Karakteristiske trekk ved dette grensesnittet.
Grafisk grensesnitt
- Valg av områder på skjermen.
- Redefiner tastaturtaster basert på kontekst.
- Bruke pekeutstyr og grå tastaturtaster for å kontrollere markøren.
- Utstrakt bruk av fargemonitorer.
Fremveksten av denne typen grensesnitt falt sammen med den utbredte bruken av MS DOS-operativsystemet. Typiske eksempler på denne typen grensesnitt er Norton Commander-filinnpakningen og Microsoft Word for Dos-tekstbehandleren.
Den andre fasen i utviklingen av det grafiske grensesnittet var det "rene" WIMP-grensesnittet. Den er preget av følgende funksjoner.
- Alt arbeid med programmer, filer og dokumenter foregår i vinduer – enkelte deler av skjermen omrisset med en ramme.
- Alle programmer, filer, dokumenter, enheter og andre objekter er representert som ikoner - ikoner. Når de åpnes, blir ikonene til vinduer.
- Alle handlinger med objekter utføres ved hjelp av menyen. Selv om menyen dukket opp på det første stadiet av utviklingen av det grafiske grensesnittet, hadde den ikke en dominerende betydning i den, men fungerte bare som et tillegg til kommandolinjen. I et rent WIMP-grensesnitt blir menyen hovedkontrollen.
- Utstrakt bruk av manipulatorer for å peke på objekter. Ved å bruke manipulatoren peker de på et hvilket som helst område av skjermen, vinduer eller ikoner, velger det, og først da, gjennom menyen eller ved hjelp av andre teknologier, blir de kontrollert.
Den viktigste funksjonen til dette grensesnittet er dets klarhet og enkle assimilering.
Derfor har nå WIMP-grensesnittet blitt de facto-standarden. Et slående eksempel på programmer med et grafisk grensesnitt er Microsoft Windows-operativsystemet.
Siden midten av 90-tallet av XX, i forbindelse med utseendet til lydkort og den utbredte bruken av talegjenkjenningsteknologier, har den aktive utviklingen og anvendelsen av "taleteknologien" til SILK-grensesnittet begynt. Med denne teknologien gis kommandoer med stemmen ved å uttale spesielle reserverte ord - kommandoer. Disse hovedkommandoene (i henhold til reglene for Gorynych-taleinndatasystemet) er:
- "Våkn opp" - slå på talegrensesnittet.
- "Rest" - slå av talegrensesnittet.
- "Åpne" - bytt til modusen for å ringe et eller annet program. Programnavnet kalles i følgende ord
- "Jeg vil diktere" - bytte fra kommandomodus til stemmeskrivingsmodus.
- "Kommandomodus" - gå tilbake til talekommandomodus
- og noen andre.
Ord skal uttales tydelig, i samme tempo. En pause er nødvendig mellom ordene. På grunn av underutviklingen av talegjenkjenningsalgoritmen, krever slike systemer individuell forhåndskonfigurasjon for hver spesifikke bruker. Strukturen til Office XP har allerede inkludert et talegjenkjenningssystem, men det forstår fortsatt bare engelsk, kinesisk og japansk.
Brukeren er som regel ikke interessert i detaljene til maskinvareenheten, han ser det som et sett med applikasjoner. Søknaden kan skrives på hvilket som helst av programmeringsspråkene. For å forenkle denne oppgaven er det et sett med systemprogrammer, hvorav noen kalles verktøy, med deres hjelp implementeres ofte utførelsen av funksjoner, som hjelper til med å lage tilpassede programmer for å jobbe med filer og kontrollere inngangs-/utdataenheter. Programmereren bruker disse verktøyene til å utvikle disse programmene, og applikasjoner kaller verktøy under kjøring for å utføre spesifikke funksjoner. De viktigste av systemprogrammene er operativsystemer, som skjuler detaljene til maskinvaren for programmereren og gir et praktisk grensesnitt for systemets utførelse av driftsmiljøet. Det kan inkludere flere grensesnitt:
1) tilpasset;
2) programvare
For eksempel Linux-systemet oppkalt etter. for brukeren som grensesnittkommandoer (ulike skall): C-Shell, K-Shell, B-Shell, bash-shell.
GRENSESNITT TYPE Midnight Commander.
Det samme er grafiske grensesnitt (X Windows). Den kan ha forskjellige vindusbehandlere (KDE Grome).
Når det gjelder programvaregrensesnittene, kan Windows-operativsystemet til programmet få tilgang til både operativsystemet for de tilsvarende tjenestene og funksjonene, og grafikkundersystemet. Når det gjelder prosessorarkitektur, bruker det andre programmet skrevet for å kjøre på Linux de samme kommandoene og dataformatene som programmet bygget for å kjøre på Windows. Imidlertid er det i det første tilfellet en referanse til driftsmiljøet, i det andre - til et annet. Dermed er driftsmiljøet systemprogramvaren der programmer som er opprettet i henhold til reglene for drift av dette miljøet kan kjøres.
