- графический пользовательский интерфейс;
- объектно-ориентированная платформа;
- вытесняющая многозадачность;
- использование виртуальной памяти;
- подключение новых периферийных устройств по технологии Plug and Play;
- наличие коммуникационных программных средств;
- наличие средств мультимедиа.
Рассмотрим эти характеристики подробнее.
Вытесняющая многозадачность. Как было сказано ранее, Windows является многозадачной ОС, т.е. способной одновременно выполнять несколько программ. На самом деле микропроцессор в каждый момент времени может выполнять инструкции только одной программы, но многозадачный режим позволяет так распределить время между несколькими программами, что у пользователя создается впечатление об ох одновременной работе.
Стратегия распределения времени может быть различной. Рассмотрим, как это делается при вытесняющей многозадачности. ОС выбирает задачу, наиболее нуждающуюся в использовании процессоре, выделяет ей фиксированный квант (отрезок) времени работы процессора и передает управление этой задаче. По истечении этого отрезка система снова выбирает задачу и процесс повторяется. В то время, когда процессор занят, задачи, не использующие его, могут обращаться к диску, принтеру или иным устройствам.
Использование виртуальной памяти. Извечная компьютерная проблема – нехватка оперативной памяти, решается в среде Windows с помощью виртуальной (реально не существующей) памяти. Виртуальная память – расширение оперативной памяти за счет использования части внешней памяти. Согласно известному принципу фон Неймана, работающая программа должна находиться в ОЗУ. Но если оперативной памяти не хватает для работы текущего приложения, то часть программы, не использующей в данный момент процессор, вытесняется из ОЗУ на диск. На ее место в ОЗУ «подкачивается» необходимый фрагмент активной (работающей в данный момент) программы. Таким образом, программы циркулируют между диском и оперативной памятью.
Использование виртуальной памяти позволяет существенно повысить возможности компьютера, делает возможным открыть одновременно несколько приложений, но при этом работа программы происходит несколько медленнее, чем при использовании только оперативной памяти.
Технология Plug and Play. Для подключения нового периферийного устройства в ОС ранних версий, например, MS DOS, пользователь должен был обладать профессиональными знаниями, например, уметь наладить файл конфигурации, знать структуру команды подключения необходимого драйвера и т.п. В среде Windows эта задача решается намного проще. Система самостоятельно создает и изменяет файл конфигурации, распознает конкретное техническое устройство и производит его автонастройку. Подобная технология получила название Plug and Play – «включай и работай».
Коммуникационные (сетевые) программные средства. Сетевые средства Windows позволяют
- обеспечить передачу данных между двумя компьютерами по кабелю;
- организовать электронную почту в локальной и глобальной сети;
- организовать компьютерную сеть из нескольких компьютеров;
- обменяться файлами с удаленным компьютером и подключиться к глобальной сети и др.
Средства мультимедиа. Система Windows обеспечивает интерактивную работу с высококачественным звуком и видео. Для этого разработано множество программных средств, минимально необходимый набор которых входит в стандартную комплектацию ОС Windows.
4.4. Объектно-ориентированная платформа ОС Windows
Смысл объектно-ориентированной платформы. Современная технология разработки программных продуктов, в том числе и операционных систем, базируется на концепции объектно-ориентированного программирования. В нем используется единый подход к программам и данным. В основе лежит понятие объекта, которое объединяет в себе как данные, так и обрабатывающие их алгоритмы.
Такой подход реализован в среде Windows, и благодаря ему, существенно упрощается работа пользователя, поскольку сохраняется некая общность операций с любым приложением или документом. Все, с чем приходится иметь дело пользователю в среде Windows, считается объектом. Любой объект характеризуется определенным набором свойств и набором действий, которые с ним можно производить. Для ознакомления с этим набором действий достаточно выделить объект (1 щелчок левой клавишей мыши по ярлыку объекта), а затем щелкнуть правой клавишей, вызвав тем самым контекстное меню объекта с перечнем действий.
Объектно-ориентированный подход существенно упрощает создание так называемых составных документов – документов, отдельные части которых созданы разными приложениями (текст – текстовым редактором, математические формулы – мастером формул, рисунки и графики – графическим редактором и т.д.). С точки зрения объектно-ориентированного подхода процесс разработки такого документа – это простой обмен данными между объектами.
