaistate
5.行为（名词）xingweibahaviour
6.继承（名词）jichenginheritance
7.封装（名词）fengzhuangencapsulation
8.多态（名词）duotaipolymorphism
二.阅读理解
1.填空题
1.面向对象的三大特征是（）、（）、（）。
2.回答问题
1.简述面向对象编程与面向过程编程有什么不同。
2.举出生活中采用面向对象思想的例子。
第四课：
认识对象
课文
Java面向对象的编程用对象来表示现实世界的各个事物。
对象可以是人们要进行研究的任何事物，不仅能代表具体的实体，还能表示抽象的规则、计划或事件。
在面向对象程序设计中，把要处理的事物抽象成对象。
一个对象可以被认为是一个把属性和方法封装在一起的实体，其中对象的属性通过数据反映了对象当前的状态，对象的行为通过方法实现对象能够进行的操作。
比如一个学生，就可以看做是一个对象。
他的学号、姓名、年龄、成绩等就是他的属性，学生能够学习，能够对自己的这些信息进行保存、输出就是他的行为。
对应到Java程序中，会形成这样的语句：
Studentstu=newStudent（）;
stu.id=10;
stu.name=“Tom”;
stu.study（）;
stu.showInfo（）;
第一句中的Student泛指学生，stu是一个具体的学生对象。
该语句创建了一个学生型的对象。
第二句的stu.id代表这个具体对象的学号属性，该语句设置学号为10。
第三句的stu.id代表这个具体对象的姓名属性，该语句设置姓名为Tom。
第四句是stu这个对象调用了study（）方法。
第五句的stu这个对象调用了showInfo（）方法来显示stu对象的所有属性信息。
对象具有两种成员：
成员变量和成员方法。
成员变量代表对象的属性，成员方法代表对象的行为。
属性和行为都描述清楚了，一个对象就明确了。
一.生词语
1.抽象的（形容词）chouxiangdeabstact
2.调用（动词）diaoyongtransferandallocate
3.成员变量chengyuanbianliangmembervariable
4.成员方法chengyuanfangfamembermethod
3.阅读理解
1.填空题
1.一个对象可以被认为是一个把（）和（）封装在一起的实体。
2.对于一个学生对象来说，我们把学号、姓名、年龄称为（），我们把学习、玩、吃饭称为（）。
3.创建一个对象名称为Mike的学生对象，相应的语句为（）。
4.属性的调用格式为（）,方法的调用格式为（）。
第五课：
认识类
课文
类是组成Java程序的基本结构单元，在Java中所有的东西都会属于某个类。
要想使用对象，必须先有类，对象是由类创建出来的。
形如：
publicclassMyFirstApp{
//…
//类内部成员定义
//…
}
这样的代码就是一个类。
对象是现实世界事物的模型，类（Class）就是创建这些模型的模板。
类定义了对象需要描述的属性、具备的行为，可以把类看作创建对象的蓝图，从这个蓝图可以创建任意数量的对象。
类是对客观世界的事物进行抽象思维活动后得到的“抽象数据类型”，而对象则是类的实例。
类生成对象后，内存就为这个对象分配了一块存储区。
类可以生成无限多个对象，每个对象都有自己的一片内存区域。
一个类创建的所有对象都有相同的成员，但是，每个对象都是一个独立的实体。
也就是说，类中定义的属性和方法在每个对象里面都有，分别存在各自的存储区域中，但是，对象之间相互独立，改变某个对象的数据不会影响其他对象的数据，每个对象使用自己的方法。
创建对象要使用关键字new，创建一个对象包含两部分工作，对象的声明和为对象分配内存。
对象的声明格式：
类名对象名；例：
BoxmyBox;
对象的创建格式：
已经声明过的对象=new类的名称（）；例：
myBox=newBox（）;
一.生词语
1.蓝图（名词）lantublueprint
2.数据类型（名词）shujuleixingdatatype
3.存储区（名词）cunchuqustorageregion
4.分配（动词）fenpeidistribute
5.创建（动词）chuangjiancreate
二.阅读理解
1.填空题
1.如果说对象是现实世界事物的模型，那么（）就是创建这些模型的模板。
2.类可以生成（）个对象。
3.创建对象要使用关键字（）。
4.创建一个对象分为两步（）和（）。
2.选择题
1.类的定义必须包含在以下哪种符号之间？
A、方括号[]B、花括号{}C、双引号“”D、圆括号（）
2.下面哪一个是正确的类的声明？
A、publicvoidHH｛…｝
B、publicclassMove（）｛…｝
C、publicclassvoidnumber｛…｝
D、publicclassCar｛…｝
第二单元
计算机网络
第一课：
计算机的二进制运算
课文
计算机内部的信息都是以二进制编码的形式表示和存储的。
我们熟悉的十进制有0至9十个数字，二进制只有两个数字，记为0、1。
在十进制中，逢十进一，在二进制中，逢二进一。
计算机是由电子元器件构成的，而在电子元器件中最易实现的是二进制。
二进制只有两个数字，用两种物理状态—开关的接通和断开—就可表达，而且稳定可靠。
可以用1表示接通，0表示断开。
二进制中的简单加法是最基本的运算，减法是加法的逆运算，乘法是连加，除法是乘法的逆运算。
其余任何复杂的数值计算也都可以分解为基本算术运算复合进行。
我们知道，人的记忆能力来自大脑，计算机的记忆能力是从哪里来的呢？