Typiske operativsystemer tilbyr følgende tjenester:
1) programvareutvikling. Operativsystemet gir programmereren en rekke verktøy og tjenester, for eksempel redaktører og debuggere. Disse tjenestene, implementert som programvareverktøy som støtter operativsystemer, selv om de ikke er en del av kjernen, kalles applikasjonsutviklingsverktøy;
2) utførelse av programmer. Det kreves en rekke trinn for å starte programmet. Det er nødvendig å laste kommandoer og data inn i hovedminnet, initialisere enhetene. Operativsystemet gjør rutinearbeid;
3) tilgang til inngangs-/utgangsenheter. Hver I/O-enhet trenger sitt eget sett med kommandoer eller overvåket signal for å kontrollere driften av hver I/O-enhet. Operativsystemet gir brukeren et konsistent grensesnitt som avslører alle disse detaljene og gir programmereren tilgang til I/O-enheter med enkle lese- og skrivekommandoer;
4) kontrollere tilgang til filer. Når du arbeider med filer, er administrasjonen av dens side av operativsystemet ikke bare ment å forstå arten av inn-/utdataenheter og kunnskap om datastrukturene som er registrert i filer. Flerbrukeroperativsystemer gir også sikkerhetsmekanismer for tilgang til filer;
5) tilgangssystemer. Operativsystemet kontrollerer tilgangen til det offentlige datasystemet som helhet, så vel som til individuelle systemressurser. Den må sikre beskyttelse av ressurser og data mot uautorisert bruk, og også løse konfliktsituasjoner;
6) feildeteksjon og behandling. Under driften av et datasystem oppstår det forskjellige feil, inkludert interne og eksterne feil som har oppstått i maskinvaren, for eksempel minnefeil, feil eller feil på enheter, programvarefeil er også mulig: aritmetisk overløp, et forsøk på å få tilgang til en minnecelle, tilgang som er lansert og manglende evne til å oppfylle applikasjonsforespørselen. I hvert av disse tilfellene må operativsystemet foreta en handling som minimerer virkningen av feilen på applikasjonen. Reaksjonen til operativsystemet på en feil kan være forskjellig: fra en enkel feilmelding til en nødstopp av programmet;
7) regnskap for ressursbruk. Et godt operativsystem bør ha en måte å gjøre rede for bruken av ulike ressurser og vise produsentens parametere. Denne informasjonen er ekstremt viktig for ytterligere forbedring og justering av systemet for å forbedre ytelsen.
Tema 1.3. Driftsmiljø
OPERATIVSYSTEM SOM RESSURSCONTROLLER.
En datamaskin er et sett med ressurser som støtter utførelse av oppgaver, akkumulering, lagring, bevegelse og behandling av data, og kontrollerer også driften av disse og andre funksjoner. Det er operativsystemet som styrer ressursene til datamaskinen og kontrollerer dens grunnleggende funksjoner. Denne kontrollen har imidlertid følgende funksjoner:
1) funksjonene til operativsystemet fungerer på samme måte som all annen programvare, dvs. de implementeres som separate programmer eller et sett med programmer, kjørende prosesser;
2) operativsystemet må overføre kontroll til andre prosesser og vente på at prosessoren igjen lar den utføre sine oppgaver.
Et operativsystem er i hovedsak et sett med dataprogrammer, som alle andre programmer, det gir kommandoer til prosessoren. Den viktigste forskjellen er formålet med dette programmet.
Operativsystemet er // i stand til //: hvordan bruke andre systemressurser, og hvordan tildele tid ved bruk av andre programmer, men for dette må prosessoren stoppe arbeidet med det og gå videre til kjøringen av andre programmer.
Dermed gir operativsystemet kontrollen til prosessoren slik at den kan gjøre noe nyttig arbeid, og gjenopptar deretter kontrollen akkurat nok til å forberede prosessoren for neste arbeid.
En del av operativsystemet er plassert i RAM (hoved, grunnleggende). Denne delen inkluderer kjernen (Kernel), som inneholder hoveddelen av de mest brukte funksjonene, samt noen andre komponenter i operativsystemet som brukes på et gitt tidspunkt.
Resten inneholder andre programmer og brukerdata. Plasseringen av disse dataene i RAM administreres i fellesskap av operativsystemet og prosessormaskinvaren som brukes til å administrere minnet. Operativsystemet bestemmer når det kjørende programmet kan ødelegge I/O-enhetene det trenger og kontrollerer filtilgang.
Prosessoren er også en ressurs som operativsystemet må bestemme hvor mye tid det skal bruke til å utføre et bestemt brukerprogram. Multiprosessorsystemer: en beslutning må tas for hver prosess.
MULIGHETER FOR UTVIKLING AV OPERATIVSYSTEMET.
De fleste operativsystemer er i stadig utvikling. Dette skjer av følgende årsaker:
a) oppdatering og fremveksten av nye typer maskinvare;
b) nye tjenester. Nye ytelsesovervåkings- og evalueringsverktøy kan legges til operativsystemet for å opprettholde høy driftseffektivitet med eksisterende brukerverktøy;
c) korrigering. Hvert operativsystem har feil. Fra tid til annen blir de oppdaget og korrigert. Behovet for regelmessige endringer i operativsystemer, visse begrensninger er pålagt enheten. Selvfølgelig bør disse systemene ha en modulær design, klart definert av samspillet mellom moduler. For store programmer er god og fullstendig dokumentasjon avgjørende.
