Файлы и файловая система. Эволюция графических интерфейсов операционных систем
Интерфейс – это посредник, который преобразует управление работой компьютера в удобную для пользователя форму.
Прежде чем познакомиться с элементами интерфейса, рассмотрим средства управления в Windows. Принято считать, что устройствами ввода информации в ПК являются клавиатура и мышь. Это не совсем правильно, так как эти элементы используются не только для ввода, но и для управления элементами ОС Windows.
Мышь является главным управляющим элементом ОС Windows. Она содержит, как правило, две кнопки управления: левую и правую, и колесо прокрутки. Левая клавиша многофункциональная, с ее помощью можно совершать целый ряд операций: запуск программ, выделение объектов, «перетаскивание» объектов и т.п. Правая клавиша используется для запуска Контекстного меню. Колесо прокрутки используется для перемещения внутри документа. В ноутбуках в качестве замены мышки предусмотрен «тачпад» - специальная, чувствительная к прикосновениям площадка.
Клавиатура, в основном, используется для ввода текста в документах, однако и она может выступать в качестве управляющего элемента с помощью управляющих и, так называемых, «горячих» клавиш. Для их использования предназначены клавиши Ctrl и Alt .
Интерфейс ОС Windows состоит из рабочего стола, панели задач, системы значков или ярлыков и меню пользователя.
Рис. 2.2 Рабочий стол Windows 7.
Рабочим столом называется изображение на экране монитора, появляющееся после загрузки ПК, на котором расположены основные управляющие элементы. Основные из них – значки. С помощью значков отображаются различные объекты: запускающие программы, документы, диски, папки, графические и видеофайлы и др. Причем объекты могут быть представлены как в виде самих объектов, так и в виде ссылок на объекты. Во втором случае значки называются ярлыками, и имеют указатель в виде маленькой стрелочки в левом нижнем углу. Количество и расположение значков на рабочем столе индивидуально для каждого пользователя. Работа со значками управляется мышкой.
Панель задач находится внизу рабочего стола и состоит из «области уведомлений» в правой части, «панели задач» в левой части и кнопке «Пуск» слева крайняя.
В «области уведомлений» размещается различная информация, необходимая для текущей работы на компьютере. В «панели задач» отражаются работающие приложения. Кнопка «Пуск» содержит меню пользователя.
Работа с этими элементами осуществляется с помощью указателя мыши.
Например, для просмотра документов, открытых в данный момент в Word’e, нужно поставить указатель мыши на значок Word на панели задач. Все открытые документы отразятся на экране в виде отдельных окон.
Рис. 2.3. Панель задач с открытыми документами.
Меню пользователя, запускаемое щелчком левой клавиши мыши по значку «Пуск» является главным компонентом ОС Windows. В нем расположены основные элементы работы с компьютером.
Рис 2.4. Меню пользователя.
Состоит меню из двух столбцов.
В левом расположены значки наиболее часто используемых программ. Стрелки справа от программ показывает список последних открытых в этой программе файлов. Надпись «Все программы» - перечень всех программ, установленных на компьютере. В самом низу строчка поиска, который по ключевому слову легко найдет любой файл или папку на компьютере.
· «Компьютер» открывает файловый менеджер;
· «Панель управления» - настройки Windows;
· «Программы по умолчанию» связывают тип документа с соответствующей прикладной программой;
· «Справка и поддержка» - подробный электронный учебник по Windows;
· «Завершение работы» используется при выключении компьютера.
Представление информации в Windows построено в виде окон.
Рис. 2.5. Окно папки «Компьютер».
Окно состоит из следующих элементов:
· заголовок окна, в котором указывается открытая программа;
· кнопки управления окном (свернуть, развернуть во весь экран, закрыть);
· меню пользователя;
· панель инструментов;
· информационная часть.
Окно может быть произвольно расположено на рабочем столе, а размеры окна могут изменяться. При работе с несколькими программами одновременно можно открыть несколько окон. Такой режим работы называется многооконный. Переход от одного окна к другому осуществляется с помощью указателя мышки.
Настройка интерфейса проще всего осуществляется с помощью вызова контекстного меню щелчком правой клавиши мыши на свободном участке рабочего стола. По команде «персонализация» открывается окно с различными элементами настройки интерфейса Windows.
Рис. 2.6. Настройки интерфейса.
Оформление Windows включает в себя следующие элементы: фон рабочего стола, курсор, цветовая схема, системные звуки и т.д. Любой из этих элементов можно изменить отдельно, но проще всего выбирать комплекс настроек в виде темы . Microsoft предлагает достаточно широкий выбор тем, включая высококонтрастные схемы для людей с ослабленным зрением.
Одним из главных параметров изображения на экране монитора является разрешение экрана. Оно устанавливается в виде указания количества точек по горизонтали и вертикали в настройках пункта меню «Экран». По умолчанию при установке системы Windows на компьютер устанавливается наиболее рациональная схема изображения на экране. Несмотря на возможность самостоятельных настроек изображения рекомендуется изменять их только при замене монитора, так как параметры монитора влияют на качество изображения.
Еще одним элементом оформления являются гаджеты – мини-приложения. Они устанавливаются с помощью пункта «гаджеты» контекстного меню.
Рис. 2.7. Гаджеты.
Гаджет можно расположить в любом месте рабочего стола и установить поверх всех окон. В этом случае полезно сделать гаджет полупрозрачным, чтобы он не мешал работе. При желании можно пополнить коллекцию гаджетов в Интернете.
40. Основные принципы построения операционных систем
Архитектура системы - ее структура и основные принципы построения.
