Java para aplicaciones de ingenieria

526 Pages·2014·18.2 MB·Spanish

JAVA PARA
APLICACIONES
DE INGENIERÍA
Darwin Omar Alulema Flores
CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN
JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERÍA
JAVA PARA APLICACIONES
DE INGENIERÍA
DARWIN OMAR ALULEMA FLORES
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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPE
Java para aplicaciones de ingenieria
Ing. Darwin Omar Alulema Flores, Mgs.
Primera edición electrónica. Diciembre de 2014
ISBN: 978-9978-301-46-3
Par revisor: Luis Alberto Orozco Brito, Mgs.
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Grab. Roque Moreira Cedeño
Rector
Crnl. Francisco Armendáriz Saénz
Vicerrector Académico General
Crnl. Ricardo Urbina
Vicerrector de Investigación
Publicación autorizada por:
Comisión Editorial de la Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE

Edición y producción
David Andrade Aguirre
Diseño
Pablo Zavala A.
Derechos reservados. Se prohibe la reproducción de esta obra por cualquier
medio impreso, reprográfico o electrónico.
El contenido, uso de fotografías, gráficos, cuadros, tablas y referencias es de
exclusiva responsabilidad del autor.
Los derechos de esta edición electrónica son de la Universidad de las Fuerzas
Armadas - ESPE, para consulta de profesores y estudiantes de la universidad
e investigadores en: htpp//www.repositorio.espe.edu.ec.
Universidad de las Fuerzas Armadas - ESPE
Av. General Rumiñahui s/n, Sangolquí, Ecuador.
htpp//www.espe.edu.ec
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JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERIA

DEDICATORIA
A Dios, por permitirme llegar donde estoy.

A mis padres, Carlos y Marcia, por ser el apoyo incondicional en mi vida.

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS - ESPE JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERIA

INDICE
INTRODUCCION
CAPITULO 1: Que es Java?
CAPITULO 2: Fundamentos del Lenguaje
CAPITULO 3: Objetos y Clases
CAPITULO 4: Herencia
CAPITULO 5: Interfaces Gráficas
CAPITULO 6: E/S en Java
CAPITULO 7: Threads
CAPITULO 8: Comunicaciones con la PC
CAPITULO 9: Código Nativo Java(JNI)
CAPITULO 10: Modelos de Comunicaciones
CAPITULO 11: Aplicaciones Web
CAPITULO 12: Bases de Datos
CAPITULO 13: Programación de dispositivos móviles con J2ME
CAPITULO 14: Ingeniería Inversa en Java
CAPITULO 15: Creación de ejecutables e instaladores para aplicaciones Java en
Windows
CAPITULO 16: Manejo de la consola de Windows
CAPITULO 17: Manejo de la impresora con Java
CAPITULO 18: Gráfico de funciones con Java 2D
CAPITULO 19: Componentes HMI
CAPITULO 20: Control de 32 salidas de potencia y 5 entradas por el puerto paralelo
CAPITULO 21: Control de un módulo LCD por el puerto paralelo
CAPITULO 22: Control de un servomotor con el puerto paralelo

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CAPITULO 23: Control de un motor paso a paso con el puerto paralelo
CAPITULO 24: Control de un motor DC con el puerto paralelo
CAPITULO 25: Conexión de un teclado matricial al puerto paralelo
CAPITULO 26: Control de módems celulares con comandos AT
CAPITULO 27: Simulación de puertos con Proteus
CAPITULO 28: Conexión entre Matlab y Java
CAPITULO 29: Manejo del puerto serie y paralelo con Java y Matlab
ANEXO 1: UML
ANEXO 2: BlueJ
ANEXO 3: Netbeans
BIBLIOGRAFIA

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INTRODUCCION
Este libro, está enfocado hacia el aprendizaje del lenguaje Java y su aplicación principal
en la ingeniería electrónica, ilustra un amplio espectro de posibilidades que tiene el
lenguaje Java para el desarrollo de proyectos que incorporan Hardware y software. Dentro
de su estructura, se revisa el origen de Java, sentencias de control, tipos de datos,
programación orienta a objetos, diseño de interfaces graficas, I/O en ficheros, hilos,
manejo de puertos, código nativo Java, modelos de comunicaciones (TCP y UDP), bases
de datos, aplicaciones web y programación de Dispositivos Móviles en J2ME, además se
presentan una serie de proyectos en diversas áreas y con distintos grados de dificultad,
como objetivo final de adquirir destreza en el desarrollo de aplicaciones que incorporen la
gestión de dispositvos electrónicos por medio de puertos del PC, se incluyen tambien
anexos, en los que se da una breve descripción de UML, BlueJ y Netbeans.

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JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERÍA
JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERIA

CAPITULO I

QUÉ ES JAVA?

Java fue desarrollado en Sun Microsystems, en 1991, por Patrick Naughton y James
Gosling, como un lenguaje para propósitos especiales. Este lenguaje se utilizaría para
programar dispositivos electrodomésticos, por lo que el lenguaje tenía que ser portátil; es
decir, debía poder ejecutarse en muchos procesadores diferentes. Este lenguaje nace con
la idea de utilizarse para programar dispositivos electrodomésticos tales como
decodificadores de televisión, por lo que debía cumplir ciertas características, tales como:
• Ser portátil.
• Poder ejecutarse en muchos procesadores diferentes.
• Crear programas pequeños y eficientes a causa de los limitados recursos de un
dispositivo electrodoméstico.
• Fácil de programar.