Немаловажной особенностью работы с любым объектом является возможность автоматического запуска приложения, с помощью которого этот объект был создан. Для этого достаточно сделать двойной щелчок левой клавишей по значку объекта. Одновременно с запуском приложения раскрывается и «щелкнутый» документ. Таким образом, если вы нашли значок документа, с которым хотите работать – не надо долго искать с помощью какой программы (приложения) это можно делать.
Каждый объект среды Windows относится к определенному классу, что в свою очередь определяет перечень действий, возможных с объектом. Познакомимся с некоторыми классами объектов.
Объекты файловой системы – файл и папка. Файл – логически связанная совокупность данных, для размещения которой на внешнем носителе выделена поименованная область. В Windows разрешены имена любой длины из любых символов. С общими свойствами файла можно ознакомиться, вызвав команду «СВОЙСТВА» контекстного меню. К ним относятся:
- тип – характер хранимых данных (текст, рисунок, звуковой файл и т.д.);
- размер – объем занимаемой памяти на диске;
- дата и время создания;
- дата и время внесения последних изменений и др.
Окно Свойство файла – на рисунке.
Над файлом можно выполнять определенный набор действий, которые переводят его из одного состояния в другое. С конкретным набором действий можно ознакомиться, вызвав контекстное меню (щелчок правой клавишей мыши), пример которого приведен на рисунке.
Пример контекстного меню
Также набор действий, которые можно совершить с файлом, можно увидеть при раскрытии меню «ФАЙЛ» (самое левое окно системного меню) – см. рисунок.
Раскрытое меню «ФАЙЛ»
Поясним некоторые действия с файлом.
- Открыть файл – получить доступ к его содержимому;
- Отправить файл – переслать по электронной почте, либо переместить в папку «МОИ ДОКУМЕНТЫ» или на внешний носитель;
- Скопировать файл – сделать копию, сохранив исходный экземпляр файла;
- Удалить файл – файл переводится в специальную папку «КОРЗИНА», а со старого места удаляется.
Контекстное меню «СВОЙСТВА» папки «Информатика для технологов»
Другим важным объектом файловой системы является папка. Папка – хранилище некоторой группы объектов. Как и файлу, папке присваивается имя. Со свойствами папки можно познакомиться, открыв контекстное меню «СВОЙСТВА» – см. рисунок.
Над папками, как над объектами можно выполнять стандартный набор действий, аналогичный тем, которые производятся с файлами: создать, открыть, скопировать, отослать, удалить и т.д.
Рабочий стол
В ОС Windows создана иерархическая (вложенная) структура файлов и папок. На верхнем уровне этой структуры находится единственный объект – «рабочий стол» – см. рисунок.
На втором уровне располагаются объекты, размещенные на «РАБОЧЕМ СТОЛЕ». Это стандартные папки: «МОЙ КОМПЬЮТЕР», «МОИ ДОКУМЕНТЫ», «КОРЗИНА». Это системные папки и они немного отличаются от других – например, их нельзя удалять или перемещать. Папка «МОЙ КОМПЬЮТЕР» предоставляет доступ ко всем папкам и файлам компьютера. В папке «МОИ ДОКУМЕНТЫ» хранятся документы пользователя. Папка «КОРЗИНА» предназначена для хранения удаленных объектов, с тем, чтобы при желании (спохватившись) их легко можно было восстановить. После выполнения специальной операции «ОЧИСТИТЬ КОРЗИНУ» помещенные в корзину объекты восстановлению не подлежат.
Прочие папки и файлы вложены в названные папки второго уровня и т.д.
Объекты пользовательского уровня – приложения и документы. Термин «приложение» ранее употреблялся нами как синоним термина «прикладная программа», т.е. программа для решения задачи определенной предметной области. С точки зрения объектно-ориентированной платформы ОС Windows слово «приложение» (англ. – application) имеет несколько иной смысл.
Приложение, как объект пользовательского уровня – комплекс взаимосвязанных программ для создания и модификации объектов, называемых документами.
Документ – объект Windows, созданный с помощью приложения и содержащий информацию определенного вида. Это могут быть тексты, таблицы, рисунки, звуки и т.д.
