prog-intro-2025/lectures/README.md

Конспект лекции 1: Введение в программирование (Java)

Преподаватель: Георгий Корнеев

---

1. Организационные вопросы

1.1. Контактная информация

• Преподаватель: Георгий Корнеев
• Связь:
  • Основные вопросы → чат курса
  • Сложные/долгие вопросы → email преподавателя

1.2. Структура курса

Последовательность предметов:

• 1 курс: Введение в программирование (Java)
• 2 курс 1 семестр: Парадигмы программирования
• 2 курс 2 семестр: Технологии Java

---

2. Организация учебного процесса

2.1. Структура занятий

Лекции

• Теоретический материал
• Live coding
• Демонстрации примеров

Домашние задания

• Выдаются после каждой лекции
• Срок выполнения: около недели (чуть меньше, т.к. практики перед лекциями)
• Все последующие ДЗ (кроме первого) требуют самостоятельно написанного кода на Java

Практические занятия

• Сдача модификации домашнего задания (не самого ДЗ!)
• Модификация тесно связана с домашним заданием
• Пример: ДЗ - скомпилировать Hello World, практика - скомпилировать другую программу

---

3. Система оценивания

3.1. Версии домашних заданий

• Простая версия → НЕ нужно делать
• Сложная версия → ОБЯЗАТЕЛЬНО делать

3.2. Попытки сдачи

• Количество попыток: 3 (три вторника подряд)
• Если за 3 попытки не сдано → ДЗ не засчитывается

3.3. Система задержек (delay)

Фиксируется момент ПЕРВОЙ демонстрации рабочей программы преподавателю:

• Сдача в первую неделю → delay = 0
• Сдача во вторую неделю → delay = 1
• Сдача в третью неделю → delay = 2

⚠️ Важно: Задержка определяется моментом первой демонстрации работающей программы, а не финальной сдачи!

3.4. Система минусов

Начисление минусов:

• Преподаватель проверяет код
• За найденные проблемы назначаются минусы
• Минусы накапливаются при каждой попытке

Пример расчёта:

• 1 попытка: 3 минуса
• 2 попытка: 2 минуса
• 3 попытка: 0 минусов (успешно)
• Итого: 5 минусов, delay = 0 (т.к. начали с первой недели)

3.5. Бонусные баллы

Бонусы за скорость сдачи

• Условие: Первый студент, сдавший ДЗ преподавателю в первую неделю
• Количество: До 5 человек (по числу преподавателей)

Бонусы за найденные ошибки

• За обнаруженные ошибки и опечатки в материалах курса
• Сообщать в специальный раздел чата

---

4. Зачёт

4.1. Условия

• Проводится при неудовлетворительных баллах
• Если баллов достаточно → зачёт не обязателен

4.2. Варианты сдачи

• Досрочная сдача: конец декабря
• Стандартная сдача: во время сессии

---

5. Особенности первого домашнего задания

5.1. Уникальные условия

• Несложное (т.к. не было лекций)
• Срок сдачи: только первая практика
• Больше не принимается

---

6. Почему Java?

6.1. Популярность

• Индекс TIOBE: Java в топе популярных языков
• В плотной группе с C, C++, Python
• Python вырвался вперёд в последние 2-3 года

6.2. Преимущества Java

Простота и безопасность

• Достаточно простой язык
• Сложно создать код, который:
  • Убьёт компьютер
  • Приведёт к непредсказуемому поведению
  • Не воспроизводится на других машинах

Содержательность

• Простой, но весьма содержательный язык
• Широкий спектр возможностей

Области применения

1. Серверные приложения
2. Desktop-приложения
3. Android-разработка
4. JVM-языки (Kotlin, Scala и др.)

---

7. Основы Java

7.1. Концепция Java

Виртуальная машина (JVM)

• Java компилируется не в машинный код, а в байт-код
• Байт-код исполняется на виртуальной машине Java (JVM)
• Преимущество: кроссплатформенность (Write Once, Run Anywhere)

Процесс выполнения программы

1. Написание кода на Java (.java файлы)
2. Компиляция в байт-код (.class файлы)
3. Выполнение на JVM

7.2. Установка и настройка

Java Development Kit (JDK)

• Что включает:
  • Компилятор Java
  • JVM
  • Стандартная библиотека
  • Инструменты разработки

Проверка установки

java -version    # Проверка установленной версии JVM
javac -version   # Проверка версии компилятора

7.3. Первая программа: Hello World

Структура программы

public class HelloWorld {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Hello, World!");
    }
}

Ключевые элементы

• public class HelloWorld - объявление публичного класса
• Имя класса должно совпадать с именем файла
• public static void main(String[] args) - точка входа в программу
• System.out.println() - вывод в консоль

Компиляция и запуск

javac HelloWorld.java    # Компиляция → создаёт HelloWorld.class
java HelloWorld          # Запуск (БЕЗ расширения .class!)