Aunque el lenguaje de programación Java para electrodomésticos no se convirtió en un
gran éxito comercial, hoy se utiliza Java para programar muchos dispositivos de mano,
como teléfonos celulares y PDAs.

Con el incremento del uso de Internet, fue claro que los beneficios que podía brindar Java
eran idóneos para la programación de páginas web. Programas Java pequeños y
eficientes llamados applets podían descargarse rápidamente de Internet. Estos applets
otorgan al programador web mucha más flexibilidad y muchos más elementos gráficos
que el HTML. La portabilidad del lenguaje permitió el desarrollo de soluciones mediante el
uso de Java para diferentes tipos de computadoras conectadas a Internet. La primera
etapa en el uso del lenguaje se originó con el lanzamiento del explorador Netscape en
1996. Esta versión del explorador Netscape y todas las versiones subsecuentes, así como
las del explorador Microsoft Internet Explorer, están habilitadas para Java.

A medida que los programadores creaban más grandes y complejos applets Java, el
tiempo requerido para descargar estos applets se incrementaba sustancialmente. Los
applets Java fueron rápidamente reemplazados por otros lenguajes de programación
como JavaScript y Flash. Éstos eran más fáciles de utilizar por personas no
programadoras tales como los artistas gráficos.

Aunque los applets Java han sido reemplazados y los dispositivos electrodomésticos
utilizan otros lenguajes, Java no se extinguió como lenguaje de programación. De hecho,
se ha convertido en el lenguaje más popular para la creación de aplicaciones distribuidas
que incorporan acceso a datos de muchas computadoras en redes diferentes.

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Java es un lenguaje dinámico y en evolución. La cantidad de programas pre-escritos que
vienen con el API de Java se duplican con cada nueva versión. Los autores de Java,
James Gosling y Patrick Naughton, describieron de la mejor manera estas características
únicas en su definición del lenguaje Java como "un lenguaje simple, orientado al objeto,
conocedor de la red, interpretado, robusto, seguro, neutral en cuanto a la arquitectura,
portátil, de alto desempeño, de subprocesos múltiples y dinámico".

CARACTERISTICAS DE JAVA

Java desde sus orígenes se caracterizó por ser:

SIMPLE: Java ofrece toda la funcionalidad de un lenguaje potente, pero sin las
características menos usadas y más confusas de éstos.

ORIENTADO A OBJETOS: Java implementa la tecnología básica de C++ con algunas
mejoras y elimina algunas cosas para mantener el objetivo de la simplicidad del lenguaje

DISTRIBUIDO: Java se diseño con extensas capacidades de interconexión TCP/IP.

ROBUSTO: Java realiza verificaciones en busca de problemas tanto en tiempo de
compilación como en tiempo de ejecución. Java obliga a la declaración explícita de
métodos, reduciendo así las posibilidades de error. Maneja la memoria para eliminar las
preocupaciones por parte del programador de la liberación o corrupción de memoria.

ARQUITECTURA NEUTRAL: Cualquier máquina que tenga el sistema de ejecución (run-
time) (jre) puede ejecutar un programa en Java, sin importar la máquina en que ha sido
generado.

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JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERIA

JAVA PARA APLICACIONES DE INGENIERÍA

INTERPRETADO: Java es tanto un lenguaje compilado (código fuente compilado a código
de bytes) como un lenguaje interpretado (código de bytes interpretado por la JVM a
código nativo). El intérprete de Java (run-time) puede ejecutar directamente el código.
Java es más lento que otros lenguajes de programación, como C++, ya que debe ser
interpretado y no ejecutado como sucede en cualquier programa tradicional

MULTITHREADED: Al ser multithreaded (multihilo), Java permite muchas actividades
simultáneas en un programa. El beneficio consiste en un mejor rendimiento interactivo y
mejor comportamiento en tiempo real. Aunque el comportamiento en tiempo real está
limitado a las capacidades del sistema operativo subyacente (Unix, Windows, etc.), aún
supera a los entornos de flujo único de programa (single-threaded) tanto en facilidad de
desarrollo como en rendimiento.

DINAMICO: Java no intenta conectar todos los módulos que comprenden una aplicación
hasta el tiempo de ejecución.

Java es utilizado para crear programas autónomos que se ejecutan en computadoras de
cualquier tipo. Un ejemplo puede apreciarse en el uso de las aplicaciones de comercio
electrónico para permitir la compra y venta de bienes y servicios por Internet. Estos
programas utilizan librerías Enterprise Java Beans, Java Beans, y Remote Method
Invocation (RMI) para soportar estas aplicaciones de negocios.

¿Por qué se eligió Java como nombre para el lenguaje? El nombre original era *7 (estrella
siete). Cuando los desarrolladores no aceptaron este nombre fácilmente, se eligió el
nombre OAK. Una vez que se descubrió que existía otro lenguaje llamado OAK, se eligió
el nombre Java.

LA MAQUINA VIRTUAL DE JAVA

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