objektumorientált programozás - címke - Oldal 7 a 17-ből

Tankocka – Egyszerű sorbarendezés: Java forráskód

2023. július 15.2022. július 1. Szerző: Kiss Balázs

Folytatjuk Tankockák blog bejegyzés sorozatunkat. A feladatban helyes sorrendbe kell állítani a Java forráskód sorait. Ez főként a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyamunk tematikájához kötődik.

A Java program véletlenszerű ötöslottó szelvényt állít elő. Adatszerkezetként generikus listát használ: létrehoz, bővít, karbantart, rendez, listáz. Amikor csak lehet, épít a kollekció beépített képességeire (eldöntés, sorozatszámítás, rendezés). Az eldöntés a véletlenszámok egyediségéhez kapcsolódik: tartalmazza-e a lista az új generált véletlenszámot? A sorozatszámítás a kiíráshoz kapcsolódik: a lista minden elemével ugyanaz a művelet történik. A rendezés miatt a megfelelően az ötöslottó szelvényen tárolt számok „emelkedő számsorrendben” jelennek meg. Ez a kifejezés tipikusan része a szakterület szókincsének. A konzolos kiírás kompromisszuma a lista kiíró metódusára építve megjeleníti a szögletes zárójelpárt. Autoboxing is megjelenik megvalósításban. A forráskódban nincs jelölve a csomag, importok, behúzás, tagolás, igazítás. Hajrá: fogd-és-vidd módszerrel!

Letöltés szimuláció

2023. július 26.2022. június 15. Szerző: Kaczur Sándor

Letöltési folyamatot szimulálunk. A paraméterek rugalmasan beállíthatóak. Előre beállított mennyiségű adatot, párhuzamos szálakon/folyamatokon keresztül töltünk le, miközben mérjük az eltelt időt. A folyamatok állapota lehet inaktív, aktív és befejezett. Az aktív folyamatok esetében megjelenő százalék fejezi ki, hogy a folyamat hol tart a rá jutó részfeladat végrehajtásával. Összesített formában követhetjük a hiányzó és a letöltött adat mennyiségét MB-onként és százalékosan is. A folyamat szimulációjához grafikus felületű Java kliensprogram készült, egyszerű GUI komponensekkel (nyomógomb, címke, folyamatindikátor, másképpen JButton, JLabel, JProgressBar swing komponensek).

Az alábbi animáció bemutatja a letöltés szimulációját:

A konkrét paraméterek: 128 MB-nyi adatot töltünk le 256 párhuzamos szálon/folyamaton keresztül, így egy-egy részfeladat 0,5 MB-nyi adat letöltését jelenti. Minden értéket/mérőszámot egész számként ábrázolunk, akár százalékhoz tartozik, akár mértékegységként MB vagy s. A változások – és egyben a frissítés is – 5 ezredmásodpercként történnek a GUI-n.

A Java SE szoftverfejlesztő tanfolyamunkon, a szakmai modul Objektumorientált programozás témakörét követő 29-36. óra Grafikus felhasználói felület alkalmain már tudunk egyszerűbb szimulációs programot tervezni, kódolni, tesztelni. A Java EE szoftverfejlesztő tanfolyamunkon, a szakmai modul 5-8. óra Szálkezelés, párhuzamosság alkalommal többféle elosztott stratégiát ismertetünk, és a 17-24. óra Socket és RMI alapú kommunikáció alkalommal pedig megvalósíthatjuk többféle protokoll szerint a hálózati kapcsolatot, letöltést/feltöltést.

Elosztott alkalmazások esetén többféleképpen is modellezhető és kialakítható a rendszer architektúrája. Elosztott lehet maga a hálózat, a számítási folyamat, az algoritmus. Elosztott objektumok kommunikálhatnak egyenrangúnak tekinthető P2P szerepkörben vagy szerver/kliens oldalon, és több dolog/elem/hardver/szoftver/komponens együttműködéseként is megvalósulhat elosztott alkalmazás. A hálózati kommunikáció folyamatát valamilyen protokoll határozza meg, amit minden komponens ismer és így meghatározott szabályrendszer szerint működik.

Hardver szinten elosztottak a többprocesszoros rendszerek. Szoftveresen elosztott például egy moduláris vállalatirányítási rendszer, illetve a mobilalkalmazások többsége. Tipikus háromrétegű webalkalmazás esetén külön szerver nyújtja az adatbázishoz kapcsolódó szolgáltatásokat, a felhasználó számítógépén található a böngészőben futó/megjelenő kliensprogram/weboldal és a kettő között a felhő rétegben lehet a funkcionálisan elosztott alkalmazáslogika (például validálás, titkosítás, tömörítés, autentikáció, autorizáció).

