По типу пользовательского интерфейса различают текстовые (линейные), графические и речевые операционные системы.
Пользовательским интерфейсом называется набор приемов взаимодействия пользователя с приложением. Пользовательский интерфейс включает общение пользователя с приложением и язык общения.
Текстовые ОС
Линейные операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в них является клавиатура. Команда набирается на клавиатуре и отображается на экране дисплея. Окончанием ввода команды служит нажатие клавиши Enter. Для работы с операционными системами, имеющими текстовый интерфейс, необходимо овладеть командным языком данной среды, т.е. совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка.
Первые настоящие операционные системы имели текстовый интерфейс. В настоящее время он также используется на серверах и компьютерах пользователей.
Графические ОС
Такие операционные системы реализуют интерфейс, основанный на взаимодействии активных и пассивных графических экранных элементов управления. Устройствами управления в данном случае являются клавиатура и мышь. Активным элементом управления является указатель мыши - графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. Пассивные элементы управления - это графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и т.д.).
Примером исключительно графических ОС являются операционные системы семейства Windows. Стартовый экран подобных ОС представляет собой системный объект, называемый рабочим столом. Рабочий стол - это графическая среда, на которой отображаются объекты (файлы и каталоги) и элементы управления.
В графических операционных системах большинство операций можно выполнять многими различными способами, например через строку меню, через панель инструментов, через систему окон и др. Поскольку операции выполняются над объектом, предварительно он должен быть выбран (выделен).
Основу графического интерфейса пользователя составляет организованная система окон и других графических объектов, при создании которой разработчики стремятся к максимальной стандартизации всех элементов и приемов работы.
Окно - это обрамленная прямоугольная область на экране монитора, в которой отображаются приложения, документ, сообщение. Окно является активным, если с ним в данный момент работает пользователь. Все операции, выполняемые в графических ОС, происходят либо на Рабочем столе, либо в каком-либо окне.
Речевые ОС
В случае SILK-интерфейса (от англ. speech – речь, image – образ, language – язык, knowledge – знание) – на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим.
Предполагается, что при использовании общественного интерфейса не нужно будет разбираться в меню. Экранные образы однозначно укажут дальнейший путь перемещения от одних поисковых образов к другим по смысловым семантическим связям.
40. Основные принципы построения операционных систем
Архитектура системы - ее структура и основные принципы построения.
Основные принципы построения ОС:
1. Принцип модульности
ОС строится из множества программных модулей. Под модулем в общем случае понимают функционально законченный элемент системы, выполненный в соответствии с принятыми межмодульными интерфейсами. Модуль может быть легко заменен другим при наличии заданных интерфейсов.
Особо важное значение имеют привилегированные, повторно входимые и реентерабельные модули.
Во всех операционных системах можно выделить:
1) часть наиболее важных управляющих модулей, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти вместе с некоторыми системными структурами данных, необходимыми для функционирования операционной системы, они образуют ядро операционной системы. В его состав, как правило, входят модули по управлению системой прерываний, средства по переводу программ из состояния счета в состояние ожидания, готовности и обратно, средства по распределению основных ресурсов, таких как оперативная память и процессор;
2)много других системных программных модулей, которые называют транзитными (диск-резидентными). Загружаются в оперативную память только при необходимости и в случае отсутствия свободного пространства могут быть замещены другими транзитными модулями.
2. Принцип особого режима работы Ядро операционной системы и низкоуровневые драйверы, управляющие работой каналов и устройств ввода-вывода, должны работать в специальном режиме работы процессора (привилегированном).
Это необходимо по причинам:
1) позволяет существенно повысить надежность выполнения вычислений.
2) ряд функций должен выполняться централизованно, под управлением операционной системы (прежде всего, функции, связанные с управлением процессами ввода-вывода данных).
3. Принцип виртуализации
Сейчас используется практически в любой операционной системе.
Виртуализация ресурсов позволяет:
Организовать разделение тех ресурсов между вычислительными процессами, которые не должны разделяться;
Абстрагироваться от конкретных ресурсов, обобщить их свойства и работать с некоторой абстракцией.
Проявления концепции виртуальности:
1) понятие виртуальной машины. Любая операционная система скрывает от пользователя и его приложений реальные аппаратные и иные ресурсы, заменяя их некоторой абстракцией. В результате пользователи видят и используют виртуальную машину в составе:
Единообразная по логике работы память достаточного для выполнения приложений объема.
Произвольное количество процессоров, способных работать параллельно и взаимодействовать во время работы.
Произвольное количество внешних устройств, способных работать с памятью виртуальной машины параллельно или последовательно, асинхронно или синхронно по отношению к работе того или иного виртуального процессора, которые инициируют работу этих устройств.
2) возможность организации выполнения в операционной системе приложений, разработанных для другой операционной системы, имеющей совсем другой интерфейс прикладного программирования. Т.е. организация нескольких операционных сред;
3) независимость программ от внешних устройств – связь программ с конкретными устройствами производится не в процессе создания программы, а в период планирования ее исполнения. Этот принцип позволяет одинаково осуществлять операции управления внешними устройствами независимо от их конкретных физических характеристик.
4. Принцип мобильности
Мобильность, или переносимость, означает возможность и легкость переноса операционной системы на другую аппаратную платформу. Мобильная операционная система обычно разрабатывается с помощью специального языка высокого уровня, предназначенного для создания системного программного обеспечения. Одним из таких языков является язык С, а также C++ .
Сложности:
1) архитектуры разных процессоров могут сильно различаться.
2) для ОС важной является не только архитектура центрального процессора, но и архитектура компьютера в целом.
Для обеспечения мобильности был создан стандарт на интерфейс прикладного программирования, названный POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments - интерфейс прикладного программирования для переносимых операционных систем). ? Платой за универсальность, прежде всего, является потеря производительности, поэтому ряд разработчиков идут на отказ от принципа мобильности, поскольку не всегда следование этому принципу экономически оправдано.
5. Принцип совместимости
Одним из аспектов совместимости – способность операционной системы выполнять программы, написанные для других систем или для более ранних версий данной операционной системы, а также для другой аппаратной платформы.
Необходимо разделять вопросы двоичной совместимости и совместимости на уровне исходных текстов приложений.
Двоичная совместимость достигается в том случае, когда можно взять исполняемую программу и запустить ее на выполнение на другой операционной системе.
Совместимость на уровне исходных текстов требует наличия соответствующего транслятора в составе системного программного обеспечения, а также совместимости на уровне библиотек и системных вызовов.
Гораздо сложнее достичь двоичной совместимости между процессорами, основанными на разных архитектурах. Для того чтобы один компьютер выполнял программы другого, он должен работать с машинными командами, которые ему изначально непонятны. Выходом является использование так называемых прикладных сред, или эмуляторов.
