Prácticas de Fundamentos de Informática

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1 Prácticas de Fundamentos de Informática Primer Curso Graduado en Ingeniería de Tecnologías y Servicios de Telecomunicación Curso Centro Politécnico Superior Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas Área de Lenguajes y Sistemas Informáticos v 3.0 Septiembre 2010

2 Práctica 1: Entorno de Trabajo. Edición, compilación y depurado de un programa Java. 1. Objetivo de la práctica Los objetivos de esta primera práctica de la asignatura son los siguientes: Familiarización con el computador y los elementos básicos de su sistema operativo. Familiarización con el entorno de desarrollo de programas en Java Eclipse y el JDK de Sun. Instalación del entorno de desarrollo en el ordenador personal de cada alumno. 2. Acceso a las Cuentas de Windows Para entrar con una cuenta al sistema Windows deberás pulsar a la vez las teclas Ctrl +Alt +Supr y te aparecerá un dialogo para introducir el nombre de usuario, contraseña y dominio. Usuario: a-infi Contraseña: ont19ned Dominio: diis Con el usuario facilitado para esta asignatura sólo tienes permiso de escritura en las carpetas c:\temp y c:\usuarios. Se recomienda por tanto crear previamente una carpeta c:\usuarios\practicastel y trabajar sobre ella. Todo lo que hagas se almacenará ahí. Cuando termines la sesión de prácticas: Debes asegurarte de copiar los ficheros creados durante el desarrollo de la práctica en algún dispositivos de almacenamiento bajo tu control (por ejemplo: almacenarlos en la cuenta de una máquina de docencia, enviarlos por a tu cuenta de correo electrónico ) para poner disponer de ellos en la siguiente sesión de prácticas. Debes eliminar los ficheros generados durante la sesión de prácticas. No se garantiza ni la privacidad ni la no modificación de aquellos ficheros que hayan sido generados durante la sesión de prácticas. 3. Trabajando con la Herramienta de Desarrollo Eclipse Para facilitar la tarea de desarrollo de programas existen entornos que permiten trabajar de un modo menos espartano que el uso de la línea de comandos de MS-DOS o Unix. Podemos citar JBuilder de Borland- Inprise, NetBeans, Eclipse. En este curso utilizaremos Eclipse que se puede obtener de la red ( ) y es de libre distribución. La instalación de Eclipse detecta automáticamente la versión de JDK que va a utilizar. En caso de que no la encontrase automáticamente, se puede configurar específicamente al lanzar la herramienta de desarrollo con el siguiente argumento en la línea de comandos (se puede configurar como un acceso directo): C:\...\eclipse\eclipse.exe -vm c:\...\jre1.5.0_06\bin\javaw -vmargs -Xmx256M Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 2

3 Al iniciarse Eclipse aparecerá la pantalla de bienvenida que se muestra en la Figura 1. Para poder comenzar a trabajar con el entorno de desarrollo será necesario definir un workspace o directorio raíz de trabajo, tal y como se observa en la Figura 2. Por ejemplo, se puede establecer el directorio c:\usuarios\practicastel como directorio que contendrá las subcarpetas que crees para cada práctica. También se puede establecer el workspace desde la línea de comandos usando el argumento data. Fig. 1. Pantalla de Presentación del Eclipse. Fig. 2. Configuración del Workspace En los siguientes subapartados aparecen sólo alguna de las características ó recomendaciones de uso de la herramienta Eclipse. En caso de que tengas más dudas acerca del uso de la herramienta, deberás consultar la ayuda en línea (opción de menú Help: Help Contents), o bien accediendo a la página Web donde se encuentra también toda la documentación del programa Pantalla de Bienvenida La primera vez que se utiliza Eclipse, aparecerá una pantalla de Bienvenida como se muestra en la Figura 3. En esta pantalla de bienvenida, existen las siguientes opciones a realizar:! Overview. Proporciona un vistazo general a las características principales del entorno de desarrollo, sobre todo para familiarizarse con la interfaz de usuario (Fig. 4).! What s New. Para los que han utilizado con anterioridad la herramienta Eclipse, esta utilidad describe las nuevas características que proporciona la última versión frente a versiones anteriores (Fig. 5).! Samples. La mejor manera de conocer cómo funciona la herramienta, sería la ejecución de los ejemplos que Eclipse pone a nuestra disposición. (Fig. 6).! Tutorials. Otra forma de conocer todas las características de Eclipse es ejecutando alguno de los tutoriales de manejo del entorno de desarrollo disponibles (Fig. 7).! Workbench. Usando esta opción se accede directamente al marco de trabajo de Eclipse (Fig. 8). Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 3

