Java PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI E APPLICAZIONI ANDROID

546 Pages·2017·12.567 MB·Italian

by  Agostino Lorenzi, Andrea Rizzi

Agostino Lorenzi
Andrea Rizzi
Java
PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI
E APPLICAZIONI ANDROID
ATLAS
© Istituto Italiano Edizioni Atlas
ISBN 978-88-268-9110-1
Edizioni:
Certi Car Graf
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Certificazione
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Disegni: Claudio Tognozzi - Vavassori & Vavassori
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PRESENTAZIONE
UN’OPERA MISTA, MULTIMEDIALE E DIGITALE
Quest’opera propone lo studio e l’applicazione del linguaggio Java secondo le Linee Guida per
il secondo biennio degli Istituti Tecnici.
È una proposta editoriale mista, composta di materiali a stampa, materiali digitali integrativi
on line, materiali multimediali su supporto ottico; inoltre è disponibile in forma digitale
(E-book) su piattaforma dedicata.
MATERIALI A STAMPA
Il testo rappresenta un’edizione aggiornata che riduce gli aspetti teorici su macchine e sistemi
operativi a un solo capitolo di richiami, per sistemare le conoscenze di base provenienti dal
biennio, e sviluppa ampiamente la metodologia di programmazione con l’impostazione ad
oggetti, limitando all’essenziale la programmazione procedurale.
Il testo comprende anche una parte sulle applicazioni per sistemi Android, per lo stretto
legame tra linguaggio Java e sviluppo di applicazioni per l’informatica mobile.
I contenuti seguono puntualmente le Linee guida per il secondo biennio negli Istituti Tecnici.
(cid:129) Richiami sul Prompt dei comandi, perché lo sviluppo dei programmi viene fatto in grande
parte da linea comandi
(cid:129) Linguaggi e programmi
(cid:129) Sintassi e istruzioni del linguaggio Java
(cid:129) Ambienti di sviluppo in Java (con guida operativa agli ambienti NetBeans ed Eclipse)
(cid:129) Classi e oggetti
(cid:129) Strutture di dati e file
(cid:129) Programmazione guidata dagli eventi e interfacce grafiche (con le librerie Java più recenti)
(cid:129) Applet
(cid:129) Accesso ai database con JDBC
(cid:129) Servlet e pagine JSP
(cid:129) Applicazioni dell’informatica mobile per sistemi Android
(cid:129) Sicurezza (argomento previsto nelle Linee guida).
Le attività proposte sono presentate sotto forma di progetti guidati, in modo che siano
facilmente realizzate nel laboratorio scolastico o con il computer personale dello studente a
casa. I progetti sono sviluppati passo dopo passo con le videate di spiegazione.
Al termine di ogni capitolo si trovano le domande di autoverifica e i problemi applicativi. Il
riferimento alle domande e ai problemi è contenuto all’interno della trattazione dei diversi
argomenti.
Per ogni capitolo sono presenti anche le schede Focus notes per l’utilizzo del lessico e della
terminologia di settore in lingua inglese (come previsto nelle Linee guida).
Infine l’appendice contiene le tabelle di riferimento per il linguaggio Java e Android, una
guida rapida per i linguaggi HTML e SQL, il glossario dei termini dell’informatica, le solu-
zioni alle domande strutturate di autoverifica, e l’indice analitico.
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E-BOOK PER COMPUTER, TABLET E LIM
L’opera è disponibile anche in versione digitale E-book per computer, tablet e LIM sul sito
Scuolabook: www.scuolabook.it.
Tale versione digitale comprende il testo sfogliabile e numerose espansioni multimediali
quali:
(cid:129) Test strutturati interattivi
(cid:129) Lezioni multimediali (videoanimazioni con commento vocale)
(cid:129) Progetti aggiuntivi di approfondimento.
MATERIALI DIGITALI INTEGRATIVI ON LINE
Le espansioni multimediali sopra indicate insieme ad altri materiali quali:
(cid:129) Approfondimenti e integrazioni dei contenuti trattati nel testo
(cid:129) Note operative sull’uso dei supporti software per lo sviluppo delle applicazioni
(cid:129) Aggiornamenti sui software presentati nel testo
sono disponibili per Studenti e Docenti sulla Libreria Web, accessibile tramite un collegamen-
to diretto al sito dell’Atlas: http://libreriaweb.edatlas.it oppure con il seguente codice QR per
dispositivi mobili.