---

8. Основы синтаксиса Java

8.1. Типы данных

Примитивные типы

Целочисленные:

• byte - 8 бит (-128 до 127)
• short - 16 бит (-32768 до 32767)
• int - 32 бита (-2³¹ до 2³¹-1)
• long - 64 бита (-2⁶³ до 2⁶³-1)

Вещественные:

• float - 32 бита (одинарная точность)
• double - 64 бита (двойная точность)

Другие:

• boolean - true/false
• char - 16 бит (символ Unicode)

Ссылочные типы

• Строки: String
• Массивы
• Объекты классов

8.2. Переменные

Объявление и инициализация

int x;           // Объявление
x = 10;          // Инициализация
int y = 20;      // Объявление с инициализацией

Константы

final int MAX_VALUE = 100;  // Константа (нельзя изменить)

8.3. Операторы

Арифметические операторы

• + - сложение
• - - вычитание
• * - умножение
• / - деление
• % - остаток от деления

Операторы сравнения

• == - равно
• != - не равно
• >, < - больше, меньше
• >=, <= - больше или равно, меньше или равно

Логические операторы

• && - логическое И (AND)
• || - логическое ИЛИ (OR)
• ! - логическое НЕ (NOT)

Операторы присваивания

• = - присваивание
• +=, -=, *=, /= - составное присваивание

8.4. Управляющие конструкции

Условный оператор if

if (условие) {
    // код
} else if (другое_условие) {
    // код
} else {
    // код
}

Оператор switch

switch (переменная) {
    case значение1:
        // код
        break;
    case значение2:
        // код
        break;
    default:
        // код по умолчанию
}

Цикл while

while (условие) {
    // код
}

Цикл do-while

do {
    // код
} while (условие);

Цикл for

for (инициализация; условие; инкремент) {
    // код
}

// Пример:
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    System.out.println(i);
}

Цикл for-each

for (тип элемент : коллекция) {
    // код
}

---

9. Ввод и вывод

9.1. Вывод в консоль

System.out.println("текст");  // Вывод с переводом строки
System.out.print("текст");    // Вывод без перевода строки

9.2. Ввод из консоли

import java.util.Scanner;

Scanner scanner = new Scanner(System.in);
int number = scanner.nextInt();      // Чтение целого числа
String line = scanner.nextLine();    // Чтение строки
double d = scanner.nextDouble();     // Чтение вещественного числа

9.3. Работа с аргументами командной строки

public static void main(String[] args) {
    // args[0] - первый аргумент
    // args[1] - второй аргумент
    // args.length - количество аргументов
}

---

10. Массивы

10.1. Одномерные массивы

Объявление и создание

int[] array;                    // Объявление
array = new int[10];            // Создание массива на 10 элементов
int[] array2 = new int[5];      // Объявление с созданием

// Инициализация значениями
int[] array3 = {1, 2, 3, 4, 5};

Обращение к элементам

array[0] = 10;      // Присваивание
int x = array[0];   // Чтение

Длина массива

int length = array.length;  // Поле length (НЕ метод!)

10.2. Многомерные массивы

int[][] matrix = new int[3][4];         // 3 строки, 4 столбца
int[][] matrix2 = {{1,2}, {3,4}, {5,6}};

---

11. Строки (String)

11.1. Создание строк

String s1 = "Hello";
String s2 = new String("World");

11.2. Основные методы

int len = s.length();           // Длина строки
char ch = s.charAt(0);          // Символ по индексу
String sub = s.substring(0, 5); // Подстрока
String upper = s.toUpperCase(); // В верхний регистр
String lower = s.toLowerCase(); // В нижний регистр

11.3. Конкатенация

String result = s1 + s2;
String result2 = s1.concat(s2);

11.4. Особенности строк

• Строки в Java неизменяемые (immutable)
• Все операции создают новые строки
• Сравнение строк: использовать equals(), НЕ ==

if (s1.equals(s2)) {  // ПРАВИЛЬНО
    // строки равны
}

if (s1 == s2) {  // НЕПРАВИЛЬНО (сравнивает ссылки)
    // это не то, что вы думаете
}

---

12. Работа с тестами

12.1. Репозиторий с тестами

• Тесты выкладываются в отдельный репозиторий
• Доступны исходный код и скомпилированная версия (.jar файлы)

12.2. Запуск тестов

Шаги для запуска

1. Скачать .jar файл с тестами
2. Скомпилировать свою программу
3. Проверить наличие .class файла
4. Запустить тесты командой