Поскольку основную часть программы, как правило, составляют вызовы библиотечных функций, прикладная среда имитирует библиотечные функции целиком, используя заранее написанную библиотеку функций аналогичного назначения, а остальные команды эмулирует каждую по отдельности.
6. Принцип генерируемоемости
Исходное представление центральной системной управляющей части операционной системы должно обеспечивать возможность настройки, исходя из конкретной конфигурации конкретного вычислительного комплекса и круга решаемых задач.
Под генерацией операционной системы понимается ее сборка (компоновка) из отдельных программных модулей. В результате генерации получают скомпонованные двоичные коды операционной системы и построенные системные таблицы, отражающие конкретную конфигурацию компьютера.
Процесс генерации осуществляется с помощью специальной программы-генератора и соответствующего входного языка для этой программы. В результате генерации получается полная версия операционной системы.
7. Принцип открытости
Открытая операционная система доступна для анализа как пользователям, так и системным специалистам, обслуживающим вычислительную систему. Необходимо, чтобы можно было легко внести дополнения и изменения, если это потребуется, не нарушая целостности системы.
Этот принцип иногда трактуют как расширяемость системы.
К открытым операционным системам прежде всего следует отнести UNIX-системы.
8. Принцип обеспечения безопасности вычислений
Правила безопасности определяют свойства:
Защита ресурсов одного пользователя от других,
Установление квот по ресурсам для предотвращения захвата одним пользователем всех системных ресурсов. ? Для обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа чаще всего используется механизм учетных записей. Он предполагает проведение аутентификации и aвторизации пользователя.
Во многих современных операционных системах гарантируется степень безопасности данных, соответствующая уровню С2 в системе стандартов США.
Основы стандартов в области безопасности были заложены «Критериями оценки надежных компьютерных систем» (Оранжевая Книга).
Иерархия уровней безопасности, приведенная в Оранжевой Книге, помечает низший уровень безопасности как D, а высший – как А:
В класс D попадают системы, оценка которых выявила их несоответствие требованиям всех других классов.
Основные свойства С-систем: наличие подсистемы учета событий, связанных с безопасностью, и избирательный контроль доступа.
Системы уровня В основаны на помеченных данных и распределении пользователей по категориям, то есть реализуют мандатный контроль доступа.
Уровень А требует в дополнение ко всем требованиям уровня В выполнения доказательства соответствия системы требованиям безопасности.
42. Микроядерные и макроядерные операционные системы
В микроядерных операционных системах можно выделить центральный компактный модуль, относящийся к супервизорной части системы. Этот модуль имеет очень небольшие размеры и выполняет относительно небольшое количество управляющих функций, но позволяет передать управление на другие управляющие модули, которые и выполнят затребованную функцию.
Микроядро – это минимальная главная часть операционной системы, служащая основой модульных и переносимых расширений.
Микроядро само является модулем системного программного обеспечения, работающим в наиболее приоритетном состоянии компьютера и поддерживающим связи с остальной частью операционной системы, которая рассматривается как набор серверных приложений (служб).
Основная идея технологии микроядра – создать необходимую среду верхнего уровня иерархии, из которой можно легко получить доступ ко всем функциональным возможностям уровня аппаратного обеспечения. При этом микроядро является стартовой точкой для создания всех остальных модулей системы.
В микроядре содержится и исполняется минимальное количество кода, необходимое для реализации основных системных вызовов.
Для большинства микроядерных операционных систем основой архитектуры выступает технология микроядра Mach.
Микроядро обеспечивает только пять типов сервисов:
Управление виртуальной памятью;
Поддержка заданий и потоков;
Взаимодействие между процессами;
Управление поддержкой ввода-вывода и прерываниями;
Сервисы хоста и процессора.
Наиболее ярким представителем микроядерных операционных систем является ОС реального времени QNX. ? В макроядерных, или монолитных, операционных системах ядро, состоящее из множества управляющих модулей и структур данных, не разделено на центральную часть и периферийные модули. Ядро получается монолитным, неделимым. В этом смысле макроядерные операционные системы являются прямой противоположностью микроядерным.
Проблемы монолитных операционных систем:
Опасность возникновения конфликта между различными частями ядра;
Сложность подключения к ядру новых драйверов.
Очень плодотворным оказался подход, основанный на модели клиент-сервер.
Микроядерные операционные системы в полной мере используют модель клиент-сервер.
Микроядерные операционные системы сегодня разрабатываются чаще монолитных. Однако использование технологии клиент-сервер - это еще не гарантия того, что операционная система станет микроядерной.
43. Требования к операционным системам реального времени
Требования к системе реального времени (СРВ):
Ограничение времени отклика;
Одновременность обработки.
Различают системы «мягкого» и «жесткого» реального времени.
Система считается жесткой, если «нарушение временных ограничений недопустимо», и мягкой, если «нарушение времени ограничений нежелательно».
43.Основные требования к ОСРВ:
1. Мультипрограммность и мультизадачность
ОС должна быть мультипрограммной и мультизадачной, активно использовать прерывания для диспетчеризации, быть предсказуемой. Т.е. ОС должна быть многопоточной на принципе абсолютного приоритета (прерываемой).
2. Приоритеты задач
Должно существовать понятие приоритета потока (задачи). Сложно определить, какой задаче ресурс требуется больше всего. Операционных систем, построенных по этому принципу, практически нет, т.к. он сложен для реализации. Поэтому разработчиками ОС вводится понятие уровня приоритета для задачи, и временные ограничения сводятся к приоритетам.
3. Наследование приоритетов
Комбинация приоритетов потоков и разделение ресурсов между ними приводит проблеме инверсии приоритетов.
Время, необходимое для завершения потока высшего приоритета, зависит от нижних уровней приоритетов - это и есть инверсия приоритетов.
Чтобы устранить такие инверсии, ОСРВ должна допускать наследование, приоритета, то есть повышение уровня приоритета потока до уровня потока, который его вызывает.
4. Сихронизация процессов и задач
ОС должна обеспечивать мощные, надежны удобные механизмы синхронизации задач. Необходимы механизмы, гарантированно предоставляющие возможность оперативно обменяться сообщениями и синхросигналами между параллельно выполняющимися задачами и процессами.
5. Предсказуемость
Поведение операционной системы должно быть известно и достаточно точно прогнозируемо. Создатель ОСРВ должен приводить характеристики:
Время от момента прерывания до момента запуска задачи;
Максимальное время выполнения каждого системного вызова;
Максимальное время маскирования прерываний драйверами и супервизорными модулями операционной системы. 44. Интерфейсы операционных систем
Под интерфейсами операционных систем понимают специальные интерфейсы системного и прикладного программирования (API), предназначенные для выполнения следующих задач.
Управление процессами:
Запуск, приостанов и снятие задачи с выполнения;
Задание или изменение приоритета задачи;
Взаимодействие задач между собой;
Вызов удаленных процедур (RPC).
Управление памятью:
Запрос на выделение блока памяти;
Освобождение памяти;
Изменение параметров блока памяти;
Отображение файлов на память (имеется не во всех системах).