A vezérlést megvalósító részlet a Java forráskódból:

private void processControl() {

if(processList.isEmpty()) {

timer.stop();

return;

}

int index=(int)(Math.random()*processList.size());

int oldValue=processList.get(index).getValue();

int increase=(int)(Math.random()*3+1)*10; //5, 10, 15

increase=oldValue+increase<=MAX ? increase : MAX-oldValue;

downloadedSumPercent+=increase;

int newValue=oldValue+increase;

processList.get(index).setValue(newValue);

if(newValue==MAX)

processList.remove(index);

int openProcessCount=0, inactiveProcessCount=0;

for (JProgressBar pb : processList) {

int v=pb.getValue();

if(v==MIN)

inactiveProcessCount++;

if(MIN<v && v<MAX)

openProcessCount++;

}

lbInactiveProcessCount.setText(""+inactiveProcessCount);

lbOpenProcessCount.setText(""+openProcessCount);

lbClosedProcessCount.setText(""+

(PROCESS_COUNT-(openProcessCount+inactiveProcessCount)));

int downloadedData=

(int)((double)downloadedSumPercent/(PROCESS_COUNT*MAX)*DATA);

lbMissingData.setText(""+(DATA-downloadedData));

lbDownloadedData.setText(""+downloadedData);

pbProcess.setValue((int)((double)downloadedData/DATA*100));

elapsedTime+=5;

if(elapsedTime%1000==0)

lbElapsedTime.setText(""+elapsedTime/1000);

}

A szimuláció elvi szinten:

a folyamatok generikus listában vannak,
időzítő által meghatározottan, gyorsan és ismétlődve történnek az időzített lépések,
ha egy folyamat befejeződik, akkor kikerül a generikus listából,
ha a folyamatok generikus listája kiürült, akkor vége a szimulációnak,
ki kell választani véletlenszerűen egy folyamatot, léptetni kell véletlenszerűen, amíg be nem fejeződik,
folyamatosan nyilván kell tartani a szükséges adatokat a háttérben,
folyamatosan frissíteni kell a felhasználói felületet.

Haladóbb megközelítésben másképp is lehetne: a számítási műveletek redukálhatóak lennének, ha lenne egy – minden olyan adat karbantartásáért felelős – modellobjektum, amelynek adatai hozzá lennének rendelve a GUI komponensekhez. Aki már sejti, annak megerősítem, hogy igen, ez observer (megfigyelő) tervezési minta.

A feladat könnyen általánosítható, például:

Egy keresési feladatot oldjunk meg az állományrendszerben! Kereshetünk egy konkrét nevű fájlt, adott kiterjesztésű fájlt, joker karakterekkel paraméterezett nevű fájlt/mappát, adott méretű állományt, adott dátum előtt létrehozott fájlt… Az állományrendszer bejárása rekurzív módon történik. A gyökérben lévő mappánként külön, esetleg második szinten lévő mappánként külön indíthatók szálak, párhuzamos folyamatok. Ha egyetlen találat elegendő, akkor bármelyik szál pozitív visszajelzésére minden szál leállítható. A feladatnál nagy eséllyel nagyon különböző méretű mappákon és eltérő mélységű mappaszerkezeteken kell végighaladni, így erre érdemes lehet optimalizálni, de ez már nagyon más szintje ennek a problémának.
Active Directory szerkezetben keressünk elérhető nyomtatókat a hálózaton!
Elosztott számítási hálózatként működik/működött a SETI@home. Koncepciójának lényege, hogy egy hatalmas feladatot nem nagyon drága szuperszámítógépeken, hanem olcsó gépek ezrein, százezrein, vagy akár millióin végeztetjük el, amelyek jelentős szabad kapacitással (pl. processzoridővel, átmeneti tárhellyel) rendelkeznek és egyébként is csatlakoznak a világhálóra.
Hasonlóan elosztott működésű a torrent protokoll. A kliensek/szálak az állományokat több kisebb darabban/szeletben töltik le, természetesen párhuzamosítva. Minden csomópont megkeresi a hiányzó részhez a lehető leggyorsabb kapcsolatot, miközben saját maga is letöltésre kínálja fel a már letöltött fájldarabokat. A módszer nagyon jól beválik nagyméretű fájloknál, például videók esetében. Minél népszerűbb/keresettebb egy fájl, annál többen vesznek részt az elosztásában, ezáltal a letöltési folyamat gyorsabb, mintha mindenki egy központi szerverről töltené le ugyanazt (hiszen az informatikában minden korlátos, a sávszélesség is).
A képtömörítést végző algoritmusok is lehetnek elosztottak, ezáltal párhuzamosíthatóak. Például ha felosztjuk a képet 16*16-os méretű egymást nem átfedő részekre, akkor ezek egymástól függetlenül tömöríthetők.
A merevlemezek esetén korábban használatos defragmentáló szoftverek felhasználói felülete emlékeztet a mintafeladat ablakára.

Fontos szem előtt tartani, hogy a grafikus megjelenítés csupán a szimulációhoz tartozó – annak megértéséhez szükséges – reprezentáció, így teljesen független lehet a folyamatok valós működésétől.

A bejegyzéshez tartozó teljes forráskódot ILIAS e-learning tananyagban tesszük elérhetővé tanfolyamaink résztvevői számára.

