XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Синхронизация и удаленное взаимодействие нескольких устройств под ОС Android
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Актуальность темы учебно-исследовательской работы
Наличие у пользователя несколькихAndroid-устройств-обыденная реальность современности. Установка соединения между ними требуется как для передачи данных, так и для управления устройствами и в технических целях.
Объект исследования: среда разработки приложений под OS Android.
Предмет исследования: основные принципы взаимодействия устройств под OS Android
Предметные области: информатика, логика.
Цель работы – разработка приложения для обмена данными между устройствами в одной локальной сети Wi-Fi.
Задачи:
• изучить возможности языка программирования Java в области разработки приложений под OS Android
• рассмотреть синтаксическое строение языка Java
• построить функционал проектируемого приложения;
• провести анализ проделанной работы;
Гипотеза
Инструменты языка программирования Java предполагают возможность разработки приложения для объединения нескольких устройств под управлением OS Android.
Методыисследования
Изучениелитературыидругихисточниковинформациипотеме
Эксперимент
ГЛАВА 1. Кратко о Java.
Java — язык программирования, который относится к объектно-ориентированным языкам программирования с сильной типизацией.
Среда исполнения Java это некий «контейнер» для всех этих элементов и кода для запуска приложения. JDK – это «компилятор», который интерпретирует сам код и выполняет его. В JDK также есть инструменты разработчика, необходимые для написания кода Java.
Интернет стал основой популярности языка Java . Его возможности расширялись в геометрической прогрессии и именно он должен был стать следующей этапом на пути развития всей индустрии. Разработчики Java особенно постарались над переносимостью, надежностью и безопасностью — тем критериям, которые далеко не последние именно в понимании Интернет.
Синтаксис языка только поддерживал популярность Java Дело в том, что инженеры из Sun большую часть своего времени работали с Unix-системами и языком C, который был популярным на то время, а потому и сам Java получил С-подобный синтаксис. Java использует большую часть основных инструментов языков C/C++ и способен решить большую часть проблем, которые возникали при работе с ними. Также Java стал полностью объектно-ориентированным языком, а быстрорастущее количество сетевых библиотек, а также поддержка многопоточности, только увеличивали популярность языка. списка:
Java – это универсальный язык. Огромный процент поставленных проблем и задач можно исполнить, используя данные технологии. Существует сектор основных областей, в которых применяется этот язык. Java используется во многих сферах, начиная с веб-сайтов и заканчивая приложениями для Android, в научных исследованиях и финансах, играх вроде Minecraft и настольных приложениях Eclipse, Netbeans и IntelliJ.
Огромная ниша, где используется этот язык – это Android. Количественная характеристика приложений написанных на Java с использованием Google и Android API, которые схожи с JDK. В начале 2020-х гг. Android предоставил необходимые ресурсы, благодаря этому многие Java программисты – Android разработчики. Правда после конфликта, произошедшего между Google и Oracle, в Google было принято решение отказаться от Java и перейти на Kotlin. Но, во-первых, этот язык сильно схож с Java, а во-вторых, сейчас подавляющее большинство Android – это Java. Примеры мобильных приложений, написанных на Java: Netflix, Tinder, Google Earth, Uber и т. д
Отдельной главой можно описать какой вклад в создание игр внесли Java – разработчики. Это огромный пласт от всего количества игровых приложений во всем мире. Библиотека LWJGL позволяет процесс. Minecraft наипопулярнейшая игра нашей современности написана на Java.
Java активно и успешно используется в финансовой сфере. Мировые финансовые гиганты, например, Goldman Sachs, Citigroup, Barclays, Standard Charted и другие используют Java для написания фронт-энд и бэк-энд офисных электронных систем. Java привлекают при разработки серверных приложений, по большей части без пользовательского интерфейса, которые получают данные с одного сервера, обрабатывают их и отправляют дальше.
Java –входит в топ-3 инструментов для разработки серверных приложения среди ведущих технологических компаний. Это обусловлено преимуществом в сравнении с другими языками программирования, лучшей безопасностью, адаптируемостью и масштабируемостью Java - приложений.
