Учебное пособие 800564

кладного программирования к разнообразным устройствам ввода-вывода.

Защита данных и администрирование

Безопасность данных ВС обеспечивается:

средствами отказоустойчивости ОС, направленными на защиту от сбоев и отказов аппаратуры и ошибок ПО,

средствами защиты от несанкционированного доступа.

Интерфейс прикладного программирования

Возможности ОС доступны программисту в виде набора функций, который называется интерфейсом прикладного про-

граммирования (Application Programming Interface, API).

Приложения обращаются к функциям API с помощью системных вызовов.

Способ, которым приложение получает услуги ОС, очень похож на вызов подпрограмм.

Интерфейс пользователя (ИП)

командный или символьный ИП;

графический ИП использует WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointers — окна, пиктограммы, меню, указатели);

интерфейс электронного пера (применяется в некоторых карманных компьютерах);

интерфейс видеомагнитофона (может использоваться

вустройствах, предназначенных для мультимедиа);

ИП при управлении компьютером голосом;

ИП при управлении компьютером взглядом.

Символьные интерфейсы

В течении нескольких лет на персональных компьютерах доминировала система MS-DOS с символьным интерфейсом.

11

Однако теперь на большинстве персональных компьюте-

ров используется графический интерфейс пользователя

(GUI, Graphical User Interface). Сокращенно GUI произносится как «гуи».

Графический интерфейс пользователя был придуман Дугласом Энгельбартом и его исследовательской группой в Стенфордском исследовательском институте. Затем он был скопирован исследователями из Xerox PARC. Однажды в Джобе, один из основателей компании Apple, посетив PARC, увидел графический интерфейс пользователя на компьютере Xerox. Это натолкнуло его на мысль о создании нового компьютера, которым стал компьютер Lisa фирмы Apple, появившийся в 1983 году. Lisa была слишком дорогой машиной, и поэтому не получила коммерческого успеха, но ее преемник Macintosh, разработанный годом позже, стал крайне популярен. Компьютер Apple Macintosh оказал значительное влияние на систему Windows, первая версия которой была представлена корпорацией Microsoft в 1985 году, а также на другие системы с графическим интерфейсом пользователя.

Графический интерфейс

Графический интерфейс пользователя состоит из че-

тырех основных элементов, из первых букв английских названий которых можно сложить слово WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointing device — окна, пиктограммы, меню, ука-

зывающее устройство).

Окна представляют собой прямоугольные участки экрана, используемые для запуска программ.

Пиктограммами называются небольшие символы, на которых можно щелкнуть мышью, чтобы вызвать какое-либо действие.

Меню является списками действий, из которых может быть выбрано одно.

12

Указывающее устройство — это мышь, шаровой мани-

пулятор или другое устройство, используемое для перемещения курсора по экрану и для выбора элементов.

Программное обеспечение графического интерфейса пользователя может быть реализовано либо на уровне пользователя, как это делается в семействе систем UNIX, либо включено в саму операционную систему, как в случае Windows.

Задание 1. Составить программу, демонстрирующую символьный интерфейс работы пользователя в операционной системе.

Выполнение задания 1:

В консольном приложении Visual Studio реализовать следующий вид и действия на экране:

-после запуска программы на экране отражен приглашающий символ ОС, после которого пользователь должен ввести с клавиатуры команду для выполнения;

-ввести команду, например, dir – для просмотра содержимого текущего каталога на экране, copy a.txt to b.txt – для копирования содержимого файла a.txt в b.txt, exit – выход из системы;

-после ввода команды пользователю ВС необходимо нажать клавишу Enter, команда «выполнится», результат отразится на экране;

-на следующей строке ОС отражает приглашающий символ для ввода следующей команды.

Задание 2. Составить программу, демонстрирующую графический интерфейс пользователя в операционной системе.

13

Выполнение задания 2:

В Windows приложении Visual Studio реализовать следующий вид и действия на экране:

-составить постановку задачи;

-реализовать для данной задачи экранную форму ввода информации, с использованием графических компонент (обязательные компоненты, описанные в теоретической части, присутствуют);

-в целях подготовки раздела курсового проекта «Инструкция пользователя», в отчете описать последовательность действий пользователя с данной формой, организовать ссылку на рисунок с экранной формой, рисунок, подпись рисунка с номером и названием;

-в меню реализовать пункты «Справка», «О программе».

Вопросы по теме:

1. Место системных программ в компьютерной систе-

ме.

2.Состав системного ПО.

3.Понятие ОС и ее состав, типичные функции ядра.

4.Дополнительные интерфейсные оболочки и инструментальные среды программирования как часть СПО.

5.Наиболее важные и общие подсистемы управления ресурсами.

6.Интерфейс пользователей ОС.

14

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. ИНФОРМАЦИОННАЯ СТРУКТУРА ПРОЦЕССОВ

И ПОТОКОВ В ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ

Цель работы: приобретение навыков создания приложений, использующих информационную структуру процессов и потоков, с помощью библиотек базовых классов .NET языка программирования C#.

Для выполнения лабораторной работы требуется написать программы, которые выводят информацию о процессах, для выбранного процесса выводят информацию о потоках и модулях.

Краткие теоретические сведения

Управление процессами

Место подсистемы управления (ПУ) процессами в ОС представлено на рис. 7.

Рис. 7. Наиболее важные ПУ ОС

15

Назначение ПУ процессами представлено на рис. 8.

Рис. 8. Назначение ПУ процессами

Концепция процессов и потоков

Таблицы, поддерживаемые ОС, для различных ресурсов ВС представлены на рис. 9.

16

Рис. 9. Таблицы, поддерживаемые ОС

Иерархия рабочих единиц ОС представлена на рис. 10. Задания, процессы, потоки представлены на рис. 11.

17

Рис. 10. Иерархия рабочих единиц ОС

Рис. 11. Задания, процессы, потоки

18

Многозадачность

Иллюстрация многозадачности представлена на рис. 12.

Рис. 12. Пример многозадачности

Эффект мультипрограммирования представлен на примере работы двух процессов А и В, где Та – время выполнения процесса А, а и Тв - время выполнения процесса В (рис. 13).

19

Рис. 13. Эффект мультипрограммирования на примере

Мультипроцессорная обработка представлена на рис. 14.

Рис. 14. Пример мультипроцессорной обработки

20