Godkjente konvensjoner:
- I / O - inngang / utgang;
- AO - maskinvare;
- DB - database;
- RAM - minne med tilfeldig tilgang;
- OS - operativsystem;
- ROM - skrivebeskyttet minne;
- PC - personlig datamaskin;
- Programvare - programvare;
- РВ - sanntid;
- SU - kontrollsystem;
- DBMS - databasestyringssystem;
- UVV - inngangs-/utgangsenhet;
- FS - filsystem;
- CPU - prosessor (sentral prosesseringsenhet).
Konseptet med driftsmiljø, sammensetning, formål. Standard serviceprogrammer for å støtte driftsmiljøet. Konseptet med en grunnleggende maskin, en utvidet maskin. Brukermodus, veiledermodus
Grensesnitt, per definisjon, er dette reglene for interaksjonen mellom operativsystemet og brukerne, så vel som de nærliggende nivåene i datanettverket. Teknologien for menneske-datamaskin kommunikasjon avhenger av grensesnittet.
Kommandogrensesnitt
Kommandogrensesnittet kalles så fordi i denne typen grensesnitt gir brukeren kommandoer til datamaskinen, og datamaskinen utfører dem og gir resultatet til brukeren. Kommandogrensesnittet er implementert som batchteknologi og kommandolinjeteknologi.
Batch-teknologi... En sekvens av tegn sendes til inngangen til datamaskinen, der, i henhold til visse regler, sekvensen av programmer som er lansert for kjøring er indikert. Etter utførelse av neste program starter det neste osv. Maskinen finner kommandoer og data for seg selv i henhold til visse regler. Denne sekvensen kan for eksempel være et hullbånd, en stabel med hullkort, en sekvens med å trykke på tastene på en elektrisk skrivemaskin (som CONSUL).
Kommandolinjeteknologi... Med denne teknologien fungerer tastaturet som den eneste måten å legge inn informasjon fra en person til en datamaskin, og datamaskinen sender ut informasjon til en person ved hjelp av en alfanumerisk skjerm (monitor). Denne kombinasjonen (skjerm + tastatur) ble kjent som terminalen eller konsollen.
Kommandoer skrives på kommandolinjen. Kommandolinjen er et ledetekstsymbol og et blinkende rektangel - markøren. Når du trykker på en tast, vises tegn ved markørposisjonen, og markøren flyttes til høyre. Det er mye som å skrive en kommando på en skrivemaskin. Kommandoen avsluttes med et tastetrykk Tast inn... Etter det utføres overgangen til begynnelsen av neste linje. Det er fra denne posisjonen at datamaskinen viser resultatene av arbeidet sitt på skjermen. Deretter gjentas prosessen.
WIMP - grensesnitt
(Vindu - vindu, Bilde - bilde, Meny - meny, Peker - peker).
Et karakteristisk trekk ved denne typen grensesnitt er at dialogen med brukeren ikke utføres ved hjelp av kommandoer, men ved hjelp av grafiske bilder - menyer, vinduer og andre elementer. Selv om det i dette grensesnittet gis kommandoer til maskinen, gjøres dette gjennom grafiske bilder. Denne typen grensesnitt er implementert på to nivåer av teknologier: et enkelt grafisk grensesnitt og et rent WIMP-grensesnitt.
Enkelt grafisk grensesnitt . Karakteristiske trekk ved dette grensesnittet:
valg av områder på skjermen;
redefinere tastaturtaster avhengig av konteksten;
bruke manipulatorer og tastatur for å kontrollere markøren;
utbredt bruk av fargeskjermer.
Et typisk bruksområde for denne typen grensesnitt er Nortron Commander-filskallet.
WIMP - grensesnitt ... Det andre trinnet i utviklingen av det grafiske grensesnittet var det «rene» WIMP-grensesnittet.
Denne grensesnittsubtypen er preget av følgende funksjoner:
alt arbeid med programmer, filer og dokumenter foregår i vinduer - visse deler av skjermen skissert med en ramme;
alle programmer, filer, dokumenter, enheter og andre objekter presenteres i form av ikoner - ikoner, når de åpnes, blir ikonene til vinduer;
alle handlinger med objekter utføres ved hjelp av menyen;
bruke manipulatorer for å peke på objekter.
Et eksempel på et program med et grafisk grensesnitt er Windows-operativsystemet.
SILK - grensesnitt
(Tale - tale, Bilde - bilde, Språk - språk, Kunnskap - kunnskap).
Denne typen grensesnitt er nærmest den vanlige, menneskelige kommunikasjonsformen. Innenfor rammen av dette grensesnittet er det en normal "samtale" mellom en person og en datamaskin. Samtidig finner datamaskinen kommandoer for seg selv, analyserer menneskelig tale og finner nøkkelsetninger i den. Den konverterer også resultatet av å utføre kommandoer til en form som kan leses av mennesker. Tale og biometrisk-baserte grensesnitt er varianter.
Taleteknologi... Med denne teknologien gis kommandoer med stemmen ved å uttale spesielle reserverte ord - kommandoer. De viktigste slike kommandoene er:
- Hvile- slå av talegrensesnittet.
- Åpen- overgang til modusen for å ringe et bestemt program. Navnet på programmet er navngitt i det neste ordet.
- Jeg vil diktere- bytt fra kommandomodus til taleskrivingsmodus.
- Kommandomodus- gå tilbake til talekommandomodus.
