Обеспечение интерфейса пользователя

По реализации интерфейса пользователя различают интерфейс командной строки и графический интерфейс.

Основным устройством управления в интерфейсе командной строки является клавиатура. Управляющие команды вводят в поле командной строки, где их можно редактировать. Исполнение команды начинается после ее подтверждения нажатием клавиши ENTER. Интерфейс командной строки реализован в семействе ОС MS-DOS компании Microsoft.

Графические интерфейс пользователя реализуют более сложный тип интерфейса, в котором в качестве устройства управления кроме клавиатуры может использоваться мышь или другое устройство позиционирования. Работа с графическим интерфейсом пользователя основана на взаимодействии активных и пассивных экранных элементов управления.

В качестве примера активного элемента управления выступает указатель (курсор) мыши – графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши.

В качестве пассивных элементов управления выступают графические элементы управления приложений: экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и многие другие.

Характер взаимодействия между активными и пассивными элементами управления выбирает сам пользователь. В его распоряжении приемы наведения указателя мыши на элемент управления, щелчки кнопками мыши и другие средства.

Примером ОС с графическим интерфейсом пользователя являются ОС семейства Windows компании Microsoft и семейства MacOS компании Apple.

Рассмотрим реализацию графического интерфейса пользователя на примере ОС Windows XP.

ОС обеспечивает единообразный интерфейс для всех своих компонентов (составных частей): окон, меню, панелей инструментов и т. п., через которые пользователь управляет системой.

Основным элементом, с которым работает ОС Windows, является объект. Объекты можно классифицировать следующим образом:

- приложения – программы, файлы с расширением EXE;

- документы – файлы с текстовыми, звуковыми и графическими данными;

- папки – каталоги на носителях данных или контейнеры, которые могут содержать другие объекты;

- ярлыки – ссылки на объекты ОС Windows для быстрого доступа к ним;

- специальные объекты – Главное меню, Рабочий стол, Панель управления и др.

В ОС Windows существует следующая иерархия папок (рис. 10.7).

На ЭВМ, работающей под управлением ОС Windows, может работать несколько пользователей, для которых создается индивидуальные элементы иерархии.

Рабочий стол появляется после запуска ОС Windows и содержит все элементы интерфейса пользователя:

- Главное меню (меню Пуск), содержащее списки установленных программ пользователя; документов, открытых пользователем; пункты настройки программного и аппаратного обеспечения, поиска файлов и папок;

- Панель задач, которая отображает кнопку для каждого приложения, запущенного пользователем;

- окна приложений.

Рис. 10.7. Пример иерархии папок ОС Windows

Папка Мои документы предназначена для хранения личных документов пользователя. ОС Windows создает индивидуальные папки для каждого пользователя.

Через папку Мой Компьютер осуществляется доступ к логическим дискам, имеющимся на ЭВМ.

Панель управления позволяет совершать следующие действия по управлению и настройке ЭВМ:

- установить новое программное и аппаратное обеспечение;

- настроить элементы интерфейса пользователя;

- выбрать язык;

- установить дату, время, часовой пояс.

Сетевое окружение настраивает работу компьютера в локальной или глобальной сети, что включает следующие функции:

- создание новых сетевых подключений;

- поиск ЭВМ в сети;

- навигация по доступным ресурсам сетевых ЭВМ.

В Корзину помещаются файлы и папки после удаления. Файлы и папки удаляются из Корзины в двух случаях:

1) по команде пользователя;

2) по команде ОС Windows, чтобы освободить место для новых файлов.

Навигация по иерархии папок осуществляется с помощью стандартного приложения – Проводника.

10.3.5. Конфигурационные файлы
операционных систем Windows

ОС должна хранить данные о конфигурации ЭВМ, его пользователях, установленных программах, а также о системных, сетевых и пользовательских параметрах настройки.

В ОС Windows 3.1 использовались два конфигурационных файла system.ini и win.ini. Они представляли текстовые файлы, в которых были записаны необходимые параметры. Программы имели свои файлы настройки.

Начиная с ОС Windows 95, параметры хранятся в реестре. Реестр имеет древовидную структуру, схожую с деревом каталогов файловой системы. Реестр делится на разделы аналогичные каталогам. Каждый раздел может содержать другие разделы или параметры. Параметры могут иметь двоичное, целое или текстовое значение.

Реестр имеет пять основных разделов.

Раздел HKEY_CURRENT_USER содержит данные настройки пользователя, работающего в системе в настоящий момент. Здесь хранятся ссылка на личную папку пользователя, цвета экрана и настройки панели управления. Эти данные называются профилем пользователя.

Раздел HKEY_USERS содержит профили всех пользователей системы. Раздел HKEY_CURRENT_USER является подразделом раздела HKEY_USERS.

Раздел HKEY_LOCAL_MACHINE содержит настройки, данного компьютера: параметры установленного аппаратного (раздел Hardware) и программного (раздел Software) обеспечения, параметры запуска системы, загрузки драйверов устройств, служб ОС Windows (раздел System).

