Java Programmierworkshop für Einsteiger mit ChatGPT-Unterstützung

Seminarziel

Dieser 5-tägige Java-Programmierworkshop bietet eine umfassende und praxisorientierte Einführung in die Welt der Java-Programmierung, ideal für Anfänger. Mit einem Schwerpunkt auf Java 21, erhalten die Teilnehmer Einblicke in alles, von der grundlegenden Syntax bis hin zu fortgeschrittenen Konzepten wie Objektorientierung und Netzwerkprogrammierung. Einzigartig ist die Unterstützung durch ChatGPT, einen KI-gestützten Assistenten, der bei der Entwicklung und Problemlösung hilft. Ziel des Seminars ist es, den Teilnehmern das notwendige technische Wissen und praktische Fähigkeiten zu vermitteln, um selbstständig Java-Anwendungen zu entwickeln und die erlernten Prinzipien effektiv in realen Projekten anzuwenden. Am Ende des Workshops werden die Teilnehmer in der Lage sein, mit Java 21 eigenständige und innovative Softwarelösungen zu erstellen.

Inhalt

• Einführung in Java
  • Was ist Java? Geschichte und Eigenschaften
  • Einsatzgebiete und Bedeutung von Java
  • Vergleich mit anderen Programmiersprachen
• Entwicklungsumgebung
  • Auswahl und Einrichtung einer IDE (z.B. IntelliJ IDEA)
  • Grundlagen der IDE-Nutzung und Projektstruktur
  • Erstellen und Ausführen eines einfachen Java-Programms
• Grundlagen der Java-Programmierung
  • Syntax, Variablen und Datentypen
  • Grundlegende Operatoren und Ausdrücke
  • Steuerungsstrukturen: if, else, switch, Schleifen
• Klassen und Objekte
  • Verständnis von Klassen und Objekten in Java
  • Methodendeklaration und -aufruf
  • Konstruktoren und Objektinstanziierung
  • Übung 1 : Erstellung eines einfachen Bankkonto-Modells (Kontoerstellung und Grundfunktionen).
  • ChatGPT-Unterstützung :
    • Erklärung der grundlegenden Java-Syntax und -Konzepte.
    • Hilfestellung bei der Strukturierung des Codes für Klassen und Methoden.
    • Unterstützung bei der Fehlersuche und Fehlerbehebung.
• Vererbung in Java
  • Konzept der Vererbung und Superklassen
  • Erstellen und Verwenden von Subklassen
  • Überschreiben von Methoden und Polymorphismus
• Interfaces und Abstrakte Klassen
  • Unterschied zwischen Interfaces und Abstrakten Klassen
  • Implementierung von Interfaces
  • Anwendungsfälle für Abstrakte Klassen
• Kapselung und Datenversteckung
  • Zugriffsmodifikatoren: private, protected, public
  • Bedeutung von Getter- und Setter-Methoden
  • Best Practices für Kapselung und Datenversteckung
• Ausnahmebehandlung
  • Try-Catch-Blöcke und Exception Handling
  • Erstellen benutzerdefinierter Exceptions
  • Best Practices für Fehlerbehandlung und Logging
  • Übung 2 : Erweiterung des Bankkonto-Modells um Vererbung und Ausnahmebehandlung.
  • ChatGPT-Unterstützung :
    • Erläuterung von Vererbung und Polymorphismus in Java.
    • Anleitung zur Implementierung verschiedener Kontotypen als Subklassen.
    • Ratschläge zur Nutzung von Interfaces und abstrakten Klassen
• Collections Framework
  • Arten von Collections: List, Set, Map
  • Einsatz von Generics in Collections
  • Iteration über Collections mit Iteratoren und foreach
• Dateiverarbeitung
  • Lesen und Schreiben von Dateien
  • Umgang mit Datei-Streams und Buffern
  • Einsatz von File-Klassen und Pfadoperationen
• Multithreading
  • Grundlagen und Erstellen von Threads
  • Synchronisation und Thread-Sicherheit
  • Deadlocks und Concurrent Collections
• Lambda-Ausdrücke und Streams
  • Einführung in Lambda-Ausdrücke
  • Anwendung von Streams zur Datenverarbeitung
  • Methodenreferenzen und Funktional Interfaces
• Übung 3 : Integration von Multithreading und Dateiverarbeitung im Bankkonto-Projekt.
  • ChatGPT-Unterstützung :
    • Anleitung zur Verwendung von Java Collections und Generics.
    • Beratung bei der Implementierung von Streams und Lambda-Ausdrücken für effiziente Datenverarbeitung.
    • Unterstützung bei der Implementierung von Such- und Sortierfunktionen.
• Netzwerkprogrammierung
  • Grundlagen der TCP/IP-Kommunikation
  • Erstellen von Client- und Serveranwendungen
  • Umgang mit Sockets und Netzwerkprotokollen
• Java GUI-Entwicklung
  • Einführung in Swing und AWT
  • Erstellen von Fenstern, Menüs und Dialogen
  • Ereignisbehandlung und Layout-Management
• Java und Datenbanken
  • Grundlagen von JDBC und Datenbankverbindungen
  • Ausführen von SQL-Anweisungen
  • Verbindungspools und Transaktionsmanagement
• Unit Testing mit JUnit
  • Einführung in JUnit und Test Cases
  • Mocking und Testabdeckung
  • Integrationstests und Testorganisation
• Übung 4 : Hinzufügen einer Benutzeroberfläche und Datenbankanbindung zum Bankkonto-Projekt.
  • ChatGPT-Unterstützung :
    • Anleitung zur Erstellung einer Benutzeroberfläche mit Java Swing.
    • Beratung zur Netzwerkprogrammierung für einfache Client-Server-Kommunikation.
    • Unterstützung bei Multithreading-Problemen und Synchronisationsmechanismen.
• Software-Design-Prinzipien
  • SOLID-Prinzipien und Design Patterns
  • Clean Code und Refactoring-Techniken
  • Dokumentation und Code-Kommentierung
• Moderne Java-Features
  • Überblick über neue Features in Java 21
  • Einsatz von Modulen und Jigsaw
  • Fortgeschrittene Sprachfeatures und APIs
• Leistungs- und Speicheroptimierung
  • Performance-Tuning in Java-Anwendungen
  • Speichermanagement und Garbage Collection
  • Profiling-Werkzeuge und Benchmarks
• Projektmanagement und -abschluss
  • Agile Methoden und Projektplanung
  • Code-Reviews und Qualitätskontrolle
  • Finalisierung und Zusammenfassung des Projekts
• Übung 5 : Finalisierung und Optimierung des Bankkonto-Projekts.
  • ChatGPT-Unterstützung :
    • Code-Review zur Verbesserung und Optimierung des bestehenden Codes.
    • Hilfestellung bei der Integration aller Systemkomponenten.
    • Tipps zur Präsentationstechnik und zur Vorbereitung auf die Abschlusspräsentation.