Основные принципы построения ОС:
1. Принцип модульности
ОС строится из множества программных модулей. Под модулем в общем случае понимают функционально законченный элемент системы, выполненный в соответствии с принятыми межмодульными интерфейсами. Модуль может быть легко заменен другим при наличии заданных интерфейсов.
Особо важное значение имеют привилегированные, повторно входимые и реентерабельные модули.
Во всех операционных системах можно выделить:
1) часть наиболее важных управляющих модулей, которые должны постоянно находиться в оперативной памяти вместе с некоторыми системными структурами данных, необходимыми для функционирования операционной системы, они образуют ядро операционной системы. В его состав, как правило, входят модули по управлению системой прерываний, средства по переводу программ из состояния счета в состояние ожидания, готовности и обратно, средства по распределению основных ресурсов, таких как оперативная память и процессор;
2)много других системных программных модулей, которые называют транзитными (диск-резидентными). Загружаются в оперативную память только при необходимости и в случае отсутствия свободного пространства могут быть замещены другими транзитными модулями.
2. Принцип особого режима работы Ядро операционной системы и низкоуровневые драйверы, управляющие работой каналов и устройств ввода-вывода, должны работать в специальном режиме работы процессора (привилегированном).
Это необходимо по причинам:
1) позволяет существенно повысить надежность выполнения вычислений.
2) ряд функций должен выполняться централизованно, под управлением операционной системы (прежде всего, функции, связанные с управлением процессами ввода-вывода данных).
3. Принцип виртуализации
Сейчас используется практически в любой операционной системе.
Виртуализация ресурсов позволяет:
Организовать разделение тех ресурсов между вычислительными процессами, которые не должны разделяться;
Абстрагироваться от конкретных ресурсов, обобщить их свойства и работать с некоторой абстракцией.
Проявления концепции виртуальности:
1) понятие виртуальной машины. Любая операционная система скрывает от пользователя и его приложений реальные аппаратные и иные ресурсы, заменяя их некоторой абстракцией. В результате пользователи видят и используют виртуальную машину в составе:
Единообразная по логике работы память достаточного для выполнения приложений объема.
Произвольное количество процессоров, способных работать параллельно и взаимодействовать во время работы.
Произвольное количество внешних устройств, способных работать с памятью виртуальной машины параллельно или последовательно, асинхронно или синхронно по отношению к работе того или иного виртуального процессора, которые инициируют работу этих устройств.
2) возможность организации выполнения в операционной системе приложений, разработанных для другой операционной системы, имеющей совсем другой интерфейс прикладного программирования. Т.е. организация нескольких операционных сред;
3) независимость программ от внешних устройств – связь программ с конкретными устройствами производится не в процессе создания программы, а в период планирования ее исполнения. Этот принцип позволяет одинаково осуществлять операции управления внешними устройствами независимо от их конкретных физических характеристик.
4. Принцип мобильности
Мобильность, или переносимость, означает возможность и легкость переноса операционной системы на другую аппаратную платформу. Мобильная операционная система обычно разрабатывается с помощью специального языка высокого уровня, предназначенного для создания системного программного обеспечения. Одним из таких языков является язык С, а также C++ .
Сложности:
1) архитектуры разных процессоров могут сильно различаться.
2) для ОС важной является не только архитектура центрального процессора, но и архитектура компьютера в целом.
Для обеспечения мобильности был создан стандарт на интерфейс прикладного программирования, названный POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments - интерфейс прикладного программирования для переносимых операционных систем). ? Платой за универсальность, прежде всего, является потеря производительности, поэтому ряд разработчиков идут на отказ от принципа мобильности, поскольку не всегда следование этому принципу экономически оправдано.
5. Принцип совместимости
Одним из аспектов совместимости – способность операционной системы выполнять программы, написанные для других систем или для более ранних версий данной операционной системы, а также для другой аппаратной платформы.
Необходимо разделять вопросы двоичной совместимости и совместимости на уровне исходных текстов приложений.
Двоичная совместимость достигается в том случае, когда можно взять исполняемую программу и запустить ее на выполнение на другой операционной системе.
Совместимость на уровне исходных текстов требует наличия соответствующего транслятора в составе системного программного обеспечения, а также совместимости на уровне библиотек и системных вызовов.
Гораздо сложнее достичь двоичной совместимости между процессорами, основанными на разных архитектурах. Для того чтобы один компьютер выполнял программы другого, он должен работать с машинными командами, которые ему изначально непонятны. Выходом является использование так называемых прикладных сред, или эмуляторов.
Поскольку основную часть программы, как правило, составляют вызовы библиотечных функций, прикладная среда имитирует библиотечные функции целиком, используя заранее написанную библиотеку функций аналогичного назначения, а остальные команды эмулирует каждую по отдельности.
6. Принцип генерируемоемости
Исходное представление центральной системной управляющей части операционной системы должно обеспечивать возможность настройки, исходя из конкретной конфигурации конкретного вычислительного комплекса и круга решаемых задач.
Под генерацией операционной системы понимается ее сборка (компоновка) из отдельных программных модулей. В результате генерации получают скомпонованные двоичные коды операционной системы и построенные системные таблицы, отражающие конкретную конфигурацию компьютера.
Процесс генерации осуществляется с помощью специальной программы-генератора и соответствующего входного языка для этой программы. В результате генерации получается полная версия операционной системы.
7. Принцип открытости
Открытая операционная система доступна для анализа как пользователям, так и системным специалистам, обслуживающим вычислительную систему. Необходимо, чтобы можно было легко внести дополнения и изменения, если это потребуется, не нарушая целостности системы.
Этот принцип иногда трактуют как расширяемость системы.
К открытым операционным системам прежде всего следует отнести UNIX-системы.