Biometrisk teknologi... For å kontrollere en datamaskin brukes en persons ansiktsuttrykk, retningen på blikket, størrelsen på pupillen og andre tegn. For å identifisere brukeren brukes en tegning av iris i øynene, fingeravtrykk og annen unik informasjon. Bilder leses fra et digitalt videokamera, og deretter, ved hjelp av spesiell programvare for mønstergjenkjenning, hentes kommandoer ut fra dette bildet.
Semantisk (offentlig) grensesnitt
Inkluderer kommandolinjegrensesnitt, grafisk, tale- og mimikkgrensesnitt. Dens viktigste kjennetegn er mangelen på kommandoer når du kommuniserer med en datamaskin. Forespørselen er formet i naturlig språk, i form av tilhørende tekst og bilder. I sin essens er det vanskelig å kalle det et grensesnitt - det er allerede en simulering av menneske-datamaskin-kommunikasjon.
Siden midten av 90-tallet av XX, i forbindelse med utseendet til lydkort og den utbredte bruken av talegjenkjenningsteknologier, har den aktive utviklingen og anvendelsen av "taleteknologien" til SILK-grensesnittet begynt. Med denne teknologien gis kommandoer med stemmen ved å uttale spesielle reserverte ord - kommandoer. Disse hovedkommandoene (i henhold til reglene for Gorynych-taleinndatasystemet) er:
- "Våkn opp" - slå på talegrensesnittet.
- "Rest" - slå av talegrensesnittet.
- "Åpne" - bytt til modusen for å ringe et eller annet program. Programnavnet kalles i følgende ord
- "Jeg vil diktere" - bytte fra kommandomodus til stemmeskrivingsmodus.
- "Kommandomodus" - gå tilbake til talekommandomodus
- og noen andre.
Ord skal uttales tydelig, i samme tempo. En pause er nødvendig mellom ordene. På grunn av underutviklingen av talegjenkjenningsalgoritmen, krever slike systemer individuell forhåndskonfigurasjon for hver spesifikke bruker. Strukturen til Office XP har allerede inkludert et talegjenkjenningssystem, men det forstår fortsatt bare engelsk, kinesisk og japansk.
Brukeren er som regel ikke interessert i detaljene til maskinvareenheten, han ser det som et sett med applikasjoner. Søknaden kan skrives på hvilket som helst av programmeringsspråkene. For å forenkle denne oppgaven er det et sett med systemprogrammer, hvorav noen kalles verktøy, med deres hjelp implementeres ofte utførelsen av funksjoner, som hjelper til med å lage tilpassede programmer for å jobbe med filer og kontrollere inngangs-/utdataenheter. Programmereren bruker disse verktøyene til å utvikle disse programmene, og applikasjoner kaller verktøy under kjøring for å utføre spesifikke funksjoner. De viktigste av systemprogrammene er operativsystemer, som skjuler detaljene til maskinvaren for programmereren og gir et praktisk grensesnitt for systemets utførelse av driftsmiljøet. Det kan inkludere flere grensesnitt:
1) tilpasset;
2) programvare
For eksempel Linux-systemet oppkalt etter. for brukeren som grensesnittkommandoer (ulike skall): C-Shell, K-Shell, B-Shell, bash-shell.
GRENSESNITT TYPE Midnight Commander.
Det samme er grafiske grensesnitt (X Windows). Den kan ha forskjellige vindusbehandlere (KDE Grome).
Når det gjelder programvaregrensesnittene, kan Windows-operativsystemet til programmet få tilgang til både operativsystemet for de tilsvarende tjenestene og funksjonene, og grafikkundersystemet. Når det gjelder prosessorarkitektur, bruker det andre programmet skrevet for å kjøre på Linux de samme kommandoene og dataformatene som programmet bygget for å kjøre på Windows. Imidlertid er det i det første tilfellet en referanse til driftsmiljøet, i det andre - til et annet. Dermed er driftsmiljøet systemprogramvaren der programmer som er opprettet i henhold til reglene for drift av dette miljøet kan kjøres.
Typiske operativsystemer tilbyr følgende tjenester:
1) programvareutvikling. Operativsystemet gir programmereren en rekke verktøy og tjenester, for eksempel redaktører og debuggere. Disse tjenestene, implementert som programvareverktøy som støtter operativsystemer, selv om de ikke er en del av kjernen, kalles applikasjonsutviklingsverktøy;
2) utførelse av programmer. Det kreves en rekke trinn for å starte programmet. Det er nødvendig å laste kommandoer og data inn i hovedminnet, initialisere enhetene. Operativsystemet gjør rutinearbeid;
3) tilgang til inngangs-/utgangsenheter. Hver I/O-enhet trenger sitt eget sett med kommandoer eller overvåket signal for å kontrollere driften av hver I/O-enhet. Operativsystemet gir brukeren et konsistent grensesnitt som avslører alle disse detaljene og gir programmereren tilgang til I/O-enheter med enkle lese- og skrivekommandoer;
4) kontrollere tilgang til filer. Når du arbeider med filer, er administrasjonen av dens side av operativsystemet ikke bare ment å forstå arten av inn-/utdataenheter og kunnskap om datastrukturene som er registrert i filer. Flerbrukeroperativsystemer gir også sikkerhetsmekanismer for tilgang til filer;
5) tilgangssystemer. Operativsystemet kontrollerer tilgangen til det offentlige datasystemet som helhet, så vel som til individuelle systemressurser. Den må sikre beskyttelse av ressurser og data mot uautorisert bruk, og også løse konfliktsituasjoner;
6) feildeteksjon og behandling. Under driften av et datasystem oppstår det forskjellige feil, inkludert interne og eksterne feil som har oppstått i maskinvaren, for eksempel minnefeil, feil eller feil på enheter, programvarefeil er også mulig: aritmetisk overløp, et forsøk på å få tilgang til en minnecelle, tilgang som er lansert og manglende evne til å oppfylle applikasjonsforespørselen. I hvert av disse tilfellene må operativsystemet foreta en handling som minimerer virkningen av feilen på applikasjonen. Reaksjonen til operativsystemet på en feil kan være forskjellig: fra en enkel feilmelding til en nødstopp av programmet;
7) regnskap for ressursbruk. Et godt operativsystem bør ha en måte å gjøre rede for bruken av ulike ressurser og vise produsentens parametere. Denne informasjonen er ekstremt viktig for ytterligere forbedring og justering av systemet for å forbedre ytelsen.