Раздел HKEY_CLASSES_ROOT раздел является копией подраздела Software раздела HKEY_LOCAL_MACHINE. Хранящиеся здесь сведения обеспечивают открытие необходимой программы при открытии файла с помощью проводника.

Раздел HKEY_CURRENT_CONFIG содержит сведения о текущих настройках (профиле) оборудования, используемом компьютером при запуске системы.

Физически разделы реестра хранятся в отдельных файлах, хранящихся в папке Windows (для ОС Windows 95/98), или в папке Windows/system32/config (для других ОС этого семейства).

В ОС Windows существует программа Редактор реестра (regedit.exe), предназначенная для просмотра и редактирования реестра. Для удаления устаревшей информации из реестра и поиска в нем ошибок используются специальные служебные программы.

Редактирование реестра необходимо осуществлять в крайних случаях, так как удаление или изменение разделов и их параметров может привести к сбою в работе ОС.

Драйверы устройств

Каждый контроллер устройства имеет определенное количество регистров, предназначенных для обмена данными между ОС и устройством. Обычно ОС передает через регистры в контроллер команды управления и данные, передаваемые в устройство, а контроллер передает ОС данные о состоянии устройства и данные, полученные от устройства. Система команд и количество регистров для разных контроллеров различаются. Например, контроллер манипулятора «мышь» обрабатывает такие параметры, как положение указателя мыши на экране и состояние кнопок: нажата или не нажата. КПВВ должен отслеживать состояние передачи данных через порт: данные переданы или нет. Чтобы управлять устройствами, используются драйверы устройств – специальные программы, которые выполняют две основные задачи:

1) перевод команд ОС в команды контроллера и обратно;

2) обмен данными между ОС и устройством через его контроллер.

Драйверы разрабатываются производителем устройств и поставляются вместе с ними или доступны на веб-сайте производителя. Периодически производители обновляют драйверы, повышая эффективность работы устройств.

Архиваторы

Одним из представителей ПО служебного уровня являются архиваторы, предназначенные для сжатия данных. Введем несколько определений.

Сжатие данных – это процесс представления данных более короткой битовой последовательностью.

Степень сжатия – это отношение сжатого объема данных к их исходному объему (объему до сжатия).

Распаковка (извлечение) – это процесс восстановления исходных данных из их сжатого вида.

Архив – это файл, в котором хранятся папки и файлы, закодированные специальным алгоритмом сжатия данных. Архив включает следующие части:

1) словарь, содержащий информацию о структуре папок и файлов, способе сжатия данных и информацию для распаковки данных; обычно занимает 32-512 Кбайт в зависимости от объема архива; в большинстве случаев, чем больше словарь, тем выше степень сжатия данных;

2) область данных – данные сжатых папок и файлов;

3) информация для восстановления предназначена для восстановления архива в случае его повреждения, например при ошибке чтения с носителя; обычно занимает 1-3% от объема архива.

Рис. 10.8. Пример архива

Непрерывный (solid) архив – это архив, содержащий папки и файлы, объединенные в один файл, и только затем сжатые. Непрерывный архив позволяет достичь высокой степени сжатия, особенно если сжимаемые файлы имеют похожее содержание. Однако увеличивается время распаковки, так как приходится анализировать все файлы, находящиеся перед извлекаемым файлом, а в случае повреждения файла не удастся извлечь все следующие за ним файлы.

Рис. 10.9. Пример непрерывного архива

Многотомный (multivolume) архив – это архив, разбитый на несколько файлов (тома, volume) равной длины. Многотомные архивы используются в случае, если объем архива превышает размер носителя. В этом случае архив преобразуют в многотомный архив и записывают на несколько носителей. Один файл может находиться в нескольких томах. Многотомные архивы не допускают изменения: в них нельзя добавлять, обновлять или удалять файлы. Для распаковки томов необходимо, чтобы все тома находились в одной папке. Извлечение начинается с первого тома. Если том поврежден, то файлы, находящиеся в нем, не могут быть извлечены, однако последующие тома могут распакованы. Многотомные архивы могут быть непрерывными.

Рис. 10.10. Пример многотомного архива

Самораспаковывающийся (SFX, SelF-eXtracting) архив – это архив, в начало которого добавлен код программы распаковки содержимого архива. Самораспаковывающиеся архивы имеют расширение .EXE. Самораспаковывающиеся архивы используются, если нет уверенности, что там, где будет распаковываться архив, есть соответствующая программа для его распаковки. Самораспаковывающиеся архивы могут быть непрерывными и многотомными. В последнем случае первый том архива будет иметь расширение .EXE.

Для работы с архивами предназначены специальные программы – архиваторы. Архиваторы позволяют сжимать и извлекать папки и файлы из архива, создавать обычные, непрерывные, многотомные, самораспаковывающиеся архивы и их различные комбинации. Доступ к функциям архиватора осуществляется через интерфейс пользователя архиватора или контекстное меню Проводника.

Наиболее распространенными являются архиваторы RAR и ZIP. Форматы сжатия папок и файлов этими архиваторами несовместимы, однако архиватор RAR поддерживает операции с архивами в формате ZIP. Файлы архивов этих архиваторов имеют расширения RAR и ZIP соответственно.