Пользовательский интерфейс современных операционных систем. Интерфейсы операционных систем. Основные элементы окна

Интерфейсом операционной системы называется комплекс средств, предназначенных для передачи операционной системе управляющих команд. Интерфейс включает две подсистемы: интерактивный интерфейс пользователя и программный интерфейс для выполнения запросов к операционной системе, переданных работающими программами. В интерактивном режиме команды набираются в текстовом виде или визуальными средствами (например, мышью). Программный интерфейс реализуется библиотекой стандартных утилит ОС. Вызов соответствующей утилиты программисты вставляют в свои программы.

Система MS Windows имеет удобный, естественный, простой и прозрачный графический пользовательский интерфейс, ориентированный на пользователя-непрофессионала. Пользователю достаточно с помощью мыши выбрать нужный элемент на экране и щелчком мыши на нем осуществить нужное действие. Наиболее важная отличительная особенность Windows, из-за которой она и получила свое название, – это взаимнооднозначная связь программ, работающих в текущий момент в операционной системе, и специальных графических объектов на экране монитора, называемых окнами. Для перехода к нужной программе достаточно щелкнуть на соответствующем окне.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Введение. Информационные технологии в современной экономике

Глава принципы алгоритмизации вычислений.. алгоритм.. принципы фон неймана двоичная система счисления..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела

Алгоритм
Алгоритмом называется свод правил и действий, которые в совокупности позволяют решить поставленную задачу. Алгоритм характеризуется разной степенью формализации. Строго формальный алгоритм задает о

Принципы Фон-Неймана
Первый компьютер MARK-1 был построен в США в 1943г. Однако оказалось, что не всякий алгоритм можно реализовать на этом компьютере. Группа ученых, приглашенная для помощи, после тщательного анализа

Двоичная система счисления
Мы привыкли для записи чисел использовать десятичную систему счисления. На самом деле эта система счисления не единственная. В общем случае позиционной системой счисления называется способ представ

История компьютерной индустрии
Первый компьютер Mark I был построен в 1943г. в Гарвардском Университете. Машина была длиною 15 метров, весила 5 тонн и состояла из 750 тысяч частей. В 1945г. была создана машина ENIAC весом 30 тон

История Интернета
Еще одна революция в информационных технологиях связана с возможностью соединения компьютеров в сети. Первый модем был разработан фирмой АТ в 1960г. А в 1969г. впервые были связаны два компьютера в

Представление данных в памяти компьютера
Прежде, чем рассматривать конкретные особенности устройства компьютера, мы хотим предупредить, что в основном все сказанное будет относиться к персональным компьютерам, серверам, рабочим станциям –

Центральный процессор
Центральный процессор - основное устройство компьютера, которое управляет всеми другими устройствами компьютера. Функционально процессор состоит из двух компонент: операционной части и интерфейсной

Оперативная память
Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) предназначено для хранения той информации, которая может потребоваться процессору для выполнения программы. Иногда ее называют памятью прямого доступа (анг

Системная шина
Системная шина представляет собой совокупность линий передачи сигналов, объединённых по их назначению. Основной функцией системной шины является обмен информацией между процессором и остальными эле

Монитор и управление изображением
Монитор (дисплей) компьютера предназначен для вывода на экран текстовой и графической информации. С программной точки зрения экран монитора представляет собой прямоугольную таблицу из светящихся то

Устройства ввода информации
Устройства ввода информации в компьютер очень разнообразны. К ним относятся клавиатура, мышь, трекбол, джойстик, сканер, диджитайзер, устройство распознавания речи и т.д. Кроме того, существуют спе

Внешние запоминающие устройства
Данные, хранящиеся в оперативной памяти компьютера, не сохраняются при выключении электропитания. Уже в самых первых компьютерах возникла необходимость постоянного хранения данных. Для этого исполь

Устройства вывода информации
Устройства вывода информации предназначены для представления результатов работы компьютера в «человеческом» виде. Кроме видеомонитора, о котором шла речь выше, это принтер, предназначенный для бума

Некоторые другие устройства
Наряду с устройствами, которые выполняют понятные и видимые функции, существует ряд вспомогательных микросхем, которые играют незаметную, но существенную роль в работе компьютера. Перечислим наибол

Функции операционной системы
Операционной системой (ОС) называется комплекс программных средств, обеспечивающих функционирование отдельных устройств компьютера и их взаимодействие, а также взаимодействие устройств компьютера и

В постоянной памяти компьютера (ПЗУ) содержится программа начальной загрузки компьютера. Эта программа независима от операционной системы. Она автоматически запускается при включении питания компью

Программы и подпрограммы
Ни одна программа сейчас не состоит из цельного куска, как это было в самых первых компьютерах. На самом деле, все современные программы составляют сложную структуру, элементами которой являются бо

Управление выполнением программ и управление памятью
Функции управления выполнением программ и управления памятью в операционной системе тесно переплетены. Современные операционные системы ориентированы на мультизадачный режим выполнения программ. В

Управление файловой системой
Для организации доступа программ к данным, размещенным на внешних носителях, ОС организует данные в структуру, называемую файловой системой. Файловая система представляет собой иерархическую структ