Управление вводом-выводом:
Запрос на управление виртуальными устройствами;
Файловые операции.
Интерфейс пользователя с операционной системой реализуется с помощью специальных программных модулей – интерпретаторов команд, которые принимают его команды на соответствующем языке (возможно, с использованием графического интерфейса) и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы.
Получив от пользователя команду, такой модуль после лексического и синтаксического анализа или сам выполняет действие, или (чаще), обращается к другим модулям ОС, используя механизм API.
В последние годы большую популярность получили графические интерфейсы (GUI), в которых задействованы соответствующие манипуляторы типа мышь или трекбол. Указание курсором на объект и щелчок или двойной щелчок на соответствующей кнопке мыши приводит к каким-либо действиям. Такая интерфейсная подсистема транслирует «команды» пользователя в обращения к операционной системе.
Управление GUI является частным случаем задачи управления вводом-выводом и не относится к функциям ядра операционной системы.
Интерфейс прикладного программирования API разделяют на следующие направления:
API как интерфейс высокого уровня, принадлежащий к библиотекам RTL;
API прикладных и системных программ, входящих в поставку операционной системы;
Прочие интерфейсы API.
Интерфейс прикладного программирования, предназначен для использования прикладными программами системных ресурсов компьютера и реализуемых операционной системой разнообразных системных функций. API описывает совокупность функций и процедур, принадлежащих ядру или надстройкам операционной системы.
API - это набор функций, предоставляемых системой программирования разработчику прикладной программы и ориентированных на организацию взаимодействия результирующей прикладной программы с целевой вычислительной системой.
Функции API позволяют разработчику строить результирующую прикладную программу так, чтобы использовать средства целевой вычислительной системы для выполнения типовых операций. При этом разработчик программы избавлен от необходимости создавать исходный код для выполнения этих операций.
Варианты реализации API:
Реализация на уровне модулей операционной системы;
Реализация на уровне системы программирования;
Реализация на уровне внешней библиотеки процедур и функций.
Интерфейс POSIX ? POSIX- это стандарт, описывающий системные интерфейсы для открытых операционных систем, в том числе оболочки, утилиты и инструментарии.
Кроме того, согласно POSIX, стандартизированными являются задачи обеспечения безопасности, задачи реального времени, процессы администрирования, сетевые функции и обработка транзакций. Стандарт базируется на UNIX-системах, но допускает реализацию и в других операционных системах.
Этот стандарт подробно описывает систему виртуальной памяти, многозадачность и технологию переноса операционных систем.
POSIX представляет собой множество стандартов POSIX.1 – POSIX.12.
Интерфейс операционной системы
Операционная система персонального компьютера должна иметь дружественный интерфейс (удобный как средство общения), быть устойчивой к ошибкам пользователя и удобной для его работы за компьютером.
Интерфейс командной строки применялся до 1990-х гг. в операционной системе персональных компьютеров MS-DOS (англ. Microsoft Disk Operation System – дисковая операционная система). Взаимодействие с системой осуществлялось подачей команд с клавиатуры в виде алфавитно-цифровой последовательности в строку на экране. Операционная система преобразовывала такие команды в операции, выполняемые компьютером. Команды и имена файлов надо было помнить и точно вписывать. Персональный компьютер, хотя и стоял на столе, еще не мог использоваться непрограммистами.
В конце 1970-х гг. исследования компании Xerox показали, что удобной формой ввода и представления информации является наглядный и понятный язык картинок. Объекты (файлы, устройства, команды, программы) целесообразно представлять в виде легко угадываемых графических образов, манипуляции с которыми должны быть похожи на совершаемые людьми с аналогичными материальными объектами, опираться на естественность усвоения графической информации человеком. Впервые графический интерфейс применила компания Apple в операционной системе Macintosh. Затем компания Microsoft использовала его в операционных системах Windows.
Графический интерфейс пользователя (Graphical User Interface, GUI) – графическая среда, организующая взаимодействие пользователя с вычислительной системой через визуальные элементы управления па экране: окна, списки, кнопки, гиперссылки, значки и др.
Команды в такой среде подаются не вводом слов с клавиатуры, а с помощью элементов графического интерфейса:
- прямоугольные перемещаемые области на экране (окна) стали своеобразным "устройством" ввода или вывода информации в открытую программу и сообщения;
- меню и панели кнопок дают выбор подачи команд;
- значки (рисунки-миниатюры) представляют файлы, папки, устройства;
- указатель на экране (курсор) – символ (стрелка, вертикальная палочка и др.) перемещается по экрану, чтобы выделять объекты и давать команды;
В настоящее время все операционные системы персональных компьютеров обеспечивают взаимодействие с пользователем с помощью графического интерфейса. Графический интерфейс применяется и в большинстве прикладных программ, что помогает даже начинающему пользователю освоить работу в среде операционной системы с файлами, запускать программы и т.д.
Дальнейшее изложение ориентировано на операционную систему Windows.
Файлы и файловая система
Файл – поименованная совокупность записей данных, хранящихся во внешней памяти компьютера (например, на диске) и рассматриваемых как единое целое. Операционная система и прикладные программы обработки рассматривают файл как единый информационный объект, вызываемый в оперативную память компьютера для обработки или исполнения. Файлы можно разделить на исполняемые (программы) и неисполняемые (файлы данных и документов). Исполняемые файлы могут загружаться операционной системой на выполнение, а неисполняемые файлы могут только изменять свое содержимое под воздействием программы.
Файл программы (или ее части) при открытии помещается в оперативную память, и начинается выполнение описанных в нем команд, в том числе вызывание других программ, открытие или создание файлов документов. Имена файлов программ, установленных при инсталляции, не следует изменять, так как с ними могут взаимодействовать другие программы.
Файл данных создает или открывает программа, выполняющая с ним какие-нибудь действия: чтение, редактирование, представление на экране, распечатывание на принтере, озвучивание; превращение в данные для другой программы.
Имя файла – это название файла, которое вместе расширением и путем доступа к файлу однозначно его идентифицирует. Пользователь, создавая в прикладных программах файл, сам задает ему имя.
В современных операционных системах разрешены длинные имена файлов – до 256 символов. Но в имени файла запрещены знаки < >: | “ ? * / , которые используются в записи команд. Компьютер при работе с файлами и папками не различает в имени прописные и строчные буквы.
Русские буквы неправильно читаются некоторыми зарубежными программами, поэтому их не рекомендуется применять в названиях файлов документов, пересылаемых на веб-сайты Интернета и по электронной почте.
