Охарактеризуйте виды интерфейсов операционных систем. Интерфейс – что это такое

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:

  1. Система связей и взаимодействия устройств компьютера.
  2. 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

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.

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.


По типу пользовательского интерфейса различают текстовые (линейные), графические и речевые операционные системы.

Пользовательским интерфейсом называется набор приемов взаимодействия пользователя с приложением. Пользовательский интерфейс включает общение пользователя с приложением и язык общения.

Текстовые ОС

Линейные операционные системы реализуют интерфейс командной строки. Основным устройством управления в них является клавиатура. Команда набирается на клавиатуре и отображается на экране дисплея. Окончанием ввода команды служит нажатие клавиши Enter. Для работы с операционными системами, имеющими текстовый интерфейс, необходимо овладеть командным языком данной среды, т.е. совокупностью команд, структура которых определяется синтаксисом этого языка.

Первые настоящие операционные системы имели текстовый интерфейс. В настоящее время он также используется на серверах и компьютерах пользователей.

Графические ОС

Такие операционные системы реализуют интерфейс, основанный на взаимодействии активных и пассивных графических экранных элементов управления. Устройствами управления в данном случае являются клавиатура и мышь. Активным элементом управления является указатель мыши - графический объект, перемещение которого на экране синхронизировано с перемещением мыши. Пассивные элементы управления - это графические элементы управления приложений (экранные кнопки, значки, переключатели, флажки, раскрывающиеся списки, строки меню и т.д.).

Примером исключительно графических ОС являются операционные системы семейства Windows. Стартовый экран подобных ОС представляет собой системный объект, называемый рабочим столом. Рабочий стол - это графическая среда, на которой отображаются объекты (файлы и каталоги) и элементы управления.

В графических операционных системах большинство операций можно выполнять многими различными способами, например через строку меню, через панель инструментов, через систему окон и др. Поскольку операции выполняются над объектом, предварительно он должен быть выбран (выделен).

Основу графического интерфейса пользователя составляет организованная система окон и других графических объектов, при создании которой разработчики стремятся к максимальной стандартизации всех элементов и приемов работы.

Окно - это обрамленная прямоугольная область на экране монитора, в которой отображаются приложения, документ, сообщение. Окно является активным, если с ним в данный момент работает пользователь. Все операции, выполняемые в графических ОС, происходят либо на Рабочем столе, либо в каком-либо окне.

Речевые ОС

В случае SILK-интерфейса (от англ. speech – речь, image – образ, language – язык, knowledge – знание) – на экране по речевой команде происходит перемещение от одних поисковых образов к другим.

Предполагается, что при использовании общественного интерфейса не нужно будет разбираться в меню. Экранные образы однозначно укажут дальнейший путь перемещения от одних поисковых образов к другим по смысловым семантическим связям.


Операционная система Windows - это современная многозадачная многопользовательская ОС с графическим интерфейсом пользователя. Операционные системы семейства Windows являются наиболее распространенными ОС, которые установлены в домашних и офисных ПК. Графическая оболочка ОС Windows обеспечивает взаимодействие пользователя с компьютером в форме диалога с использованием ввода и вывода на экран дисплея графической информации, управления программами с помощью пиктограмм, меню, окон, панелей (управления, задач, инструментов) и других элементов управления.

Графический интерфейс - пользовательский интерфейс, в котором для взаимодействия человека и компьютера применяются графические средства.
Так как в Windows применен графический пользовательский интерфейс, то основным устройством управления программами является манипулятор мышь. Указатель мыши - графический элемент, который передвигается по экрану синхронно с перемещением самого манипулятора по поверхности стола. Как правило, указатель мыши используется для выбора команд меню, перемещения объектов, выделения фрагментов текста и т.д.
Вид указателя мыши на экране зависит от выполняемой операции:

Для того чтобы указать объект, представленный на экране, необходимо переместить мышь так, чтобы острие стрелки указателя разместилось поверх этого объекта. Чтобы выбрать объект на экране, необходимо установить на него указатель, а затем нажать левую кнопку мыши.
Различают следующие операции с помощью мыши:
Перетаскивать объект можно и правой кнопкой мыши. После того как кнопка мыши будет отпущена, на экране появится контекстное меню с набором возможных действий.

Основными элементами графического интерфейса Windows являются:

  • Рабочий стол
  • Значки
  • Ярлыки
  • Панель задач
  • Контекстное меню
Рабочий стол. Значки, ярлыки, панель задач, кнопка Пуск

Рабочий стол - это главная областьэкрана, которая появляется после включения компьютера и входа в операционную систему Windows. Подобно поверхности обычного стола, она служит рабочей поверхностью. Запущенные программы и открытые папки появляются на рабочем столе. На рабочий стол можно помещать различные объекты, например файлы и папки, и выстраивать их в удобном порядке.
Значки — это маленькие рисунки, обозначающие программы, файлы, папки и другие объекты.
Для упрощения доступа с рабочего стола создайте ярлыки избранных файлов и программ.
Ярлык - это значок, представляющий ссылку на объект, а не сам объект. Двойной щелчок ярлыка открывает объект. При удалении ярлыка удаляется только ярлык, но не исходный объект. Ярлык можно узнать по стрелке на его значке.
Панель задач представляет собой длинную горизонтальную полосу в нижней части экрана. В отличие от рабочего стола, который может быть перекрыт лежащими на нем окнами, панель задач видна почти всегда (в некоторых случаях можно и спрятать). Панель задач состоит из четырех основных частей.