Tema 1.3. Driftsmiljø
OPERATIVSYSTEM SOM RESSURSCONTROLLER.
En datamaskin er et sett med ressurser som støtter utførelse av oppgaver, akkumulering, lagring, bevegelse og behandling av data, og kontrollerer også driften av disse og andre funksjoner. Det er operativsystemet som styrer ressursene til datamaskinen og kontrollerer dens grunnleggende funksjoner. Denne kontrollen har imidlertid følgende funksjoner:
1) funksjonene til operativsystemet fungerer på samme måte som all annen programvare, dvs. de implementeres som separate programmer eller et sett med programmer, kjørende prosesser;
2) operativsystemet må overføre kontroll til andre prosesser og vente på at prosessoren igjen lar den utføre sine oppgaver.
Et operativsystem er i hovedsak et sett med dataprogrammer, som alle andre programmer, det gir kommandoer til prosessoren. Den viktigste forskjellen er formålet med dette programmet.
Operativsystemet er // i stand til //: hvordan bruke andre systemressurser, og hvordan tildele tid ved bruk av andre programmer, men for dette må prosessoren stoppe arbeidet med det og gå videre til kjøringen av andre programmer.
Dermed gir operativsystemet kontrollen til prosessoren slik at den kan gjøre noe nyttig arbeid, og gjenopptar deretter kontrollen akkurat nok til å forberede prosessoren for neste arbeid.
En del av operativsystemet er plassert i RAM (hoved, grunnleggende). Denne delen inkluderer kjernen (Kernel), som inneholder hoveddelen av de mest brukte funksjonene, samt noen andre komponenter i operativsystemet som brukes på et gitt tidspunkt.
Resten inneholder andre programmer og brukerdata. Plasseringen av disse dataene i RAM administreres i fellesskap av operativsystemet og prosessormaskinvaren som brukes til å administrere minnet. Operativsystemet bestemmer når det kjørende programmet kan ødelegge I/O-enhetene det trenger og kontrollerer filtilgang.
Prosessoren er også en ressurs som operativsystemet må bestemme hvor mye tid det skal bruke til å utføre et bestemt brukerprogram. Multiprosessorsystemer: en beslutning må tas for hver prosess.
MULIGHETER FOR UTVIKLING AV OPERATIVSYSTEMET.
De fleste operativsystemer er i stadig utvikling. Dette skjer av følgende årsaker:
a) oppdatering og fremveksten av nye typer maskinvare;
b) nye tjenester. Nye ytelsesovervåkings- og evalueringsverktøy kan legges til operativsystemet for å opprettholde høy driftseffektivitet med eksisterende brukerverktøy;
c) korrigering. Hvert operativsystem har feil. Fra tid til annen blir de oppdaget og korrigert. Behovet for regelmessige endringer i operativsystemer, visse begrensninger er pålagt enheten. Selvfølgelig bør disse systemene ha en modulær design, klart definert av samspillet mellom moduler. For store programmer er god og fullstendig dokumentasjon avgjørende.
Godkjente konvensjoner:
- I / O - inngang / utgang;
- AO - maskinvare;
- DB - database;
- RAM - minne med tilfeldig tilgang;
- OS - operativsystem;
- ROM - skrivebeskyttet minne;
- PC - personlig datamaskin;
- Programvare - programvare;
- РВ - sanntid;
- SU - kontrollsystem;
- DBMS - databasestyringssystem;
- UVV - inngangs-/utgangsenhet;
- FS - filsystem;
- CPU - prosessor (sentral prosesseringsenhet).
Konseptet med driftsmiljø, sammensetning, formål. Standard serviceprogrammer for å støtte driftsmiljøet. Konseptet med en grunnleggende maskin, en utvidet maskin. Brukermodus, veiledermodus
Konsept, klassifisering av operativsystemer.
Emne 6. Operativsystemer
Mål: Studie av grunnleggende konsepter og klassifisering av operativsystemer for personlige datamaskiner.
Nøkkelord: operativsystemer, brukergrensesnitt.
Plan:
- Konsept, klassifisering av operativsystemer.
- Kommando, grafisk WIMP-grensesnitt og SILK-grensesnitt.