Управление вводом-выводом
Утилиты ввода-вывода содержат стандартные программы, предназначенные для чтения и записи информации для различных внешних устройств. К ним относятся и программы BIOS, хранящиеся в ПЗУ, и драйверы р

Мультизадачный и многопользовательский режим
Мультизадачный режим работы операционной системы предполагает параллельное выполнение на одном компьютере нескольких задач (на самом деле псевдопараллельное, так как процессор в компьютере обычно о

Операционная система Windows
Система MS Windows является наиболее распространенной ОС для персональных компьютеров. Она позволяет переходить от программы к программе путем выбора окна на экране монитора, запускать подпрограммы

Языки программирования
Работой компьютера в любой момент времени руководит программа. Программировать работу компьютера - значит создать эту программу. Для этого надо точно описать то, что программа должна делать. Выходо

Среда программирования
Изложим схему профессионального программирования на языке высокого уровня. Оно состоит из нескольких этапов. Сначала нужно хорошо сформулировать задачу и придумать алгоритм решения задачи. Затем ну

Назначение и преимущества сетей
На основе локальных (реже расширенных) компьютерных сетей строятся информационные системы, предназначенные для управления предприятием. Преимущество использования сетей заключается в следующем.

Топология локальной сети
Топологией локальной сети называется способ соединения ее узлов. Базовыми топологиями считаются топология в форме звезды, кольцевая топология и шинная топология. В реальной структуре сети эти конфи

Модель OSI взаимодействия открытых систем
Проблема стандартизации, характерная для современного развития общества в целом, в сфере распространения информации особенно важна. Представьте себе, что вы заходите на какой-то сайт и хотите налад

Методы доступа в ЛВС
Методом доступа в локальной сети называется алгоритм, согласно которому узлы сети получают разрешение на передачу данных, а также регламентируют поведение при различных конфликтных ситуациях, возни

Управление локальной сетью
Основное назначение сетевой части операционной системы – обеспечение служебных функций обеспечения передачи данных канального и сетевого уровня в локальных сетях. Сетевые операционные системы объед

Основные принципы Интернет
Интернет – всемирная компьютерная сеть, составленная из разнообразных локальных и глобальных (типа NSFNET) компьютерных сетей, объединенных стандартными соглашениями о способах обмена информацией и

Типы сервисов Интернет
Принято делить сервисы Интернета на сервисы интерактивные, прямые и отложенного чтения. В сервисах отложенного чтения запрос и получение информации разделены по времени. Сюда относится, например, э

Адресация в Интернет
Во всемирной сети Интернет каждый компьютер (на самом деле, каждый сетевой адаптер компьютера) получает уникальный идентификатор, однозначно его определяющий. Этот идентификатор, называемый IP-адре

Поиск информации в Интернете
Пожалуй, самой полезной чертой Интернета является наличие в нем поисковых серверов. Это выделенные узлы, которые автоматически просматривают все доступные ресурсы Интернета и индексируют их содержа

Интранет - информационное обслуживание на основе Интернет
В последнее время все чаще стали говорить об Интранете. При этом обычно понимают использование информационных технологий Интернета для создания информационных систем внутри организации. Ядром такой

Проблемы Интернета
У Интернета есть, конечно же, свои трудности. Одна из них – анонимность пользователей. Это приводит к возникновению проблем с доступом к информации, например, для детей. Другой ряд проблем

Теория баз данных
Базой данных называют конкретный экземпляр организованной системы данных в совокупности со специфическими методами ее хранения и обработки. В современном представлении задачей базы данных является

Модели данных
В основе конкретной базы данных лежит определенная модель данных. Разные модели данных задают ограничения разного вида на объекты и связи предметной области. Существующие модели данных можно отнест

Реляционная модель данных
Реляционная модель данных представляет собой логическую модель данных, описывающую: ¨ структуры данных в виде наборов таблиц; ¨ теоретико-множественные операции над таблиц

Составляющие реляционной модели
Модель реляционных баз данных использует следующие основные понятия: ¨ тип данных; ¨ показатель; ¨ таблица; ¨ поле; ¨ запись;

Манипулирование данными
Для изменения содержимого таблиц разрешены следующие операции: ¨ создать новую таблицу; ¨ добавить в существующую таблицу новую запись или несколько записей; ¨

Оптимизация схемы данных
Одну и ту же предметную область в рамках решения одной и той же задачи можно отобразить с помощью нескольких баз данных с разными схемами данных. Они будут обладать разной эффективностью. Улучшение

Языковые средства СУБД
Функциональные возможности поддерживаемой средствами СУБД модели данных становятся доступными пользователю благодаря ее языковым средствам. Языковые средства СУБД используются для выполнения двух о

Технология клиент-сервер
Наиболее распространенным вариантом архитектуры СУБД еще с начала 90-х годов стала архитектура «клиент-сервер». При этом предусматривается выделение одного из функциональных компон

Администрирование базы данных
Администрирование системой базы данных предусматривает выполнение функций, направленных на обеспечение надежного и эффективного функционирования системы, адекватности содержания базы данных информа

Перспективы развития технологий баз данных
Укажем наиболее успешно развивающиеся новые направления технологий баз данных. Широко практикуется создание систем баз данных с телекоммуникационным доступом в среде Web. Число таких систе

Графический пользовательский интерфейс (GUI - Graphical User Interface) это средства позволяющие пользователям взаимодействовать с аппаратными составляющими компьютера достаточно комфортным и удобным для себя образом.
В течении многих лет для большого количества операционных систем, таких как OS/2, Macintosh, Windows, AmigaOS, Linux, Symbian OS, и т. п., было создано еще большее количество графических интерфейсов.
Давайте попробуем взглянуть на эволюцию дизайна интерфейсов этих систем, начиная с 80-х годов.
Должен заметить, этот топик демонстрирует только значительные достижения и этапы в области графического дизайна (а не операционных систем в целом), да и не все системы существуют и по сей день.

