Виды интерфейсов пользователя

Интерфейс командной строки. По реализации интерфейса пользователя различают неграфические и графические операционные системы. Неграфические операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в данном случае является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно и редактировать. Исполнение команды начинается после утверждения, например, нажатием клавиши Enter. Для компьютеров платформы IBM PC интерфейс командной строки обеспечивается семейством операционных систем под общим названием MS DOS (версии от MS DOS 1.0 до MS DOS 6.2).

Графический интерфейс. Графические операционные системы реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве органа управления кроме клавиатуры может использоваться мышь или иное устройство позиционирования. Работа с графической операционной системой основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления.

Активные и пассивные элементы управления. В качестве активного элемента управления выступает указатель мыши – графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, строки меню и многие другие). Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. В его распоряжение приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.

Обеспечение автоматического запуска. Все операционные системы обеспечивают свой автоматический запуск. Как уже говорилось, для дисковых операционных систем в специальной системной области диска создается запись программного кода. Обращение к этому коду выполняют программы. Находящиеся в базовой системе ввода-вывода (BIOS). Завершая свою работу, они дают команду на загрузку и исполнение содержимого системной области диска.

Организация файловой системы. Все современные дисковые операционные системы обеспечивают создание файловой системы, предназначенной для хранения данных на дисках и обеспечения доступа к ним. Принцип организации файловой системы зависит от операционной системы. Наиболее распространенный способ – табличный.

Во-первых, диск представляется как набор поверхностей. У гибких дисках их всего две (верхняя и нижняя), но жесткие магнитные диски – это на самом деле этажерки, состоящие из нескольких пластин, поэтому количество поверхностей у них больше.

Во-вторых, каждая поверхность диска разделяется на кольцевые дорожки, а каждая дорожка – на секторы. Размеры секторов фиксированы и равны 512 байт.

Чтобы найти на диске тот или иной файл, надо знать, где он расположен, т.е. нужен его адрес. Проще было бы записать адрес файла в виде номера поверхности, номера дорожки и номера сектора, но на самом деле это выполняется не совсем так. Дело в том, что у каждой поверхности есть своя головка для чтения/записи, и эти головки перемещаются не порознь, а одновременно. То есть, если, например, пятая головка подводится к тридцатой дорожке, то и все головки подводятся к своим тридцатым дорожкам. Поэтому вместо понятия дорожки используют понятие цилиндра. Цилиндр – это совокупность всех дорожек, имеющих одинаковые номера, т.е. равноудаленных от оси вращения. Поэтому реально местоположение файла на жестком диске определяется номером цилиндра, номером поверхности и номером сектора.

Понятие кластера. Сектор – это наименьшая единица хранения данных, но для адресации она используется далеко не во всех файловых системах. Для этого она слишком мала. Такие операционные системы как MS DOS, Windows используют для адресации более крупную единицу хранения, называемую кластером. Кластер – это группа соседних секторов. Размер кластера зависит от размера жесткого диска. Чем больше диск, тем большим назначается размер кластера. Типовые значения 8, 16, 32 или 64 сектора.

. Данные о том, в каком кластере диска начинается тот или иной файл, хранятся в системной области диска в специальных таблицах размещения файлов (FAT – таблицах). Поскольку нарушение FAT-таблицы приводит к невозможности воспользоваться данными, записанными на диске, к ней предъявляются особые требования надежности, и она существует в двух экземплярах, идентичность которых регулярно контролируется средствами операционной системы.

Современные операционные системы обеспечивают более совершенную файловую систему. Это позволяет работать с любыми современными жесткими дисками.

Создание и именование файлов. Файл – это именованная последовательность байтов произвольной длины. Поскольку из этого определения вытекает, что файл может иметь нулевую длину, то фактически создание файла состоит в присвоении ему имени и регистрации его в файловой системе – это одна из функций операционной системы. По способу именования файлов различают «короткое» и «длинное» имя.

Создание каталогов (папок). Каталоги (папки) – важные элементы иерархической структуры, необходимые для обеспечения удобного доступа к файлам, если файлов на носителе слишком много. Файлы объединяются в каталоги по любому общему признаку, заданному их создателем (по типу, по назначению, по принадлежности и т.п.). Каталоги низких уровней вкладываются в каталоги более высоких уровней и являются для них вложенными. Верхним уровнем вложенности иерархической структуры является корневой каталог диска.

Все современные операционные системы позволяют создавать каталоги. Правила присвоения имени каталогу ничем не отличается от правил присвоения имени файлу, хотя негласно для каталогов не принято задавать расширения имен.

В иерархических структурах данных адрес объекта задается маршрутом (путем доступа), ведущим от вершины структуры к объекту. При записи пути доступа к файлу, проходящего через систему вложенных каталогов, все промежуточные каталоги разделяются между собой определенным символом. Во многих операционных системах в качестве такого символа используется «\» (обратная косая черта).

Копирование и перемещение файлов. В неграфических операционных системах операции копирования и перемещения файлов выполняются вводом прямой команды в поле командной строки. При этом указывается имя команды, путь доступа к каталогу -источнику и путь доступа к каталогу приемнику.

В графических операционных системах существуют приемы работы с устройством позиционирования, позволяющие выполнять эти команды наглядными методами.

Удаление файлов и каталогов. Средства удаления данных не менее важны для операционной системы, чем средства их создания, поскольку ни один носитель данных не обладает бесконечной емкостью. Существует как минимум три режима удаления данных: удаление, уничтожение и стирание, хотя операционные системы обеспечивают только два первых режима (режим надежного стирания данных можно обеспечить лишь специальными программными средствами).