- Karakteristiske trekk ved WINDOWS 9X / ME / 2000 / XP.
Operativsystem (operativsystem) - et organisert sett med programmer, hvis formål:
· Kontroll over datamaskinen fra øyeblikket den slås på til strømmen slås av;
· Organisering av pålitelige beregninger, kommunikasjon av PC-maskinvare med brukeren;
· Effektiv styring av PC-dataressurser.
OS-klassifisering:
1. I henhold til antall brukere som jobber med systemet samtidig, er OS delt inn i enkeltbruker og flerbruker.
2. I henhold til antall oppgaver som kan løses med deres hjelp til enhver tid, er OS delt inn i enkeltoppgave (enkeltprogram) og multioppgave (flerprogram).
3. I henhold til metoden for kommunikasjon mellom brukeren og operativsystemet, skilles et OS med et kommandolinjegrensesnitt, et grafisk WIMP-grensesnitt og et SILK-grensesnitt.
4. I henhold til antall biter på adressebussen, skilles 16, 32 og 64-biters operativsystemer. Bitbredden til adressebussen bestemmer den maksimale mengden adresserbart minne. Hvert element kan nås direkte.
Det finnes individuelle operativsystemer for hver datamaskinmodell. For IBM-kompatible PC-er bruker de MS DOS, WINDOWS, OS / 2, Unix, LINUX, etc.
I dag skilles følgende typer grensesnitt:
1. Kommandogrensesnitt. Denne typen grensesnitt har fått navnet sitt fordi brukeren gir kommandoer til datamaskinen, og datamaskinen utfører dem og sender ut resultatene. Kommandogrensesnittet er implementert som kommandolinjeteknologi og batchteknologi.
2. Det grafiske WIMP-grensesnittet (Windows-vindu, Bilde-bilde, Meny-meny, Peker-peker) dukket opp i 1981. Det kjennetegnes ved at brukeren fører en dialog ved hjelp av grafiske bilder, menyer, vinduer, ikoner og annet elementer. Et slående eksempel på programmer med et grafisk grensesnitt er MS Windows-operativsystemet.
3. SILK-grensesnitt (Speech-speech, Image-image, Language-language, Knowledge-knowledge) begynte å utvikle seg på midten av 90-tallet av det tjuende århundre med fremkomsten av lydkort og utbredt talegjenkjenningsteknologi. Innenfor rammen av denne typen grensesnitt foregår talekommunikasjon mellom en person og en datamaskin. På grunn av underutviklingen av talegjenkjenningsalgoritmen, krever slike systemer individuell justering for hver spesifikke bruker. MS Office XP har allerede inkludert et talegjenkjenningssystem, men det forstår bare engelsk så langt. kinesiske og japanske språk.
3. Karakteristiske trekk ved MS DOS, WINDOWS 9X / ME / 2000 / XP
MSDOS er et 16-bits kommandolinjeoperativsystem for én bruker. Det er verdt å si at det er utviklet flere forskjellige programvareskall for det: Norton Commander, QDOS, DOS SHELL, Volkov Commander, WINDOWS 1/2/3. Et programvareskall er et program som kjører under kontroll av et OS og hjelper til med å jobbe med dette OS. Den viser visuelt på skjermen hele filstrukturen til PC-en: disker, kataloger, filer.
Windows 9X (Windows 95 / 98ME) er et flerbruker, multitasking, 32-bits OS med et grafisk grensesnitt, beregnet for hjemmebruk, for interaktiv driftsmodus, ikke portabel til andre maskinvareplattformer (ᴛ.ᴇ. til prosessorer som ikke er kompatibel med INTEL mikroprosessorer 8088). Det er umulig å få et tekstbasert kommandolinjegrensesnitt uten et grafisk (en interaktiv modus er ikke alltid nødvendig, for eksempel for servere). Windows 9X gir full MSDOS-kompatibilitet.
Windows NT (New Technology) er et flerbruker, multitasking, 32-bits profesjonelt operativsystem med et grafisk grensesnitt, støtter multiprosessor PCer (opptil 32 prosessorer). Opprinnelig ble det opprettet for bedriftssektoren, under hensyntagen til arbeidet i CC. Dette operativsystemet har kraftige verktøy for å beskytte programmer og brukerdata mot uautorisert tilgang, har to modifikasjoner: Windows NT Station (for arbeidsstasjoner), Windows NT Server (nettverks-OS).
Windows 2000 kombinerer egenskapene til Windows 9X og Windows NT med forbedringen av mange funksjoner for brukertjenester.
Windows XP (2002 ᴦ.) Er utviklet på grunnlag av teknologier som brukes i Windows 2000, er mer praktisk for arbeid på både hjemme- og kontor-PCer, stiller høye krav til PC-systemressurser (minst 128 MB minne og 2 GB hardt) diskplass). disk).
UNIX- og LINUX-operativsystemer har blitt utbredt på Internett siden er et maskinuavhengig operativsystem.
Kontrollspørsmål:
1. Konsept og typer OS?
2. Konsept og typer grensesnitt?
3. Sammenlignende egenskaper ved OS?
Kommandogrensesnitt.
Kommandogrensesnittet kalles det fordi i denne typen grensesnitt gir en person "kommandoer" til datamaskinen, og datamaskinen utfører dem og gir resultatet til personen. Kommandogrensesnittet er implementert som batchteknologi og kommandolinjeteknologi.