Первый GUI был разработан в Xerox Palo Alto Research Center (PARC) в далеких 70-х годах. Эта разработка дала старт новой эре инноваций в компьютерной графике.
Первый персональный компьютер который использовал новый графический интерфейс был Xerox Alto, созданный в 1973 году. Он не был коммерческим продуктом и предназначался в основном для научных исследований в университетах.

1981-1985

Xerox 8010 Star (1981)

Это была первая система представленная в качестве интегрированного настольного компьютера, включающая программные приложения и графический интерфейс. Компьютер был известен как «The Xerox Star», позже переименованный в «ViewPoint» и еще позднее в «GlobalView».

Apple Lisa Office System 1 (п1983)

Также известна как Lisa OS, правда в данном случае аббревиатура слишком неоднозначна для ее названия Office System (Офисная Система). Она была создана компанией Apple с намерением сделать компьтер для работы с документами.
Но, к сожалению, эта система была «убита» операционной системой Apple Macintosh которая была на тот момент более доступна.
Так же были апгрейды системы Lisa OS до Lisa OS 2 в 1983 году и Lisa OS 7/7 3.1 в 1984, но это изменения затрагивали только саму систему а не ее интерфейс.

VisiCorp Visi On (1984)

Visi On был первыйм интерфейсом разработанным для IBM PC. Эта система была ориентирована на большие корпорации и стоила достаточно дорого. Интерфейс использовал мышь, имел встроенный инсталятор и справочную систему, но не использовал иконки.

Mac OS System 1.0 (представлена в 1984)

System 1.0 была первой операционной системой созданной для Macintosh. У нее уже имелось несколько деталей современной операционной системы - она была основана на оконном принципе и содержала иконки. окна могли перетаскиваться с помощью мыши а файлы и папки могли копироваться перетаскиванием на место назначения.

Amiga Workbench 1.0 (1985)

После своего релиза Amiga казалось обгоняет свое время. GUI включал в себя например: цветную графику (4 цвета: черный, белый, синий и оранжевый), большей частью поддерживала многозадачность, стерео звук и иконки с несколькими состояниями (выделенная и не выделенная).

Windows 1.0x (1985)

В этом году Microsoft наконец-то подхватила всеобщую интерфейсоманию и выпустила Windows 1.0 - свою первую операционную систему основанную на GUI. Система имела 32x32 пиксельные иконки цветную графику. Однако самое интересное нововведение (правда позже исчезнувшее) была иконка анимированных аналоговых часов (со стрелками:)).

GEM (1985)

GEM (Graphical Environment Manager - Менеджер Графической Среды) созданный компанией Digital Research, Inc. (DRI) был оконного типа. Первоначально он создавался для использования с операционной системой CP/M на базе микропроцессоров Intel 8088 и Motorola 68000, но позднее был доработан для использования в DOS. Большинство людей будут помнить GEM как GUI для компьютеров Atari ST, еще он использовался для серии IBM совместимых компьютеров от Amstrad. Так же он послужил движком для Ventura Publisher и нескольких других DOS программ. Также он был портирован на другие компьютеры но не снискал на них популярности.

1986 - 1990

IRIX 3 (выпущена в 1986, первый релиз в 1984 году)

64-битная операционная система IRIX была создана для UNIX. Интересной особенностью ее GUI является поддержка векторных иконок. Эта функция была встроена в эту систему еще задолго до начала существования Mac OS X.

Geos (1986)

GEOS (Graphic Environment Operating System - Операционная Система с Графическим Средой) была разработана в компании Berkeley Softworks (позднее GeoWorks). Первоначально она разрабатывалась для Commodore 64 и включала в себя графический текстовый процессор, называемый geoWrite и программа для рисования под названием geoPaint.

Windows 2.0x (1987)

В этой версии было значительно улучшено управление окнами. Теперь стало возможным перекрывать, изменять размеры, разворачивать, увеличивать и уменьшать окна.

OS/2 1.x (1988)

Первоначально OS/2 была детищем IBM и Microsoft, но в 1991 году две компании разделились на Microsoft с технологией собственной GUI для OC Windows и IBM продолжающую разработку OS/2. Интерфейс использованный в OS/2 был назван «Presentation Manager». Данная версия GUI поддерживала только монохромные иконки.