Имя файла, как правило, имеет расширение, или тип. Расширение имени файла – последовательность символов для идентификации типа файла . Расширение отделяется точкой от имени файла и обычно состоит из трех-четырех символов (английских букв). Так, в имени файла академия.txt расширением является txt, после расширения точка не ставится. Допустима запись имени и расширения прописными и строчными буквами. Широко применяемыми расширениями имен файлов являются следующие:
doc (англ, document) – документы с форматированием текста, в частности созданные программой Word;
txt – файлы простого текста, в которых шрифт и абзацы имеют одинаковый вид, не форматируются, нет рисунков; в частности, это файлы, созданные стандартной программой Блокнот;
ехе – файл программы (англ, executable – исполняемый). Операционная система при попытке удаления файла с расширением ехе предупреждает, что файл является программой и без него не все будет работать; mp3, wav – звуковые файлы; avi – аудио- и видеофайлы; htm, html – файлы веб-страниц Интернета; gif, jpg, bmp, tiff – графические файлы с рисунками; dll – "динамическая библиотека", файл с частью программы, загружаемый в память, когда появляется необходимость в этой части;
tmp – временный (англ, temporal) файл, создаваемый операционной системой или программой на период обработки документа или работы программы, по окончании работы удаляется, но иногда остается из-за неправильного завершения или сбоя программы.
По расширению имени операционная система устанавливает ассоциацию файла с прикладной программой, работающей на компьютере с таким типом файлов, запускает необходимую программу и загружает предложенный файл.
Операционная система хранит ассоциации расширений файлов в списке, который пополняется после установки новой программы, работающей с файлами конкретного типа. Например, но расширению doc может обозначаться ассоциация – открывать файл с помощью программы Word или, если программа Word не установлена, с помощью программы WordPad.
В принципе можно написать в имени файла любое расширение, переименовать вообще без расширения: данные не повредятся, однако неправильное расширение помешает операционной системе и программе, работавшей с файлом, узнать и открыть его.
Есть файлы, имеющие одинаковое имя, но отличающиеся расширением: например, winrar.exe – программа архивации (сжатия) файлов, winrar.hlp – файл справки к программе, winrar.cnt – файл содержания справки.
Шаблон имен файлов задает условие на имя и расширение файла и применяется в командах для описания группы файлов с похожими именами, удовлетворяющими задаваемому условию.
Когда имя файла неизвестно точно или необходимо подобрать группу файлов с похожими, но не полностью совпадающими именами, применяют шаблон имени с подстановочными знаками. Знак "звездочка" – "*" – в шаблонах имен заменяет любое оставшееся до конца имени количество символов или их отсутствие. Знак вопроса – "?" – обозначает один символ.
Примеры шаблонов имен файлов:
- *.* – обозначает все файлы;
- *.txt – шаблон для файлов, имеющих одинаковое расширение имени txt;
- Протокол*.doc – шаблон, которому соответствуют файлы с одинаковым началом имени "протокол" и расширением doc. Например: протокол.doc, протокол2.бос, Протокол допроca.doc, Протокол заседания.doc и Протокол разногласий.doc;
- дело??.doc – шаблон для файлов, имя которых имеет одинаковое начало "дело", потом два любых символа и расширение doc. Например: дело3l.doc, дело_8.dос, но не подходят файлы дело.doc, дело 306.doc и дело_235.dос.
Каталог (папка) – поименованный список группы файлов (с их именами и свойствами) и вложенных папок, доступный пользователю посредством команд операционной системы. В операционной системе MS DOS использовался термин "каталог", в операционной системе Windows чаще используется термин "папка". В дальнейшем изложении используются оба термина.
В операционных системах Windows для имени папки справедливы те же правила, что и для файлов (не более 256 букв или цифр). Панка не имеет расширения имени, все же иногда в ее имени используют точку для наглядности.
Каталог занимает строго определенное место в иерархической организации файловой системы, причем помимо списка файлов может дополнительно содержать указание на каталог более низкого уровня (подкаталоги).
Дерево файлов (дерево каталогов) – структура каталогов, подкаталогов и файлов на диске, указывающая расположение файлов в каталогах и подкаталогах, подкаталогов в каталогах. Логическая подчиненность графически изображается деревом с одной вершиной, называемой корневым каталогом, или папкой диска, и ветвлением (рис. 4.3, а). В каждую точку ветвления входит только одна ветвь от "родительской" папки (каталога), а выходить могут несколько в нижестоящие папки ("дочерние", подчиненные каталоги). Из папки можно выходить на уровень вверх – в вышестоящую папку. У общей группы файлов и папок есть только один вышестоящий (родительский) каталог, в котором они записаны. При переходе к подчиненным папкам вниз ветви только расходятся и никогда не пересекаются.
ОС с графическим интерфейсом, такая как Windows, показывает папку в дереве каталогов значком в виде канцелярской папки (рис. 4.3,6), а открывает как окно со значками и именами вложенных файлов и других папок.
Путь к файлу – указание диска и последовательности папок (каталогов) до доступа к файлу. Путь начинается от имени диска (верхний уровень), открывающего корневую пап-
Рис. 4.3.
а – дерево каталогов (без файлов); б – Проводник Windows (папки с вложенными подпапками распахиваются значком)
ку диска и обозначаемого одной английской буквой с двоеточием (например, диск D:, а корневая папка D:), и идет вниз по дереву каталогов с перечислением имен вложенных папок через косую черту – (обратный слеш). Жесткие диски имеют имена С:, D: (если их два), имя компакт-диска задается следующей латинской буквой – Е:. Буквы А и В выделены флоппи-дисководам (А: и В:).
Полное имя файла (в Windows) – запись имени файла и расширения с предшествующим путем к файлу в виде последовательности имен каталогов, разделенных косой чертой. Например, имя D:ПисьмаМоскваМэрияЗаявление.dос означает, что от папки диска D:, пройдя папки Письма, Москва, Мэрия (см. рис. 4.3, б) можно увидеть и открыть файл Заявление.doc. Файл должен иметь уникальное название в своей папке, хотя бы одним символом отличающееся от имен других файлов папки.
Иерархичность широко используется в структурировании информации, хранении в базах данных, справочных системах, сайтах. Иерархично организованы не только каталоги, по и меню команд в окнах программ.
Файловая система – часть операционной системы, обеспечивающая запись и чтение файлов на дисковых носителях. Она определяет логическую структуру при сохранении данных в файлах на диске, именование (идентификацию) и сопутствующие данные файла (управление доступом к файлам). В операционных системах Microsoft применяются файловые системы FAT и NTFS (New Technology File System).
Файловая система FAT получила название от метода, применяемого для организации файлов, – таблица размещения файлов (File Allocation Table, FAT). Таблица размещения файлов создается при форматировании диска и находится на нем в строго определенном месте. По строению ЕАТ аналогична оглавлению книги, операционная система использует ее для поиска файлов и определения их местоположения на магнитном диске.
Улучшенная файловая система NTFS обеспечивает высокий уровень быстродействия и безопасности данных, а также недоступные версиям файловой системы FAT возможности: ограничение на доступ к файлам и каталогам (описание непосредственно в таблице прав пользователя по работе с данным объектом), шифрование, сжатие. В случае сбоя целостность файловой системы восстанавливается с помощью контрольных данных.