Med denne teknologien fungerer tastaturet som den eneste måten å legge inn informasjon fra en person til en datamaskin, og datamaskinen sender ut informasjon til en person ved hjelp av en alfanumerisk skjerm (monitor). Denne kombinasjonen (skjerm + tastatur) ble kjent som terminalen eller konsollen.
Kommandoer skrives på kommandolinjen. Kommandolinjen er et ledetekstsymbol og et blinkende rektangel - markøren. Når du trykker på en tast, vises tegn ved markørposisjonen, og markøren flyttes til høyre. Kommandoen avsluttes ved å trykke på Enter (eller Retur)-tasten. Deretter går den til begynnelsen av neste linje. Det er fra denne posisjonen at datamaskinen viser resultatene av arbeidet sitt på skjermen. Deretter gjentas prosessen.
Kommandolinjeteknologi har allerede fungert på monokrome alfanumeriske skjermer. Siden bare bokstaver, tall og skilletegn var tillatt, var ikke de tekniske egenskapene til skjermen avgjørende. En TV-mottaker og til og med et oscilloskoprør kan brukes som monitor.
Begge disse teknologiene er implementert i form av et kommandogrensesnitt - kommandoer blir gitt til maskinen som input, og den ser ut til å "reagere" på dem.
Tekstfiler ble den dominerende typen filer når man jobbet med kommandogrensesnittet - de og bare de kunne lages ved hjelp av tastaturet. Den mest utbredte bruken av kommandolinjegrensesnittet var fremveksten av UNIX-operativsystemet og utseendet til de første åtte-bits personlige datamaskinene med multi-plattform CP / M-operativsystemet.
WIMP - grensesnitt(Vindu - vindu, Bilde - bilde, Meny - meny, Peker - peker). Et karakteristisk trekk ved denne typen grensesnitt er at dialogen med brukeren ikke utføres ved hjelp av kommandoer, men ved hjelp av grafiske bilder - menyer, vinduer og andre elementer. Selv om det i dette grensesnittet er gitt kommandoer til maskinen, men dette gjøres "indirekte", gjennom grafiske bilder. Ideen til GUI oppsto på midten av 70-tallet, da konseptet med et visuelt grensesnitt ble utviklet ved Xerox Palo Alto Research Center (PARC). Forutsetningen for det grafiske grensesnittet var en reduksjon i responstiden til en datamaskin på en kommando, en økning i mengden RAM, samt utviklingen av den tekniske basen til datamaskiner. Maskinvaregrunnlaget for konseptet var selvfølgelig utseendet til alfanumeriske skjermer på datamaskiner, og disse skjermene hadde allerede slike effekter som "flimmer" av tegn, fargeinversjon (endre stilen til hvite tegn på svart bakgrunn til det motsatte, det vil si svarte tegn på hvit bakgrunn ), understrekingstegn. Disse effektene strakk seg ikke til hele skjermen, men bare til en eller flere karakterer. Neste trinn var å lage en fargeskjerm som lar deg vise, sammen med disse effektene, tegn i 16 farger på en bakgrunn med en palett (det vil si et fargesett) med 8 farger. Etter utseendet til grafiske skjermer, med muligheten til å vise alle grafiske bilder i form av mange prikker på skjermen i forskjellige farger, var det ingen grenser for fantasien i å bruke skjermen i det hele tatt! PARCs første grafiske 8010 Star Information System dukket dermed opp fire måneder før den første IBM-datamaskinen ble utgitt i 1981. Opprinnelig ble det visuelle grensesnittet kun brukt i programmer. Gradvis begynte han å gå over til operativsystemer som ble brukt først på Atari- og Apple Macintosh-datamaskiner, og deretter på IBM-kompatible datamaskiner.
Fra en tidligere tid, og også under påvirkning av disse konseptene, har det vært en prosess med enhet i bruken av tastatur og mus av applikasjonsprogrammer. Sammenslåingen av disse to trendene har ført til opprettelsen av brukergrensesnittet ved hjelp av hvilket, med en minimumsinvestering av tid og penger for omskolering av personell, kan du jobbe med et hvilket som helst programvareprodukt. Denne delen er viet beskrivelsen av dette grensesnittet, felles for alle applikasjoner og operativsystemer.
Under utviklingen har det grafiske brukergrensesnittet gått gjennom to stadier og er implementert på to nivåer av teknologier: et enkelt grafisk grensesnitt og et "rent" WIMP - grensesnitt.
På det første stadiet var det grafiske grensesnittet veldig likt kommandolinjeteknologi. Forskjellene fra kommandolinjeteknologien var som følger:
1. Ved visning av symboler var det tillatt å markere noen av symbolene med farge, omvendt bilde, understreking og blinking. Dette har økt uttrykksevnen til bildet.
2. Avhengig av den spesifikke implementeringen av det grafiske grensesnittet, kan markøren vises ikke bare som et flimrende rektangel, men også som et bestemt område som dekker flere tegn og til og med en del av skjermen. Dette utvalget er forskjellig fra de andre uvalgte delene (vanligvis i farger).
3. Å trykke på Enter-tasten utfører ikke alltid kommandoen og går til neste linje. Reaksjonen på å trykke på en tast avhenger i stor grad av hvor markøren var på skjermen.