NeXTSTEP / OPENSTEP 1.0 (1989)

Стива Джобса заинтересовала идея создать идеальный компьютер для исследовательских лабораторий и университетов. Впоследствии эта идея вылилась в стартап называемый NeXT Computer Inc.
Первый компьютер NeXT был представлен в 1988 году, однако значительный прогресс был достигнут в 1989 с выпуском GUI NeXTSTEP 1.0, превратившийся позже в OPENSTEP.
Иконки интерфейса стали больше (48×48) и использовали большее количество цветов. Первоначально GUI был монохромным, однако начиная с версии 1.0, появилась поддержка цветных мониторов. Этот скриншот показывает, как выглядел его поздний интерфейс.

OS/2 1.20 (1989)

Следующая версия GUI показывает некоторые улучшения во многих областях. Иконки стали выглядеть приятнее и сгладились окна.

Windows 3.0 (1990)

К этой версии разработчики из Microsoft поняли все реальные преимущества GUI и стали значительно его улучшать.
Сама операционная система стала поддерживать стандарты, и расширенный режим для 386 архитектуры, который стал требовать памяти больше чем, 640 килобайт, и больше пространства жесткого диска, в результате стали возможными разрешения, такие как Super VGA 800×600 и XGA 1024×768.
В тоже время, Microsoft пригласили художника и графического дизайнера Сьюзан Каре для разработки дизайна иконок Windows 3.0 и создания уникального образа своего GUI.

1991 - 1995

Amiga Workbench 2.04 (1991)

Для этой версии GUI было сделано большое количество улучшений. Была изменена цветовая схема и были введены объемные элементы дизайна. Рабочий стол мог быть разделен по вертикали на два экрана с собственными разрешениями и глубиной цветопередачи, хотя сегодня это кажется немного странным. Стандартное разрешение было 640×256, но аппаратно поддерживались и большие разрешения.

Mac OS System 7 (1991)

Mac OS version 7.0 была первой Mac системой поддерживающей цвета. К иконкам были добавлены оттенки серого, синего и желтого цветов.

Windows 3.1 (1992)

Эта версия Windows включала в себя предустановленные TrueType шрифты. На тот момент это фактически определило использование Windows в качестве издательской платформы.
Такая функциональность была доступна ранее только в Windows 3.0 с использованием Adobe Type Manager (ATM) - системы работы со шрифтами от компании Adobe. Так же эта версия содержала цветовую схему под названием «Hotdog Stand», содержащую яркие оттенки красного, желтого и черного цветов.
Эта схема была создана для облегчения восприятия текстовой и графической информации людьми с нарушениями цветового зрения.

OS/2 2.0 (1992)

Это был первый GUI который был нацелен на поддержку мультиязычных интерфейсов, также он был первый с которым были проведены тесты на юзабилити и аксессабилити. Интерфейс был создан с использование объектно-ориентированного дизайна. Каждые файл и папка представлялись объектами которые могли быть ассоциированы с другими файлами, папками и программами. Также поддерживались технология «drag and drop» и возможность изменения темы.

Windows 95 (1995)

В Windows 95 был полностью переработан пользовательский интерфейс. Это была первая версия Windows в которой в углу каждого окошка появилась кнопка с крестиком закрывающая его.
Были добавлены различные состояния иконок и элементов управления (такие как: доступно, недоступно, выбрано, отмечено и т. д.). Так же впервые появилась знаменитая кнопка «Пуск».
Для Microsoft это был огромный шаг вперед и для операционной системы, и для унификации GUI.

1996 - 2000

OS/2 Warp 4 (1996)

В 1996 году IBM представила OS/2 Warp 4, которая привнесла значительные улучшения внешнего вида рабочего стола.
Иконки были расположены на рабочем столе, куда также пользователь мог помещать собственные файлы и папки. Появившийся шредер был аналогом корзины (Recycle Bin) из Windows или мусорки(?) (Trash) из Mac OS, за исключением того, что он сразу удалял помещенные в него документы, вместо хранения их копии с возможностью восстановления.

Mac OS System 8 (1997)

Стандартные иконки для этой версии GUI были 256-и цветными. Так же Mac OS 8 стала одной из первых систем применивших изометрический вид изображения иконок, также называемых псевдо-3D иконками. Платиново-серая тема, впервые используемая здесь, стала визитной карточкой последующих версий этой системы.

Windows 98 (1998)

Стиль иконок напоминал Windows 95, но система использовала уже больше 256 цветов для отображения графического интерфейса. Почти полностью изменился Windows Explorer и впервые появился «Active Desktop».

KDE 1.0 (1998)

Так в релизе описывала свой проект команда KDE: «KDE современная среда рабочего стола для компьютеров под управлением UNIX. KDE пытается заполнить необходимость в быстром и удобном интерфейсе для Unix систем, напоминающем MacOS и Window95/NT аналоги среды. Полностью свободная и открытая компьютерная платформа бесплатно доступна каждому, включая исходный код для модифицирования».

BeOs 4.5 (1999)

Операционная система BeOS была разработана для персональных компьютеров. Изначально она была написана в Be Inс. в 1991 году для запуска на BeBox машинах. В последствии она была создана чтобы собрав преимущества новых технологий и аппаратных средств, таких как симметричная мультизадачность использующая модульную I/O систему, почти полная многопоточность, почти полная мультизадачность и 64-х битная журналируемая файловая система известная как BFS. Графический интерфейс BeOS был основан на принципах ясного, чистого и не аляповатого дизайна.

