Общие сведения об операционных системах семейства Windows
Основные понятия
Операционная система (ОС) компьютера — это совокупность специальных программ, которые используются для организации диалога пользователя с компьютером, управления распределением и использованием оперативной и дисковой памяти, «дирижирования» работой всех аппаратных устройств компьютера: клавиатурой, монитором, дисками, принтерами и т.д.
Таким образом, основная функция операционных систем – посредническая между пользователем и аппаратной частью компьютера. Для общения с пользователем операционные системы имеют пользовательский интерфейс — набор диалоговых и визуальных средств, с помощью которых пользователь общается с ПК. Приложениями операционной системы называют программы, предназначенные для работы под управлением этой системы.
В 90-х годах 20 века достаточно активно использовались операционные системы MS DOS, PC DOS, DR DOS и другие. Однако, в связи с ростом возможностей вычислительной техники и потребностей пользователя выявились недостатки «старой» технологии DOS:
1) неразвитость пользовательского интерфейса, что требовало разработки специальных программных оболочек;
2) отсутствие стандартов в интерфейсе; что заставляло пользователя заново осваивать принципы взаимодействия с каждой новой программой;
3) однозадачность, т.е. возможность выполнять в данный момент только одно приложение;
4) зависимость прикладной программы от характеристик внешних устройств, т.е. не любое DOS-приложение могло работать с конкретным аппаратным устройством;
5) неэффективное использование оперативной памяти. Операционные системы ограничивали возможность использования приложений по объему необходимой для них оперативной памяти. Предельный размер приложения ограничивался 640 Кбайтами.
Появление операционной оболочки Windows 3.1, а затем и других операционных систем семейства Windows – это ответ на объективные потребности развивающейся технологии. Недостатки пользовательского интерфейса MS DOS побудили разработчиков операционных систем постепенно перейти к более современному и удобному графическому многооконному интерфейсу . При таком интерфейсе файлы и каталоги обозначаются красочными и наглядными рисунками – пиктограммами (иконками), помещаемыми в масштабируемые и перемещаемые окна (Windows).
Пиктограмма – это графическое представление объектов Windows, которое содержит название приложения и картинку, иллюстрирующую функции этого приложения. При желании картинку можно изменить.
Окно– это графически выделенная прямоугольная область экрана, принадлежащая какой-либо программе, с которой работает пользователь. Окна можно открывать и закрывать, передвигать по экрану и менять их размеры.
История развития ОС Windows
В конце 80-х годов подобный интерфейс был разработан и фирмой Microsoft для массовых ПК класса IBM PC. Он был реализован на базе последних версий MS DOS путем добавления к ним графической оболочки (надстройки) Windows 3.0. Этот интерфейс был назван GUI (Graphical User Interface — графический интерфейс пользователя).
Вскоре на смену Windows 3.0. пришли две версии популярных операционных оболочек класса Windows для массовых ПК. Windows 3.1. – графическая надстройка для ПК, ориентированных в основном на индивидуальное применение. Windows 3.11. for Workgroups — графическая надстройка для ПК, работающих в малых локальных сетях (Workgroups означает применение для рабочих групп – явное указание на возможность коллективного использования ПК с подобной настройкой в сетях).
В конце лета 1995 г., после почти трехлетних разработок, фирма Microsoft выпустила новейшую операционную систему Windows 95, которая отличалась тем, что она была реализована на основе объектно-ориентированного подхода. Особое внимание при разработке Windows 95 уделялось полному использованию 32-разрядных микропроцессоров и упрощению работы с системой.
В течение двух лет, последовавших со дня выпуска Windows 95, вышло еще несколько промежуточных версий этой операционной системы. Летом 1996 года появилась новая версия Windows под названием OSR2 (OEM Service Release), предназначенная только для поставки вместе с готовыми компьютерами (OEM). В OSR2 были исправлены многие ошибки Windows 95, добавлена поддержка нескольких новых устройств. А самое главное — новая версия Windows 95 внесла серьезные изменения в способ расположения файлов на жестком диске (файловую систему) — вместо устаревшей FAT16 пользователи OSR2 могли использовать систему FAT32, позволяющую сэкономить место на диске.