Tankocka – Párkereső: csomag, osztály, interfész

2023. július 26.2022. június 1. Szerző: Kaczur Sándor

Folytatjuk Tankockák blog bejegyzés sorozatunkat. A feladatban 12 összetartozó párt kell megtalálni az ismert Java csomagok, osztályok, interfészek témakörben. Ez a témakör mindhárom tanfolyamunkhoz kötődik: Java SE szoftverfejlesztő tanfolyam, Java EE szoftverfejlesztő tanfolyam, Java adatbázis-kezelő tanfolyam. Ezek egyszerű lexikális ismeretnek tűnhetnek, de jóval túlmutat azon.

Tipikus hibaforrás, ha az osztály és/vagy interfész neve a különböző csomagok esetén megegyezik és megszokásból, rutinból, figyelmetlenségből rossz csomagból importálunk. Nem biztos, hogy rögtön triviális: mi a hiba, miért az a hiba, hogyan oldjuk meg. Például Timer osztály van a java.util és a javax.swing csomagokban is és nagyon nem mindegy, hogy mikor melyiket (és persze mire, hogyan) használjuk.

Tankocka – Hiányos szöveg: objektumorientált programozás

2023. július 15.2022. május 1. Szerző: Kiss Balázs

Folytatjuk Tankockák blog bejegyzés sorozatunkat. A feladatban ki kell egészíteni az objektumorientált programozás bevezetéséhez tartozó hiányos szöveget. Ez főként a Java SE szoftverfejlesztő tanfolyamunk tematikájához kötődik.

Kiemelten fontos, hogy az OOP alapfogalmaival, összefüggéseivel tisztában legyünk. Ez a közös szakmai szókincs alapvető része. Enélkül gyakorlatilag nincs is miről beszélni. Kapcsolatok, időbeliség, ok-okozati összefüggések ismerete szükséges az OO tervezéshez. Enélkül egy feladatspecifikációból kiindulva, az alapján nem tudunk egyértelműen és hatékonyan modellezni. OO modell nélkül egy komolyabb feladat nem oldható meg. Mindez (az OO modellezés és az OO tervezés) oda-vissza kölcsönösen segíti az adatbázis adatmodellező, objektumrelációs leképező tevékenységét is. Mindez a csoportmunkához is szükséges, hiszen többnyire nem egyedül végezzük feladatainkat a szoftverfejlesztés során.

Digitális Témahét 2022

2023. március 20.2022. április 8. Szerző: Kiss Balázs

A Digitális Témahét 2016-ban indult országos rendezvénysorozat. Fő célja a digitális pedagógia módszertanának népszerűsítése és elterjesztése. A program fontos törekvése, hogy a digitáliskompetencia-fejlesztés az informatikán túl kiterjedjen más tantárgyakra is. A résztvevő pedagógusok és diákok változatos és kreatív iskolai projektek keretében fejleszthetik képességeiket technológiával támogatott tanulás során. A Digitális Témahét rendezvény minden meghirdetett programja ingyenes. A 2018/2019-es tanévben már több mint 3000 oktatási projekt valósult meg, közel 8000 pedagógus és 135000 diák részvételével.

A 2021/2022-es tanévben a rendezvény április 4-8. között valósult meg. Témakörök/szempontok:

a multidiszciplináris megközelítés: a matematika, a természet- és mérnöki tudományok, valamint a művészet- és társadalomtudományok együttes megjelenítése;
a digitális technológia alkotó használata és az algoritmikus gondolkodás fejlesztése;
a kiemelt figyelmet igénylő tanulók fejlesztése és bevonása;
a nevelési-oktatási intézmények közötti együttműködés élénkítése;
a határon túli magyar pedagógusok és oktatási intézmények bevonása;
a digitális biztonság a mindennapi pénzügyeinkben;
az intézményen belül történő pedagógus közötti együttműködés élénkítése, a projektmódszer alkalmazásának kiterjesztése olyan kollégákra, akik még nem ismerik;
ebben a tanévben kiemelten: digitalizáció a 21. században, digitális írástudás és digitális gyermekvédelem, mesterséges intelligencia.

Rendezvényünk plakátja

Az it-tanfolyam.hu 2022-ben is csatlakozott a rendezvénysorozathoz. Oktatóink meghirdettek öt programot a https://digitalistemahet.hu weblapon. A programjainkra 2022. április 8-án 18:00-21:00 óráig került sor.

Köszönöm oktató kollégáimnak, hogy örömmel csatlakoztak. Mindannyian jól éreztük magunkat. Igazán tartalmas programot állítottunk össze. Idén is szívesen csatlakoztunk és szívesen emlékszünk majd rá. A résztvevőinknek is köszönjük, hogy ellátogattak hozzánk. Újra az offline világban találkozhattunk.

A „Tervezzünk közösen kommunikációt gyűjtögető robotok között!” című interaktív előadásomat a Digitális Témahét 2022 rendezvényhez tartozó több partnerintézményben is megtartottam jelenléti és online formában is.