1.5.Инструментальное по

Инструментальное ПО или системы программирования  - это системы для автоматизации разработки новых программ на языке программирования. [9] В самом общем случае для создания программы на выбранном языке программирования (языке системного программирования) нужно иметь следующие компоненты: 1. Текстовый редактор для создания файла с исходным текстом программы. [9]  2. Компилятор или интерпретатор. Исходный текст с помощью программы-компилятора переводится в промежуточный объектный код. Исходный текст большой программы состоит из нескольких модулей(файлов с исходными текстами). Каждый модуль компилируется в отдельный файл с объектным кодом, которые затем надо объединить в одно целое. [9] 3. Редактор связей или сборщик, который выполняет связывание объектных модулей и формирует на выходе работоспособное приложение – исполнимый код. Исполнимый код – это законченная программа, которую можно запустить на любом компьютере, где установлена операционная система, для которой эта программа создавалась. Как правило, итоговый файл имеет расширение .ЕХЕ или .СОМ. 4. В последнее время получили распространение визуальный методы программирования (с помощью языков описания сценариев), ориентированные на создание Windows-приложений. Этот процесс автоматизирован в средах быстрого проектирования. При этом используются готовые визуальные компоненты, которые настраиваются с помощью специальных редакторов. [9]

1.5.1.Наиболее популярные редакторы визуального проектирования:

• Borland Delphi - предназначен для решения практически любых задачи прикладного программирования

• Borland C++ Builder – это отличное средство для разработки DOS и Windows приложений

• Microsoft Visual Basic – это популярный инструмент для создания Windows-программ

• Microsoft Visual C++ - это средство позволяет разрабатывать любые приложения, выполняющиеся в среде ОС типа Microsoft Windows 

• Программное обеспечение для расчетов и моделирования в области химии относится к Прикладному программного обеспечению (см. Прикладное ПО) [9]

2.Программы для расчетов и моделирования в химии

Существует множество программ для расчетов и моделирования в области химии. Например:

- ChemOffice (Пакет химических приложений ChemOffice поможет избежать ученым, связанным с химией многих рутинных процессов и сосредоточиться на работе. Входящие в состав пакета модули превращают компьютер в рабочую станцию для проектирования и работы с базами данных и химической документацией. Новая версия ChemOffice Ultra ориентирована на платформу Windows. Пакет ChemOffice Ultra 2008 содержит ChemDraw Ultra, Chem3D Ultra, E-Notebook Ultra, ChemFinder, CombiChem, Inventory, BioAssay и справочник The Merck Index в виде единого набора. Для интеграции с Microsoft Office используются модули ChemDraw/Excel и ChemFinder/Word.); [6]

- ACD ChemSketch 12.01(Одна из последних версий химического редактора, которая позволяет рисовать химические формулы,в том числе и объемные, уравнения реакций. Содержит базу рисунков лабораторной посуды, позволяет рассчитать основные химические параметры); [6]

- Avogadro (FreeWare) - 3D визуализация (расширенный молекулярный редактор, разработанный для использования на нескольких платформах (в частности на ОС Windows), по вычислительной химии, молекулярному моделированию, биоинформатике, науке о материалах и др.); [1]

- Balancer - программа для расстановки коэффициентов в уравнениях химических реакций (программа, которая позволяет расставлять и уравнивать коэффициенты в уравнениях химических реакций. Ее достоинства в том, что она: - уравнивает любые типы реакций; - вычисляет моль, массовые и газовые объемы для сбалансированного уравнения. Пользователь может выбрать из базы данных множество химических веществ); [6]

- Base Acid Titration and Equilibria (BATE) (pH calculator разработан, чтобы помочь при расчётах, которые могут возникнуть в повседневной практике. Можно использовать рН калькулятор для определения рН смеси в любой пропорции сильной/ слабой кислоты и основания. Такие смеси включают решения для большинства солей и буферов); [1]

- CalcSam. Калькулятор для расчета водно-спиртовых растворов (Программа пересчитывает показания ареометра, полученные при одной температуре в показания ареометра, которые будут при другой температуре раствора. По известной концентрации раствора рассчитывает объемную, массовую и молярную концентрации, а также плотность. По известной концентрации рассчитывает температуру кипения, массовый и молярный состав пара); [6]

- CambrigeSoftChemDrawPro (Версия профессиональной системы компьютерного моделирования химических соединений любой сложности. Рисует механизмы реакций для публикаций и представляет трехмерные молекулярные поверхности, орбитами и молекулярные свойства); [6]

- Chemissian v1.70 Portable (является важным инструментом анализа электронной структуры молекул и спектров. Он может манипулировать молекулярными орбиталями энергетических уровней диаграммы (Hartree-Fock and Kohn-Sham orbitals), расчетные и экспериментальные UV-VIS электронные спектры, карты электронной и спиновой плотности и подготовки их к публикации); [6]

- CHEMIX School 3.5 Portable (Что можно сказать. Программа далеко ушла от российских аналогов. CHEMIX School - набор химических утилит, включает в себя периодическую систему элементов, молекулярный калькулятор, модули по электрохимии, спектроскопии, словари, справочники и многое другое. CHEMIX School является образовательным инструментом для обучения химии); [6]

- ChemMaths v11 (Программное обеспечение, подходящее для студентов-химиков, инженеров, а также для профессионального использования. ChemMaths содержит информацию о 3000 химических составах, периодической таблице химических элементов, критических константах, термодинамических свойствах, поверхностном натяжении, вычислении вязкости и т. д. Решает около 500 задач по химии, электричеству, физике, а также математические уравнения. Содержит 200 единиц преобразования. Программа имеет возможность создавать двух/трехмерные графики, строить чертежи, модели процесса. Находить решения матричных задач, финансовых, геометрических, статистических и многих других математических уравнений. И тд); [6]