Когда велась разработка Windows 95, в компьютерном мире зародилось и стало стремительно развиваться новое явление – глобальная сеть Internet. Одной из главнейших задач стала реализация ее полной поддержки. Фирма Microsoft создала браузер Internet Explorer – специальную программу, предназначенную для поиска информации в Internet. В 1997 году фирма объявила о том, что ведет разработку новой операционной системы Windows 98, объединенной с новейшим браузером Microsоft Internet Explorer 4.0. В конце же 1999 года появилась версия нового комплекта Windows 98 — Windows 98 SE. От предыдущей версии Windows 98 SE отличалась тем, что в ее состав была включена последняя версия браузера Internet Explorer 5.0.
Очередной версией семейства Windows явилась Windows Millenium Edition (Windows Me). Она явилась всего лишь очередным обновлением Windows без каких-либо коренных изменений.
Одновременно с линией «домашних» операционных систем Windows 3.1/95/98/Me, фирма Microsoft разрабатывала и другие операционные системы, рассчитанные на корпоративных пользователей, на работу в локальных компьютерных сетях. Так появилась Windows NT. С самого начала она создавалась как сверхстабильная, надежная система, рассчитанная прежде всего на работу, а не на развлечения. Случаи ошибок при работе с Windows NT встречаются крайне редко. Данная ОС заботится о надежном разделении работающих под ее управлением программ. В отличие от Windows 95/98 она запрещает безоговорочный доступ к ресурсам компьютера любым программам, пытающимся работать с его оборудованием. Это позволяет системе избежать конфликтов, однако в результате под Windows NT отказываются работать любые программы, написанные под операционную систему MS-DOS. Кроме того, требования Windows NT в отношении ресурсов компьютера вдвое выше, чем Windows 98.
В конце 1998 года корпорация Microsoft объявила, что следующая версия Windows NT будет носить название Windows 2000. Новая операционная система должна будет продвигаться не только на корпоративном рынке, но и на рынке «домашних ПК». Windows 2000 полностью унаследовала все достоинства Windows NT в области обеспечения стабильности, мощи сетевых решений и т.д., но сохранились и минусы той же NT — высокая требовательность к ресурсам компьютера. Как и Windows NT, Windows 2000 выпущена в нескольких вариантах: серверном (Professional), для установки на главный, управляющий компьютер сети, и клиентском (Server) — для рабочих станций.
Последней версией на данный момент является Windows XP, выпущенная также в двух вариантах: Windows XP Professional и Windows XP Home (для персональных компьютеров). Windows XP Professional является оптимальным решением для предприятия любого размера. Данная версия операционной системы Windows сочетает в себе преимущества Windows 2000 Professional (например, средства безопасности, управляемость и надежность) с лучшими качествами Windows 98 и Windows ME (поддержка режима Plug and Play, простой пользовательский интерфейс и передовые службы поддержки). Windows XP Professional является наиболее подходящей операционной системой для настольных компьютеров, применяемых в корпоративной среде. Одним из основных преимуществ Windows XP Professional является повышение вычислительных возможностей предприятия.
Интерфейс Windows 2000
Особенности среды Windows
Интерфейс – это средства взаимодействия, связи, сопряжения, согласования. Этим термином в информатике обозначается довольно широкий круг понятий:
— физический (аппаратный) интерфейс (на уровне электронных компонентов);
— программный интерфейс (методы средства и взаимодействия с программными средствами);
— интерфейс пользователя – набор диалоговых и визуальных средств, с помощью которых пользователь общается с ПК.
