Применение технологий Java и JavaFX для разработки виртуальных лабораторий математического моделирования
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?ограммирования. Как известно, все языки делятся на компилируемые и интерпретируемые. Программа на компилируемом языке (например, C++) перед использованием должна быть предварительно скомпилирована и собрана в загрузочный модуль в машинных кодах. Такой модуль жестко привязан к конкретной платформе и конкретной операционной системе. Интерпретируемые языки (например, JavaScript) не требуют предварительной компиляции, программы на них исполняются интерпретатором, который читает исходный текст программы и немедленно его исполняет. Недостатком таких языков является низкая скорость работы и полная зависимость от исполняющей системы [4].
Разработчики Java избрали средний путь, который состоит в следующем. Программа на языке Java (обычно это файл с расширением .java) компилируется в промежуточный стандартный код, который называется байт-кодом (такие файлы имеют расширение .class). Этот код не является машинным языком какого-либо конкретного процессора, а специально создан авторами Java; его следует рассматривать как язык ассемблера виртуальной Java-машины, не имеющей физической реализации. Для того, чтобы скомпилированная Java-программа могла исполняться на конкретном компьютере, на него нужно установить программу, интерпретирующую байт-коды Java (обычно эту программу также называют виртуальной Java-машиной). Поскольку байт-коды Java - это язык уровня ассемблера, нетрудно добиться полной совместимости реализаций виртуальных машин для разных платформ. Описанный процесс графически изображен на рис 2.1.
Рис. 2.1. Процесс запуска программы на Java.
Разобрав принцип работы данного языка программирования, коротко рассмотрим другие возможности Java, необходимые для решения поставленной задачи:
Создание интернет-приложений, которые называются апплетами. Апплет - прикладная программа на Java в форме байт-кода, которая встраивается в веб-обозреватель;
Объектная ориентированность языка. Java - полностью объектно-ориентированный язык, даже в большей степени, чем C++. Практически Все сущности в языке Java являются объектами, что позволяет разрабатывать сложные проекты;
Надежность. Язык Java предназначен для создания программ, которые должны надежно работать в любых ситуациях. Компилятор выявляет такие ошибки, которые в других языках обнаруживаются только на этапе выполнения программы, а также ошибки, вызвавшие повреждение памяти из-за неверного указателя;
Безопасность. Язык Java предназначен для использования в сетевой или распределенной среде. По этой причине большое внимание было уделено безопасности. Язык Java позволяет создавать системы, защищенные от вирусов и постороннего вмешательства;
Кросплатформенность. Компилятор Java (the Java Compiler) генерирует архитектурно-независимый двоичный код, который корректно исполняется на любой машине, где имеется так называемая Виртуальная Java-машина. Такой подход позволяет разработчикам писать программы на языке Java и использовать их практически везде;
Разработка виртуальных лабораторий математического моделирования требует визуализации данных в виде графиков, анимации, а также создание удобного интерфейса для пользователя. В связи с этим, необходимо использовать соответствующие технологии и пакеты. Выбирая среди наиболее подходящих средств визуализации, таких как Silverlight, Flash, JQuery и JavaFX, мой выбор пал на последнее по следующим причинам:
JavaFX создана на базе технологии Java: JavaFX расширяет возможности Java, позволяя разработчикам использовать любую библиотеку Java в JavaFX-приложениях;
Данная технология позволяет пользователям видеть JavaFX-приложения в веб-обозревателе или вообще не использовать веб-обозреватель, перетащив такое приложение на рабочий стол;
Она обеспечивает эффективное взаимодействие между дизайнерами и разработчиками с помощью утилиты Project Nile: дизайнеры могут работать со своими обычными инструментами и при этом взаимодействовать с создателями веб-сценариев, использующими среду NetBeans IDE вместе с JavaFX;
Она позволяет разработчикам создавать насыщенные интерактивные приложения для различного информационного наполнения, насыщенные векторной графикой, анимацией, аудио и видео;
.2 Среда разработки NetBeans
После выбора языка программирования, следующим важным шагом является правильный выбор среды разработки приложений (в данном случае Java-апплетов).
За более чем десятилетнюю историю языка Java сменилось не одно поколение интегрированных сред разработки (Integrated Development Environment - IDE). Эволюция IDE средств обусловлена множеством факторов, совокупность которых называется "информационные технологии", включающих в себя программную и аппаратную составляющие, а так же развитие самого языка. Первые IDE средства представляли в сегодняшнем понимании примитивный текстовый редактор, который служил только для набора исходных кодов, а всю остальную работу, начиная от компиляции и заканчивая окончательной сборкой проекта приходилось выполнять вручную. Сегодня же средства разработки являются фактически многофункциональными программными комплексами.
На сегодняшний день существует большое количество таких сред для разработки Java приложений. Перечень части из них приведен в таблице 2.1.
Таблица 2.1 IDE для Java.
№НазваниеПроизводительСайт производителя1NetBeansNetBeans, Inc. AnimatorInterleafhttp://www.jamba.com/8JambaInterlea