- ChemSite (FreeWare) - 3D визуализация молекул (Программа для создания 3D-моделей молекул. В этой программе легко построить структуру любого органического соединения, поскольку она содержит множество инструментов: функциональные группы, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, углеводы и др. Каждый структурный фрагмент можно добавить на экран или присоединить к любому атому); [6]

- CrystalMaker.v2.3.0 (CrystalMaker - программа для визуального наблюдения и анализа кристаллических и молекулярных структур. Программа обеспечивает высокое разрешение фото-реалистичной графики, грандиозный 3D стерео экран, инструментальные средства анимации, процифровое видео и выход QTVR); [6]

- HyperChem 7.0 (HyperChem – комплексный программный продукт, предназначенный для задач квантово-механического моделирования атомных структур. Он включает в себя программы, реализующие методы молекулярной механики, квантовой химии и молекулярной динамики. Силовые поля, которые могут использоваться в HyperChem – это ММ+ (на базе ММ2), Amber, OPLS и BIO+ (на базе CHARMM)); [6]

- PL Table (PL Table - это многофункциональная периодическая система элементов, реализация периодической системы на PC, позволяющая получать информацию об элементах (более 20 типов данных о каждом химическом элементе), и встроенный химический калькулятор, позволяющий мгновенно уравнивать химические реакции любой сложности, решать химические задачи); [5]

- Portable Virtual Chemistry Lab 2.0 (Программа представляет из себя виртуальную химическую лабораторию со множеством возможностей. Virtual Chemistry Lab является полезны м инструментом для преподавателей, студентов и всех тех, кто просто интересуется химией. Программа интуитивно понятна: имеется так называемый рабочий стол и две "полки" - для инструментов и химикатов); [6]

- REKT v. 4 - Программа для расчета ректификационной колонны (Программа производит технологический расчет процесса ректификации, включая потарелочный расчет расходов и концентраций компонентов); [6]

- Кинетика v1.2 (Компактная программа, устанавливающая прядок реакции и константу её скорости по экспериментальным данным, которые вы ей предоставите. Поддерживает любые порядки, в том числе дробные и отрицательные. Бесплатна и не требует инсталляции); [6]

- и т.д.

Рассмотрим более подробно каждую из них

2.1.ChemOffice

Пакет химических приложений ChemOffice поможет избежать ученым, связанным с химией многих рутинных процессов и сосредоточиться на работе. Входящие в состав пакета модули превращают компьютер в рабочую станцию для проектирования и работы с базами данных и химической документацией. Новая версия ChemOffice Ultra ориентирована на платформу Windows. Пакет ChemOffice Ultra 2008 содержит ChemDraw Ultra (см. Рис.2,3) , Chem3D Ultra, E-Notebook Ultra, ChemFinder, CombiChem, Inventory, BioAssay и справочник The Merck Index в виде единого набора. Для интеграции с Microsoft Office используются модули ChemDraw/Excel и ChemFinder/Word Подключаемые модули ChemDraw и Chem3D дают возможность опубликовать вашу работу в сети. Теперь ученые могут записывать свои идеи и обмениваться данными с коллегами, используя естественный язык химических структур и моделей. Во время работы в лаборатории исследователи фиксируют результаты экспериментов, упорядочивая хранение химической информации, документов и данных с помощью электронного журнала лабораторных исследований E-Notebook. Прикладная биоинформатика. Используйте BioAssay HTS и BioSAR Browser для создания биологических моделей и визуализации данных, для автоматического формирования таблиц, отражающих корреляцию структуры и активности, а также для поиска в структуре. Модуль BioAssay HTS предлагает ученым эффективный способ управления результатами тестов, связанных с оценкой влияния различных факторов. Одинаково удобный в масштабных скрининговых исследованиях с высокой интенсивностью работы и в небольших экспериментах по оптимизации, модуль BioAssay HTS дает исследователям простые инструменты для организации хранения созданных моделей в базе данных, выгрузки данных, автоматизации вычислений и составления финансовых отчетов. Химические базы данных, входящие в состав версии для Windows, позволяют работать с информацией о продаваемых химикатах из ChemACX Database, 13-ой редакции The Merck Index и других баз. Огромный сборник справочной информации по химии включает данные о коммерческой доступности химикатов, их свойствах, структурах, биологической активности, органических реакциях, официальных сертификатах безопасности, патентах и состоянии работ над материалом. [6]

Рис. 2 Интерфейс программы пакета ChemOffice 2008 – ChemDraw Ultra

Рис. 3 Интерфейс программы пакета ChemOffice 2008 – ChemDraw Ultra

2.2.ACD ChemSketch 12.01

Одна из последних версий химического редактора, которая позволяет рисовать химические формулы,в том числе и объемные, уравнения реакций. Содержит базу рисунков лабораторной посуды, позволяет рассчитать основные химические параметры. Программа выполняющая большое количество всевозможных физико-химических расчетов, таких как вычесление тепературы кипения по формуле в-ва, предсказание ПМР Н1 и С13 спектров, расчет зарядов на ядрах, вычисление изоэлектрической точки и многое многое другое (см. рис.4,5). Также программа обладает многофункциональной рисовалкой с функцией 3D просмотра и расчета геометрии молекулы (см. Рис.5,6,7) . [6]

Рис. 4 Интерфейс программы ACD ChemSketch

Рис. 5 Пример построения структурных формул в ACD ChemSketch

Рис. 6 Таблица радикалов в ACD ChemSketch

Рис. 7 Описание посуды в ACD ChemSketch