44

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Луцький національний технічний університет

Кафедра комп’ютерних технологій

професійного навчання

Курсова робота з дисципліни «Прикладне програмування»

Виконав:

ст. гр. ПНК-31

Мельничук О.О

Викладач:

Кабак В.В.

Луцьк 2011

Зміст

ВСТУП……………………………………………………………………………3

1 Сучасні тенденції програмування систем автоматизації…………………………………………………………….....4

1.1 Загальна характеристика та особливості програмування сучасних систем автоматизованого проектування 4

1.2 Порівняльна характеристика середовищ розробки прикладних програм на мові JAVA…………………………………………………………………..…….10

2 Об’єкти java 16

2.1 Характеристика класуTreeMap……………………………………...………16

2.2 Опис методу list()………………………………………………….…………22

2.3 Приклад використання об’єктів…………………………….………………25

3 Проектна частина………………………………………………………30

3.1 Опис програмного продукту «Блокнот»……………………………...…….30

3.2 Коротка характеристика використаних у програмі компонентів.

ВИСНОВКИ……………………………………………………………………...39

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ……………………………………….40

ДОДАТКИ………………………………………………………………….…….41

Додаток А………………………………………………………………….……..42

Додаток Б…………………………………………………………………………45

ВСТУП

В даній курсовій роботі ми описуємо одну з найбільш актуальних на сьогоднішній день мов програмування - мова Java. Вона легка у вивченні, дозволяє створювати програми, які можуть виконуватися на будь-якій платформі без яких-небудь доопрацювань (кросплатформеність).

Java орієнтована на Internet, і найпоширеніше її застосування - невеликі програми, аплети, які запускаються в браузері і є частиною HTML-сторінок. Також мова Java є об'єктно-орієнтованою і поставляється з досить об'ємною бібліотекою класів. На даний момент мова програмування Java є однією з самих кращих мов програмування, якою користуються серйозним програмістам.

Мета курсової роботи: процес розробки програмного продукту «Годинник» засобами інтегрованого об’єктно-орієнтованого середовища мови програмування JAVA, та дослідження його основних методів та класів.

Об’єкт курсової роботи – програмне середовище для створення прикладних програм з використанням мови Java NetBeans 6.9.1, призначене для розробки сучасних систем автоматизованого проектування.

Предметом курсової роботи є дослідження особливостей створення аплетів – складових елементів прикладного програмування засобами мови JAVA.

Завдання курсової роботи:

1.Детальне ознайомлення з принципами та особливостями роботи певних класів, компонентів, що використовувались у процесі розробки програми.

2. Опис класу TreeMap та методу list().

3.Створення програмного продукту Блокнот;

1 Сучасні тенденції програмування систем автоматизації

1.1 Загальна характеристика та особливості програмування сучасних систем автоматизованого проектування

Вражаюче зростання обчислювальної потужності комп'ютерів та широке розповсюдження програмного забезпечення проектування і виробництва, призвели до того що інженери можуть використовувати системи автоматизованого проектування (САПР) для вирішення повсякденних завдань, а не тільки для підготовки наочних ілюстрацій.

Система автоматизованого проектування, САПР – автоматизована система, що реалізує інформаційну технологію виконання функцій проектування, являє собою організаційно-технічну систему, призначену для автоматизації процесу проектування, що складається з персоналу і комплексу технічних, програмних та інших засобів автоматизації його діяльності.

Міжнародна конкуренція, збільшення числа досвідчених фахівців і підвищення вимог до якості змушують власників підприємств автоматизувати проектування і виробництво. Як наслідок цього, викладачі вищої школи відчувають потребу змінити програму своїх курсів, що відносяться до проектування, щоб навчити студентів користуватись САПР і дати їм уявлення про основні принципи що лежать в основі цих систем.

Сучасні підприємства не зможуть вижити у всесвітній конкуренції, якщо не будуть випускати нові продукти кращої якості (quality, Q), більш низької вартості (cost. С) і за менший час (delivery, D). Тому вони прагнуть використовувати величезні можливості пам'яті комп'ютерів, їх високу швидкодію і можливості зручного графічного інтерфейсу, для того, щоб автоматизувати і поєднати задачі проектування та виробництва, які раніше були вельми утомливими і зовсім не пов'язаними один з одним. Таким чином скорочується час і вартість розробки і випуску продукту. Для цієї мети використовуються технології автоматизованого проектування (computer-aided design - CAD), автоматизованого виробництва (computer-aided manufacturing CAM) і автоматизованої розробки або конструювання (computer-aided engineering CAE).

