Програмна реалізація
3.1 Вибір мови програмування
Серед великої кількості доступних мов програмування перевага надається мовам:
простий та інтуїтивно зрозумілий синтаксис;
можливість розділення та зручної зміни структури;
принципи ООП;
кросплаформенність;
забезпеченість зручного інструментарію;
наявність бібліотек;
легкість розширення.
Дним вимогам підходять чимало мов: PHP, Ryby, Python, Java, C/C++ та інші. Проте, хотілося б, щоб отримана програма могла з легкістю використовуватись на будь-яких ОС без перезбирання чи перекомпіляції. Тому мій вибір впав на Java.
Java — об'єктно-орієнтована мова програмування, випущена компанією Sun Microsystems у 1995 році як основний компонент платформи Java. Синтаксис мови багато в чому походить від C та C++. У офіційній реалізації, Java програми компілюються у байткод, який при виконанні інтерпретується
віртуальною машиною для конкретної платформи.
Sun Microsystems надає компілятор Java та віртуальну машину Java, які задовольняють специфікації Java Community Process, під ліцезією GNU General Public License.
Передусім, Java розроблялась як платформо-незалежна мова, тому вона має менше низькорівневих можливостей для роботи з апаратним забезпеченням. За необхідності таких дій java дозволяє викликати підпрограми, написані іншими мовами програмування.
Під «незалежністю від архітектури» мається на увазі те, що програма, написана на мові Java, працюватиме на будь-якій підтримуваній апаратній чи системній платформі без змін у початковому коді та перекомпіляції.
Цього можна досягти, компілюючи початковий Java код у байт-код, який являє собою спрощені машинні команди. Потім програму можна виконати на будь-якій платформі, що має встановлену віртуальну машину Java, яка інтерпретує байткод у код, пристосований до специфіки конкретної операційної системи і процесора. Зараз віртуальні машини Java існують для більшості процесорів і операційних систем.
Стандартні бібліотеки забезпечують загальний спосіб доступу до таких платформозалежних особливостей, як обробка графіки, багатопотоковість та роботу з мережами. У деяких версіях задля збільшення продуктивності JVM, байт-код можна компілювати у машинний код до або під час виконання програми.
Основна перевага використання байт-коду — це портативність. Тим не менш, додаткові витрати на інтерпретацію означають, що інтерпретовані програми будуть майже завжди працювати повільніше, ніж скомпільовані у машинний код, і саме тому Java одержала репутацію «повільної» мови. Проте, цей розрив суттєво скоротився після введення декількох методів оптимізації у сучасних реалізаціях JVM.
Швидкість офіційної віртуальної машини Java значно покращилася з моменту випуску ранніх версій, до того ж, деякі випробування показали, що продуктивність JIT компіляторів у порівнянні зі звичайними компіляторами у машинний код майже однакова.
Попередня структура програми
Програма буде складатись, як найменше, з двох головних модулів: розрахункового та графічного.
Розрахунковий модуль повинен підключати підмодулі, що будуть працювати з обрахунками, залежними від вхідних даних та вибраних опцій. Головна задача – організувати розрахунок. Інформація про доступність та наявність відповідних модулів знаходитиметься в конфігураційному файлі, що забезпечить розширення можливостей програми без її перезбирання та правки вихідного коду.
Важливим моментом є збереження швидкодії та використання пам’яті, для цього потрібно підібрати найбільш оптимізовані структури збереження даних(масив, список і т.д.). Також, для вирішення проміжних розрахунків, будуть використовуватись математичні бібліотеки, що значно може підвищити швидкодію.
Щодо графічного модуля він повинен надати користувачеві зручність та зрозумілість ідей програми, бути максимально простим та мати певні режими налаштувань(напр. звичайний, розширений). Сюди увійдуть інтерфейс та графічне представлення розрахунків. Для графічного представлення використовуватиметься бібліотека JavaFX, що є досить потужним інструментом у відображені графіки. Для інтерфейсу буде використовуватись поєднання бібліотек Swing та JavaFX.