Операционная система Windows 2000 являются объектно-ориентированной. Что означает это понятие? Объект – это конкретный опознаваемый предмет, единица или сущность (реальная или абстрактная), имеющая четко определенное функциональное назначение в конкретной предметной области. Объект в Windows это – папка, документ, ярлык и т.д. Объекты в Windows делят на:
1) основные объекты (папки, приложения, документы);
2) ярлыки — ссылки на различные приложения, документы и т.д. Ярлык часто называют «представителем» какого-либо объекта;
3) специальные объекты (Панель задач, Главное меню, Панель управления и т.д.).
Наиболее важными особенностями Windows 2000 являются:
1) многозадачность, т.е. возможность одновременно выполнять несколько приложений и легко переключаться с одного приложения на другое;
2) стандартный графический интерфейс пользователя, т.е. интерфейс, предлагающий одинаковые принципы работы с разными программами;
3) обмен данными между различными приложениями, т.е. возможность использовать в конкретном приложении объекты, данные, созданные средствами других приложений;
4) оптимальное управление памятью в десятки Мбайт, т.е. средства управления оперативной памятью Windows обеспечивают для приложений доступность всей оперативной памяти компьютера;
5) возможность без проблем подключать внешние устройства; после установки специальной программы–драйвера, обеспечивающего поддержку конкретного устройства, все Windows-приложения могут работать с этим устройством.
Основными новшествами операционной системы Windows 2000 являются следующие:
1) установка Windows 2000 заметно упрощена и стала визуально более наглядной. Повышена безопасность системы при крупных сбоях;
2) улучшена реализация режима Plug and Play (Вставил и Работай); в этом режиме система автоматически распознает все периферийные устройства, подключенные к ПК, и автоматически устанавливает нужные для их работы драйверы;
3) ориентация на Internet;
4) заметно улучшен пользовательский интерфейс графической оболочки;
5) имеется Активный Стол (Active Desktop) т.е. представление рабочего стола происходит не только в статическом виде, но и с динамическими объектами, которые могут автоматически обновляться;
6) введено множество новейших средств для оптимальной настройки системы под конкретные условия пользователя и максимальное быстродействие;
7) система прекрасно обслуживает как англоязычные приложения, так и приложения на большинстве европейских языков, включая русский;
8) корректная работа с ноутбук компьютером;
9) спящий режим, т.е. возможность отключить компьютер, сохраняя при этом раскрытыми нужные файлы и папки. При этом файлы можно не сохранять;
10) появление подсказок при зависании курсора на любом объекте;
11) развитые средства поиска — введен целый ряд визуальных усовершенствований, упрощающих использование средств поиска.
Рабочий стол и Панель задач
Рабочим столом (Desktop) называют всю поверхность экрана во время работы Windows. Естественно, что Рабочий стол — это метафора. Работая с Windows, пользователь использует экран компьютера как свой “рабочий стол” и может “разложить” на нем окна приложений и документов, пиктограммы и ярлыки (рисунок 1).
1-пиктограммы некоторых приложений; 2-Панель задач.
Рисунок 1 – Вид Рабочего стола Windows
Внизу Рабочего стола находится Панель задач, изображенная на рисунке 2. Панель задач — это объект, который отличает все версии Windows, начиная с Windows 95 от Windows 3.1. Она представляет собой узкую серую полоску, на которой могут находиться свернутые окна запущенных приложений, часы, переключатель языков, и другое. Кроме этого, на Панели задач находится командная кнопка «Пуск», с нажатия которой можно начинать работу с Windows.
Основные понятия ОС Windows
В ОС Windows приложения, папки, документы рассматриваются как объекты, поэтому пользователю предоставляется возможность так называемого объектно-ориентированного подхода.
Все объекты имеют определенные свойства, и над ними могут проводиться определенные операции. Например, документы имеют определенный объем, их можно копировать, перемещать, переименовывать. Окна имеют размеры, их можно изменять. Папки можно открыть, копировать, переносить, переименовывать. Хотя каждый из этих объектов имеет разные свойства, с ними можно производить различные действия, технология работы с объектами и интерфейс универсальны. Это позволяет пользователю достичь единообразия при работе с разными объектами.