  • Кнопка «Пуск», открывающая меню «Пуск».
  • Панель быстрого запуска, позволяющая запустить программу одним нажатием кнопки мыши.
  • Средняя часть, которая отображает открытые программы и документы
  • Область уведомлений, в которой находятся часы и значки (маленькие картинки)
Меню «Пуск» - является основным средством доступа к программам, папкам и параметрам компьютера. Оно называется «меню» потому, что предоставляет список для выбора, совсем как меню в ресторане. И как подразумевает слово «Пуск», это меню является местом, с которого начинается запуск или открытие элементов.
Используйте меню «Пуск» для выполнения следующих основных задач.
  • Запуск программ
  • Открытие часто используемых папок
  • Поиск файлов, папок и программ
  • Настройка параметров компьютера
  • Получение помощи по работе с операционной системой Windows
  • Выключение компьютера
  • Завершение сеанса работы в Windows или выбор учетной записи другого пользователя

Работа с окнами

Открываемые программы, файлы или папки появляются на экране в полях или рамках — окнах (именно от них операционная система Windows получила свое название). Поскольку окна присутствуют всюду в Windows, важно научиться перемещать их, изменять размер или просто убирать.
Окно представляет собой область экрана, ограниченную прямоугольной рамкой. В нем отображаются содержимое папки, работающая программа или документ.

Основные элементы окна:

  • рабочая область: внутренняя часть окна, в которой производится работа с дисками, файлами и документами;
  • заголовок окна: строка под верхней границей окна, содержащая название окна;
  • меню управления состоянием окна: кнопка в строке заголовка слева открывает меню, которое позволяет развернуть, свернуть или закрыть окно;
  • кнопки управления состоянием окна: кнопки в строке заголовка справа позволяют развернуть, свернуть или закрыть окно;
  • меню окна: располагается под заголовком и представляет собой перечень тематически сгруппированных команд;
  • панель инструментов: располагается под строкой меню и представляет собой набор кнопок, которые обеспечивают быстрый доступ к наиболее важным и часто используемым пунктам меню окна;
  • границы: рамка, ограничивающая окно с четырех сторон. Размеры окна можно изменять, ухватив и перемещая границу мышью;
  • полосы прокрутки: появляются, если содержимое окна имеет больший размер, чем рабочая область окна, позволяют перемещать содержимое окна по вертикали или горизонтали.

Различают три варианта отображения окна на экране:
  • окно стандартного размера занимает часть площади экрана. При желании можно переместить его или любую его границу в другое место экрана
  • окно, развернутое на весь экран, имеет максимальный размер
  • свернутое окно изображается в виде кнопки на панели задач..
В свернутом окне программа продолжает выполняться. Чтобы открыть свернутое окно или свернуть уже открытое, нажмите кнопку окна на панели задач.

Окна можно классифицировать по типу:

  • окно папки
  • окно документа
  • окно программы

Диалоговые окна

Диалоговые панели могут включать несколько вкладок, переключение между которыми осуществляется щелчком мышью по их названиям. На диалоговой панели размещаются разнообразные управляющие элементы:

  • вкладки - «страницы» диалогового окна
  • командная кнопка - обеспечивает выполнение того или иного действия, а надпись на кнопке поясняет ее назначение;
  • текстовое поле - в него можно ввести последовательность символов;
  • раскрывающийся список - представляет собой набор значений и выглядит, как текстовое поле, снабженное кнопкой с направленной вниз стрелкой;
  • счетчик - представляет собой пару стрелок, которые позволяют увеличивать или уменьшать значение в связанном с ними поле;
  • флажок - обеспечивает присваивание какому - либо параметру определенного значения. Флажки могут располагаться как группами, так и поодиночке. Флажок имеет форму квадратика, когда флажок установлен, в нем присутствует «галочка»;
  • переключатель - служит для выбора одного из взаимоисключающих вариантов, варианты выбора представлены в форе маленьких белых кружков. Выбранный вариант обозначается кружком с точкой внутри;
  • ползунок - позволяет плавно изменять значение какого - либо параметра.

Контрольные вопросы:
  1. Что такое графический интерфейс?
  2. Какие операции можно выполнять с помощью мыши?
  3. Перечислите элементы графического интерфейса Рабочего стола Windows.
  4. Перечислите элементы графического интерфейса окна папки Windows.
  5. Перечислите управляющие элементы диалогового окна.
  6. Что такое контекстное меню и как его вызвать?

Выполните проверочный тест , а после этого приступите к выполнению практических заданий!!!

Практические задания:

Изменение фона рабочего стола
  1. Откроем контекстное меню Рабочего стола и выберем командуСвойства
  2. В диалоговом окне Свойства: Экран выбираем вкладку Рабочий стол
  3. В списке Фоновых рисунков выбираем Фиолетовый цветок
  4. В списке Расположение выбираем команду Растянуть (по умолчанию)
  5. Применить и ОК
Изменение заставки
  1. Откроем контекстное меню Рабочего стола и выберем командуСвойства
  2. В диалоговом окне Свойства: Экран выбираем вкладку Заставка
  3. В раскрывающемся списке Заставка выбираем заставку Сквозь вселенную
  4. В счетчике Интервал выставляем значение 1 минута
  5. Для просмотра заставки нажимаем командную кнопку Просмотр (старайтесь мышью не двигать)
  6. Последовательно нажимаем командные кнопки Применить и ОК
Скрываем панель задач
  1. Откроем контекстное меню Панели задач и выберем команду Свойства
  2. В диалоговом окне Свойства Панели задач и кнопки "Пуск" отмечаем флажок Автоматически скрывать панель задач
  3. Последовательно нажимаем командные кнопки Применить и ОK