8. Принцип обеспечения безопасности вычислений
Правила безопасности определяют свойства:
Защита ресурсов одного пользователя от других,
Установление квот по ресурсам для предотвращения захвата одним пользователем всех системных ресурсов. ? Для обеспечения защиты информации от несанкционированного доступа чаще всего используется механизм учетных записей. Он предполагает проведение аутентификации и aвторизации пользователя.
Во многих современных операционных системах гарантируется степень безопасности данных, соответствующая уровню С2 в системе стандартов США.
Основы стандартов в области безопасности были заложены «Критериями оценки надежных компьютерных систем» (Оранжевая Книга).
Иерархия уровней безопасности, приведенная в Оранжевой Книге, помечает низший уровень безопасности как D, а высший – как А:
В класс D попадают системы, оценка которых выявила их несоответствие требованиям всех других классов.
Основные свойства С-систем: наличие подсистемы учета событий, связанных с безопасностью, и избирательный контроль доступа.
Системы уровня В основаны на помеченных данных и распределении пользователей по категориям, то есть реализуют мандатный контроль доступа.
Уровень А требует в дополнение ко всем требованиям уровня В выполнения доказательства соответствия системы требованиям безопасности.
42. Микроядерные и макроядерные операционные системы
В микроядерных операционных системах можно выделить центральный компактный модуль, относящийся к супервизорной части системы. Этот модуль имеет очень небольшие размеры и выполняет относительно небольшое количество управляющих функций, но позволяет передать управление на другие управляющие модули, которые и выполнят затребованную функцию.
Микроядро – это минимальная главная часть операционной системы, служащая основой модульных и переносимых расширений.
Микроядро само является модулем системного программного обеспечения, работающим в наиболее приоритетном состоянии компьютера и поддерживающим связи с остальной частью операционной системы, которая рассматривается как набор серверных приложений (служб).
Основная идея технологии микроядра – создать необходимую среду верхнего уровня иерархии, из которой можно легко получить доступ ко всем функциональным возможностям уровня аппаратного обеспечения. При этом микроядро является стартовой точкой для создания всех остальных модулей системы.
В микроядре содержится и исполняется минимальное количество кода, необходимое для реализации основных системных вызовов.
Для большинства микроядерных операционных систем основой архитектуры выступает технология микроядра Mach.
Микроядро обеспечивает только пять типов сервисов:
Управление виртуальной памятью;
Поддержка заданий и потоков;
Взаимодействие между процессами;
Управление поддержкой ввода-вывода и прерываниями;
Сервисы хоста и процессора.
Наиболее ярким представителем микроядерных операционных систем является ОС реального времени QNX. ? В макроядерных, или монолитных, операционных системах ядро, состоящее из множества управляющих модулей и структур данных, не разделено на центральную часть и периферийные модули. Ядро получается монолитным, неделимым. В этом смысле макроядерные операционные системы являются прямой противоположностью микроядерным.
Проблемы монолитных операционных систем:
Опасность возникновения конфликта между различными частями ядра;
Сложность подключения к ядру новых драйверов.
Очень плодотворным оказался подход, основанный на модели клиент-сервер.
Микроядерные операционные системы в полной мере используют модель клиент-сервер.
Микроядерные операционные системы сегодня разрабатываются чаще монолитных. Однако использование технологии клиент-сервер - это еще не гарантия того, что операционная система станет микроядерной.
43. Требования к операционным системам реального времени
Требования к системе реального времени (СРВ):
Ограничение времени отклика;
Одновременность обработки.
Различают системы «мягкого» и «жесткого» реального времени.
Система считается жесткой, если «нарушение временных ограничений недопустимо», и мягкой, если «нарушение времени ограничений нежелательно».
43.Основные требования к ОСРВ:
1. Мультипрограммность и мультизадачность
ОС должна быть мультипрограммной и мультизадачной, активно использовать прерывания для диспетчеризации, быть предсказуемой. Т.е. ОС должна быть многопоточной на принципе абсолютного приоритета (прерываемой).
2. Приоритеты задач
Должно существовать понятие приоритета потока (задачи). Сложно определить, какой задаче ресурс требуется больше всего. Операционных систем, построенных по этому принципу, практически нет, т.к. он сложен для реализации. Поэтому разработчиками ОС вводится понятие уровня приоритета для задачи, и временные ограничения сводятся к приоритетам.
3. Наследование приоритетов
Комбинация приоритетов потоков и разделение ресурсов между ними приводит проблеме инверсии приоритетов.
Время, необходимое для завершения потока высшего приоритета, зависит от нижних уровней приоритетов - это и есть инверсия приоритетов.
Чтобы устранить такие инверсии, ОСРВ должна допускать наследование, приоритета, то есть повышение уровня приоритета потока до уровня потока, который его вызывает.
4. Сихронизация процессов и задач
ОС должна обеспечивать мощные, надежны удобные механизмы синхронизации задач. Необходимы механизмы, гарантированно предоставляющие возможность оперативно обменяться сообщениями и синхросигналами между параллельно выполняющимися задачами и процессами.
5. Предсказуемость
Поведение операционной системы должно быть известно и достаточно точно прогнозируемо. Создатель ОСРВ должен приводить характеристики:
Время от момента прерывания до момента запуска задачи;
Максимальное время выполнения каждого системного вызова;
Максимальное время маскирования прерываний драйверами и супервизорными модулями операционной системы. 44. Интерфейсы операционных систем
Под интерфейсами операционных систем понимают специальные интерфейсы системного и прикладного программирования (API), предназначенные для выполнения следующих задач.
Управление процессами:
Запуск, приостанов и снятие задачи с выполнения;
Задание или изменение приоритета задачи;
Взаимодействие задач между собой;
Вызов удаленных процедур (RPC).