Gnome 1.0 (1999)

Интерфейс GNOME в основном был создан для Linux Red Hat, однако позднее появились версии и для других дистрибутивов Linux.

2001 - 2005

Mac OS X (2001)

В начале 2000-х Apple объявила о своем новом интерфейсе «Aqua» и в 2001 компания представила его со своей новой операционной системой Mac OS X.
Дефолтные 32x32 и 48x48 пиксельные иконки были заменены на большие 128x128 пиксельные иконки, использующие анти-аллиасинг и полупрозрачность.
Однако, после выхода этого GUI появилось большое количество критики. Видимо пользователи не были готовы к столь кардинальным изменениям, но достаточно скоро они приняли новый стиль, и сегодня этот GUI представляет собой основу для всех систем Mac OS X.

Windows XP (2001)

Microsoft старалась полностью изменять пользовательский интерфейс с каждой новой платформой, Windows XP не стал исключением. Стало возможным менять стили для GUI, пользователи могли полностью изменить внешний вид и поведение интерфейса. По умолчанию иконки были размером 48x48 пикселей, и использовали миллионы цветовых оттенков.

KDE 3 (2002)

Начиная с версии 1.0, среда KDE значительно улучшалась. Были отточены вся графика и иконки и унифицировано исполнение.

2007 - 2009 (по настоящий момент)

Windows Vista (2007)

Это стало ответом Microsoft своим конкурентам. Также было добавлено много 3D и анимации. Начиная с Windows 98, Microsoft всегда пыталась улучшить рабочий стол. В Windows Vista появились виджеты и несколько улучшений вместе с отказом от «Active Desktop».

Mac OS X Leopard (2007)

Apple в шестом поколении своей системы Mac OS X в очередной раз подняли планку пользовательского интерфейса. Основой GUI по прежнему оставался интерфейс «Aqua» со своим глянцевым скроллбаром и платиново-серыми и синими цветами. Новые детали интерфейса стали выглядеть еще более натуралистичными и объемными, с 3D доком и большим количеством анимации и интерактивностью.

Gnome 2.24 (2008)

GNOME приложили немалые усилия для создания тем и обоев в версии 2.2.4 в соответствии своей цели «Заставить ваш компьютер выглядеть хорошо». Был устроен конкурс для собрания самых увлекательных изображений для использования в качестве фона рабочего стола, которые они включили в версию 2.24.

KDE (v4.0 - январь 2008, v4.2 - март 2009)

4 версия KDE показала множество новых улучшений среды и интерфейса, таких как анимация, сглаживание, эффективная система управления окнами и поддержка виджетов рабочего стола. Иконки рабочего стола легко меняются и каждый элемент дизайна с легкостью конфигурируется. Наиболее заметные изменения произошли с иконками, темами и звуками, которые были предоставлены командой Oxygen Project. Эти иконки стали наиболее фотореалистичны. И наверное самое великое улучшение за всю историю KDE, то что сейчас среда может свободно запуститься и на Windows, и на Mac OS X платформах.

от себя:
Windows 7 (предположительно конец 2009 года)
Операционная система семейства Windows, сейчас в стадии бета-тестирования. Из появившихся изменений стоит отметить поддержку мультитач дисплеев и появления нового таскбара. Подробнее например у турбомилк .

Особенно интересным мне показались скриншоты 10-ти летней и более давности, сравнивая как много изменилось за такой относительно малый промежуток времени.

В области информационных технологий имеется несколько фундаментальных понятий. Одно из них – " интерфейс ". Отметим, что оно может трактоваться с различных точек зрения. В предыдущей главе описано понятие " Интерфейс системных вызовов". Если искать такой термин в "Словарях" Yandex, то будет получено более десятка определений термина, большая часть которых дана в сочетаниях с другими терминами, например: " Интерфейс передачи данных", "Программный интерфейс ", "Прикладной интерфейс ". В словаре "Естественные науки" на ГЛОССАРИЙ .RU дается следующее определение фундаментальному понятию.

Интерфейс в широком смысле – определенная стандартами граница между взаимодействующими независимыми объектами. Интерфейс задает параметры, процедуры и характеристики взаимодействия объектов.

В "Издательском словаре-справочнике" есть такое определение основному термину " интерфейс ". Это:

Система связей и взаимодействия устройств компьютера.
Средства взаимодействия пользователей с операционной системой компьютера, или пользовательской программой. Различают графический интерфейс пользователя (взаимодействие с компьютером организуется с помощью пиктограмм, меню, диалоговых окон и пр.) и интеллектуальный интерфейс (средства взаимодействия пользователя с компьютером на естественном языке пользователя).

Как видим, здесь этот термин имеет два значения. Но мы кратко остановимся на втором – " интерфейс пользователя". На уже упомянутом нами источнике ГЛОССАРИЙ .RU он определяется так: " Интерфейс пользователя – это элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением, в том числе:

средства отображения информации, отображаемая информация, форматы и коды;
командные режимы, язык пользователь-интерфейс;
устройства и технологии ввода данных;
диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером;
обратная связь с пользователем;
поддержка принятия решений в конкретной предметной области;
порядок использования программы и документация на нее".

