سرفصل درس برنامه سازی پیشرفته

برنامه سازی پیشرفته (شماره درس: ۴٠٢۴۴)

Advanced Programming

اهداف درس برنامه سازی پیشرفته

در اين درس، مفاهيم برنامه‌نويسی شی ءگرا در قالب زبان برنامه نويسی جاوا تدريس می‌شود. همچنين ويژگی‌های ذاتی زبان جاوا، امکانات برنامه سازی در جاوا، تفاوت رویکرد جاوا با زبان‌های مشابه در موارد مختلف، برنامه‌سازی همروند و کيفيت نرم افزار مورد توجه قرار می‌گيرد. فرض بر اين است که دانشجويان در دروس قبلی، با يک زبان برنامه سازی آشنا هستند و برخی روش‌های حل مسئله با کمک برنامه سازی مانند جستجو، مرتب‌سازی، عمليات رياضی و نظایر آن را می شناسند. تأکيد در اين درس بر مفاهيم شیءگرا است.

سرفصل های درس برنامه سازی پیشرفته

1. آشنايی با زبان جاوا ( ١ جلسه )
   • تاريخچه
   • ويژگی‌های زبان جاوا
   • اولين برنامه در جاوا
2. مفاهيم اوليه برنامه سازی در جاوا ( ٣ جلسه )
   • متغير، متد، شرط، حلقه
   • داده‌های اوليه (Primitive Data Types) 
   • رشته
   • آرايه
3. مقدمه‌ای بر طراحی و برنامه‌سازی شیءگرا ( ٢ جلسه )
   • تاريخچه تکامل رويکردها تا رويکرد شیءگرايی
   • مفاهيم اوليه شیءگرايی
   • طرز تفکر و طراحی شیءگرا
   • لفاف بندی، واسط، رده، بسته، دسترسی
4. برنامه سازی شیءگرا در جاوا ( ۶ جلسه )
   • نحوه تعريف کلاس‌ها
   • اشياء در حافظه و مديريت حافظه
   • بارگذاری اوليه و مرگ اشياء در حافظه
   • زباله روب (Garbage Collector) 
   • روش‌های ارسال پارامتر در زبان‌های مختلف و جاوا
   • سازنده
   • this 
   • اعضای ايستا
   • بسته (package)
   • آشنايی اوليه با نمودار UML Class Diagra
5. وراثت ( ٢ جلسه )
   • مفهوم وراثت
   • super ،abstract ،Protected 
   • وراثت چندگانه در ساير زبان‌ها
6. چندريختی ( ١ جلسه )
   • چندريختی با کمک وراثت
   • مفهوم virtual در زبان ++C
   • اعضای final
7. واسط (interface) (١ جلسه )
   • کاربرد واسط
   • وراثت چندگانه با کمک واسط
8. آزمون نرم افزار ( ١جلسه )
9. مفهوم تضمین کیفیت نرم افزار، اهمیت، جایگاه و مصادیق آن
   • آزمون واحد
   • نوشتن آزمون واحد با استفاده از JUnit
   • چگونگی تست پرتاب استثناء با استفاده از JUnit
   • مفهوم بدل سازی (Mocking) و مقدمه‌ای بر یک کتابخانه بدل سازی در جاوا
10. الگوهای طراحی ( ١ جلسه )
    • تعریف الگوها در مهندسی نرم افزار، جایگاه و اهمیت آن‌ها
    • الگوهای طراحی GoF و دسته بندی آن‌ها
    • شرح الگوهای طراحی Fecade ،Observer ،Strategy ،Sate ،Singleton
    • شرح الگوی معماری MVC
11. بازآرایی کد(Refactoring) (٢جلسه )
    • چیستی بازآرایی و اهمیت نوشتن کد تمیز
    • نشانه‌های کد بد
    • الگوهای بازآرایی
12. ساختن متدها
13. انتقال ویژگی ها بین اشیاء
14. سازماندهی داده‌ها
15. ساده سازی عبارات شرطی
16. ساده سازی فراخوانی متدها
17. مديريت خطا و استثنا ( ٢ جلسه )
    • مدل سنتی مديريت خطا
    • چهارچوب مديريت خطا در جاوا
    • مزايای اين مدل
    • Runtime Exception ،Finally 
18. داده‌های عام (Generics) (جلسه ١ )
    • متدها و کلاس‌های عام
    • کاربردها
    • توليد و استفاده از کلاس‌های عام
    • کلاس‌های عام و وراثت
    • ماهيت کلاس‌های عام و تفاوت آن‌ها با Template در زبان ++C
19. مجموعه‌ها و ظرف‌ها (Containers) (جلسه2)
    • ساختمان داده‌های موجود در جاوا
    • Map ،Set ،LinkedList ،ArrayList ،Colections 
    • Iterator 
20. فايل، جويبار و شبکه ( ٢ جلسه )
    • ورودی و خروجی در فايل
    • Serialization 
    • برنامه سازی تحت شبکه (socket)
21. برنامه سازی همروند ( ١ جلسه )
    • نياز به همروندی
    • همروندی در جاوا
    • طول عمر يک thread
    • آشنايی اوليه با مفاهيم Synchronization وciritical section
22. Reflection (١جلسه )
    • نياز به RTTI
    • RTTI در جاوا
    • کاربردها
23. مفاهيم پيشرفته و تکميلی ( ١جلسه)
    • کلاس‌های داخلی و کلاس‌های بی نام
    • حاشيه گذاری (Annotation)
    • Enumeration 

ارزیابی درس برنامه سازی پیشرفته

• آزمون‌ها (میان‌ترم، پایان‌ترم، و آزمونک‌ها): ٪۵٠ نمره
• تمرین‌های برنامه سازی: ٪٢۵ نمره
• پروژه (سه فاز در طول ترم): ٪٢۵ نمره

مراجع درس برنامه سازی پیشرفته

[1] P. Deitel, H. Deitel. Java: How to Program. 11th edition, Pearson Education, 2017.
[2] B. Eckel. Thinking in Java. 4th edition, Prentice Hall, 2006.
[3] M. Fowler, K. Beck, J. Brant, W. Opdyke, D. Roberts. Refactoring: Improving the Design of Existing Code. Addison-Wesley, 1999.