Управление памятью:
Запрос на выделение блока памяти;
Освобождение памяти;
Изменение параметров блока памяти;
Отображение файлов на память (имеется не во всех системах).
Управление вводом-выводом:
Запрос на управление виртуальными устройствами;
Файловые операции.
Интерфейс пользователя с операционной системой реализуется с помощью специальных программных модулей – интерпретаторов команд, которые принимают его команды на соответствующем языке (возможно, с использованием графического интерфейса) и транслируют их в обычные вызовы в соответствии с основным интерфейсом системы.
Получив от пользователя команду, такой модуль после лексического и синтаксического анализа или сам выполняет действие, или (чаще), обращается к другим модулям ОС, используя механизм API.
В последние годы большую популярность получили графические интерфейсы (GUI), в которых задействованы соответствующие манипуляторы типа мышь или трекбол. Указание курсором на объект и щелчок или двойной щелчок на соответствующей кнопке мыши приводит к каким-либо действиям. Такая интерфейсная подсистема транслирует «команды» пользователя в обращения к операционной системе.
Управление GUI является частным случаем задачи управления вводом-выводом и не относится к функциям ядра операционной системы.
Интерфейс прикладного программирования API разделяют на следующие направления:
API как интерфейс высокого уровня, принадлежащий к библиотекам RTL;
API прикладных и системных программ, входящих в поставку операционной системы;
Прочие интерфейсы API.
Интерфейс прикладного программирования, предназначен для использования прикладными программами системных ресурсов компьютера и реализуемых операционной системой разнообразных системных функций. API описывает совокупность функций и процедур, принадлежащих ядру или надстройкам операционной системы.
API - это набор функций, предоставляемых системой программирования разработчику прикладной программы и ориентированных на организацию взаимодействия результирующей прикладной программы с целевой вычислительной системой.
Функции API позволяют разработчику строить результирующую прикладную программу так, чтобы использовать средства целевой вычислительной системы для выполнения типовых операций. При этом разработчик программы избавлен от необходимости создавать исходный код для выполнения этих операций.
Варианты реализации API:
Реализация на уровне модулей операционной системы;
Реализация на уровне системы программирования;
Реализация на уровне внешней библиотеки процедур и функций.
Интерфейс POSIX ? POSIX- это стандарт, описывающий системные интерфейсы для открытых операционных систем, в том числе оболочки, утилиты и инструментарии.
Кроме того, согласно POSIX, стандартизированными являются задачи обеспечения безопасности, задачи реального времени, процессы администрирования, сетевые функции и обработка транзакций. Стандарт базируется на UNIX-системах, но допускает реализацию и в других операционных системах.
Этот стандарт подробно описывает систему виртуальной памяти, многозадачность и технологию переноса операционных систем.
POSIX представляет собой множество стандартов POSIX.1 – POSIX.12.
Любое устройство, механическое или электронное, в задачи которого входит прямое взаимодействие с пользователем, помимо своей внутренней начинки должно обладать чем-то, благодаря чему это самое взаимодействие смогло бы осуществляться. Имя этого посредника сегодня известно каждому. Это - интерфейс. Он может быть аналоговым, но обычно под интерфейсом понимают графическую оболочку или иначе GUI
операционных систем и программного обеспечения.
Большинству интерфейсов популярных ныне операционных систем свойственно интуитивно-понятное графическое оформление с использованием визуальных эффектов, однако так было не всегда. С точки зрения современного пользователя первые GUI были довольно примитивны, хотя, нужно отдать им должное, это не всегда означало отсутствие качественного по тем временам юзабилити .
Немного предыстории
Традиционно годом рождения GUI принято считать 1973 , именно тогда на свет появился первый в полном смысле этого слова персональный компьютер , в котором использовался графический интерфейс, но было бы несправедливо при этом не упомянуть о его более ранних предшественниках. В 1962 году учёным Айвеном Сазерлендом была создана программа, которую можно считать первым прообразом графических редакторов.
Называлась она и позволяла рисовать на экране фигуры световым пером. Спустя шесть лет учёными Стэндфордского института была представлена первая использующая графический интерфейс компьютерная система oN-Line System , в которой уже тогда был заложен концепт современных окон, мышки и гипертекстовых ссылок. Но oN-Line System была скорее демонстрацией технических возможностей того времени, оставаясь при этом весьма примитивной.
Xerox – первый настоящий GUI
Родоначальником всех ныне существующих графических интерфейсов правильнее считать GUI , разработанный в рамках проекта - первого персонального компьютера, созданного в 1973 году. Оболочка была очень проста, но уже тогда в ней присутствовали меню, кнопки и примитивные окна. Был в ней и курсор мыши с присущими ему функциями выделения, копирования и вставки.
Дальше - больше. В 1981 году появляется новая система под названием , основанная на той же , но с более совершенным функционалом и графическим интерфейсом. Возможно, вы будете удивлены, но рабочий стол мало чем отличался от нынешних десктопов, если, конечно, не брать в расчёт визуальные эффекты.
В его основе лежит тот же принцип использования ярлыков для запуска файлов и перехода по каталогам файловой системы.
Apple – первые шаги, подсмотренные в Xerox Lab
Надо сказать, была не единственной на то время операционной системой. В начале 80 -х годов свои разработки миру представили компании Apple и Microsoft . Понимая всё значение GUI , но не имея достаточно времени для создания оригинальных оболочек для своих систем, разработчики обеих компаний позаимствовали идеи Xerox Lab , что впоследствии даже привело к конфликту между Стивом Джобсом и Биллом Гейтсом . Джобс обвинил Гейтса в плагиате, что тот, якобы, скопировал интерфейс с Macintosh .