Свойства файла. Каждый файл состоит из содержимого, а описывается свойствами (атрибутами, особенностями, признаками), выделяющими файл из множества других файлов.
Атрибуты файла – записанные свойства файла: имя файла и тип содержимого; дата и время создания; размер файла; имя владельца файла; права и метод доступа к файлу. Метод доступа описывают атрибуты: только чтение, архивный, скрытый, системный. Эти четыре атрибута имеют буквенные обозначения.
А – архивный файл (archive). Признак того, что файл подлежит внесению в резервный архив, т.е. создан или изменялся и программа резервирования должна поместить его на носитель (ленту стримера или сетевой диск).
R – только чтение (read only). Файл не подлежит редактированию. Некоторые текстовые редакторы снимают атрибут R и правят файл без предупреждения.
Н – скрытый файл (hidden) – не включаемый в стандартные операции файловой системы. Временные и служебные файлы операционной системы не показываются в окне папки, чтобы их случайно не удалить. Как защита от обнаружения скрываемых документов атрибут бесполезен.
S – системный файл (system) – принадлежит операционной системе, удалять и изменять этот атрибут не рекомендуется, а в современных операционных системах – это не просто.
При попытках изменения и удаления файлов с атрибутами R, Н, S система предупреждает пользователя о важном свойстве файла. Отобразить, установить и снять атрибуты файла можно в программе управления файлами, например файловом менеджере Total Commander.
Свойства файла в папке операционной системы Windows выводит соответствующая команда (см. пример отображения свойств файла на рис. 4.4).
Чтобы сохранять и открывать файл, операционная система должна записать его данные на диск и зарегистрировать в папке имя, свойства и размещение файла. Принято говорить, что "файл находится в папке", па самом деле она хранит список файлов, их свойств и показывает значки файлов в окне. Сами данные из файлов данной папки физически могут храниться в разных местах диска, в панке записаны только имена, свойства и адреса.
Работа с файлами и папками заключается в их создании, просмотре и редактировании содержимого, переименовании, копировании, перемещении, удалении, а также измене-
Рис. 4.4.
нии атрибутов файла. Операции выполняются командами операционной системы с помощью мыши и выбора в меню.
Создание папки и файла возможно в любой папке, начиная с папки диска. Создание файла производится в определенной программе. При сохранении файла его данные записываются по возможности в соседние кластеры (области диска из нескольких примыкающих секторов). В таблице размещения файлов диска эти кластеры помечаются как занятые. В папке записываются свойства файла (имя, размер, дата, время, атрибут и др.) и адрес первого кластера файла. После каждого нового редактирования файла его данные перезаписываются на новом месте диска, а в той же папке меняется запись адреса.
При копировании папки ее имя заносится в соответствующее место таблицы диска, при копировании файла прежние записи остаются на месте, а на свободном месте диска или другом диске появляются копии данных и, как при создании файла, записи в указанной папке.
Перемещение папки производит изменение соответствующих записей о папке диска.
Перемещение файла в папку того же диска оставляет данные на том же месте, а в папке поступления файла появляется новая регистрационная запись имени и свойств файла. Перемещение файла на другой диск приводит к записи данных заново, а на прежнем диске в таблице размещения файлов кластеры файла помечаются как свободные.
Переименование файла и каталога (папки) изменяет запись имени.
Удаление файла. В таблице размещения файлов на диске ("оглавлении") кластеры, которые занимал удаляемый файл, помечаются как свободные. Сами данные файлов не затираются, пока не произойдет запись нового файла на освободившееся место.
Просмотр содержимого файла. Открыть файл для просмотра можно, как правило, с помощью той программы, в которой он создан. Но программы-просмотрщики показывают содержимое файла, хотя и не позволяют редактировать, изменять. Некоторые файлы можно открывать и другими программами. Например, текстовые файлы, созданные в простых редакторах WordPad, Блокнот, можно открывать в редакторе Word. Веб-документы Интернета открываются в программах- обозревателях, которые их не создавали.
Кроме операций с файлами средствами внутренних команд операционной системы, к файлам применяют операции архивирования, дефрагментации и конвертации посредством специальных внешних программ.
Архивация файла – сжатие записей данных, хранящихся в файле, в архивный файл меньшего размера. Выполняется программами-архиваторами. Операционные системы работают с архивными файлами так же, как с обычными файлами.
Фрагментация файла – распределение записей файла па диске в несмежных, несоседних кластерах, если на диске недостаточно сплошного свободного места. Фрагментация увеличивает время доступа к данным, поскольку при чтении и записи приходится перешагивать через кластеры жесткого диска, занятые другими файлами. Для устранения фрагментации проводят дефрагментацию в непрерывные последовательности кластеров с помощью служебных программ.
Конвертация файлов – преобразование, видоизменение данных программами, чтобы представить их в ином виде при незначительном изменении самой информации для условий последующей обработки. Программы могут открывать файлы с информацией различного формата: текстовой, табличной, графической или другой и сохранять в файлах различного типа.
- Термин "расширение" η информатике используется в смысле увеличения, дополнения возможности, и не только имени файла, но и устройств, объектов, сервисов поиска и др.
Любое устройство, механическое или электронное, в задачи которого входит прямое взаимодействие с пользователем, помимо своей внутренней начинки должно обладать чем-то, благодаря чему это самое взаимодействие смогло бы осуществляться. Имя этого посредника сегодня известно каждому. Это - интерфейс. Он может быть аналоговым, но обычно под интерфейсом понимают графическую оболочку или иначе GUI
операционных систем и программного обеспечения.
Большинству интерфейсов популярных ныне операционных систем свойственно интуитивно-понятное графическое оформление с использованием визуальных эффектов, однако так было не всегда. С точки зрения современного пользователя первые GUI были довольно примитивны, хотя, нужно отдать им должное, это не всегда означало отсутствие качественного по тем временам юзабилити .
Немного предыстории
Традиционно годом рождения GUI принято считать 1973 , именно тогда на свет появился первый в полном смысле этого слова персональный компьютер , в котором использовался графический интерфейс, но было бы несправедливо при этом не упомянуть о его более ранних предшественниках. В 1962 году учёным Айвеном Сазерлендом была создана программа, которую можно считать первым прообразом графических редакторов.
Называлась она и позволяла рисовать на экране фигуры световым пером. Спустя шесть лет учёными Стэндфордского института была представлена первая использующая графический интерфейс компьютерная система oN-Line System , в которой уже тогда был заложен концепт современных окон, мышки и гипертекстовых ссылок. Но oN-Line System была скорее демонстрацией технических возможностей того времени, оставаясь при этом весьма примитивной.