I riferimenti ai Materiali on line sono indicati, in modo puntuale e con numerazione progressiva,
al termine dei paragrafi di ogni capitolo, richiamati con un apposito simbolo.
I riferimenti sono inoltre elencati nell’indice generale del testo.
MATERIALI MULTIMEDIALI E DIDATTICI PER L’INSEGNANTE
A disposizione del Docente ci sono innanzitutto i Materiali didattici per l’Insegnante, disponibili
nell’area riservata del sito della Casa Editrice, a cui i Docenti possono accedere con password,
e contemplano:
(cid:129) note per la compilazione dei Piani di lavoro per i Consigli di classe
(cid:129) tracce di soluzione ai problemi del testo
(cid:129) repertorio di esercizi da assegnare come verifiche in classe.
Inoltre i Docenti possono disporre, a richiesta, di materiali multimediali su supporto digitale:
(cid:129) presentazioni in PowerPoint e in pdf che illustrano i contenuti dei capitoli e che possono
essere utilizzati con la LIM per lezioni multimediali in classe;
(cid:129) codici sorgente completi dei progetti presentati nel volume;
(cid:129) ulteriore repertorio di esercizi che possono essere assegnati come autoverifiche agli studenti.
L’Editore
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INDICE
PARTE PRIMA - PREMESSE INTRODUTTIVE 11
Capitolo 1 - Macchine e sistemi operativi ................................................................................................ 11
1 Concetti fondamentali ............................................................................................................................ 12
2 Rappresentazione delle informazioni ...................................................................................................... 15
3 Algebra booleana ................................................................................................................................... 18
4 Dispositivo automatico ........................................................................................................................... 21
5 Struttura generale del sistema di elaborazione ........................................................................................ 23
6 Il software .............................................................................................................................................. 26
7 Il sistema operativo ................................................................................................................................ 27
8 Interprete dei comandi ........................................................................................................................... 30
9 Il sistema operativo Windows ................................................................................................................. 31
10 Multitasking ............................................................................................................................................ 33
11 L’interfaccia standard delle applicazioni ................................................................................................... 34
12 Copie di sicurezza .................................................................................................................................. 36
Lavorare in rete ................................................................................................................................. 36
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 39
DOMANDE ................................................................................................................................................... 39
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 40
Focus notes: Operating systems ................................................................................................................ 42
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE ................................................................................................................... 44
Il Prompt dei comandi di Windows 45
1 La finestra Prompt dei comandi .............................................................................................................. 45
2 I file e le directory .................................................................................................................................. 46
3 I comandi ............................................................................................................................................... 48
4 I comandi per la gestione di directory e file ............................................................................................ 49
5 La ridirezione di input e output ............................................................................................................... 53
6 La pipeline .............................................................................................................................................. 56
Gestione del sistema e delle periferiche ............................................................................................ 57
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 59
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 59
PARTE SECONDA - LA PROGRAMMAZIONE 61
Capitolo 2 - Linguaggi e programmi ......................................................................................................... 61
1 Modello del problema ............................................................................................................................ 62
2 Dati e azioni ........................................................................................................................................... 63
3 L’algoritmo ............................................................................................................................................. 66
4 Algoritmo ed esecutore ......................................................................................................................... 67
5 Acquisire e comunicare i dati ................................................................................................................. 69
6 Gli operatori ........................................................................................................................................... 70
7 Strumenti per la stesura di un algoritmo ............................................................................................... 71
La Macchina di Turing ......................................................................................................................... 75
8 Le strutture di controllo .......................................................................................................................... 79
9 La struttura di alternativa ........................................................................................................................ 82
La struttura di scelta multipla ............................................................................................................. 83
10 Logica iterativa ....................................................................................................................................... 85
11 Sviluppo top-down .................................................................................................................................. 88
12 Funzioni ................................................................................................................................................. 91
13 Logica ricorsiva ....................................................................................................................................... 92
14 Paradigmi di programmazione ................................................................................................................. 93
15 Linguaggi di programmazione ................................................................................................................. 95
16 La produzione del software .................................................................................................................... 98
L’astrazione ........................................................................................................................................ 99
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 102
DOMANDE ................................................................................................................................................... 102
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 104
Focus notes: Computer programming ...................................................................................................... 106