计算机的记忆能力来自它的存储器。
在计算机中，存储器是由许许多多的存储记忆元件构成的。
每个存储记忆元件，比如由晶体管组成的触发器，可以代表一位数字，“记忆”是它们本身的属性，一旦“记住”，就不会忘记。
二进制主要的弱点是表示同样大小的数据时，其位数比十进制或其他数制多得多，难写难记。
但这个弱点对计算机而言并不成问题。
只要多排列一些记忆元件就解决了。
集成电路芯片上元件的集成度极高，在体积上不存在问题。
因此，对于计算机而言，二进制仍然是目前最适合的编码形式。
一.生词语
1.编码（名词）bianmacode
2.电子元器件dianziyuanqijianelectroniccomponent
3.逆运算niyunsuaninverseoperation
4.晶体管（名词）jingtiguantransistor
5.触发器（名词）chufaqitrigger
二.阅读理解
1.填空题
1.计算机内部的信息是以（）形式表示和存储的。
2.二进制只有（）个数字，分别是（）（）。
3.二进制的两个数字，用两种物理状态（）和（）来表示。
4.十进制中的10用二进制表示为（）。
2.用数字举例解释下列词语
1.十进制
2.二进制
第二课：
因特网概述
课文
起源于美国的因特网已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网。
我们先给出关于网络、互联网（互连网）以及因特网的一些最基本的概念。
图2-1网络与互联网
网络（network）由若干个结点（node）和连接这些结点的链路（link）组成。
网络中的结点可以是计算机、集线器、交换机或路由器等。
图2-1（a）给出了一个具有四个结点和三条链路的网络。
我们看到，有三台计算机通过三条链路连接到一个集线器上，构成了一个简单的网络。
在很多情况下，我们可以用一朵云表示一个网络。
这样就构成了一个覆盖范围更大的网络，即互联网（或互连网），如图2-1（b）所示。
因此互联网是“网络的网络”（networkofnetworks）。
因特网（Internet）是世界上最大的互联网络（用户数以亿计，互连的网络数以百万计。
）习惯上，大家把连接在因特网上的计算机都称为主机（host）。
因特网也常常用一朵云来表示，图2-2表示许多主机连接在因特网上。
这种表示方法是把主机画在网络的外边，而网络内部的细图2-2因特网节往往就省略了。
因此我们可以先初步建立这样的基本概念：
网络把许多计算机连接在一起，而因特网则把许多网络连接在一起。
一.生词语
1.网络（名词）wangluonetwork
2.结点（名词）jiediannode
3.链路（名词）lianlulink
4.集线器（名词）jixianqihub
5.路由器（名词）luoyouqirouter
6.主机（名词）zhujihost
二.阅读理解
1.填空题
1.internet和Internet分别指的是（）和（）。
2.世界上最大的互联网络是（）。
3.网络中的结点可以是（）、（）、（）、（）。
第三课：
计算机网络体系结构
课文
在计算机网络的基本概念中，分层次的体系结构是最基本的。
相互通信的两个计算机系统必须高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。
为了设计这样复杂的计算机网络，早在最初的ARPANET设计时即提出了分层的方法。
“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。
图3-1计算机体系结构
如图所示，OSI的七层协议体系结构的概念清楚，理论也比较完整，但它既复杂又不实用。
TCP/IP体系结构则不同，它包含应用层、运输层、网际层和网络接口层。
不过从实质上讲，TCP/IP只有最上面到的三层，因为最下面的网络接口层基本上和一般的通信链路在功能上没有多大差别，对于计算机网络来说，这一层并没有什么新的具体内容。
因此在学习见算计网络的原理时往往采用折中的办法，即综合OSI和TCP/IP的优点，采用只有五层协议的体系结构，这样既简洁又能将概念阐述清楚。
五层体系结构由应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层组成。
运输层最重要的协议是传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP，而网络层最重要的协议是网际协议IP。
一.生词语
1.分层（动词）fencingdelaminate/layering
2.体系结构（名词）tixijiegouarchitecture
3.协议（名词）xieyiprotocol
4.协调（动词）xietiaocoordinate
二.阅读理解
1.回答问题
1.简述分层的好处。
2.说明三种体系结构由哪些分层构成。
第四课：
分类的IP地址
课文
整个的因特网就是一个单一的、抽象的网络。
IP地址就是给因特网上的每一个主机（或路由器）的每一个接口分配一个在全世界范围是唯一的32位的标识符。
IP地址的结构使我们可以在因特网上很方便的进行寻址。
IP地址现在由因特网名字和数字分配机构ICANN（InternetCorporationforAssignedNamesandNumbers）进行分配。
所谓“分类的IP地址”就是将IP地址划分为若干个固定类，每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中第一个字段是网络号（net-id），它标志主机（或路由器）所连接到的网络。