Xerox – первый настоящий GUI
Родоначальником всех ныне существующих графических интерфейсов правильнее считать GUI , разработанный в рамках проекта - первого персонального компьютера, созданного в 1973 году. Оболочка была очень проста, но уже тогда в ней присутствовали меню, кнопки и примитивные окна. Был в ней и курсор мыши с присущими ему функциями выделения, копирования и вставки.
Дальше - больше. В 1981 году появляется новая система под названием , основанная на той же , но с более совершенным функционалом и графическим интерфейсом. Возможно, вы будете удивлены, но рабочий стол мало чем отличался от нынешних десктопов, если, конечно, не брать в расчёт визуальные эффекты.
В его основе лежит тот же принцип использования ярлыков для запуска файлов и перехода по каталогам файловой системы.
Apple – первые шаги, подсмотренные в Xerox Lab
Надо сказать, была не единственной на то время операционной системой. В начале 80 -х годов свои разработки миру представили компании Apple и Microsoft . Понимая всё значение GUI , но не имея достаточно времени для создания оригинальных оболочек для своих систем, разработчики обеих компаний позаимствовали идеи Xerox Lab , что впоследствии даже привело к конфликту между Стивом Джобсом и Биллом Гейтсом . Джобс обвинил Гейтса в плагиате, что тот, якобы, скопировал интерфейс с Macintosh .
Конечно, Стив не был прав, потому что и он сам, и обвиняемый им Гейтс взяли концепцию GUI у Xerox Lab , просто так получилось, что Джобс оказался первым, и если сравнить интерфейсы , а также родственного ей Macintosh , то можно увидеть явное сходство с . Если что и было добавлено компанией нового, так это текстовое меню в верхней части рабочего стола, Корзина и ряд ярлыков, чей вид, по мнению «яблочных» дизайнеров, больше соответствовал назначению запускаемых через них программ и функций.
DOS. Norton Commander как попытка создания оригинального GUI
Заимствования идей Xerox Lab , однако, вовсе не означают, что никаких попыток создания оригинальных интерфейсов для операционных систем не предпринималось. В 1986 году программистом Джоном Соча был создан - файловый менеджер для MS-DOS , до этого не имевшей практически никакого графического оформления. Роль окон в нем играли панели, делящие экран по вертикали и содержащие списки папок и файлов. В верхней и нижней части менеджера располагались текстовые меню, позволяющие выполнять те или иные операции.
Впрочем, GUI в полном смысле этого слова не являлся. Как и вышедшей в 1988 году его аналог , он относится к псевдографическим интерфейсам, имитирующим графику, оставаясь при этом текстовыми.
Тем не менее, оба эти приложения существенно облегчили работу с данными, избавив пользователей от необходимости вводить DOS -команды, чем долгое время и обуславливалась популярность этих программ.
Выйдя из команды разработчиков , в 1982 году Стив Джобс возглавил собственный проект Macintosh . Разработанная для маков система получила название Mac OS . Внешне она была похожа на Apple Lisa, но в ней имелись также и только ей одной присущие особенности, причём касались они как внешнего вида элементов интерфейса, так и самого взаимодействия пользователя с оболочкой. Как и была основана на оконном принципе, в ней использовались меню, иконки и диалоги.
Оболочка позволяла быстро переименовывать файлы и папки, выделять их, копировать перетаскиванием в место назначения, одновременно закрывать все окна, хотя закрытие окон не всегда предполагало завершения работы приложения, закрывать программы нужно было правильно - через главное меню системы. При закрытии отредактированных, но не сохранённых файлов появлялось диалоговое окно с запросом на подтверждение сохранения изменений или их отмены.
Mac OS 7.5.5
За семь лет своего существования Mac OS прошла через множество изменений, но почти все они были незначительными и только в седьмой версии появились нововведения, о которых стоило бы упомянуть. Пожалуй, самое главное из них это поддержка цветов, так как до этого интерфейс системы был практически монохромным. Теперь пользователь мог менять цвет иконок папок и некоторых других элементов, делая их синими, желтыми или красными.
Присутствовали в цветовой гамме Mac OS 7.5.5 и другие оттенки. В это же время становится цветным «яблочный» логотип в левой части главного меню. Из прочих изменений можно отметить показ иконок модулей во время загрузки системы, расширение функционала меню, добавление всплывающих подсказок при наведении на доступные в меню опции, а также реализация доступа к приложениям из единой панели управления.
Mac OS 8.1
Работа над использованием цвета в графическом интерфейсе была активно продолжена в восьмой версии системы. Системные иконки в Mac OS 8.1 были цветными по умолчанию, а в самой ОС появилось новое приложение Appearance Manager , позволяющее управлять цветовыми схемами. обзавелась набором фоновых изображений, кроме того, в качестве фонов пользователь мог устанавливать произвольные картинки.
В этой же редакции впервые появляется знаменитая платиново-серая тема, ставшая впоследствии визитной карточкой всех последующих версий Mac OS . Другим интересным изменением стало применение к иконкам изометрии, благодаря чему они стали походить на трехмерные объекты, не являясь таковыми на самом деле. Были улучшены настройки отображения содержимого файловой системы - файлы стало можно просматривать в виде списков и значков, размер которых также можно было изменять.
Mac OS 9.2.2
Версией 9.2.2 завершается история Mac OS на основе оригинальной операционной системы Macintosh и казалось, что в ней должно быть больше нововведений, чем в прошлых версиях. В девятой версии действительно много изменений, но коснулись они по большей части функционала, интерфейс же изменился незначительно.
Из наиболее значимых модификаций, затронувших графическую оболочку, стала интегрированная поддержка нескольких учётных записей. При старте системы на экране появлялось окно выбора профиля, а каждый пользователь мог устанавливать свои темы оформления, причём сторонние графические пакеты тоже поддерживались. В этой же версии также была улучшена панель управления звуком и добавлена возможность установки голосового пароля.
Покинув Apple , в 1985 году Стив Джобс основал собственную компанию NeXT Computers , разработчиками которой была создана ОС NeXTSTEP . Основой новой системы стало ядро Mach , а идеи графического оформления позаимствованы у Mac OS и более ранней .
Подобно Mac OS , первоначально NeXTSTEP имела упрощенный монохромный интерфейс, основанный на оконном принципе с использованием меню, иконок и диалоговых окон. Полная поддержка цветов появилась только в версии 3.3 , ставшей последней. От поздних версий Mac OS система отличалась более чистым и лаконичным оформлением.
Microsoft Windows 1.0
Не сидели сложа руки и в Microsoft . В 1985 году компания представляет свою графическую оболочку для MS-DOS с говорящим названием Windows . Оболочка частично поддерживала цветную графику, в ней имелись 32×32 -пиксельные иконки, простые меню и диалоги. Фиксированной области, в которой бы отображались значки запущенных приложений пока не было, располагаться они могли в любом месте экрана, перекрываясь при этом открытыми окнами.