Ознакомиться со свойствами любого объекта, а также выполнить над ним разрешенные для него операции можно, вызвав контекстное меню.
Базовые понятия ОС Windows:
1. Документ – любой файл, созданный пользователем.
2. Инструмент – программа, с помощью которой создаются и редактируются документы пользователя.
3. Папка – служит для упорядочения хранения документов (аналог каталога в MS DOS). Папка как и каталог может содержать вложенные папки.
4. Корзина – технология, позволяющая выбрасывать ненужные документы.
5. Пиктограмма или значок – условный графический символ, снабженный надписью и однозначно связанный с соответствующим объектом.
6. Ярлык – условный графический символ, с помощью которого организуется ссылка на объект. Это путь к объекту, который хранится в другом месте или специальный файл связи. Для одного и того же объекта можно организовать множество ярлыков, удаление ярлыка не ведет к удалению самого объекта.
7. Рабочий стол – скрытая папка \Windows\Рабочий стол — абсолютно чистым быть не может. Как правило, на рабочем столе располагаются специальные папки «Мой компьютер», Корзина, Мои документы и «Сетевое окружение». На рабочем столе целесообразно создавать ярлыки для быстрого доступа к дискам, папкам и документам наиболее часто используемым.
8. Командный центр. В Windows9x их несколько. Это специальные прикладные и управляющие программы.
— панель задач (кнопка «Пуск» — программы, документы, настройка, справка, выполнить, остановка и завершение работы; кнопки всех открытых папок и программ);
— мой компьютер (средство, позволяющее получить сведения о составе компьютера, дисках, папках);
— сетевое окружение (средство, обеспечивающее быстрый доступ к сетевым ресурсам – дискам, принтерам, общим для всех компьютеров сети)
Элемент управления – стандартный объект, используемый ОС для ввода разного рода информации.
Основные элементы управления для Windows:
1. Меню. Это набор всевозможных команд, из которых надо выбрать одну. Пример – главное меню Windows, появляющееся после нажатия кнопки ПУСК. Меню представляет собой перечень команд, из которых необходимо сделать выбор. Выбор команды осуществляется кнопкой мыши и щелчком. Обычно это приводит к выполнению определенной команды. Все меню обладают общими свойствами : могут иметь несколько уровней (меню, подменю), могут иметь недоступные для выполнения пункты (блеклые), могут иметь пункты, при выборе которых открываются диалоговые панели (эти пункты имеют названия, которые оканчиваются многоточием)
2. Окна. Существуют два типа окон – окна приложений и окна документов.
В окнах приложений выполняются любые запущенные на выполнение или отражается содержимое папки. Открыть или закрыть окно приложений – то же, что запустить программу на выполнение или завершить ее. Эти окна можно перемещать, сворачивать и разворачивать.
Основными элементами окна приложения являются:
— рабочая область – внутренняя часть окна;
— границы – рамка, ограничивающая окно, размеры окна можно изменить;
— заголовок – строка над верхней границей окна;
— строка горизонтального меню – располагается под заголовком, содержит пункты меню;
— панель инструментов, располагается под строкой меню, представляет собой набор кнопок, обеспечивает быстрый доступ к некоторым командам;
— кнопки свернуть, развернуть, закрыть расположены в верхней правой части окна.
Окна документов предназначены для работы с документами и «живут» внутри окон приложений. Их можно также раскрывать, закрывать, сворачивать, перемещать, но они всегда остаются в пределах окна своего приложения. Окно документа всегда содержит заголовок (имя документа), а также часто полосы прокрутки и линейки.
3. Диалоговые окна. Используются для проведения настроек и задания различных параметров программ. В диалоговых окнах содержатся разнообразные элементы управления.
4. Командная кнопка. При ее нажатии исполняется некая команда. Для работы с кнопками используют мышь. Простой щелчок мышью используют для работы с элементами управления, двойной щелчок – для работы с объектами (значками и папками). Щелчок правой (дополнительной) кнопкой мыши применяется для доступа к свойствам объектов, при этом раскрывается контекстное меню.