На сегодняшний момент язык Java один из самых распространенных и популярных языков программирования. Язык Java проделал большой путь, было издано множество различных версий. Текущей версией является Java 18, которая вышла 22 марта 2022 года. Java эволюционировал из универсального языка в целую платформу и экосистему, которая объединяет различные технологии, используемые для целого ряда задач: от создания десктопных приложений до написания крупных веб-порталов и сервисов. Помимо всего язык Java активно применяется для создания программного обеспечения для множества устройств: обычных ПК, планшетов, смартфонов и мобильных телефонов и даже бытовой техники.
Ключевой особенностью языка Java является то, что его код сначала транслируется в специальный байт-код, независимый от платформы. А затем этот байт-код выполняется виртуальной машиной JVM (Java Virtual Machine). В данном отношении Java отличается от стандартных интерпретируемых языков таких как PHP или Perl, код которых сразу же выполняется интерпретатором. Одновременно с этим Java не является компилируемым языком в чистом, как С или С++.
Архитектура данного типа обеспечивает кроссплатформенность и аппаратную переносимость программ на Java, благодаря чему подобные программы без перекомпиляции могут выполняться на различных платформах - Windows, Linux, Mac OS и т.д.
Java является языком с Си-подобным синтаксисом и близок в этом отношении к C/C++ и C#. Поэтому, если вы знакомы с одним из этих языков, то овладеть Java будет легче.
Еще одной полезной и вкусной особенностью Java является то, что она позволяет осуществлять автоматическую сборку мусора. Данный аспект позволяет освободить пользователя от душной работы по очистке вручную памяти от ранее использовавшихся объектов, как в С++, так как сборщик мусора это сделает автоматически за вас.
Java поддерживает полиморфизм, наследование, статическую типизацию. Объектно-ориентированный подход позволяет решить задачи по построению крупных, но в тоже время гибких, масштабируемых и расширяемых приложений. Для разработки на языке программирования Java потребуется специальный комплект инструментов, который называется JDK или Java Development Kit. Две наиболее популярных реализации - Oracle JDK и OpenJDK.
ГЛАВА 2. синтакисис языка ооп Java.
Синтаксис языка Java в высшей степени отличен от синтаксиса языков Python и Javascript. По причине того, что Java относится к C-подобным языкам. Центральные особенности:
Чувствительность к регистру: идентификаторы User и user в Java представляют собой разные сущности;
Для именования методов используется lowerCamelCase.
Для именования классов используется UpperCamelCase. Название файлов программы должно точно совпадать с названием класса с учётом чувствительности к регистру.
Идентификаторы всегда начинаются с буквы (A-Z, a-z), знака $ или нижнего подчёркивания _;
При разработке программного кода необходимо придерживаться следующих правил синтаксиса языка Java:
Имя файла всегда идентично имени класса
Символы чувствительны к регистру (даже в Windows);
Обработка всегда начинается в main
public static void main (String[] args);
Обычно процедуры называются «методами», а не «функциями»;
Вывод осуществляется с помощью System.out
out.println, System.out.print;
Компиляция с помощью "javac"
Откройте окно DOS;
Задайте полное имя файла с учетом регистра (с расширением файла);
Оформление с помощью "java"
Задайте имя базовому классу (без расширения файла).
Строка оканчивается точкой с запятой «;».
Под исключения попадают строки, открывающие новый блок кода. Они начинаться с открытой фигурной скобкой «{».
Код внутри блока кода должен иметь отступ, чтобы отделить его от остальных.
Открытые блоки кода должны быть закрыты закрывающей фигурной скобкой «}».
Комментарии – это строки, которым предшествуют символы «//».
Переменная в программировании это «контейнер», в котором хранятся данные. Следовательно, необходимо выбрать слово, которое будет представлять некое значение. Кроме того необходимо определить переменные, основанные на типе данных, на которые они будут ссылаться.
Существует три основных типа переменных, которые используются в Java:
Целые числа (integers) – как целые числа.
Плавающие точки (floats) – или «переменные с плавающей точкой». Они содержат все числа, в том числе те, которые представляют десятичные дроби. «Плавающая точка» относится к десятичному разряду.