4. I tillegg til Enter-tasten, brukes flere og flere grå markørtaster på tastaturet (se tastaturdelen i utgave 3 av denne serien.)
5. Allerede i denne revisjonen av det grafiske grensesnittet begynte man å bruke manipulatorer (som en mus, styrekule, etc. - se figur A.4). De gjorde det mulig å raskt velge ønsket del av skjermen og flytte markøren.
Oppsummert kan følgende karakteristiske trekk ved dette grensesnittet siteres:
1. Valg av områder på skjermen.
2. Omdefinering av tastaturtaster avhengig av konteksten.
3. Bruke manipulatorer og grå tastaturtaster for å kontrollere markøren.
4. Utstrakt bruk av fargemonitorer.
Fremveksten av denne typen grensesnitt faller sammen med den utbredte bruken av MS-DOS-operativsystemet. Det var hun som introduserte dette grensesnittet til massene, takket være at 80-tallet gikk under tegnet for å forbedre denne typen grensesnitt, forbedre egenskapene til å vise symboler og andre parametere på skjermen.
Typiske eksempler på denne typen grensesnitt er Nortron Commander-filinnpakningen og Multi-Edit-tekstredigereren. Og tekstredaktørene Lexicon, ChiWriter og tekstbehandleren Microsoft Word for Dos er eksempler på hvordan dette grensesnittet har overgått seg selv.
Den andre fasen i utviklingen av det grafiske grensesnittet var det "rene" WIMP-grensesnittet. Denne grensesnittsubtypen er preget av følgende funksjoner:
1. Alt arbeid med programmer, filer og dokumenter foregår i vinduer – visse deler av skjermen omrisset med en ramme.
2. Alle programmer, filer, dokumenter, enheter og andre objekter presenteres i form av ikoner - ikoner. Når de åpnes, blir ikonene til vinduer.
3. Alle handlinger med objekter utføres ved hjelp av menyen. Selv om menyen dukket opp på det første stadiet av utviklingen av det grafiske grensesnittet, hadde den ikke en dominerende betydning i den, men fungerte bare som et tillegg til kommandolinjen. I et rent WIMP-grensesnitt blir menyen hovedkontrollen.
4. Utstrakt bruk av manipulatorer for å indikere objekter. Manipulatoren slutter å være bare et leketøy - et tillegg til tastaturet, men blir hovedkontrollelementet. Ved å bruke manipulatoren peker de på et hvilket som helst område av skjermen, vinduer eller ikoner, velger det, og først da, gjennom menyen eller ved hjelp av andre teknologier, blir de kontrollert.
Det bør bemerkes at WIMP krever en høyoppløselig fargerasterskjerm og manipulator for implementeringen. Programmer fokusert på denne typen grensesnitt stiller også økte krav til ytelsen til datamaskinen, volumet på minnet, bussbåndbredde, etc. Imidlertid er denne typen grensesnitt det enkleste å lære og mest intuitivt. Derfor, nå WIMP – har grensesnittet blitt de facto-standarden.
Et slående eksempel på programmer med et grafisk grensesnitt er Microsoft Windows-operativsystemet.
\SILKE- grensesnitt
SILKE- grensesnitt (Tale - tale, Bilde - bilde, Språk - språk, Kunnskap - kunnskap). Denne typen grensesnitt er nærmest den vanlige, menneskelige kommunikasjonsformen. Innenfor rammen av dette grensesnittet er det en normal "samtale" mellom en person og en datamaskin. Samtidig finner datamaskinen kommandoer for seg selv, analyserer menneskelig tale og finner nøkkelsetninger i den. Den konverterer også resultatet av å utføre kommandoer til en form som kan leses av mennesker. Denne typen grensesnitt er den mest krevende for maskinvareressursene til en datamaskin, og derfor brukes den hovedsakelig til militære formål.
Siden midten av 90-tallet, etter fremkomsten av rimelige lydkort og den utbredte bruken av talegjenkjenningsteknologier, dukket det såkalte "taleteknologien" SILK - grensesnittet opp. Med denne teknologien gis kommandoer med stemmen ved å uttale spesielle reserverte ord - kommandoer.
Ord skal uttales tydelig, i samme tempo. En pause er nødvendig mellom ordene. På grunn av underutviklingen av talegjenkjenningsalgoritmen, krever slike systemer individuell forhåndskonfigurasjon for hver spesifikke bruker.
"Tale"-teknologi er den enkleste implementeringen av SILK-grensesnittet.
Biometrisk teknologi ("Mimic interface".)
Denne teknologien dukket opp på slutten av 1990-tallet og er fortsatt under utvikling når dette skrives. For å kontrollere en datamaskin brukes en persons ansiktsuttrykk, retningen på blikket, størrelsen på pupillen og andre tegn. For å identifisere brukeren brukes en tegning av iris i øynene, fingeravtrykk og annen unik informasjon. Bilder leses fra et digitalt videokamera, og deretter, ved hjelp av spesiell programvare for mønstergjenkjenning, hentes kommandoer ut fra dette bildet. Denne teknologien vil sannsynligvis ta sin plass i programvareprodukter og applikasjoner der det er viktig å identifisere datamaskinbrukeren nøyaktig.