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE ................................................................................................................... 108
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Capitolo 3 - Le basi del linguaggio Java ................................................................................................... 109
1 Caratteristiche generali ........................................................................................................................... 110
2 L’ambiente di programmazione ............................................................................................................... 111
3 La struttura dei programmi .................................................................................................................... 113
4 Gli identificatori e le parole chiave .......................................................................................................... 115
5 Variabili e costanti .................................................................................................................................. 116
6 Tipi di dato ............................................................................................................................................. 117
7 Il casting per la conversione di tipo ........................................................................................................ 119
8 Operatori ............................................................................................................................................... 121
Notazione prefissa e postfissa .......................................................................................................... 122
9 Commenti e documentazione ................................................................................................................ 123
10 La gestione dell’input/output ................................................................................................................. 124
11 Le strutture di controllo: sequenza ......................................................................................................... 128
12 Le strutture di controllo: selezione ......................................................................................................... 129
13 Le strutture di controllo: ripetizione ....................................................................................................... 131
Cicli interrotti e cicli infiniti ................................................................................................................. 134
14 La struttura di dati array ......................................................................................................................... 135
15 Gli array multidimensionali ..................................................................................................................... 138
16 Le eccezioni ........................................................................................................................................... 140
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 142
DOMANDE ................................................................................................................................................... 142
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 146
Focus notes: Java programming language ............................................................................................... 150
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE .................................................................................................................. 152
Ambienti di sviluppo in Java 153
Eclipse ......................................................................................................................................................... 153
NetBeans ..................................................................................................................................................... 158
PARTE TERZA - PROGRAMMAZIONE AD OGGETTI 163
Capitolo 4 - Classi e oggetti ...................................................................................................................... 163
1 Orientamento agli oggetti ...................................................................................................................... 164
2 Gli oggetti e le classi .............................................................................................................................. 165
L’astrazione nella OOP ........................................................................................................................ 168
3 Dichiarazione e utilizzo di una classe ....................................................................................................... 169
4 Dichiarazione degli attributi ..................................................................................................................... 172
5 Dichiarazione dei metodi ........................................................................................................................ 173
6 Creazione degli oggetti ........................................................................................................................... 180
Riferimenti nulli ................................................................................................................................. 182
Uguaglianza tra oggetti ...................................................................................................................... 183
7 Utilizzo degli oggetti ............................................................................................................................... 184
Attributi e metodi static ..................................................................................................................... 188
8 Mascheramento dell’informazione nelle classi ........................................................................................ 189
9 Realizzazione di programmi object-oriented ............................................................................................ 195
10 Array di oggetti ....................................................................................................................................... 199
11 Ereditarietà ............................................................................................................................................. 204
12 Dichiarazione e utilizzo di una sottoclasse ............................................................................................... 207
13 La gerarchia delle classi .......................................................................................................................... 210
Le ultime classi della gerarchia ........................................................................................................... 211
14 Polimorfismo .......................................................................................................................................... 212
15 Le librerie ............................................................................................................................................... 217
16 Le stringhe ............................................................................................................................................ 220
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 225
DOMANDE ................................................................................................................................................... 225
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 228
Focus notes: Object oriented programming, Declaring Classes, Creating Objects ................................ 232
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE ................................................................................................................... 234
Capitolo 5 - Strutture di dati e file ............................................................................................................ 235
1 Strutture di dati dinamiche ...................................................................................................................... 236
2 Array dinamici ......................................................................................................................................... 236
Gestione automatica della memoria ................................................................................................... 245
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3 Pila ........................................................................................................................................................ 246