Сами окна в первой версии были довольно примитивными. Их можно было перетаскивать мышкой, изменять их размер, но при этом сами они не могли перекрывать друг друга. Сворачивать их также было нельзя. Интерфейс Windows 1.0 облегчал работу с системой и файлами, избавив пользователя от необходимости вводить команды в консоли, но в то же время ему недоставало удобства. Так что в плане юзабилити первая версия Windows значительно уступала системам от Apple .
Microsoft Windows 3.11
Версии Windows 1.0 , 2.0 и 3.0 не были операционными системами в том смысле слова, в котором его принято понимать сегодня. Это были скорее графические оболочки MS-DOS , первые признаки, выделяющие Windows в отдельную ОС , появились только с выходом версий 3.1 и 3.11 , но относятся они не столько к GUI , сколько к функционалу. В плане графического оформления существенных изменений было не так уже и много.
В Windows 3.11 уже имеется полная поддержка цветов, окна могут перекрывать друг друга, их можно сворачивать и разворачивать. Незначительно улучшается графика отдельных элементов (объемные кнопки и полосы прокрутки) , используются пропорциональные шрифты, внешний вид программ File Manager и Program Manager реализуется в стиле самой оболочки. Цвета элементов интерфейса пользователь может менять по своему усмотрению.
Настоящая революция в оформлении Windows свершилась в 1995 году, именно тогда в системе появляются хорошо ныне всем знакомые кнопка Пуск , Проводник , Панель задач и рабочий стол со значками , который в тоже время являлся отдельной папкой. В этой же версии был реализован показ дисков в папке «Мой компьютер» и способ управления файлами из меню, вызываемого правой кнопкой мыши. Немаловажным нововведением стал переход на 32 -битную архитектуру.
Интересна также история Windows 95 и та роль, которую она сыграла в крахе проекта OS/2 - операционной системы совместного детища Microsoft и IBM . На момент выхода Windows 3.0 между компаниями возникли разногласия. Microsoft стремилась продвигать Windows , а IBM ставило приоритетом разработку OS/2 . В итоге между компаниями был заключен договор, согласно которому IBM должна была заниматься OS/2 2.0 и Windows 3.0 , а Microsoft - OS/2 3.0 .
Однако глава Microsoft решил поступить по-своему, объявив OS/2 2.0 устаревшей, а более новую OS/2 3.0 переименовав в Windows NT . В это же время Microsoft выпускает Windows 3.1 , а затем и обновление для версии 3.1 под кодовым названием Chicago , положенное в основу будущей Windows 95 . После этого пути IBM и Microsoft разошлись окончательно. Некоторое время IBM ещё занималась разработкой OS/2 , но выход более конкурентоспособной Windows 95 окончательно добил её, и IBM вынуждена была свернуть проект.
Поскольку мы затронули тему конфликта между IBM и Microsoft , было бы несправедливо обойти вниманием OS/2 , плод некогда плодотворного сотрудничества обеих компаний. После ссоры и окончательного разрыва с Microsoft , разработчики IBM продолжили работу над OS/2 . В вышедшей в 1996 году версии OS/2 Warp 4 произведены значительные улучшения внешнего оформления рабочего стола и графической оболочки в целом. На рабочем столе имелись иконки, обеспечивающие доступ к разным системным настройкам, но они же могли играть роль каталогов, в которые пользователь мог помещать файлы и папки, присутствовала Windows -подобная панель задач и единое меню доступа ко всем программам.
OS/2 Warp 4 имеет много общего с Windows , но есть в ней и весьма существенные отличия. Перетаскивание по умолчанию в OS/2 Warp 4 осуществлялось не левой, а правой кнопкой мыши, Корзина служила не для временного хранения удаленных файлов, а для немедленного их уничтожения. Диалоговые окна в этой системе не имели кнопок «Сохранить» или «ОК» , данные сохранялись автоматически при закрытии окна , если только пользователь не отменял действие. Другой интересной особенностью системы была возможность просмотра древовидной структуры диска в окнах.
DeskMate 3.05 (десктопная версия 3.69)
Выход Windows в 1985 году не ослабил интерес к MS DOS , которая по-прежнему пользовалась популярностью, равно как и созданные под неё графические оболочки, среди которых выпущенная фирмой Tandy среда DeskMate заслуживает особого внимания. DeskMate - это не просто графическая надстройка, это полноценная операционная среда, включающая в себя собственный набор программного обеспечения.
В отличие от , в DeskMate 3.05 имелись полноценные меню, кнопки и некое подобие окон, которые можно размещать на примитивном рабочем столе. В среду был интегрирован файловый менеджер с ограниченной поддержкой древовидной структуры, встроенный учебник, календарь, органайзер, СУБД , текстовый и векторный графический редакторы. Другой отличительной чертой DeskMate 3.05 являлась поддержка основных цветов.
AmigaOS - операционная система, специально созданная для компьютеров семейства Amiga в 1985 году. Интерфейс первых версий представлял собой нечто среднее между оболочкой и псевдографическими оболочками DOS , но уже в появились перекрывающие друг друга окна, цветные иконки для быстрого доступа к файлам, приложениям и дисковым накопителям.
Если брать в целом, имеет много общего с MacOS . Меню в верхней части экрана показывает опции в зависимости от того, какие приложение являются в данным момент активными, окна оснащены простейшими элементами управления, есть полосы прокрутки. Отличительной чертой AmigaOS является функция, позволяющая работать с несколькими экранами, причём каждый экран мог иметь свое разрешение и глубину цвета.
Маленькая, быстрая и несколько необычная Unix -подобная операционная система, разработанная для платформы Raspberry Pi . Внешне отличалась минималистичным пользовательским интерфейсом, поддержкой всех доступных на тот момент разрешений для компьютеров Acorn , перетаскивания, в ней имелись окна, своеобразная панель задач в нижней части рабочего стола, цветные иконки и псевдотрёхмерные декоративные элементы управления.
Собственными фишками являлись однопользовательская многозадачность, модульность и двоичный интерфейс приложений, все файлы в ней представляли собой тома, приложения также были реализованы в виде каталогов с восклицательным знаком. Несмотря на минималистичность, с точки зрения пользователей, привыкших к окружению Windows или LXDE , рабочий стол мог показаться неудобным, так как многие способы управления в нём имели существенные отличия.
BeOS 5.0 PE
Достаточно мощная операционная система, созданная компанией Be Inc . и ориентированная на работу с мультимедиа. Изначально разрабатывалась для компьютеров BeBox , но затем перешла на Macintosh , а потом уже и на PC . История BeOS тесно связана с Apple , так как основателем Be Inc . являлся никто иной, как Жан-Луи Гассье — бывший исполнительный директор Apple . Помимо многопоточности и поддержки многопроцессорных архитектур, главной примечательностью BeOS 5.0 PE был её интерфейс, обладающий чертами Windows и систем от Apple .
