if、while 和 for 语句是 Java 的基本控制结构。本讲座围绕使用这些结构来处理重要计算任务的简短程序展开。示例包括排序、计算平方根、因式分解和模拟随机过程。最后，本讲座将以一个详细的示例来说明调试程序的过程。

使用同一类型的大量值序列进行计算极为常见。本讲座介绍了支持此类应用的 Java 内置数组数据结构，并列举了几个示例，包括洗牌、优惠券收集器随机性测试和网格中的随机行走。

为了与我们的程序交互，我们需要从外部世界获取信息并向外部世界展示信息的机制。本讲座将介绍几种这样的机制：文本、绘图和动画。详细示例包括模拟自然现象的分形图和显示窗口中的小球弹跳动画。

模块化编程是一门将程序分解成可单独开发的程序片段的艺术和科学。本讲座将介绍实现模块化编程的基本机制--函数（Java 方法）。具有启发性的例子包括经典高斯分布函数和创建数字音乐的应用程序。

递归函数是一种能调用自身的函数。本讲座通过详细讨论尺规函数和（相关的）经典示例（包括河内塔谜题、H 树和基于递归的现实世界简单模型）来介绍这一概念。我们展示了使用递归的一个常见误区，以及避免这种误区的简单方法，其中引入了一种不同的（相关的）编程范式，即动态编程。

在开发程序时，您需要了解程序对资源的需求。在本讲座中，我们将介绍一种了解性能的科学方法，即建立描述程序运行时间的数学模型，然后进行经验测试来验证这些模型。最终，我们会得出一个简单有效的方法，您可以用它来预测自己程序的运行时间，因为这些程序涉及大量计算。

在 Java 中，您可以创建自己的数据类型并在程序中使用它们。在本讲座和下一讲座中，我们将展示这种能力如何让我们将程序视为现实世界概念的抽象表示。首先，我们将展示如何编写使用数据类型的客户端程序。我们的例子涉及颜色、图像和基因等抽象概念。这种编程方式被称为面向对象编程，因为我们的程序会操作持有数据类型值的对象。

创建自己的数据类型是现代 Java 编程的核心活动。本讲座将介绍创建数据类型的机制（实例变量、构造函数、实例方法和测试客户端），然后开发几个示例，最后使用一个典型的数学抽象（复数）来创建著名的 Mandelbrot 集的可视化表示。

最后，我们将概述与编程语言相关的重要问题。为了让您相信，掌握了 Java 知识就能学习其他编程语言，我们将展示一个典型程序在 C、C++、Python 和 Matlab 中的实现。我们将介绍这些语言之间的重要差异，并讨论一些基本问题，如垃圾回收、类型检查、面向对象编程和函数式编程以及一些简短的历史背景。