Конечно, Стив не был прав, потому что и он сам, и обвиняемый им Гейтс взяли концепцию GUI у Xerox Lab , просто так получилось, что Джобс оказался первым, и если сравнить интерфейсы , а также родственного ей Macintosh , то можно увидеть явное сходство с . Если что и было добавлено компанией нового, так это текстовое меню в верхней части рабочего стола, Корзина и ряд ярлыков, чей вид, по мнению «яблочных» дизайнеров, больше соответствовал назначению запускаемых через них программ и функций.
DOS. Norton Commander как попытка создания оригинального GUI
Заимствования идей Xerox Lab , однако, вовсе не означают, что никаких попыток создания оригинальных интерфейсов для операционных систем не предпринималось. В 1986 году программистом Джоном Соча был создан - файловый менеджер для MS-DOS , до этого не имевшей практически никакого графического оформления. Роль окон в нем играли панели, делящие экран по вертикали и содержащие списки папок и файлов. В верхней и нижней части менеджера располагались текстовые меню, позволяющие выполнять те или иные операции.
Впрочем, GUI в полном смысле этого слова не являлся. Как и вышедшей в 1988 году его аналог , он относится к псевдографическим интерфейсам, имитирующим графику, оставаясь при этом текстовыми.
Тем не менее, оба эти приложения существенно облегчили работу с данными, избавив пользователей от необходимости вводить DOS -команды, чем долгое время и обуславливалась популярность этих программ.
Выйдя из команды разработчиков , в 1982 году Стив Джобс возглавил собственный проект Macintosh . Разработанная для маков система получила название Mac OS . Внешне она была похожа на Apple Lisa, но в ней имелись также и только ей одной присущие особенности, причём касались они как внешнего вида элементов интерфейса, так и самого взаимодействия пользователя с оболочкой. Как и была основана на оконном принципе, в ней использовались меню, иконки и диалоги.
Оболочка позволяла быстро переименовывать файлы и папки, выделять их, копировать перетаскиванием в место назначения, одновременно закрывать все окна, хотя закрытие окон не всегда предполагало завершения работы приложения, закрывать программы нужно было правильно - через главное меню системы. При закрытии отредактированных, но не сохранённых файлов появлялось диалоговое окно с запросом на подтверждение сохранения изменений или их отмены.
Mac OS 7.5.5
За семь лет своего существования Mac OS прошла через множество изменений, но почти все они были незначительными и только в седьмой версии появились нововведения, о которых стоило бы упомянуть. Пожалуй, самое главное из них это поддержка цветов, так как до этого интерфейс системы был практически монохромным. Теперь пользователь мог менять цвет иконок папок и некоторых других элементов, делая их синими, желтыми или красными.
Присутствовали в цветовой гамме Mac OS 7.5.5 и другие оттенки. В это же время становится цветным «яблочный» логотип в левой части главного меню. Из прочих изменений можно отметить показ иконок модулей во время загрузки системы, расширение функционала меню, добавление всплывающих подсказок при наведении на доступные в меню опции, а также реализация доступа к приложениям из единой панели управления.
Mac OS 8.1
Работа над использованием цвета в графическом интерфейсе была активно продолжена в восьмой версии системы. Системные иконки в Mac OS 8.1 были цветными по умолчанию, а в самой ОС появилось новое приложение Appearance Manager , позволяющее управлять цветовыми схемами. обзавелась набором фоновых изображений, кроме того, в качестве фонов пользователь мог устанавливать произвольные картинки.
В этой же редакции впервые появляется знаменитая платиново-серая тема, ставшая впоследствии визитной карточкой всех последующих версий Mac OS . Другим интересным изменением стало применение к иконкам изометрии, благодаря чему они стали походить на трехмерные объекты, не являясь таковыми на самом деле. Были улучшены настройки отображения содержимого файловой системы - файлы стало можно просматривать в виде списков и значков, размер которых также можно было изменять.
Mac OS 9.2.2
Версией 9.2.2 завершается история Mac OS на основе оригинальной операционной системы Macintosh и казалось, что в ней должно быть больше нововведений, чем в прошлых версиях. В девятой версии действительно много изменений, но коснулись они по большей части функционала, интерфейс же изменился незначительно.
Из наиболее значимых модификаций, затронувших графическую оболочку, стала интегрированная поддержка нескольких учётных записей. При старте системы на экране появлялось окно выбора профиля, а каждый пользователь мог устанавливать свои темы оформления, причём сторонние графические пакеты тоже поддерживались. В этой же версии также была улучшена панель управления звуком и добавлена возможность установки голосового пароля.
Покинув Apple , в 1985 году Стив Джобс основал собственную компанию NeXT Computers , разработчиками которой была создана ОС NeXTSTEP . Основой новой системы стало ядро Mach , а идеи графического оформления позаимствованы у Mac OS и более ранней .
Подобно Mac OS , первоначально NeXTSTEP имела упрощенный монохромный интерфейс, основанный на оконном принципе с использованием меню, иконок и диалоговых окон. Полная поддержка цветов появилась только в версии 3.3 , ставшей последней. От поздних версий Mac OS система отличалась более чистым и лаконичным оформлением.
Microsoft Windows 1.0
Не сидели сложа руки и в Microsoft . В 1985 году компания представляет свою графическую оболочку для MS-DOS с говорящим названием Windows . Оболочка частично поддерживала цветную графику, в ней имелись 32×32 -пиксельные иконки, простые меню и диалоги. Фиксированной области, в которой бы отображались значки запущенных приложений пока не было, располагаться они могли в любом месте экрана, перекрываясь при этом открытыми окнами.