一个网络号在整个因特网范围内必须是唯一的。
第二个字段是主机号（host-id）,它标志该主机（或路由器）。
一个主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的，由此可见，一个IP地址在整个因特网范围内是唯一的。
这种两极的IP地址可以记为：
IP地址:
:
={<网络号>,<主机号>}
“:
:
=”表示“定义为”。
图4-1中给出了各种IP地址的网络号字段和主机号字段，这里A类、B类和C类地址都是单播地址（一对一通信），是最常用的。
图4-1分类的IP地址
对主机或路由器来说，IP地址都是32位的二进制代码。
为了提高可读性，我们常常把32位的IP地址中的每8位插入一个空格（但在机器中并没有这样的空格）。
要更加便于使用，可用其等效的十进制数字表示，并且在这些数字之间加上一个点。
这就叫做点分十进制记法（dotteddecimalnotation）。
如B类IP地址128.11.3.31比10000000000010110000001100011111使用起来要方便的多。
一.生词语
1.接口（名词）jiekouinterface
2.标识符（名词）biaozhifuidentificationcharacter
3.寻址（动词）xunzhiaddressing
4.单播（名词）danbounicast
5.可读性（名词）keduxingreadability
二.阅读理解
1.填空题
1.IP地址就是给因特网上的每一个主机的每一个接口分配一个在全世界范围内（）32位的标识符。
2.每一类地址都由（）个固定长度的字段组成，其中第一个字段是（），第二个字段是（）。
3.A类地址有（）位网络号，B类地址有（）位网络号，C类地址有（）位网络号。
4.十进制的IP地址192.168.125.8写成二进制形式为（）。
第五课：
电子邮件
课文
大家知道，实时通信的电话有两个严重缺点，一是电话通信的主叫和被叫双方必须同时在场；二是有些电话常常不必要地打断人们的工作或休息。
电子邮件（e-mail）是因特网上使用最多的和最受欢迎的一种应用。
电子邮件把邮件发送到收件人使用的邮件服务器，并放在其中收件人邮箱（mailbox）中,收件人可在自己方便时上网到自己使用的邮件服务器进行读取。
这相当于因特网为用户设立了存放邮件的信箱，因此e-mail有时也称为“电子信箱”。
电子邮件不仅使用方便，而且还具有传递迅速和费用低廉的优点。
据有的公司报道，使用电子邮件后可提高劳动生产率的30%以上。
现在电子邮件不仅可以传送文字信息，而且还可以附上声音和图像。
由于电子邮件和手机的广泛使用，现已迫使传统的电报业务退出市场，因为这种传统电报既贵又慢，且很不方便。
一个电子邮件系统应具有三个主要组件构成，这就是用户代理、邮件服务器，以及邮件发送协议（如SMTP）和邮件读取协议（如POP3）。
一.生词语
1.实时通信shishitongxinreal-timecommunication
2.应用（名词）yingyongapplication
3.生产率（名词）shengchanlvproductivity
4.迫使（动词）poshiforce
5.用户代理yonghudailiuseragent
二.阅读理解
1.回答问题
1.与传统的邮件相比，电子邮件有哪些优点。
2.一个电子邮件系统应具有哪三个主要组件构成？
课后题答案
第一单元
Java
第一课：
Java的简介
二.阅读理解
1.连线题
J2SE---------Java标准版
J2SE---------Java平台企业版
J2SE---------Java平台微型版
2.回答问题
1.答：
计算机安装了Java运行环境。
拓展：
1.虚拟机的概念Java虚拟（Java Virtual Machine） 简称JVM，Java虚拟机是一个想象中的机器,在实际的计算机上通过软件模拟来实现。
Java虚拟机有自己想象中的硬件,如处理器、堆栈、寄存器等,还具有相应的指令系统。
Java虚拟机（JVM,JAVA Virtual Machine）是运行Java程序的软件环境，在运行Java程序时，首先会启动JVM，然后由它来负责解释执行Java的字节码，利用JVM可以把Java字节码程序和具体的硬件平台以及操作系统环境分隔开来，只要在不同的计算机上安装了针对于特定具体平台的JVM，Java程序就可以运行，而不用考虑当前具体的硬件平台及操作系统环境，也不用考虑字节码文件是在何种平台上生成的。
JVM是Java平台无关的基础，Java的跨平台特性正是通过在JVM中运行Java程序实现的，需要注意的是JVM是不跨平台的。
Java虚拟机是Java语言底层实现的基础,对Java语言感兴趣的人都应对Java虚拟机有个大概的了解。
这有助于理解Java语言的一些性质,也有助于使用Java语言。
2.字节码文件的概念
字节码文件是一种和任何具体机器环境及操作系统环境无关的中间代码，它是一种二进制文件，是Java源文件由Java编译器编译后生成的目标代码文件。
它必须由专用的Java解释器来解释执行。
Java解释器负责将字节码文件翻译成具体硬件环境和操作系统平台下的机器代码，它运行在被称为Java虚拟机的软件平台之上。
2.答：
Java语言具有简单、面向对象、与平台无关、解释型、多线程、安全、动态
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