Документы одного типа, созданные, как правило, в одном приложении, имеют один и тот же значок. Примеры значков – на рисунке.
Значки документов
При работе в среде Windows часто используется термин «задача», которое тесно связано с термином «приложение». Задача – приложение, работающее в текущем сеансе общения пользователя с компьютером и потребляющее ресурсы компьютера: память, процессорное время, доступ к внешним устройством. Следовательно, приложение становится задачей после его запуска.
Замечание. Понятие «задача» связано с фактом потребления ресурсов, а не с тем, работает с приложением пользователь или нет. О некоторых задачах пользователь может и не подозревать. Это такие задачи, чьё функционирование необходимо для нормального выполнения задач, запущенных пользователем и они автоматически активизируются операционной системой. Полный список задач можно получить, нажав одновременно три клавиши <Ctrl>+<Alt>+<Del>.
4.5. Пользовательский графический интерфейс ОС Windows
Напомним определение понятия «интерфейс», данное в 4.1.: интерфейс – совокупность средств и правил, которые обеспечивают связь и взаимодействие различных технических устройств, программных продуктов между собой, а также с человеком, использующим эти средства.
В данном случае речь пойдет о средствах взаимодействия человека (пользователя) с компьютером, поэтому будем говорить о пользовательском интерфейсе.
Его значение весьма велико, т.к. от его удобства во многом зависит эффективность использования программного продукта и всей вычислительной системы. В ОС Windows используется графический интерфейс (различия между текстовым и графическим интерфейсом см. 4.2. «Функции операционной системы»).
Экранный указатель мыши. Выбор того или иного объекта и определение выполняемой операцией осуществляется экранным указателем мыши. При его попадании на различные графические объекты вид указателя меняется в зависимости от набора операций, которые можно с его помощью выполнить в данный момент. Вид указателя мыши помогает пользователю судить о том, что происходит с системой и что пользователь может с ней делать. Стандартные положения указателя приведены на рисунке. Поясним некоторые из этих положений.
а) б) в) г) д) е) ж) з)
и) к) л) м)
Формы указателя мыши
а) обычный режим – выбор объекта;
б) режим помощи (справки);
в) указатель занятости Windows; выполнение любых команд пользователя приостановлено;
г) указатель занятости приложения; появляется в окне работающего приложения;
д) указатель перемещения объекта; появляется при его перетаскивании мышью;
ж) указатель курсора при вводе с клавиатуры; появляется в области ввода текстовой информации;
и) – м) указатели изменения размера объекта в указанном направлении; появляется при попадании на соответствующую границу окна.
При работе с мышью используются следующие приемы:
- щелчок (клик) – быстрое нажатие и отпускание левой кнопки;
- двойной щелчок – два щелчка с малым интервалом между ними;
- щелчок правой кнопкой;
- перетаскивание – перемещение мыши при нажатой левой кнопке; обычно сопровождается перемещением экранного объекта (при положении указателя вида д));
- протягивание – выполняется как перетаскивание, но при этом объект не перемещается, а изменяет свою форму (при положении указателя вида и) – м));
- зависание – наведение указателя на значок объекта и задержка его в этом положении на некоторое время; на экране при этом появляется всплывающая подсказка, характеризующая свойства объекта (при положении указателя вида а)).
Окна. Основу графического интерфейса ОС WINDOWS составляет система окон на экране, включающих множество графических объектов для управления работой компьютера.
| Строка управляющего меню |
| Кнопки управления окном |
| Значок приложения |
| Полоса прокрутки |
| Строка состояния |
| Элеватор полосы прокрутки |
| Панель инструментов |
| Рабочая область |
| Бегунок (ползунок) полосы прокрутки |
| Одна из кнопок полосы прокрутки |
Окно приложения
Окно – обрамленная прямоугольная область на экране монитора, в которой отражается приложение, документ, сообщение. Окно называется активным (текущим), если с ним в данный момент работает пользователь.
Различают несколько типов окон, вид которых и факт их появления на экране определяется отображаемой в них информацией. Такими типовыми окнами являются окно приложения, окно документа, диалоговое окно. Общая концепция Windows состоит в максимальной стандартизации всех элементов и приемы работы, чтобы при подключении нового приложения не надо было осваивать все заново. Поэтому структура окон максимально унифицирована и пользовательский интерфейс очень однообразен (в хорошем смысле).