Сами окна в первой версии были довольно примитивными. Их можно было перетаскивать мышкой, изменять их размер, но при этом сами они не могли перекрывать друг друга. Сворачивать их также было нельзя. Интерфейс Windows 1.0 облегчал работу с системой и файлами, избавив пользователя от необходимости вводить команды в консоли, но в то же время ему недоставало удобства. Так что в плане юзабилити первая версия Windows значительно уступала системам от Apple .
Microsoft Windows 3.11
Версии Windows 1.0 , 2.0 и 3.0 не были операционными системами в том смысле слова, в котором его принято понимать сегодня. Это были скорее графические оболочки MS-DOS , первые признаки, выделяющие Windows в отдельную ОС , появились только с выходом версий 3.1 и 3.11 , но относятся они не столько к GUI , сколько к функционалу. В плане графического оформления существенных изменений было не так уже и много.
В Windows 3.11 уже имеется полная поддержка цветов, окна могут перекрывать друг друга, их можно сворачивать и разворачивать. Незначительно улучшается графика отдельных элементов (объемные кнопки и полосы прокрутки) , используются пропорциональные шрифты, внешний вид программ File Manager и Program Manager реализуется в стиле самой оболочки. Цвета элементов интерфейса пользователь может менять по своему усмотрению.
Настоящая революция в оформлении Windows свершилась в 1995 году, именно тогда в системе появляются хорошо ныне всем знакомые кнопка Пуск , Проводник , Панель задач и рабочий стол со значками , который в тоже время являлся отдельной папкой. В этой же версии был реализован показ дисков в папке «Мой компьютер» и способ управления файлами из меню, вызываемого правой кнопкой мыши. Немаловажным нововведением стал переход на 32 -битную архитектуру.
Интересна также история Windows 95 и та роль, которую она сыграла в крахе проекта OS/2 - операционной системы совместного детища Microsoft и IBM . На момент выхода Windows 3.0 между компаниями возникли разногласия. Microsoft стремилась продвигать Windows , а IBM ставило приоритетом разработку OS/2 . В итоге между компаниями был заключен договор, согласно которому IBM должна была заниматься OS/2 2.0 и Windows 3.0 , а Microsoft - OS/2 3.0 .
Однако глава Microsoft решил поступить по-своему, объявив OS/2 2.0 устаревшей, а более новую OS/2 3.0 переименовав в Windows NT . В это же время Microsoft выпускает Windows 3.1 , а затем и обновление для версии 3.1 под кодовым названием Chicago , положенное в основу будущей Windows 95 . После этого пути IBM и Microsoft разошлись окончательно. Некоторое время IBM ещё занималась разработкой OS/2 , но выход более конкурентоспособной Windows 95 окончательно добил её, и IBM вынуждена была свернуть проект.
Поскольку мы затронули тему конфликта между IBM и Microsoft , было бы несправедливо обойти вниманием OS/2 , плод некогда плодотворного сотрудничества обеих компаний. После ссоры и окончательного разрыва с Microsoft , разработчики IBM продолжили работу над OS/2 . В вышедшей в 1996 году версии OS/2 Warp 4 произведены значительные улучшения внешнего оформления рабочего стола и графической оболочки в целом. На рабочем столе имелись иконки, обеспечивающие доступ к разным системным настройкам, но они же могли играть роль каталогов, в которые пользователь мог помещать файлы и папки, присутствовала Windows -подобная панель задач и единое меню доступа ко всем программам.
OS/2 Warp 4 имеет много общего с Windows , но есть в ней и весьма существенные отличия. Перетаскивание по умолчанию в OS/2 Warp 4 осуществлялось не левой, а правой кнопкой мыши, Корзина служила не для временного хранения удаленных файлов, а для немедленного их уничтожения. Диалоговые окна в этой системе не имели кнопок «Сохранить» или «ОК» , данные сохранялись автоматически при закрытии окна , если только пользователь не отменял действие. Другой интересной особенностью системы была возможность просмотра древовидной структуры диска в окнах.
DeskMate 3.05 (десктопная версия 3.69)
Выход Windows в 1985 году не ослабил интерес к MS DOS , которая по-прежнему пользовалась популярностью, равно как и созданные под неё графические оболочки, среди которых выпущенная фирмой Tandy среда DeskMate заслуживает особого внимания. DeskMate - это не просто графическая надстройка, это полноценная операционная среда, включающая в себя собственный набор программного обеспечения.
В отличие от , в DeskMate 3.05 имелись полноценные меню, кнопки и некое подобие окон, которые можно размещать на примитивном рабочем столе. В среду был интегрирован файловый менеджер с ограниченной поддержкой древовидной структуры, встроенный учебник, календарь, органайзер, СУБД , текстовый и векторный графический редакторы. Другой отличительной чертой DeskMate 3.05 являлась поддержка основных цветов.
AmigaOS - операционная система, специально созданная для компьютеров семейства Amiga в 1985 году. Интерфейс первых версий представлял собой нечто среднее между оболочкой и псевдографическими оболочками DOS , но уже в появились перекрывающие друг друга окна, цветные иконки для быстрого доступа к файлам, приложениям и дисковым накопителям.
Если брать в целом, имеет много общего с MacOS . Меню в верхней части экрана показывает опции в зависимости от того, какие приложение являются в данным момент активными, окна оснащены простейшими элементами управления, есть полосы прокрутки. Отличительной чертой AmigaOS является функция, позволяющая работать с несколькими экранами, причём каждый экран мог иметь свое разрешение и глубину цвета.