По мере развития вычислительной техники методы и средства взаимодействия пользователя с операционной системой менялись. Широкое распространение цифровых вычислительных машин привело к режиму общения между человеком и ЭВМ на специальном языке. Сначала, в период пакетной обработки заданий, это реализовалось с применением специальных носителей информации (например, перфокарт, на которые наносились задания для компьютера). Но в дальнейшем, с широким распространением терминалов и клавиатуры, основным стал командный режим работы пользователя, при котором взаимодействие строилось на основе системы встроенных команд. В свободной энциклопедии "Википедия" он определен так.

Интерфейс командной строки (англ. Command line interface , CLI ) – разновидность текстового интерфейса ( CUI ) между человеком и компьютером, в котором инструкции компьютеру даются в основном путем ввода с клавиатуры текстовых строк (команд), в UNIX -системах возможно применение мыши. Также известен под названием " консоль ".

Приведем приблизительный фрагмент экрана, который появляется в режиме командной строки (рис. 4.1).

Рис. 4.1.

Слева в строке появляется приглашение ( ), после него можно набрать команду, результаты которой выводятся далее. Приведем пример выполнения команды date в системе Linux (рис. 4.2).

Рис. 4.2.

Первые операционные системы фирмы Microsoft для персональных компьютеров IBM PC (они назывались MS DOS ) также поддерживали командный режим , схожий с другими системами. Строка, в которой набирались команды, была схожей с приведенными выше. Сегодня командный режим операционных систем обеспечивается эмуляторами cmd.exe (для 32-х разрядного режима) или command . com (для 16-х разрядного режима). В графическом режиме семейства UNIX /Linux командная строка эмулируется программой Терминал ( xterm ).

Отметим, что для компьютеров с операционной системой MS DOS удачным дополнением реализации такого интерфейса пользователя стала легендарная программа Norton Commander . Она минимизировала действия по набору текста в командной строке, позволяя оперировать, прежде всего, выбором подходящей команды из меню . В этой программе также активно используются функциональные клавиши компьютера. Википедия эту систему описывает следующим образом:

" Norton Commander (NC) – популярный файловый менеджер для DOS , первоначально разработанный американским программистом John Socha (некоторые дополнительные компоненты были полностью или частично написаны другими людьми: Linda Dudinyak – Commander Mail , вьюеры; Peter Bradeen – Commander Mail ; Keith Ermel, Brian Yoder – вьюеры). Программа была выпущена компанией Peter Norton Computing (глава – Питер Нортон), которая позже была приобретена корпорацией Symantec".

Приведем пример снимка экрана этого файлового менеджера (рис. 4.3).

Рис. 4.3.

Популярность программы была настолько велика, что появились многочисленные клоны, которые более или менее точно копировали нортоновский

Напомним, что операционная система всегда выступает как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами. Под интерфейсами операционных систем здесь и далее следует понимать специальные интерфейсы системного и прикладного программирования (API), предназначенные для выполнения перечисленных ниже задач.

Управление процессами, которое включает в себя следующий набор основных функций:

■ запуск, приостанов и снятие задачи с выполнения;

■ задание или изменение приоритета задачи;

■ взаимодействие задач между собой (механизмы сигналов, семафорные при
митивы, очереди, конвейеры, почтовые ящики);

■ вызов удаленных процедур (Remote Procedure Call, RPC).
- Управление памятью:

■ запрос на выделение блока памяти;

■ освобождение памяти;

■ изменение параметров блока памяти (например, память может быть забло
кирована процессом либо предоставлена в общий доступ);

■ отображение файлов на память (имеется не во всех системах).

Интерфейсы операционных систем______________________________________ 297

Управление вводом-выводом:

■ запрос на управление виртуальными устройствами (напомним, что управ
ление вводом-выводом является привилегированной функцией самой опе
рационной системы, и никакая из пользовательских задач не должна иметь
возможности непосредственно управлять устройствами);

■ файловые операции (запросы к системе управления файлами на создание,
изменение и удаление данных, организованных в файлы).

Здесь мы перечислили основные наборы функций, которые выполняются операционной системой по соответствующим запросам от задач. Что касается интерфейса пользователя с операционной системой, то он реализуется с помощью специальных программных модулей, которые принимают его команды на соответствующем языке (возможно, с использованием графического интерфейса) и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы. Обычно эти модули называют интерпретатором команд. Так, например, функции такого интерпретатора в MS DOS выполняет модуль COMMAND.COM. Получив от пользователя команду, такой модуль после лексического и синтаксического анализа либо сам выполняет действие, либо, что случается чаще, обращается к другим модулям операционной системы, используя механизм API. Надо заметить, что в последние годы большую популярность получили графические интерфейсы (Graphical User Interface, GUI), в которых задействованы соответствующие манипуляторы типа мышь или трекбол (track-ball)". Указание курсором на объект и щелчок или двойной щелчок на соответствующей кнопке мыши приводит к каким-либо действиям - запуску программы, ассоциированной с объектом, выбору и/или активизации меню и т. д. Можно сказать, что такая интерфейсная подсистема транслирует «команды» пользователя в обращения к операционной системе.