4 Fig. 3. Pantalla de Bienvenida Fig. 4. Opción Overview Fig. 5. Opción What s New Fig. 6. Opción Samples Fig. 7. Opción Tutorials Fig. 8. Opción Workbench Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 4

5 3.2. Entorno de Trabajo El entorno de trabajo o workbench nos proporciona una interfaz de usuario intuitiva, bien estructurada y sencilla de utilizar, ya que tiene bien definidas cada una de las zonas de trabajo. En la Figura 9 se puede observar la interfaz de usuario que nos vamos a encontrar al utilizar Eclipse. Las diferentes partes en las que está dividida la interfaz son: a) Explorador de Paquetes ( Package Explorer ). Determina la estructura que tienen los entornos de trabajo, proyectos, aplicaciones java, paquetes y clases java. b) Editor. El editor sirve para ver, modificar y comprobar la validez de las clases java con las que trabajamos. Se encuentra siempre en la parte central de la pantalla. c) Outline. El resumen (outline) nos permite comprobar la estructura del fichero activo en el editor (clases, métodos, variables, etc.) d) Errores, tareas, consola. En la parte inferior del editor se encuentran las aplicaciones que nos permiten conocer el estado de desarrollo del proyecto desarrollado, tanto errores, como tareas a completar, como la salida de la consola. Fig. 9. Entorno de Trabajo (Workbench) Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 5

6 3.3. Creación de un Proyecto Inicia la herramienta Eclipse haciendo doble clic sobre el ejecutable Eclipse.exe o seleccionando la opción de menú que se haya configurado a tal efecto ("Inicio: Programas: Eclipse... ). Para la realización de cada práctica se recomienda crear un proyecto nuevo usando la opción de menú File: New: Project. De esta forma se pueden agrupar los ficheros correspondientes a una determinada práctica dentro de ese proyecto para compilarlos y ejecutar los programas que comparten una configuración común. Crea, por ejemplo, el proyecto denominado practica1. Al seleccionar File: New: Project aparecerá una pantalla como la que se muestra en la Figura 10. Para crear el nuevo proyecto hay que dotar a dicho proyecto de un nombre identificativo (ej. practica1), que estará representado como un directorio dentro del workspace definido cuando se lanzó Eclipse. En la Figura 11 se pueden observar todas las propiedades que se pueden definir en la creación del nuevo proyecto. El nuevo proyecto que has creado se configurará sobre la carpeta: c:\usuarios\practicastel\practica1 Una buena política de desarrollo en cualquier lenguaje de programación es separar los ficheros fuente de sus correspondientes compilados. Es decir, se pretende conseguir que la estructura de los ficheros fuente sea paralela a la de los compilados. Para ello, dentro de tu carpeta personal (c:\usuarios\practicastel\) crea una subcarpeta denominada practica1, y dentro de esta otras dos nuevas subcarpetas: fuentes: contendrá todos los ficheros y paquete con código fuente. clases: será el directorio de salida donde se generarán los ficheros.class compilados. Se pueden crear estas carpetas de dos formas. La más sencilla es dejar que se cree la carpeta practica1 al poner como nombre al proyecto practica1. Las subcarpetas fuentes y clases se pueden crear configurando Project layout. Selecciona Create separate source and output folders y configura los nombres de las correspondientes carpetas (fuentes y clases). Fig. 10. Crear un proyecto nuevo Fig. 11. Definir las propiedades del nuevo proyecto Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 6

7 Alternativamente, puedes crear previamente las carpetas y una vez definidas las propiedades generales del proyecto, pasamos a definir cuál va a ser el directorio base de archivos fuente y clases (archivos compilados), así como los proyectos que va a incluir este proyecto, las librerías a utilizar, y el orden de preferencia de la utilización de librerías Para configurar la subcarpeta fuentes como carpeta que contendrá los fuentes del proyecto y la subcarpeta clases como la carpeta que contendrá los.class generados al compilar el proyecto, selecciona fuentes, y pincha sobre Add package fuentes to build path. De esta manera, el directorio fuentes pasará a formar parte de la compilación del proyecto. El directorio de clases se establece en Default output folder. Fig. 12. Configurar subcarpetas fuentes y clases 3.4. Creación de una Aplicación Los lenguajes orientados a objetos, como Java, se basan en el concepto de clase. Todas las variables y métodos de Java deben pertenecer a una clase. Una clase es una colección de datos (variables) y de métodos (funciones) que operan sobre dichos datos. En principio, cada clase pública debe ir en un fichero con extensión.java, que se llame igual que la clase. Para añadir nuevas clases al proyecto utilizaremos la opción de menú File: New: Class. Selecciona la subcarpeta fuentes e introduce Divisores como nombre del archivo que contendrá el programa (clase) que deberás escribir a continuación. La opción public static void main(string[] args) debe marcarse para que la clase sea autoejecutable (en ese caso se ejecutará el método main de la clase). Nota: En la parte superior de la pantalla nos aparece que El uso del paquete por defecto está desaconsejado. En otras sesiones de prácticas hablaremos de cómo crear un paquete donde estructurar las clases que creemos para cada proyecto. Fig. 13. Creación de una nueva clase Java Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 7