Маленькая, быстрая и несколько необычная Unix -подобная операционная система, разработанная для платформы Raspberry Pi . Внешне отличалась минималистичным пользовательским интерфейсом, поддержкой всех доступных на тот момент разрешений для компьютеров Acorn , перетаскивания, в ней имелись окна, своеобразная панель задач в нижней части рабочего стола, цветные иконки и псевдотрёхмерные декоративные элементы управления.
Собственными фишками являлись однопользовательская многозадачность, модульность и двоичный интерфейс приложений, все файлы в ней представляли собой тома, приложения также были реализованы в виде каталогов с восклицательным знаком. Несмотря на минималистичность, с точки зрения пользователей, привыкших к окружению Windows или LXDE , рабочий стол мог показаться неудобным, так как многие способы управления в нём имели существенные отличия.
BeOS 5.0 PE
Достаточно мощная операционная система, созданная компанией Be Inc . и ориентированная на работу с мультимедиа. Изначально разрабатывалась для компьютеров BeBox , но затем перешла на Macintosh , а потом уже и на PC . История BeOS тесно связана с Apple , так как основателем Be Inc . являлся никто иной, как Жан-Луи Гассье — бывший исполнительный директор Apple . Помимо многопоточности и поддержки многопроцессорных архитектур, главной примечательностью BeOS 5.0 PE был её интерфейс, обладающий чертами Windows и систем от Apple .
Оболочка системы выгодно отличалась хорошо продуманным юзабилити и соединённой с изяществом простотой. Как и положено, в ней имелись способные перекрывать друг друга окна, меню, «сборная» панель задач, имеющая сходство с аналогичным элементом оболочки Windows , полноцветные иконки и папки, которые можно было размещать на выполненном в минималистском стиле рабочем столе. Отличительной чертой BeOS 5.0 PE являлось строение окон - вместо традиционного заголовка в них использовались расположенные поверх окна вкладки.
Малоизвестная канадская Unix -подобная система, относящаяся к типу так называемых операционных систем реального времени. Будучи универсальной, она отличалась высокой скоростью работы и нетребовательностью к аппаратным ресурсам. Графическая оболочка системы называется Photon , но её рабочий стол имеет много общего с десктопом Windows XP . В нижней части экрана имеется горизонтальная панель управления с подобием кнопки Пуск и вертикальная панель управления справа, поддерживается смена фоновых изображений.
Окна , в которых запускаются приложения, имеют аналогичное строение с окнами Windows . Их можно сворачивать и разворачивать, масштабировать, располагать каскадом и прочее. Проводника, как его принято понимать в Windows в нет, его заменяет файловый менеджер QNX Photon , сходный по функциональности с Проводником Windows . Благодаря своей лёгкости, удобству и простоте в своё время конкурировала и в чём-то даже опережала Windows , однако приложений под QNX писалось мало, что и определило её дальнейшую судьбу. Сегодня QNX используется в основном на специализированных устройствах.
Red Hat 8.0 с интерфейсом GNOME 2.06
Системы Linux , особенно ранние, обычно воспринимались как ориентированные на компьютерных гиков, однако нельзя сказать, чтобы разработчики Unix -подобных систем ничего не предпринимали для того, чтобы сделать свои продукты столь же удобными, как и Windows . Примером тому может послужить Red Hat 8.0 - основанная на Linux Fedora OC с оболочкой GNOME 2.06 , кстати, изначально разрабатываемой именно для Red Hat и только потом распространившейся и на другие дистрибутивы Linux .
Red Hat 8.0 имеет простой и чистый рабочий стол с возможностью размещения на нём иконок и прочих объектов, Windows -подобную панель задач, окна, элементы управления которых располагались не в левом, как это свойственно многим Linux -системам, а в правом верхнем углу, есть в Red Hat 8.0 даже своя кнопка и меню Пуск . Сами меню организованы по каскадному принципу, что ещё больше в плане оформления роднило эту систему с Windows .
Вместо послесловия
За более чем полвека своего существования ЭВМ проделали огромный путь, развившись в сложные и мощные системы, нашедшие применение практически во всех современных отраслях. Сравнивать первые электронные вычислительные машины с современными суперкомпьютерами это всё равно, что сравнивать Монгольфьер с космическим кораблем. Но тем более удивительным кажется то, что их интерфейсы не претерпели кардинальных изменений, если не считать перехода собственно к графическим оболочкам.
Если присмотреться к интерфейсам современных операционных систем, то можно заметить явные сходства с графическими оболочками родоначальников всех GUI и . Что это, нехватка воображения дизайнеров или некая необходимость, продиктованная рамками физиологии пользователей? Скорее второе, чем первое. Можно ли это рассматривать как некий недостаток? Конечно нет. Да, первые графические интерфейсы были примитивны, но была в них одновременно и та подкупающая простота, которой так иногда не хватает перегруженным визуальными эффектами оболочкам современных программ и операционных систем.
Большинство пользователей легко оперирует терминами, не особо задумываясь над их значением. Даже то, что одно слово употребляется в разном контексте, уже не удивляет, хотя этому аспекту стоило бы уделить внимание. Что такое интерфейс - взаимодействие между людьми и техникой, что в наши дни проявляется во многих сферах.
Интерфейс - что это?
Часто это слово мелькает в компьютерной терминологии, хотя частый гость и в совершенно ином контексте. В инженерной психологии термин объясняется, как разные методы общения между пользователем и оргтехникой. Обозначение «интерфейс» пришло от англичан, в переводе означает «между лицами». В области интернет-технологий этот термин охватывает унифицированные системы связи, гарантирующие обмен данными между объектами. Самый распространенный термин – «интерфейс пользователя» - набор способов, помогающих человеку управляться с аппаратурой.
Специалисты выделяют два вида:
- Логический тип интерфейса. Комплекс установленных алгоритмов и договоров по обмену данными между элементами.