Окно приложения. Перечислим стандартные элементы, которые составляют окно любого приложения (см. рисунок).
1) Рабочая область, где располагаются создаваемые этим приложением документы.
2) Управляющее меню, содержащее имена ниспадающих меню.
3) Ниспадающее меню, содержащее группу команд, близких по функциональному назначению (см. рисунок меню «СЕРВИС»).
| Заголовок окна |
Меню «СЕРВИС»
4) Панели инструментов, представляющих собой линейки командных кнопок для быстрого выбора часто используемых команд (см. рисунок)
Панели инструментов «Стандартная» и «Форматирование»
5) Заголовок окна, в котором отображается название приложения.
6) Кнопки управления окном: «Свернуть», «Развернуть», «Закрыть» для изменения размеров окна.
7) Строка состояния, содержащая информацию о режиме работы приложения.
Окно документа. Оно всегда встроено в окно приложения. Его основной элемент – рабочее поле, где создается документ и отображается его содержимое. (см. рисунок). Также имеются другие элементы, индивидуальные для того приложения, в котором создается документ, например, мерная линейка в Word или Excel.
Если в данном приложении открыто несколько окон документов, то пользователь может работать лишь с одним из них. Это окно называется активным. Его заголовок выделяется цветом в строке состоянии приложения.
Диалоговое окно. Оно служит для настройки параметров ОС или приложения, а также для вывода необходимых сообщений. Диалоговое окно выводится на экран операционной системой или приложением всякий раз, когда пользователь должен уточнить выбранное им действие. Это окно содержит набор следующих типовых объектов управления.
| Рабочее поле |
| Линейка |
Окно документа, создаваемого текстовым процессором Word
| Вкладки |
1) Вкладка (закладка – нечто вроде карточек в картотеке с названием на каждой из них или аналог блокнота с закладками. Для выбора нужной вкладки нужно щелкнуть мышью по ее заголовку или, сделав активным заголовок вкладки, выбрать нужную клавишами управления курсором;
2) Поле ввода (текстовое поле) – текст можете вводить только тогда, когда в поле ввода находится мигающий курсор ( текстовый курсор ввода с клавиатуры). Чтобы сделать поле ввода активным, подведите курсор мыши внутрь рамки поля ввода, и, когда курсор изменит свою форму, щелкните мышью по полю.
3) Поле ввода со счетчиком – нужное число можно установить, щелкая по кнопкам (кнопка увеличения и кнопка уменьшения текущего числа) за полем ввода, или введя с клавиатуры как в обычное поле ввода;
4) Радиокнопка (переключатель, кнопка выбора, круглая кнопка, селекторная кнопка) – чтобы нажать радиокнопку, щелкните мышью по самой кнопке или по тексту рядом с ней. Радиокнопки одной группы взаимосвязаны: если выбрать одну из них, то ранее выбранная будет сброшена.
| Поле ввода со счетчиком |
| Флажки |
Поле ввода |
| Радиокнопки |
5) Флажок (выключатель, прямоугольный индикатор) – для включения или выключения режима. Щелкните мышью по самому флажку или тексту рядом с ним или, сделав флажок активным, нажмите <Пробел>. В отличие от радиокнопок флажки не связаны друг с другом.
6) Список с одиночным выбором: для выбора элемента переместите курсор списка на нужный элемент и нажмите <Enter> или щелкните мышью на выбранном элементе один или два раза;
7) Список с мультивыбором: установите щелчком мыши курсор списка на первый нужный элемент и, удерживая левую кнопку мыши нажатой, мышью передвиньте курсор списка до последнего нужного элемента. Другие способы выбора:
-щелкните мышью на первом нужном элементе, нажмите клавишу <Shift> и, удерживая ее нажатой, щелкните по последнему нужному элементу;
-щелкайте мышью на интересующих Вас элементах, удерживая нажатой клавишу <Ctrl>;
- двигаясь по списку клавишами управления курсором, выбирайте нужные элементы нажатием клавиши <Пробел>.
| Раскрывающийся список |
Список |
8) Раскрывающийся список (выпадающий, открывающийся, разворачивающийся – combo box) – чтобы увидеть весь список, щелкните по самой строке списка или по кнопке ; для выбора в списке щелкните по выбранному элементу или, подведя к нему курсор, нажмите <Enter>. Иногда раскрывающийся список имеет поле ввода текста, в котором Вы сможете сами ввести нужное значение, а не выбирать его.
