Электронный редактор структур органических молекул на языке Kotlin

Введение 6
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕМАТИКB 7
1.1 Анализ актуальности изучения положений по химии в школьных заведениях 7
1.2 Анализ существующих программных решений в области молекулярных редакторов 11
1.3 Описание преимуществ избранных программных решений реализации 16
1.3.1 Платформа JavaFX 16
1.3.2 Среда разработки Intellij idea 20
1.3.3 Язык программирования Kotlin 22
1.3.4 Система сборки проектов Gradle 25
1.3.5 Библиотека CDK 27
1.4 Цель и задачи работы 27
2 РАЗРАБОТКА РЕДАКТОРА СТРУКТУР ОРГАНИЧЕСКИХ МОЛЕКУЛ 29
2.1 Проектирование общей работы программы 29
2.2 Разработка и описание структуры редактора 33
2.3 Создание главных методов реализации функций редактора 42
2.4 Описание интерфейса и возможностей использования редактора структур органических молекул 47
3 ОХРАНА ТРУДА 54
ВЫВОДЫ 67
ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ 68
ПРИЛОЖЕНИЕ А 70

В данной дипломной работе рассмотрен процесс разработки программного приложения в виде электронного молекулярного редактора органических структур. Редактор предусматривает возможность выводить и редактировать структурные формулы органических соединений.
Редактор предназначен для учащихся 9-11 классов, изучающих органическую химию и учителей. Техническая реализация выполнена на базе использования высокоуровневого языка программирования Kotlin, графического фреймворка JavaFx для языка программирования Java и библиотеки CDK (Chemistry Development Kit).

2.4 Опис інтерфейсу та можливостей використання редактора структур органічних молекул 47
3 ОХОРОНА ПРАЦІ 54
3.1 Вплив електростатичних полів на організм оператора ВДТ. Способи захисту від них 54
3.2 Специфіка забезпечення пожежної безпеки в приміщеннях для ЕОМ 56
3.3 Вимоги електробезпеки в ході ремонту та технічного обслуговування персональних комп‘ютерів 59
3.4 Раціональний режим праці та відпочинку фахівців-комп'ютерників 61
3.5 Спеціальні вправи, та психофізіологічне розвантаження працюючих з ВДТ ЕОМ 63
ВИСНОВКИ 67
ПЕРЕЛІК ДЖЕРЕЛ ПОСИЛАННЯ 68
ДОДАТОК А 70

ВСТУП
Застосування комп'ютерної техніки з появою нових технологій передачі, обробки, накопичення та подання інформації полегшило і прискорило обчислювальну роботу в багатьох областях науки, і хімії, зокрема. Відносно низька ціна і WIMP-інтерфейс робить основну частину спеціалізованих рішень доступними для широкого кола користувачів.
...

1.1 Аналіз актуальності вивчення положень з хімії у шкільних закладах

Сучасний етап розвитку суспільства характеризується потужним розвитком інформаційних технологій і їх проникненням у всі сфери людської діяльності, в тому числі в систему освіти. Комп'ютерні технології покликані стати невід'ємною частиною освітнього процесу, що значно підвищує його ефективність, так як дозволяють на більш високому рівні реалізовувати такі принципи навчання, як науковість, наочність, систематичність, послідовність, доступність.
Профільне навчання хімії є одним з ефективних засобів підвищення якості освіти, розвитку здібностей, нахилів, інтересів школярів; активності їх пізнавальної діяльності.
...

1.2 Аналіз існуючих програмних рішень у галузі молекулярних редакторів

На сьогодні молекулярні редактори бувають у вигляді самостійних програм, аплетів та онлайн редакторів.
У якості самостійних програм ми розглянемо системи ChemDraw, Avogadro, MarvinView, FlaME та JME
1) ChemDraw - професійний редактор хімічної графіки. Входить в пакет ChemOffice, від CambridgeSoft. Компанія була продана в 2011 році компанії PerkinElmer. Можливості програми:
• створення та редагування хімічних структур і обладнання;
• розширені графічні функції;
• можливість конвертації назви з'єднання в структуру і зворотне назву з'єднання за структурою (IUPAC);
• симуляція ямр- спектрів;
• засоби для перевірки хімічних формул і структур;
• непогана база шаблонів поширених макроструктур і обладнання;
• модуль chemdraw / excel;
• плагін activex для браузера з можливістю пошуку в онлайн-базі даних хімічних сполук cambridgesoft.
Інтерфейс програми ChemDraw наведено на рис.1.2.
...

1.3.1 Платформа JavaFX

JavaFX 2.0, нова версія платформи функціонально-багатих клієнтських Java-додатків, спочатку розробленої в Sun Microsystems, до кінця весни 2011 року перейде в стадію відкритого бета-тестування. Фінальна версія платформи повинна з'явитися пізніше на протязі року.
Спочатку, з 2007 по 2010 рік, версії 1.1, 1.2 і 1.3 платформи JavaFX містили:
- декларативний мову програмування JavaFX Script створення UI-інтерфейсу.
- набір JavaFX SDK, що забезпечує компілятор і середовище виконання.
- модулі для середовищ виконання NetBeans IDE і Eclipse.
- модулі для Adobe Photoshop і Adobe Illustrator, що дозволяють експортувати графіку в код JavaFX Script, інструменти конвертації графічного формату SVG у код JavaFX Script.
Платформа JavaFX версії 2.0 випуску 2011 року кардинально відрізнялася від платформи JavaFX версії 1.Х.
Платформа JavaFX 2.
...

1.3.2 Середовище розробки Intellij idea

Програмне забезпечення JetBrains IntelliJ IDEA - це провідна середовище швидкої розробки на мові Java. IntelliJ IDEA являє собою високотехнологічний комплекс тісно інтегрованих інструментів програмування, що включає інтелектуальний редактор вихідних текстів з розвиненими засобами автоматизації, потужні інструменти рефакторинга коду, вбудовану підтримку технологій J2EE, механізми інтеграції з середовищем тестування Ant / JUnit і системами управління версіями, унікальний інструмент оптимізації та перевірки коду Code Inspection, а також інноваційний візуальний конструктор графічних інтерфейсів.
Унікальні можливості JetBrains IntelliJ IDEA позбавляють програміста від вантажу рутинної роботи, допомагають своєчасно усунути помилки і підвищити якість коду, піднімаючи продуктивність розробника на нову висоту.
...

1.3.3 Мова програмування Kotlin

Kotlin (Котлін) - статично типізована мова програмування, що працює поверх JVM і розробляється компанією JetBrains. Також компілюється в JavaScript, і в виконуваний код ряду платформ через інфраструктуру LLVM. Мова названа на честь острова Котлін в Фінській затоці, на якому розташоване місто Кронштадт.
Автори ставили за мету створити більш лаконічну і типобезпечнішу мову, ніж Java, і більш просту, ніж Scala. Наслідком спрощення в порівнянні зі Scala стали також більш швидка компіляція і краща підтримка мови. Мова повністю сумісна з Java, що дозволяє java-розробникам поступово перейти до її використання; зокрема, в Android мова вбудовується за допомогою Gradle, що дозволяє для існуючого android-додатку впроваджувати нові функції на Kotlin без переписування програми цілком.
Синтаксис мови використовує елементи з Паскаля, TypeScript, Haxe, PL/SQL, F#, Go і Scala, C++, Java, C#, Rust і D.
...