Удаление файлов является временным. В операционных системах Windows 95/98/Me/2000 оно организовано с помощью специальной папки, которая называется Корзина. При удалении файлов и папок они помещаются в Корзину. Эта операция происходит на уровне файловой системы (изменяется только путь доступа к файлам). На уровне файловой структуры жесткого диска ничего не происходит – файлы остаются в тех же секторах, где и были записаны.

Уничтожение файлов происходит при их удалении в операционной системе MS DOS или при очистке Корзины в операционных системах Windows 95/98/Me/2000. В этом случае файл полностью удаляется из файловой системы, но на уровне файловой структуры диска с ним происходят лишь незначительные изменения. В таблице размещения файлов он помечается как удаленный, хотя физически остается там же, где и был. Это сделано для минимизации времени операции. При этом открывается возможность записи новых файлов в кластеры, помеченные как «свободные».

Операция стирания файлов, выполняемая специальными служебными программами, состоит именно в том, чтобы заполнить якобы свободные кластеры, оставшиеся после уничтоженного файла, случайными данными. Поскольку даже после перезаписи данных их еще можно восстановить специальными аппаратными средствами, для надежного стирания файлов требуется провести не менее пяти актов случайной перезаписи в одни и те же сектора. Эта операция весьма продолжительна, и поскольку массовому пользователю она не нужна, то ее не включают в стандартные функции операционных систем.

Навигация по файловой структуре. Навигация по файловой структуре является одной из наиболее используемых функций операционной системы. Удобство этой операции часто воспринимают как удобство работы с операционной системой. В операционных системах, имеющих интерфейс командной строки, навигацию осуществляют путем ввода команд перехода с диска на диск или из каталога в каталог. В связи с крайним неудобством такой навигации широкое применение нашли специальные служебные программы, называемые файловыми оболочками. Как и операционные системы файловые оболочки бывают неграфическими и графическими. Наиболее известная неграфическая оболочка для MS DOS – диспетчер файлов Norton Commander, а роль графической оболочки для MS DOS в свое время исполняла программа Windows 3.11.

Управление атрибутами файлов. Кроме имени и расширения имени файла операционная система хранит для каждого файла дату его создания (изменения) и несколько флаговых величин, называемых атрибутами файла. Атрибуты – это дополнительные параметры, определяющие свойства файла. Операционная система позволяет из контролировать и изменять: состояние атрибутов учитывается при проведении автоматических операций с файлами.

Основных атрибута три:

- только для чтения;

- скрытый;

- системный;

Атрибут Только для чтения ограничивает возможность работы с файлом. Его установка означает, что файл не предназначен для внесения изменений.

Атрибут Скрытый сигнализирует операционной системе о том, что данный файл не следует отображать на экране при выполнении файловых операций. Эта мера защиты против случайного (умышленного или неумышленного) повреждения файла.

Атрибутом Системный помечаются файлы, обладающие важными функциями в работе самой операционной системы. Его отличительная особенность в том, что средствами операционной системы его изменить нельзя. Как правило, большинство файлов, имеющих установленный атрибут Системный, имеют также и установленный атрибут Скрытый.

Контрольные вопросы

1. Каково назначение операционной системы?

2. Что понимают под ресурсом ПК?

3. Перечислите основные задачи операционной системы?

4. Какие виды пользовательских интерфейсов Вам известны?

5. Что представляет собой командный интерфейс?

6. Что такое объектно-ориентированный интерфейс?

7. Какие компоненты должна содержать операционная система в полной конфигурации?

8. Назначение командного процессора?

9. Что такое файловая структура?

10. Назовите известную Вам классификацию операционных систем?

11. Какие операционные системы называются многопользовательскими?

12. Что представляют собой многозадачные операционные системы?

13. Какие бывают операционные системы по типу использования ресурсов?

14. Что такое кластер?

15. Что такое файл?

16. Для чего предназначены каталоги?

17. Что такое расширение файла? Для чего оно используется?

18. Что представляет собой таблица размещения файлов?

19. Что такое атрибуты файла?

Тема: «Основные объекты и приемы управления Windows”

В результате изучения данной темы студенты

должны знать:

- основные элементы графического интерфейса Windows

- основные приемы работы с мышью

- элементы управления операционной системы Windows

- назначение окон Windows

- основные структурные элементы окна

- назначение буфера обмена Windows

- назначение программы Проводник

должны уметь:

- запускать операционную систему Windows;

- выполнять различные операции с окнами;

- выполнять типовые операции с папками и файлами;

- использовать для работы программу Проводник;

- правильно завершать работу с компьютером.

В настоящее время наибольшее распространение в нашей стране имеют операционные системы фирмы Microsoft: Windows 98, Windows NT и Windows 2000 (на основе ядра Windows NT).

Параллельно версиям операционной системы Windows выпускаются пакеты прикладных программ (приложений) – Microsoft Office 95/98/2000.

Приложениями операционной системы принято называть программы, предназначенные для работы под управлением этой системы.

Основными достоинствами ОС Windows 98 являются: многозадачность, объективно-ориентированный подход, графический пользовательский интерфейс, а также простое подключение к компьютеру новых устройств.

Многозадачность обеспечивает возможность запуска и работы сразу с несколькими приложениями. Например, можно запустить приложения (например, текстовый процессор Word и табличный процессор Excel) и параллельно “путешествовать” по “Всемирной паутине” с помощью броузера Internet Explorer.

Графический пользовательский интерфейс позволяет унифицировать и сделать наглядной работу с объектами. Основной формой представления объектов являются окна: в окнах раскрываются папки, запускаются приложения, производится работа с документами и т.д.