Поясним также, что управление GUI является частным случаем задачи управления вводом-выводом и не относится к функциям ядра операционной системы, хотя в ряде случаев разработчики операционной системы относят функции GUI к основному системному интерфейсу API.

Следует отметить, что имеются два основных подхода к управлению задачами. Так, в одних системах порождаемая задача наследует все ресурсы задачи-родителя, тогда как в других системах существуют равноправные отношения, и при порождении нового процесса ресурсы для него запрашиваются у операционной системы.

Обращения к операционной системе в соответствии с имеющимся интерфейсом API могут осуществляться как посредством вызова подпрограммы с передачей ей необходимых параметров, так и через механизм программных прерываний. Выбор метода реализации вызовов функций API должен определяться архитектурой платформы.

1 Трекбол - специальный шарик, который в переносных компьютерах (NoteBook) размещается рядом с клавиатурой, прокручивается пальцами и служит для перемещения указателя мыши. В настоящее время гораздо чаще используют устройство, чувствительное к касанию (touchpad). С помощью такого устройства пользователь управляет указателем мыши, перемещая палец по специальной поверхности.

298______________________________ Глава 9. Архитектура операционных систем

Так, например, в операционной системе MS DOS, которая разрабатывалась для
однозадачного режима (поскольку процессор i80x86 не поддерживал мультипро
граммирование), использовался механизм программных прерываний. При этом
основной набор функций API был доступен через точку входа обработчика int 21 h.

В более сложных системах имеется не одна точка входа, а множество - по количеству функций API. Так, в большинстве операционных систем используется метод вызова подпрограмм. В этом случае вызов сначала передается в модуль API, например в библиотеку времени выполнения (Run Time Library, RTL)", который перенаправляет его соответствующим обработчикам программных прерываний, входящим в состав операционной системы. Использование механизма прерываний вызвано, главным образом, тем, что при этом процессор переводится в режим супервизора.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА Место проведения урока: кабинет информатики.

Учебный предмет: Информатика.

Тема урока: Понятие операционной системы. Интерфейс операционной

Цель урока: познакомить учащихся с назначением операционных систем. Задачи:

Обучающие :

рассмотреть понятия операционной системы, интерфейса

операционной системы; а также понятия аутентификации и авторизации пользователей;

® выделить основные функции операционной системы;

рассмотреть классификацию операционных систем по

назначению;

* рассмотреть классификацию операционных систем по режиму обработки задач;

® рассмотреть классификацию операционных систем по

способу взаимодействия с системой;

рассмотреть поколения операционных систем;

Развивающая: развить логическое мышление;

Воспитательная: воспитать познавательный интерес к предмету.

Тип урока: лекция. Материально-техническое

обеспечение урока:

компьютер,

План урока:

Г) Организационный

момент (приветствие

и проверка

отсутствующих).

Изучение нового материала.

Подведение итогов урока.

Ход урока

I. Организационный момент

Преподаватель приветствует учащихся, проверяет отсутствующих, сообщает тему урока и цель урока.

II. Изучение нового материала

Содержание лекции

Операционная система. (ОС) представляет собой комплекс системных управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между аппаратурой компьютера и пользователем с его задачами, а с другой стороны, предназначены для наиболее эффективного расходования ресурсов вычислительной системы и организации надежных вычислений. (СЛАЙД 2)

Перечислим основные функции операционных систем. (СЛАЙД 3-5)

Прием от пользователя заданий или команд, сформулированных на соответствующем языке, и их обработка. Задания могут передаваться в виде текстовых директив (команд) оператора или в форме указаний, выполняемых с помощью манипулятора (например, с помощью мыши). Эти команды связаны, прежде всего, с запуском (приостановкой, остановкой) программ, с операциями над файлами (получить перечень файлов в текущем каталоге, создать, переименовать, скопировать, переместить тот или иной файл и др.), хотя имеются и иные команды.

Распределение памяти, а в большинстве современных систем и организация виртуальной памяти.

Запуск программы (передача ей управления, в результате чего процессор исполняет программу).

Идентификация всех программ: и данных.

Прием и исполнение различных запросов от выполняющихся приложений.

Обслуживание всех операций ввода-вывода.

Организация механизмов обмена сообщениями и данными между выполняющимися программами.

Защита одной программы от влияния другой, обеспечение сохранности данных, защита самой операционной системы от исполняющихся на компьютере приложений.

Аутентификация пользователей. Под аутентификацией понимается процедура проверки имени пользователя и его пароля на соответствие тем значениям, которые хранятся в его учетной записи. Очевидно, что если входное имя (login ^) пользователя и его пароль совпадают, то, скорее всего, это и будет тот самый пользователь.

Авторизация пользователей. Термин авторизация означает, что в соответствии с учетной записью пользователя, который прошел аутентификацию, ему (и всем запросам, которые будут идти к операционной системе от его имени) назначаются определенные права (привилегии), определяющие, что он может, а что не может делать на компьютере.

Обеспечение работы систем программирования, с помощью которых пользователи готовят свои программы.