- Физический тип интерфейса. Соединение автоматических, физиологических и многофункциональных данных, с поддержкой каковых связь реализуется.
Свою классификацию имеет этот термин в определении набора программных и технических средств, которые образовывают взаимосвязь устройств:
- Внутримашинный интерфейс – объединение проводов, схемы сопряжения с элементами ПК и алгоритмы передачи сигналов. Различают односвязные и многосвязные.
- Внешний интерфейс – концепция взаимосвязи ПК с удаленными приборами. Есть интерфейс периферийных устройств и сетевой.
Что такое интуитивный интерфейс?
Что такое интерфейс пользователя - это такой вид, где одну позицию представляет человек, а противоположную – устройство. Словосочетание нередко упоминают айтишники, но уже в трактовке комплекта способов и законов взаимодействия системы:
- меню телевизора и дистанционка;
- экран часов и его настройки;
- доска приборов и рычаги управления.
Если рассматривать интерфейс системы, как общение между пользователем и оргтехникой, то можно его охарактеризовать, как диалог. Юзер посылает оргтехнике запросы данных или просит помощи, а в ответ получает нужные комментарии или руководство к действию. Интерфейс юзабилити – характеристика того, насколько он удобен, эргономичен, и каких усилий требует, чтобы получить максимально высокий результат.
Что такое интерфейс сайта?
Если интерфейс - это совокупность технических и программных средств, гарантирующее взаимодействие устройств, то интернет сайта – вмонтированный механизм общения юзера с системой. Пользователь может:
- пользоваться сервисами;
- делать заказы и заявки;
- заполнять анкеты.
Что такое «интерфейс дружественный»? Термин означает, что внешний вид ресурса нравится, механизм его работы понятен, система четко дает рекомендации. Основные требования к интерфейсу сайтов:
- естественность;
- непротиворечивость;
- прямой доступ к системе помощи;
- логичность.
Что такое интерфейс в компьютере?
Очень важную роль играет и пользовательский интерфейс приложения, потому что по этим показателям оценивается сама программа. Разработчики отмечают такие основные положения:
- Ориентир на устройство, для которого приложение делается.
- Иконка обязана отражать главную идею.
- Область нажатия сенсорного дисплея должна иметь существенную погрешность.
Интерфейс операционной системы
Различают еще такой термин, как «интерфейс операционной системы» – набор средств, которые передают управляющие команды. Далее идет разбивка на подвиды:
- Интерфейс командной строки – вид текстового общения между юзером и ПК, когда фразы набираются на клавиатуре вручную.
- Программный интерфейс – запросы передают программы. Разработана серия утилит ОС, из которой нужную выбирает пользователь.
Что такое интерфейс программы?
Интерфейс программы – набор руководящих составляющих программы, которые помогают юзеру совершать ряд действий: клавиши и окошки на мониторе. Чтобы увидеть кино, задействуют программу-медиаплеер, а уже регулируется изображение и звук кнопками и движками. Интерфейс системы гарантирует нужные данные в программах, выделяют два типа интерфейсных страниц:
- Запросов, где внедрен подход, ориентированный на меню.
- Итогов поиска.
Интерфейс игры
Что такое графический интерфейс - это вид пользовательского интерфейса, в котором меню и кнопки представлены на экране в виде графических изображений. Он предоставляет возможность любителям онлайн-игр управлять героями и общаться с другими игроками. Благодаря этой программе, юзеры вводят любые действия фигурок, пользуясь мышкой или клавиатурой. Этот вид создавался для удобств в работе технических специалистов, но со временем стал изобретением, сформировавшим рынок ПК.
Вообще данное понятие имеет много определений, однако основное касается именно компьютеров и подобной им технике. В данном случае под интерфейсом подразумевается средство, предоставляющее пользователю возможность управлять различными программами, играми или операционной системой. Оно делает работу с ними значительно легче.
Если по другому – это совокупность разного рода средств, благодаря которой производится управление вычислительной техникой человеком. В его задачи входит ввод информации и ее вывод. Кстати, заднюю панель ПК так же можно охарактеризовать , как интерфейс. Это объясняется тем, что на ней присутствуют различные входы, куда можно подключать разнообразные устройства. Например, на стиральных машинах или же автомобилях имеются специальные панели управления, так вот они тоже считаются интерфейсом.
Вообще данное слово было взято из английского языка. Если обратить внимание на его точный перевод, оно означает взаимодействие между лицами , и используется, кстати, в этом же значении. Относительно современных технологий, интерфейс – системные связи , благодаря которым происходит обмен информацией между объектами. Это понятие хоть и чаще всего применяется в компьютерных технологиях, но встречается и в других областях науки, а также техники.
Для чего необходим интерфейс
Он исполняет роль некой системы связи между различными блоками оборудования, а еще техники и пользователя. Он может выражаться как в логической , так и физической форме. Логически — это сложные алгоритмы, в основе которых лежит Булева алгебра, а физически это различные чипы, детали, провода и прочее, объединенные между собой.
В общем, интерфейс компьютера позволяет ему функционировать , обеспечивая связь с оперативной памятью, видеоадаптером, а еще обмен информацией с другими компьютерами и человеком. Собственно без него вовсе невозможна работа вычислительных устройств. На сегодняшний день в технике используется множество различных интерфейсов, которые просто необходимы для работы программиста или использования ПК обычными пользователями.
Интерфейс это средства позволяющие человеку взаимодействовать с машинами, управлять разного рода приборами и так далее. Он существует внешний и внутренний . Для пользователя доступен лишь один – внешний, внутренний закрыт и находится внутри этих самых машин. Взаимодействие с ним происходит лишь при поломке устройства.