Строки (strings)– строки содержат буквенно-цифровые символы и символы. Обычно строка используется для хранения чьего-то имени или, возможно, предложения.
Как только пользователь определяет переменную, он получает возможность ее при составлении программного кода, чтобы изменить выходные данные.
В Java мы можем модифицировать и изменять классы, методы и т. п., используя модификаторы. В Java они делятся на 2 группы: 1. Модификаторыдоступа. Задают уровни доступа для конструкторов, методов, переменных, классов. Всего есть 4 уровня доступа: — видимый в пакете (доступ по умолчанию, который работает при отсутствии модификатора); — видимый лишь внутри класса (private); — видимый для всех без исключения (public); — видимый как для пакета, так и для и всех подклассов (protected). 2. Бездоступа: — abstract — для создания абстрактных методов и классов; — synchronized и volatile — применяются в Java для потоков; — final — применяется для завершения реализации классов, методов и переменных; — static — для создания методов и переменных класса.
В Java тоже поддерживаются однострочные и многострочные комментарии. Символы, размещённые внутри комментариев, недоступны для компилятора и игнорируются им. Всего зарезервировано 50 ключевых слов. Ключевые слова запрещено использовать в качестве константы либо переменной либо в качестве имён любых других идентификаторов.
ГЛАВА 3. Разработка приложения ооп Java.
На нулевом этапе разработки приложения следует установить необходимые программы и утилиты. Их немного-всего три основные-JDK — набор для разработки на языке Java, Android SDK and AVD Manager — набор утилит для разработки + эмулятор, IDE c поддержкой разработки для Android:
Eclipse + ADT plugin;
IntelliJ IDEA Community Edition;
Netbeans + nbandroid plugin;
Утилиты скачиваются и устанавливаются в именно в том порядке, который указан выше. Ставить все перечисленные IDE смысла. Вполне достаточно установить IntelliJ IDEA Community Edition. Так как это наиболее высокоразвитая IDE на данный момент для Java.
Следующий этап это запуск виртуального устройства. Запустив AVD Manager и установив SDK различных версий, можно перейти к разработке виртуального устройства с нужными нам параметрами. Интерфейс интуитивно понятен каждому.
В дальнейшем приступаем к созданию собственно самого проекта.
Итак, File->New Project!!! По нажатию кнопки F6 проект соберется, откомпилируется и запустится на виртуальном девайсе.
Структура проекта это основные каталоги: gen, res и src.
В папке gen находятся файлы, которые генерируются автоматически при сборке проекта.
Папка res предназначена для хранения ресурсов, значения по-умолчанию, макеты (layouts).
Папка src — это папка в которой будет происходить основная часть работы, в ней хранятся файлы с исходными текстами нашей программы.
ГЛАВА 4. Практическая часть.
Структура приложения
Заключение
В ходе работы над проектом были проанализированы и изучены материалы по Java, операционной системе Android и синхронизации устройств в одной сети. Проведен анализ инструментов языка программирования Java в области разработки синхронизации устройств. Впоследствии разработан поэтапный план конструирования приложения, конечной целью которого было приложение для объединения двух устройств в одной сети.
В ходе выполнения работы приложение разработано и протестировано. Результаты теста самого приложения удовлетворительны. В дальнейшем на его базе можно доработать приложения, что не потребует серьезных ресурсов, поскольку мы уже имеем базовый скелет приложения.
На основании вышесказанного можно сделать вывод, что задачи работы выполнены и цель нашей работы достигнута.
Список используемой литературы
https://setphone.ru/rukovodstva/kak-sinhronizirovat-android-ustroystva/
https://xakep.ru/2014/09/06/android-harmony/
https://java9.ru/?p=323
https://ronis-media.ru/lajfhak/kak-soedinit-dva-telefona-ili-planshet-so-smartfonom-mezhdu-soboy/
https://tproger.ru/articles/pishem-java-veb-prilozhenie-na-sovremennom-steke-s-nulja-do-mikroservisnoj-arhitektury-chast-1/
Java. Библиотека профессионала. Том 1. 9-е издание.pdf
Java. Библиотека профессионала. Том 2. 9-е издание.pdf
"Java. Руководство для начинающих", Герберт Шилдт
Приложения