5. Списки представляют собой набор предлагаемыхна выбор значений.
6. Раскрывающийся список. Список, у которого есть раскрывающая кнопка (в виде треугольной стрелочки). Если по ней щелкнуть, раскроется список, и в нем можно выбрать нужное значение, например, месяц года. Списки делают раскрывающимися исключительно для компактности.
6. Поле ввода. Например, ввод текущего года. Еще этот элемент управления называют текстовым полем. Оно позволяет вводить текстовую информацию.
7. Кнопки счетчика. Данные в текстовые поля обычно вводят с помощью клавиатуры, но если это числовые данные, то удобно пользоваться кнопками счетчика. Это пара кнопок в виде стрелок. Щелчок по верхней кнопке увеличивает, а по нижней – уменьшает значение.
8. Стандартные командные кнопки. Автор программы может создавать любые кнопки, но есть несколько общепринятых кнопок: OK (для ввода сделанных настроек и закрытия диалогового окна), ПРИМЕНИТЬ (чтобы сохранить настройки, но не закрывать окно), ОТМЕНА ( для отмены всех сделанных настроек и закрытия окна).
9. Вкладки. В диалоговом окне может быть так много элементов управления, что они в нем не поместятся. В таких случаях окно составляют из нескольких страниц-вкладок. У вкладок есть корешки. Чтобы открыть другую страницу диалогового окна, надо просто щелкнуть на ее корешке левой кнопкой мыши. Например, выбрали пункт меню Найти\Файлы и папки… Появится диалоговая панель, которая содержит три вкладки : Имя и местоположение, Дата, Дополнительно.
10. Флажки. Это элементы управления, имеющие два состояния. Они позволяют пользователю делать нужный выбор параметров. Флажки можно использовать группами, тогда они позволяют выбрать несколько вариантов из одного списка. Раскрывающийся список не дает такой возможности.
11. Переключатели. Похожи на флажки, тоже имеют два состояния – включено, выключено. Но один из переключателей включен всегда. Когда включается другой переключатель, предыдущий выключается.
12. Контекстное меню. На Рабочем столе Windows располагаются значки программ, документов, папок – все это объекты Windows, включая сам Рабочий стол. У каждого объекта есть индивидуальные свойства ( к примеру, названия, значки и др.).Если щелкнуть правой кнопкой мыши по свободному месту Рабочего стола, раскроется контекстное меню. Оно содержит команды, относящиеся именно к тому объекту, на котором произошел щелчок.
13. Движок (ползунок). Его перемещают методом перетаскивания при нажатой левой кнопке. Позволяет плавно изменять значение параметра (например громкость).
14. Полоса прокрутки. Если в окне содержится так много данных, что они в него не помещаются, в окне образуются полосы прокрутки, с помощью которых можно «прокручивать» содержимое окна.
15. Надпись. Обычное текстовое сообщение, которое пользователь может прочитать, но не может изменить. Сама надпись ничем не управляет, но помогает пользователю управлять программой.
Таблица, в которой перечислены английские названия некоторых элементов управления:
| Элемент управления | Control |
| Кнопка | Button |
| Меню | Menu |
| Список | Listbox |
| Раскрывающийся список | ComboBox |
| Диалоговое окно | Dialog box, Dialog |
| Полоса прокрутки | Scrollbar |
| Флажок | Checkbox |
| Переключатель | Option |
| Корешок вкладки | Tab |
| Текстовое поле | Text box |
| Надпись | Label |
| Движок | Slider |
| Список дисков | DriveListBox |
| Список каталогов | Directory List Box |
| Список файлов | File List Box |
В программировании дружественными называют приложения, которые просты в работе и понятны с первого взгляда. Работая с ними, пользователь может предугадать, что будет, если он выполнит то или иное действие, например, щелкнет по какой-нибудь кнопке. Простейшая дорога к дружественному программированию лежит через стандартизацию. Если все программы имеют одинаковые элементы управления, то пользователи, освоившие одну программу, могут легко осваивать и другие. Для создания пользовательского интерфейса современных Windows – приложений используются выше перечисленные элементы управления.