Автоматизоване проектування (computer-aided design - CAD) є технологією, яка полягає у використанні комп'ютерних систем для полегшення створення, зміни, аналізу та оптимізації проектів. Таким чином, будь-яка програма, що працює з комп'ютерною графікою, так само як і будь-яке застосування, яке використовується в інженерних розрахунках, відноситься до систем автоматизованого проектування. Іншими словами, безліч засобів CAD простирається від геометричних програм для роботи з формами до спеціалізованих приладних програм для аналізу та оптимізації. Між цими крайнощами використовуються програми для аналізу допусків, розрахунку мас, інерційних властивостей, моделювання методом кінцевих елементів і візуалізації результатів аналізу. Сама основна функція CAD - визначення геометрії конструкції (деталі механізму, архітектурні елементи, електронні схеми, плани будівель і.т.д), оскільки геометрія визначає всі наступні етапи життєвого циклу продукту. Для цієї мети зазвичай використовуються системи розробки робочих креслень та геометричного моделювання. Ось чому ці системи зазвичай і вважаються системами автоматизованого проектування. Більш того, геометрія, визначена на цих системах, може використовуватись в якості основи для подальших операції в системах САЕ і САМ. Це одна з найбільш значних переваг CAD, що дозволяє економити час і скорочувати кількість помилок, пов'язаних з необхідністю визначати геометрію конструкції з нуля кожен раз, коли вона потрібна в розрахунках. Можна стверджувати, що системи автоматизованої розробки робочих креслень і системи геометричного моделювання є найбільш важливими компонентами автоматизованого проектування.

Автоматизоване виробництво (computer - aided manufacturing - САМ) - це технологія, яка полягає у використанні комп'ютерних систем для планування, управління і контролю операції виробництва через прямий або непрямий інтерфейс з виробничими ресурсами підприємства. Одним з найбільш зрілих підходів до автоматизації виробництва є числове програмне управління (ЧПУ, numerical control - NC). ЧПУ полягає у використанні запрограмованих команд для керування верстатом, який може шліфувати, різати, фрезерувати, штампувати, згинати та іншими способами перетворювати заготовки в готові деталі. У наш час комп'ютери здатні генерувати великі програми для верстатів з ЧПУ на підставі геометричних параметрів виробів з бази даних CAD і додаткових відомостей що надаються оператором. Дослідження в цій області концентруються на скороченні необхідності втручання оператора.

Ще одна важлива функція систем автоматизованого виробництва. Програмування роботів, які можуть працювати на гнучких, автоматизованих ділянках, вибираючи і встановлюючи інструменти на оброблювані деталі на станках з ЧПУ. Роботи можуть також виконувати свої власні завдання, наприклад займатися зварюванням, складанням і перенесенням обладнання і деталей по цеху. Планування процесів також поступово автоматизується. План процесів може визначати послідовність операцій з виготовлення пристрою від початку і до кінця на всьому необхідному обладнанні. Хоча повністю автоматизованого планування процесів, як уже зазначалося, практично неможливо, план обробки конкретної деталі цілком може бути сформульований автоматично, якщо вже є плани обробки аналогічних деталей. Для цього була розроблена технологія групування, що дозволяє об’єднувати схожі деталі та сімейства. Деталі вважаються подібними, якщо вони мають загальні виробничі особливості (гнізда, пази, фаски, отвори і т. д,). Для автоматичного виявлення схожості деталей необхідно, щоб база даних CAD містила відомості про такі особливості. Це завдання здійснюється за допомогою об'єктно-орієнтованого моделювання або розпізнавання елементів. До того ж, комп'ютер може використовуватися для того, щоб виявляти необхідність замовлення вихідних матеріалів і покупки деталей, а також визначати їх кількість виходячи з графіка. Називається така діяльність плануванням технічних вимог до матеріалу (material requirements planning MRP). Комп'ютер може також використовуватися для контролю стану верстатів в цеху і відправлення їм відповідних завдань. Автоматизоване конструювання (computer-aided engineering - САЕ) - це технологія, що складається і використанні комп'ютерних систем для аналізу геометрії CAD, моделювання і вивчення поведінки продукту для вдосконалення і оптимізації його конструкції. Засоби САЕ можуть здійснювати безліч різних варіантів аналізу. Програми для кінематичних обчислень наприклад, здатні визначити траєкторію руху і швидкості ланок у механізмах. Програми динамічного аналізу з великими зсувами можуть використовуватися для визначення навантажень і зсувів складних пристроях. Програми верифікації та аналізу логіки та синхронізації імітують роботу складних електронних кіл.