8 El código que debes teclear es el siguiente (que tiene un par de errores, escritos adrede para que luego se produzcan errores de compilación): import java.util.scanner; //Para usar la clase Consola public class Divisores { public static void main(string[] args) { String nombre; Scanner entrada = new Scanner (System.in); } System.out.print("Escribe tu nombre:"); Nombre = entrada.nextlinea(); System.out.println( "Hola" + nomb + ", mucho gusto"); } El editor de Eclipse es un editor típico del entorno Windows: se puede copiar, cortar, pegar, buscar y sustituir etc. Tiene un sistema de sangrado inteligente que facilita la tarea de escritura. Se puede conseguir aumentar el sangrado de una porción de código o disminuirlo seleccionándolo y pulsando tabulador o mayúsculas-tabulador. Guarda el texto en disco pulsando en el icono del disco que hay en la barra de herramientas o bien con Ctrl- S o bien con File:Save. Antes de compilar el programa, asegúrate de que los ficheros.class generados al compilar se almacenen en la subcarpeta clases que creaste previamente. Si no configuraste el directorio de salida al crear el proyecto o deseas cambiar el directorio de salida, puedes hacerlo ahora utilizando la opción de menú Project: Properties y modificando el valor de la caja de texto Default output folder. Igualmente, deberás configurar el proyecto para incluir las clases del paquete utilesconsola que utiliza el programa, tal y como explicaremos a continuación Compilación de Aplicaciones Para compilar el programa deberás utilizar la opción de menú Project: Build Project, en el caso de que no esté marcada la compilación automática. En este último caso, será suficiente con salvar el fichero para que se compile. En la parte de abajo (subpestaña Problems ) se informará sobre el proceso de compilación indicándote los posibles errores. Puedes ir avanzando de error en error: una flecha en el código fuente te señala la línea donde se ha producido el error. Esta forma de compilación es equivalente, si trabajásemos directamente con el JDK, a abrir una ventana de comandos y teclear: javac Divisores.java Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 8

9 Fig. 14. Aplicación Java con errores. El primer error se produce porque el método se llama nextline() y el segundo porque se ha puesto mal el nombre de la variable. Corrige ambos errores y recompila con Project: Build project. Ahora no te deberá mostrar ningún error. El fichero compilado se llama Divisores.class y se habrá creado en la subcarpeta clases del proyecto Ejecución de Aplicaciones Finalmente, hay que llamar al intérprete de la máquina virtual. En el entorno Eclipse esto se hace utilizando la opción de menú Run: Run as: Java application. Si trabajásemos directamente con el JDK deberíamos invocar al intérprete (comando java) pasándole como parámetro el fichero compilado sin poner la extensión.class. Así pues, en el intérprete de órdenes teclearíamos: java Divisores Fig. 15. Ejecución de un programa Java. Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 9

10 3.7. Añadir Paquetes a un Proyecto Si necesitamos crear un paquete de clases seleccionaremos el directorio que contiene los fuentes del proyecto y utilizaremos la opción de menú desplegable New: Package. Aparecerá un diálogo para indicar el nombre del paquete, que coincidirá con el nombre de una subcarpeta en el directorio donde se guardan los fuentes del proyecto. Fig. 16. Añadir un paquete a un proyecto 3.8. Añadir Argumentos en la Línea de Comandos Una vez seleccionada la clase que queremos ejecutar en el panel izquierdo ( Package explorer ), se debe seleccionar la opción del menú desplegable Run as: Run. Entonces, se debe seleccionar la pestaña Arguments e introducir los argumentos de la línea de comandos en el área de texto Program arguments (ver Fig. 17). Fig. 13. Añadir argumentos en la línea de comandos Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 10