4 Coda ...................................................................................................................................................... 250
5 Lista concatenata ................................................................................................................................... 254
6 Albero .................................................................................................................................................... 261
7 I flussi di input/output ............................................................................................................................ 270
8 File strutturati ......................................................................................................................................... 272
9 File di testo ........................................................................................................................................... 277
La classe StringTokenizer ................................................................................................................... 282
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 287
DOMANDE ................................................................................................................................................... 287
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 289
Focus notes: Dynamic data structures, File Management ....................................................................... 292
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE .................................................................................................................. 294
Programmazione guidata dagli eventi e interfaccia grafica 295
1 L’interfaccia per l’utente ......................................................................................................................... 295
2 Gli elementi dell’interfaccia grafica .......................................................................................................... 296
Gli elementi grafici come oggetti della OOP ....................................................................................... 298
3 Programmazione guidata dagli eventi ...................................................................................................... 298
4 Le librerie grafiche AWT e Swing ............................................................................................................ 299
5 L’ambiente di programmazione .............................................................................................................. 304
6 Creazione di applicazioni in NetBeans ..................................................................................................... 306
7 Etichette e pulsanti ................................................................................................................................. 311
8 Caselle e aree di testo ........................................................................................................................... 312
9 Caselle combinate e caselle di controllo ................................................................................................. 315
Layout degli elementi grafici .............................................................................................................. 318
10 Gestione degli eventi .............................................................................................................................. 321
11 Finestre di dialogo .................................................................................................................................. 332
12 I menu ................................................................................................................................................... 340
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 347
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 347
PARTE QUARTA - APPLICAZIONI WEB 349
Capitolo 6 - Applet ...................................................................................................................................... 349
1 Applicazioni e applet ............................................................................................................................... 350
2 La classe Applet ..................................................................................................................................... 351
3 I parametri ............................................................................................................................................. 356
Applet e browser ............................................................................................................................... 358
4 Interazione con il browser Web ............................................................................................................. 361
Restrizioni e problemi di sicurezza ..................................................................................................... 366
5 Gli eventi del mouse ............................................................................................................................... 366
6 Disegni .................................................................................................................................................. 368
7 Immagini nelle applet ............................................................................................................................. 375
8 Riproduzione di suoni ............................................................................................................................. 378
Conversione di applicazioni in applet .................................................................................................. 380
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 383
DOMANDE ................................................................................................................................................... 383
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 385
Focus notes: The applet lifecycle, The applet tag .................................................................................... 388
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE .................................................................................................................. 390
Capitolo 7 - Accesso ai database con JDBC .............................................................................................. 391
1 I driver per la connessione al database .................................................................................................. 392
2 La tecnologia JDBC ............................................................................................................................... 394
3 Manipolazione dei dati ............................................................................................................................ 396
4 Interrogazioni .......................................................................................................................................... 402
Metadati ............................................................................................................................................ 406
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 408
DOMANDE ................................................................................................................................................... 408
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 409
PROBLEMI DI RIEPILOGO ............................................................................................................................ 409
Focus notes: Database, Relational Database, SQL, JDBC ........................................................................ 410
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE .................................................................................................................. 412
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Capitolo 8 - Servlet e pagine JSP ............................................................................................................... 413
1 L’architettura Client/Server ...................................................................................................................... 414
Estensioni del server Web ................................................................................................................ 416
2 Le servlet .............................................................................................................................................. 418