Оболочка системы выгодно отличалась хорошо продуманным юзабилити и соединённой с изяществом простотой. Как и положено, в ней имелись способные перекрывать друг друга окна, меню, «сборная» панель задач, имеющая сходство с аналогичным элементом оболочки Windows , полноцветные иконки и папки, которые можно было размещать на выполненном в минималистском стиле рабочем столе. Отличительной чертой BeOS 5.0 PE являлось строение окон - вместо традиционного заголовка в них использовались расположенные поверх окна вкладки.
Малоизвестная канадская Unix -подобная система, относящаяся к типу так называемых операционных систем реального времени. Будучи универсальной, она отличалась высокой скоростью работы и нетребовательностью к аппаратным ресурсам. Графическая оболочка системы называется Photon , но её рабочий стол имеет много общего с десктопом Windows XP . В нижней части экрана имеется горизонтальная панель управления с подобием кнопки Пуск и вертикальная панель управления справа, поддерживается смена фоновых изображений.
Окна , в которых запускаются приложения, имеют аналогичное строение с окнами Windows . Их можно сворачивать и разворачивать, масштабировать, располагать каскадом и прочее. Проводника, как его принято понимать в Windows в нет, его заменяет файловый менеджер QNX Photon , сходный по функциональности с Проводником Windows . Благодаря своей лёгкости, удобству и простоте в своё время конкурировала и в чём-то даже опережала Windows , однако приложений под QNX писалось мало, что и определило её дальнейшую судьбу. Сегодня QNX используется в основном на специализированных устройствах.
Red Hat 8.0 с интерфейсом GNOME 2.06
Системы Linux , особенно ранние, обычно воспринимались как ориентированные на компьютерных гиков, однако нельзя сказать, чтобы разработчики Unix -подобных систем ничего не предпринимали для того, чтобы сделать свои продукты столь же удобными, как и Windows . Примером тому может послужить Red Hat 8.0 - основанная на Linux Fedora OC с оболочкой GNOME 2.06 , кстати, изначально разрабатываемой именно для Red Hat и только потом распространившейся и на другие дистрибутивы Linux .
Red Hat 8.0 имеет простой и чистый рабочий стол с возможностью размещения на нём иконок и прочих объектов, Windows -подобную панель задач, окна, элементы управления которых располагались не в левом, как это свойственно многим Linux -системам, а в правом верхнем углу, есть в Red Hat 8.0 даже своя кнопка и меню Пуск . Сами меню организованы по каскадному принципу, что ещё больше в плане оформления роднило эту систему с Windows .
Вместо послесловия
За более чем полвека своего существования ЭВМ проделали огромный путь, развившись в сложные и мощные системы, нашедшие применение практически во всех современных отраслях. Сравнивать первые электронные вычислительные машины с современными суперкомпьютерами это всё равно, что сравнивать Монгольфьер с космическим кораблем. Но тем более удивительным кажется то, что их интерфейсы не претерпели кардинальных изменений, если не считать перехода собственно к графическим оболочкам.
Если присмотреться к интерфейсам современных операционных систем, то можно заметить явные сходства с графическими оболочками родоначальников всех GUI и . Что это, нехватка воображения дизайнеров или некая необходимость, продиктованная рамками физиологии пользователей? Скорее второе, чем первое. Можно ли это рассматривать как некий недостаток? Конечно нет. Да, первые графические интерфейсы были примитивны, но была в них одновременно и та подкупающая простота, которой так иногда не хватает перегруженным визуальными эффектами оболочкам современных программ и операционных систем.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С ОС
Одной из трех важнейших функций ОС является ее интерфейс с пользователем. Именно благодаря ему оказывается возможным запускать программы, управлять их выполнением и обеспечивать сопровождение файлов. В эти же средства взаимодействия с операционной системой входят множества других средств и функций.
К настоящему времени сложились две принципиально отличные системы интерфейса (в переводе – взаимодействия с пользователем). Первая система называется командным интерфейсом или интерфейсом командной строки . Она позволяет пользователю управлять запуском и выполнением программ, задавая из текстовой консоли управляющие тексты, т.е. команды. Такая система сложилась в начале 70-х годов XX века и наиболее полное развитие получила в рамках операционной системы Unix. Заметим, что управление с помощью специальных текстов очень близко по особенностям к обычному программированию на языках высокого уровня, и поэтому командным интерфейсом легко овладевают именно программисты, для непрофессиональных пользователей этот подход может оказаться столь же тяжелым, как и обучение программированию.
Второй из упомянутых систем интерфейса является графическая. Она сложилась в разработках PARC (Palo Alto Research Center фирмы Xerox) в конце 70-х годов XX века, но получила широкое применение вначале в операционных системах фирмы Apple (MacOS) середины 80-х годов, а затем в операционных оболочках, а позже в операционных системах фирмы Microsoft. Широким массам непрофессиональных пользователей она хорошо известна по графическим оболочкам MS Windows 3.1, Windows 9x, Windows NT и более поздним их модификациям.
Управление компьютером с помощью графического интерфейса так относится к интерфейсу командной строки, как просмотр комиксов (рассказов в картинках) относится к чтению художественных произведений. Несомненно, что оба первых варианта проще для невнимательного или малограмотного человека, а также для человека, не привыкшего утруждать себя. В то же время число пользователей и комиксов, и графического интерфейса на порядок, если не на порядки, превышает пользователей строгих текстов.
Управление с помощью графического интерфейса психологически многократно проще и требует существенно меньше волевых усилий, внимания и запомненной информации. Практически в графическом интерфейсе необходимая информация почти всегда присутствует непосредственно на экране, где предлагается сделать один из возможных выборов. Но при этом сложная настройка требует множества диалоговых окон, и во многих случаях общая картина настройки оказывается мало обозримой. Практически этот подход способен решать только небольшое число типовых задач настройки, но не обладает ни глубиной, ни универсальностью. В идейном плане графический интерфейс очень близок к так полюбившемуся американцам языку программирования Кобол (Cobol), который предназначен для решения экономических задач и позволяет записывать алгоритмы не с помощью специализированных и достаточно абстрактных операторов, а с помощью почти обычных фраз английского языка. В частности, арифметические операции в Коболе записываются не математическими символами, а английскими словами add, subtract, multiply. Непрофессионала такой стиль очень утешает, но профессионала раздражает отсутствие компактности и четкости в информационных управляющих конструкциях.
Несмотря на широкое применение графического интерфейса в ОС типа Windows, внутреннее общение между компонентами самой операционной системы неизбежно имеет характер управляющих текстов, в частности, машинных команд и текстовых вызовов системных функций. Принципиальная сложность задания внутри программы аналога воздействия на графический интерфейс вынужденно оставляет интерфейс командной строки на некотором заднем плане, не видном непрофессиональным пользователям. Поэтому практически все внимание в данной главе будет сосредоточено на интерфейсе командной строки, а возможности графического интерфейса рассматривать не будем, отсылая для его изучения к множеству руководств по поверхностному управлению конкретными операционными системами.