9) Ползунковый (бегунковый) регулятор – изменить значение можно, либо щелкнув мышью по шкале, либо, установив курсор мыши на ползунок, переместить ползунок с нажатой левой кнопкой мыши, либо, сделав регулятор активным, переместить ползунок нажатием клавиш управления курсором;
Ползунковый регулятор
Отличительная особенность диалоговых окон – модальность: невозможность переключиться на окно приложения, сгенерировавшего диалоговое окно, до тех пор, пока диалоговое окно не будет закрыто любым способом.
В общем случае выводится диалоговое окно, содержащее заголовок, кнопку управления и непосредственно сам запрос. В окне должна быть как минимум одна кнопка. Если это просто окно сообщений (информационное окно), то кнопка <ОК> – ее нажатие подтверждает, что пользователь прочитал сообщение). Кнопки <Закрыть> (Close) и <Отмена> (Cancel) обычно отменяют предлагаемые действия.
Главное меню – один из основных элементов управления Windows. Открывается кнопкой <ПУСК> внизу рабочего стола. С его помощью можно:
- запустить все программы, установленные под управлением ОС, или зарегистрированные в ней;
- открыть последние документы, с которыми выполнялась работа;
- получить доступ к средствам настройки и к поисково-справочной системе;
- завершить работу компьютера.
Окно Главного меню
Приложение 1
Наиболее часто используемые
служебные слова PASCAL
and – операция логического умножения ( операция "И")
array – массив;
begin – начало описания последовательности действий программы, подпрограммы или начало составного оператора;
const – начало раздела описания констант;
div – операция целочисленного деления;
do – начало тела цикла операторов for и while;
downto – признак изменения параметра цикла оператора for на –1;
else – начало части "иначе" (ветви "ЛОЖНО") условного оператора;
end – конец описания последовательности действий программы, подпрограммы, конец составного оператора;
for – оператор цикла с параметром;
function – начало заголовка подпрограммы-функции;
if – условный оператор;
mod – операция вычисления остатка от целочисленного деления;
not – операция логического отрицания (операция "НЕ");
of – начало описания типа элементов в описании массива;
or – операция логического сложения (операция "ИЛИ")
procedure – начало заголовка подпрограммы-процедуры;
repeat – оператор цикла с постусловием;
then – начало части "то" (ветви "ИСТИННО") условного оператора;
to – признак изменения параметра цикла оператора for на +1;
type – начало раздела описания типов;
until – конец оператора цикла с постусловием;
var – начало раздела описания переменных, начало описания параметров-переменных процедуры;
while – оператор цикла с предусловием.
Приложение 2
Стандартные функции PASCAL
| Обращение к функции | Тип аргумента | Тип значения | Назначение |
| Abs(x) | Целый или вещественный | Как у аргумента | Абсолютное значение х |
| Pi | - | Вещественный | Значение числа p |
| Sin(x) | Вещественный | Вещественный | Синус х радиан |
| Cos(x) | Вещественный | Вещественный | Косинус х радиан |
| Arctan(x) | Вещественный | Вещественный | Арктангенс х радиан (arctg (x)) |
| Sqrt(x) | Целый или вещественный | Как у аргумента | Квадратный корень из х, х ³ 0 |
| Sqr(x) | Целый или вещественный | Как у аргумента | Значение квадрата х |
| Exp(x) | Вещественный | Вещественный | Значение е в степени х |
| Ln(x) | Вещественный | Вещественный | Натуральный логарифм х, х > 0 |
| Round(x) | Вещественный | Целый | Округление до целого значения х |
| Trunc(x) | Вещественный | Целый | Целая часть значения х |
| Frac(x) | Вещественный | Вещественный | Дробная часть значения х |
Замечание. В языке PASCAL нет других обратных тригонометрических функций кроме ArcTan. Поэтому функции arcsin и arсcos вычисляются с использованием следующих известных тригонометрических формул:
; .