Рассмотрим

Классификации операционных систем

Вариантов классификации может быть очень много, все будет зависеть от выбранного признака, по которому один объект мы будем отличать от другого. Однако, что касается ОС, здесь уже давно сформировалось относительно небольшое количество классификаций: по назначению, по режиму обработки задач, по способу взаимодействия с системой и по способам построения (архитектурным особенностям системы).

По назначению . (СЛАЙД 6) Различают ОС общего и специального назначения.

По режиму обработки зад ач (СЛАЙД 7) различают ОС, обеспечивающие однопрограммный и мультипрограммный режимы. К однопрограммным ОС относится, например, всем известная, хотя сегодня уже практически и не используемая MS DOS .

Под мультипрограммированием понимается способ организации вычислений, когда на однопроцессорной вычислительной системе создается

видимость одновременного выполнения нескольких программ. Люб задержка в решении программы (например, для осуществления операций ввода-вывода данных) используется для выполнения других (таких же либо менее важных) программ.

По способу взаимодействия с компьютером (СЛАЙД 8) различают диалоговые системы и системы пакетной обработки . При организации работы с вычислительной системой в диалоговом режиме можно говорить об однопользовательских (однотерминальных) и мультитерминальных ОС. В мультитерминальных ОС с одной вычислительной системой одновременно могут работать несколько пользователей, каждый со своего терминала. Пои этом у пользователей возникает иллюзия, что у каждого из них имеется собственная вычислительная система. Для организации мультитерминального доступа к вычислительной системе необходимо обеспечить мультипрограммный режим работы. В качестве одного из примеров мультитерминальных операционных систем для персональных компьютеров можно назвать Linux . Некая имитация мультитерминальных возможностей имеется и в системе Windows ХР. В этой операционной системе каждый пользователь после регистрации (входа в систему) получает свою виртуальную машину. Если необходимо временно предоставить компьютер другому пользователю, вычислительные процессы первого можно не завершать, а просто для этого другого пользователя система создает новую виртуальную машину. В результате компьютер будет выполнять задачи и первого, и второго пользователя. Количество параллельно работающих виртуальных машин определяется имеющимися ресурсами.

Поколения операционных систем (СЛАЙД 9-11)

Операционные системы на пути своего развития прошли через ряд радикальных изменений, так называемых поколений.

Нулевое поколение (40-е год ы)

В первых вычислительных машинах операционных систем не было.

Пользователи имели полный доступ к машинному языку, и все программы писали непосредственно в машинных командах.

Первое поколение (50-е годы)

Операционные системы 50-х годов были разработаны с целью ускорения и упрощения перехода с задачи на задачу. До создания этих операционных систем много машинного времени терялось в промежутках между завершением выполнения одной задачи и вводом в решение следующей. Это было начало систем пакетной обработки , которые предусматривали объединение отдельных задач в группы, или пакеты. Запущенная в решение задача получала в свое полное распоряжение все ресурсы машины. После завершения каждой задачи (либо нормального, либо аварийного) управление ресурсами возвращалось операционной системе, которая обеспечивала запуск следующей задачи.

Второе поколение (начало 60-х годов) (СЛАЙД 10)

Характерной особенностью операционных систем второго поколения было то, что они создавались как системы коллективного пользования с мультипрограммным режимом работы и как первые системы мультипроцессорного типа.

Третье поколение (середина 60-х - середина 70-х годов)

Третье поколение операционных систем фактически появилось с представлением фирмой IBM в 1964 году семейства компьютеров System /360. Эти компьютеры были разработаны как машины общего назначения. Они были громоздкие, как правило, неэффективные, но предназначались для решения любых задач из любых областей приложения.

Четвертое поколение (от середины 70-х годов до настоящего времени) (СЛАЙД 11)

К системам этого поколения применимы следующие термины дружественная. удобная для пользователя, ориентированная на неподготовленного пользователя, т.е. современные системы предоставляют пользователям со средним уровнем квалификации простой доступ к вычислительным ресурсам. Широко распространяется концепция виртуальных машин. Пользователь получил возможность более не задумываться о физических деталях построения вычислительных машин (или

сетей), с которыми он работает. Вместо этого пользователь имеет дело с функциональным эквивалентом компьютера, создаваемым для него операционной системой и называемым виртуальной машиной.

Интерфейс операционных систем: (СЛАЙД 12)

Интерфейс операционных систем - специальные интерфейсы

системного и прикладного программирования, предназначенные для выполнения следующих задач:

* управление процессами (запуск, приостановка и снятие задачи с

выполнения);

управление памятью;

управление вводом/выводом;

* файловые операции.

Пользовательский интерфейс ОС реализуется с помощью специальных программных модулей, которые принимают его команды на

соответствующем языке и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы. Обычно эти модули называются интерпретатором команд.

Эволюция интерфейсов операционных систем (СЛАЙД 13-18)

(см. ПРЕЗЕНТАЦИЮ)

III . Подведение итогов урока.

Преподаватель подводит итоги:

Сегодня на занятии мы рассмотрели понятия операционной системы,

интерфейса операционной системы; а также понятия аутентификации и авторизации пользователей; выделили основные функции операционной системы, рассмотрели различные классификации, а также поколения операционных систем.