L’ambiente di esecuzione delle servlet .............................................................................................. 422
3 Compilazione ed esecuzione della servlet .............................................................................................. 424
4 Interazione con il client .......................................................................................................................... 428
Accesso ai database in rete .............................................................................................................. 432
5 Le servlet per la connessione ai database .............................................................................................. 433
6 Le pagine JSP ........................................................................................................................................ 440
7 Attivazione di una pagina JSP ................................................................................................................. 442
8 Passaggio di parametri alla pagina JSP ................................................................................................... 444
Il passaggio di parametri tramite l’indirizzo URL ................................................................................ 447
9 Accesso ai database con JSP ................................................................................................................. 447
Operazioni di manipolazione sul database con JSP ............................................................................ 450
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 452
DOMANDE ................................................................................................................................................... 452
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 454
PROBLEMI DI RIEPILOGO ........................................................................................................... 457
Focus notes: Web applications, Apache Tomcat ...................................................................................... 458
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE .................................................................................................................. 460
Capitolo 9 - Applicazioni per l’informatica mobile ................................................................................... 461
1 L’informatica mobile ................................................................................................................................ 462
2 Il sistema operativo Android e le applicazioni ......................................................................................... 463
Elementi base dell’interfaccia Android ............................................................................................... 464
3 L’ambiente di sviluppo ............................................................................................................................ 466
Emulatori di dispositivi ...................................................................................................................... 466
4 Realizzare un’applicazione per Android ................................................................................................... 468
Le applicazioni di esempio in SDK ..................................................................................................... 476
5 Etichette, caselle di testo e pulsanti di comando .................................................................................... 478
Localizzazione del software ................................................................................................................ 486
6 Activity ................................................................................................................................................... 486
Avviare una telefonata ....................................................................................................................... 493
7 Distribuzione delle applicazioni ............................................................................................................... 494
AUTOVERIFICA ............................................................................................................................................. 496
DOMANDE ................................................................................................................................................... 496
PROBLEMI ................................................................................................................................................... 498
Focus notes: Android, The manifest file ................................................................................................... 500
SCHEDA DI AUTOVALUTAZIONE .................................................................................................................. 502
Sicurezza 503
1 La sicurezza dei sistemi informatici ........................................................................................................ 503
2 La sicurezza delle reti ............................................................................................................................. 507
3 La sicurezza nei luoghi di lavoro ............................................................................................................. 509
Requisiti minimi per il lavoro con le attrezzature informatiche ............................................................ 511
APPENDICE 515
Linguaggio Java ............................................................................................................................................. 515
Android ......................................................................................................................................................... 522
Linguaggio HTML .......................................................................................................................................... 523
Linguaggio SQL ............................................................................................................................................. 524
Glossario ....................................................................................................................................................... 526
Soluzioni ....................................................................................................................................................... 539
Indice analitico ............................................................................................................................................... 540
8 © Istituto Italiano Edizioni Atlas
Indice dei Materiali on line
libreriaweb.edatlas.it
Capitolo 1 - Macchine e sistemi operativi
1. Codice Unicode
2. Tavole di verità e proprietà dell’algebra booleana
3. Operatori booleani in Excel
4. Calcolatrice di Windows
5. Definizione formale di automa
6. Collegamento delle periferiche
7. La sicurezza
8. Traccia riassuntiva su hardware e software
9. Lezioni multimediali su Windows
Il Prompt dei comandi di Windows
1. Editor di testi
2. Attributi sui file
3. File batch
Capitolo 2 - Linguaggi e programmi
1. Caratteristiche dell’algoritmo
2. Diagrammi a blocchi con Word
3. Esempi di Macchina di Turing
4. Teoria della complessità algoritmica
5. Approfondimento sul teorema di Böhm-Jacopini
6. Diagrammi a blocchi dei progetti
7. Osservazioni sulle strutture di alternativa e di ripetizione
8. Ripetizione precondizionale per il controllo di fine input
9. Algoritmi diversi per la soluzione dello stesso problema
10.Esempi di funzioni ricorsive
11. Paradigma logico e funzionale
12.Le fasi dello sviluppo del software
13.Il software open source
Capitolo 3 - Le basi del linguaggio Java
1. Java Development Kit (JDK): installazione e modalità operative
2. Editing, compilazione ed esecuzione di un programma Java in Windows
3. Operatori logici per le operazioni sui dati bit a bit
4. Strumenti per la generazione automatica della documentazione dei programmi
5. Operatore di selezione ternario
6. L’array args[] per i valori passati da linea di comando
7. Valutazione di un polinomio di terzo grado
8. Programmi eseguibili e videate dei progetti del capitolo
Capitolo 4 - Classi e oggetti
1. Strumenti per disegnare i diagrammi delle classi (UML)
2. I linguaggi orientati agli oggetti puri e ibridi
3. Dichiarazione e utilizzo di un metodo static
4. Singleton: le classi con una sola istanza
5. Le classi astratte
6. Casting tra le classi
7. Collegamento statico e collegamento dinamico
8. Documentazione delle librerie Java
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