11 3.9. Selección de un Proyecto Cuando ya hemos creado/abierto varios proyectos dentro de la herramienta de desarrollo de Eclipse y queremos visualizar sólo uno en concreto, deberemos seleccionar el proyecto deseado en la subventana izquierda (dentro de la pestaña que permite navegar a través de los proyectos y las clases) y elegir la opción Go into del pop-up menú (menú desplegable con el botón derecho del ratón) Generación de Documentación Fig. 14. Selección de proyectos dentro de un workspace Para generar la documentación de las clases y paquetes desarrollados se utiliza la herramienta javadoc. Desde el entorno de Eclipse se facilita la utilización de la herramienta javadoc a través del diálogo que se despliega con la opción de menú Project: Generate Javadoc : En primer lugar, se localiza el ejecutable de la herramienta javadoc utilizando el botón Configure. A continuación se debe configurar el directorio de salida de la documentación utilizando la caja de texto Destination y el botón Browse asociado. Por último, se pulsará el botón Finish para finalizar y generar por primera vez la documentación. Fig. 15. Generación de documentación con la herramienta javadoc Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 11

12 3.11. Depuración de Errores Utiliza la opción de menú Run: Toggle line breakpoint para establecer (o eliminar) puntos de parada. También se puede utilizar el menú desplegable que aparece al pulsar el botón derecho del ratón sobre el margen izquierdo de la ventana que muestra el código de una clase Java. Utiliza la opción de menú Run: Debug para lanzar la ejecución en modo depuración de errores. Aparecerá una ventana de debugger (depurador) con el estado de todas las variables. Puedes utilizar las opciones Run: step into (F5) y Run: Step over (F6) para ejecutar el código instrucción a instrucción. Step over ejecuta las llamadas a métodos como si fueran sentencias simples. Fig. 16. Depuración de un programa Creación y Utilización de Librerías (.jar) Cuando se quiere distribuir una aplicación desarrollada en Java que incluya un número considerable de clases y paquetes, conviene generar una librería. Las librerías en Java son archivos con extensión.jar que comprimen (al estilo de los ficheros zip) un conjunto de clases compiladas (.class) organizadas en paquetes. Se puede explorar el contenido de un fichero.jar con programas de compresión de ficheros como WinZip. Para crear una librería en el entorno Eclipse debemos utilizar la opción de menú File: Export y seleccionar JAR File como se muestra en la Fig. 174 siguiendo los siguientes pasos: 1. Marcaremos el proyecto a exportar (área Select the resources to export ). 2. En la zona Select export destination se indicará el nombre del fichero que vamos a crear. 3. Pulsa Next dos veces para llegar al paso donde puedas indicar cuál es la clase principal contenedora del método main que se ejecutará al hacer doble clic sobre el fichero.jar que se genere. Pulsa el botón Browse asociado a Main class para seleccionar la clase principal de tu proyecto 4. Pulsa Finish" para finalizar. Si ha ido todo bien, habrás generado un fichero con extensión.jar que se puede ejecutar simplemente haciendo doble clic sobre él y si el sistema operativo que utilizas tiene configurada una máquina virtual de Java por defecto. Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 12

13 En cualquier caso, si has exportado el ejemplo como divisores.jar, podrás ejecutarlo con java classpath divisores.jar Divisores. Fig Construcción de una librería jar Fig. 18. Configurar la clase principal Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 13

14 4. Trabajar Directamente con el JDK No es obligatorio utilizar el entorno de desarrollo presentado en el apartado anterior. Es posible trabajar directamente con un editor de texto para codificar los ficheros con extensión.java y el paquete de herramientas denominado JDK. Sin embargo, es altamente recomendable conocer qué es cada cosa en Java.! Java Runtime Environment (JRE). Conjunto de herramientas Java necesarias para la ejecución de programas Java, generalmente clases. Su uso se realiza a través de la directiva java.! Java Software Development Kit (JDK). El JDK es el conjunto de herramientas que sirven para el desarrollo de software. Entre estas herramientas se encuentra el compilador de bytecodes javac, que, tomando una clase.java, la compila y deja el resultado en una clase.class, directamente ejecutable con una máquina virtual Java, como la proporcionada por el comando java del JRE. Este entorno funciona en modo intérprete de órdenes, es decir, hay que: Escribir los programas con cualquier editor y guardarlos. Teclear la orden de compilación (comando javac) para generar los bytecodes (.class) a partir del código fuente de la clase (.java). Notas: o Hay que asegurarse que el ejecutable javac sea accesible desde la el directorio donde se invoca al ejecutable en la consola de comandos. o Si en el código fuente se hace referencia a librerías previamente compiladas se debe utilizar la opción classpath <rutas separadas por ;> (o configurar la variable de entorno CLASSPATH) para que el compilador encuentre esas librerías. o Si se desea que el compilador genere los.class en un directorio diferente al directorio donde se invoca a javac se debe utilizar la opción d <directory>. Y por último lanzar el intérprete de Java (comando java) para que ejecute la clase deseada Como ejemplo, se muestra el contenido de un archivo de comandos MS-DOS (extensión.bat) para compilar y ejecutar una clase Java denominada Divisores.java, especificando explícitamente la localización de JDK y del classpath: set JAVA_PATH=C:\Archivos de Programa\Java\jdk1.5.0_06\bin\ %JAVA_PATH%javac -classpath "y:/infarq/libreriacurso/clases" -sourcepath fuentes -d clases fuentes\*.java %JAVA_PATH%java -classpath "libreriacurso/clases;clases" Divisores pause Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 14