З усіх методів комп'ютерного аналізу найбільш широко в конструюванні використовується метод кінцевих елементів (finite-element method — FEM). З його допомогою розраховуються напруга, деформації, теплообмін, розподіл магнітного поля, потоки рідин і інші завдання з безперервними середовищами, вирішування яких будь-яким іншим методом виявляється просто непрактично. У методі кінцевих елементів аналітична модель структури представляє собою з'єднання елементів, завдяки чому вона розбивається на окремі частини, які можуть оброблятись комп’ютером.

Як зазначалося раніше, для використання методу скінченних елементів потрібна абстрактна модель відповідного рівня, а не сама конструкція. Абстрактна модель відрізняється від конструкції тим, що вона формується шляхом виключення несуттєвих деталей і редукування розмірностей. Наприклад, трьохвимірний об'єкт невеликої товщини може бути представлений у вигляді двомірної оболонки. Модель створюється або в інтерактивному режимі, або автоматично. Готова абстрактна модель розбивається на кінцеві елементи, що утворюють аналітичну модель. Програмні засоби дозволяють конструювати абстрактну модель і розбивати її на кінцеві елементи, називаються препроцесорами (preprocessors). Проаналізувавши кожний елемент, комп'ютер збирає результати воєдино і представляє їх у візуальному форматі. Наприклад, області з високим навантаженням можуть бути виділені червоним кольором. Програмні засоби, що забезпечують візуалізацію, називаються постпроцесорами (postprocessors). Існує безліч програмних засобів для оптимізації конструкцій. Хоча засоби оптимізації можуть бути віднесені до классу САЕ, зазвичай їх розглядають окремо. Ведуться дослідження можливості автоматичного визначення форми конструкції шляхом об'єднання оптимізації і аналізу У цих підходах вихідна форма конструкції передбачається проста наприклад, як у прямокутного двовимірного об'єкта, що складається з різних елементів різної щільності.  Потім виконується процедура оптимізації, що дозволяє визначити конкретні значення щільності, що дозволяють досягти зазначену ціль з урахуванням обмежень напруги. Метою часто являється мінімалізація ваги. Після визначення оптимальних значень щільності розраховується оптимальна форма об'єкта. Вона отримується відкиданням елементів з низькими значеннями щільності.

Перевага методів аналізу та оптимізації конструкцій полягає в тому, що вони дозволяють конструктору побачити поведінку кінцевого продукту та виявити можливі помилки при створенні і тестуванні реальних прототипів, уникнувши певних витрат. Оскільки вартість виробництва на останніх стадіях розробки і виробництва продукту експоненціально зростає, рання оптимізація окуповуються значним знижений термінів і вартості розробки. Таким чином, технології CAD, САМ і САЕ заключаються в автоматичному підвищення ефективності конкретних стадій життєвого циклу продукту. Розвиваючись незалежно, ці системи ще не до кінця реалізували потенціал інтеграції проектування і виробництва. Для вирішення цієї проблеми була запропонована нова технологія що отримала назву комп'ютерного інтегрованого виробництва(сomputer-integrated manufacturing — CIM). CIM намагається поєднати «частини автоматизації» разом і перетворити їх в безперебійно працюючу систему. Під CIM розуміється використання комп'ютерної бази даних для більш ефективного управління всім підприємством, зокрема бухгалтерією, плануванням, доставкою та іншими завданнями, а не тільки проектуванням і виробництвом, які охоплювались системами CAD, САМ і САЕ. СІМ часто називають філософією бізнесу, а не комп’ютерною системою.