Особенности ОС Windows:
1. Ориентирование на неподготовленного пользователя (простота работы в операционной среде;
2. Единый пользовательский интерфейс
3. Оптимальное управление оперативной памятью;
4. Возможность подключать новые внешние устройства без перенастройки ОС;
5. Возможность автоматической настройки компьютера: ОС определяет, из каких компонентов собран компьютер, на котором она установлена, и настраивает сама себя для работы с этими компонентами.
6. Возможность использовать в конкретной программе объекты, созданные средствами другой программы;
7. Совместимость с MS DOS;
8. Возможность одновременно выполнять несколько приложений и легко переключаться с одной программы на другую;
9. Возможность использовать анимацию, мультимедиа и многое другое;
10. Поддержка масштабируемых шрифтов (используются не растровые, а векторные шрифты).
11. Многозадачность (обеспечение одновременного выполнения нескольких задач и переключение с одной на другую), основные понятия многозадачности – процесс (выполнение программ в целом), поток (часть процесса, выполняемая параллельно)
12. Средства обмена данными. Существует 3 способа:
— общий буфер обмена Clipboard — одна программа помещает данные в буфер, а другие могут ее использовать (Копировать CTRL+Insert, Вставить SHIFT+Insert).
— динамический обмен данными (DDE) – одна из программ использует данные из другой программы, например, в текстовый редактор вставляются диаграммы из табличного процессора, причем исходные данные в любой момент можно обновить.
— технология OLE (Object Linking and Embedding). Этот механизм связи и внедрения объектов представляет собой набор стандартов и программ, предназначенных для одновременной работы с одной и той же информацией в разных файлах..
13. Встроенные средства поддержки работы в локальных сетях и сетях Internet;
Динамический обмен данными DDE (Dinamic Data Exchange) – средство непосредственного обмена данными между приложениями.
Имеется 3 категории технологии DDE:
— конвертирование, т.е. изменение формата документа (например, формата .txt в формат .doc.).
— импорт-экспорт данных – данные одного файла-документа пересылаются в другой файл-документ. (Конвертирование – частный случай импорта-экспорта данных. При этом у них может быть совершенно разный формат и класс. Например, текстовый формат и формат баз данных:
ü динамический обмен данными – разработанный фирмой Microsoft набор специальных соглашений (протоколов) об обмене данных между приложениями фирмы Microsoft. Например, письма Word рассылаются по адресам, которые берутся из базы данныхAccess.
Технология OLE (Object Linking and Embedding) – связь и внедрение объектов. В одном документе можно объединить объекты разного происхождения. (текст, фото, музыка) – такие документы называют составными. Причем, после внедрения докуменат из другого приложения, остается возможность редактировать этот объект средствами родного приложения. Таким образом, если установлена связь, то этот объект как бы будет «жить» своей жизнью. Например, в документ Word внедрен объект Visio. При щелчке дважды мышью на этом объекте, открывается приложение, в котором создан этот объект, т.е. Visio. Закрыв Visio, мы снова попадаем в Word. Документ Word при этом называют клиентом OLE или приложением-приемником, а объект Visio – сервером OLE или приложением-источником.
Связать и внедрить объект по технологии OLE можно одним из следующих способов:
1. Через буфер обмена командой ПРАВКА\СПЕЦИАЛЬНАЯ ВСТАВКА.
2. Командой приложения ВСТАВКА\ОБЪЕКТ (например, формулы можно вставить через объект Microsoft Equation 3.0.
3. Просто перетащить по технологии Drag-and-Drop.
Для возврата в OLE-клиент достаточно щелкнуть мышью вне созданного объекта.