15 5. Instalación de Eclipse y JDK Para finalizar esta práctica, se explica el proceso que debe seguir el alumno para instalar el software necesario para realizar las prácticas de Informática en sus ordenadores personales. Esto requiere dos pasos: A) Instalación del Java Software Development Kit (JDK). En muchas máquinas ya viene instalado, pero en caso de que no sea así deberá instalarse el JDK. Para comenzar, debe accederse a la página web de Sun y descargarse la última versión (actualmente, es JDK 6 Update 16 ), para lo que se deben seguir los siguientes pasos: 1. Acceder a la página web y pinchar sobre el botón Download JDK (ver Fig. 23). Fig. 19. Página web de descarga del JDK 2. En la siguiente página, seleccionar la plataforma que corresponda, por ejemplo Platform: Windows, y sigue las instrucciones. Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 15

16 Una vez descargado el fichero, ejecutarlo. Los pasos del instalador no tienen mayor dificultad; en cada una de las pantallas puede seleccionarse la opción de continuar ( Next ) sin modificar las opciones por defecto. El último paso es añadir el JDK al path del sistema operativo. Para ello procedemos así: En Windows Vista y Windows 7, seleccionamos Inicio: Botón Derecho sobre Equipo: Propiedades: Configuración avanzada del sistema: Variables de entorno. En Windows XP, seleccionamos Inicio: Botón Derecho sobre Mi PC: Propiedades: Opciones avanzadas: Variables de entorno. Fig. 24. Modificación de las variables de entorno en Windows XP y Vista. Finalmente, pulsamos Modificar sobre la variable de sistema Path, y añadimos al final del valor de la variable, separado por un punto y coma, la ruta de la carpeta /bin del JDK. Por ejemplo, si la ruta es C:\Archivos de programa\java\jdk1.6.0_16\bin, añadimos lo siguiente: ; C:\Archivos de programa\java\jdk1.6.0_16\bin B) Instalación del entorno Eclipse. Para ello, debemos visitar la página web y seleccionar Eclipse IDE for Java Developers (98 MB) o el Eclipse Classic (169 MB). A continuación aparecerá una lista de ordenadores servidores (mirrors) desde los cuales se puede descargar el fichero necesario. Basta pues con pinchar en cualquiera de los enlaces de la sección Please choose a mirror close to you (ver Fig. 29). El fichero que se descargará está comprimido en formato.zip. Basta con descomprimirlo utilizando cualquier programa de compresión de ficheros, como por ejemplo WinZip. Una vez descomprimido, Eclipse ya está listo para utilizarse. Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 16

17 Fig. 25. Lista de mirrors para descargar Eclipse. Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 17

18 6. Acceder a la Documentación del JDK Resulta muy interesante descargarse de la documentación correspondiente a la versión de JDK que se ha instalado. De esta forma se puede consultar la ayuda relativa a las herramientas que incluye JDK y la especificación del API (Application Programming Interface), es decir, la documentación de las librerías disponibles por defecto en Java. De esta forma, puedes consultar el API cuando tengas alguna duda de la funcionalidad ofrecida por las librerías básicas. Al instalar la documentación, se debería elegir la subcarpeta docs de contenida en la carpeta donde se instaló el JDK, por ejemplo c:\jdk1.5.0_05\docs. Con la configuración del ejemplo, la página principal de la ayuda (visualizable por cualquier navegador de HTML) estaría accesible en c:\jdk1.5.0_05\docs\index.html (ver Figura de abajo). Esta documentación también se puede consultar en línea en La documentación del API está accesible en file:///c:/archivos de Programa/Java/jdk1.5.0_06/docs/api/index.html (o también, en Internet, en la página web ). Fig. 26. Documentación del JDK Departamento de Informática e Ingeniería de Sistemas pág. 18