Пример команды запуска

java -cp <путь_к_тестируемому_классу>:<путь_к_тест.jar> <название_теста>

Рекомендация: Создать скрипт для автоматизации запуска тестов

12.3. Требования к решениям

• Для второго ДЗ: промежуточные результаты должны помещаться в int
• Использовать можно всё из стандартной поставки Java
• Неправильное использование → минусы при сдаче

---

13. Дополнительное задание: Run.me

13.1. Описание

• Необязательное задание для тех, кому "нечего делать"
• Содержит как простые, так и откровенно сложные задачи
• Предназначено для дополнительной практики

13.2. Рекомендации

• ✅ Посмотреть полчасика
• ✅ Получить доступные плюсики
• ✅ Перейти к основному ДЗ
• ⚠️ НЕ закапываться в Run.me - это плохая стратегия!

13.3. Оценивание

• Максимум баллов не больше, чем за обычное ДЗ
• Выполнить обычное ДЗ гораздо полезнее
• Сложность оценивается по количеству решивших
• Оценка: коэффициент × количество решённых задач

13.4. Технические детали

• Можно использовать всё что угодно
• Проверяется только правильность URL результата
• Код НЕ проверяется (в отличие от обычных ДЗ)
• Каждая строка = отдельное число (не склеиваются)
• Не надо показывать код преподавателю

---

14. Система баллов и оценок

14.1. Начисление очков

• Очки начисляются за сдачу домашних заданий
• Видны в специальной таблице (НЕ в БАРСе)
• Несдача ДЗ = 0 очков

14.2. Важные замечания

• ⚠️ Нельзя сравнивать очки за разные ДЗ
• ⚠️ Нельзя сравнивать очки между группами
• ✅ Гарантируется локальная справедливость внутри группы

14.3. Локальная справедливость

Правило:

Если студент A и студент B:
- Решили одинаковые ДЗ
- У A не больше задержки, чем у B
- У A не больше минусов, чем у B
→ То у A точно не меньше баллов, чем у B

14.4. Конвертация в БАРС

• Конвертация происходит в конце курса
• Очки нормируются относительно группы
• Чем больше очков относительно коллег → выше оценка

14.5. Критерии оценок

• Для 5 (отлично): > 90 баллов в БАРСе
• За каждое ДЗ гарантируется минимальный процент баллов
• Сдать ДЗ всегда строго лучше, чем не сдать
• Разница между "сдано" и "не сдано" существенная

14.6. Причины разброса баллов

• Результаты Run.me (различия в решённых задачах)
• Задержки при сдаче
• Количество минусов
• Относительный перформанс в группе

14.7. Интерпретация статуса

• 🟢 Зелёный → всё хорошо
• 🔴 Красный → проблемы, нужно подтянуться

---

15. Практические рекомендации

15.1. Стратегия успешной сдачи

1. ✅ Начинать делать ДЗ сразу после выдачи
2. ✅ Стремиться сдать в первую неделю (delay = 0)
3. ✅ Тщательно проверять код перед демонстрацией
4. ✅ Использовать тесты для самопроверки
5. ✅ Создать скрипты для автоматизации

15.2. Работа с кодом

• Можно использовать линтеры для Java
• Следить за качеством кода
• Исправлять замечания преподавателя
• Помнить о накоплении минусов

15.3. Что НЕ стоит делать

• ❌ Откладывать ДЗ на последнюю неделю
• ❌ Закапываться в Run.me вместо основного ДЗ
• ❌ Игнорировать замечания преподавателя
• ❌ Сравнивать свои баллы с другими группами

---

16. Обратная связь

16.1. Если недоволен результатом

• Использовать кнопку 👎 (thumbs down) под ответами
• Написать в чат курса
• Отправить email преподавателю

16.2. Если что-то непонятно

• Задавать вопросы в чате
• Подходить к преподавателю после лекции
• Писать на email для сложных вопросов

---

Резюме первой лекции

Ключевые выводы

1. Организация: Лекции → ДЗ → Практика (сдача модификаций)
2. Оценивание: Очки → конвертация в БАРС → итоговая оценка
3. Java: Популярный, простой, безопасный, кроссплатформенный язык
4. Стратегия: Сдавать быстро, качественно, регулярно

Что делать дальше

1. Настроить среду разработки (JDK установлен)
2. Начать второе домашнее задание
3. Скачать и настроить тесты
4. Стремиться сдать в первую неделю

Важные даты

• Сдача ДЗ: каждый вторник (3 попытки)
• Досрочный зачёт: конец декабря
• Стандартный зачёт: сессия

---

Полезные ссылки

• Чат курса (основные вопросы)
• Email преподавателя (сложные вопросы)
• Репозиторий с тестами
• Материалы курса
• Раздел "Ошибки и опечатки" в чате

---

Успехов в изучении Java! 🚀