2. Программы, управляемые событиями.
Принцип программного управления Дж. Фон Неймана определяет так называемую последовательную программу, т.е. последовательность команд, выполняемую на одном процессоре. Для реакции такой программы на внешние события (например, сигналы таймера, ошибки в устройствах компьютера и др.) используются прерывания, т.е. аппаратные переключения с выполнения исходной программы на специальную программу обработки прерывания. Средства прерывания широко применяли в рамках концепции последовательной программы при организации многозадачных режимов и эффективного использования процессора компьютера.
Однако концепция последовательной программы, несмотря на свою универсальность, оказывается неэффективной для современного персонального компьютера, имеющего развитую систему ввода (с клавиатуры, мыши, сканнера и др.). В таких компьютерах работу программы целесообразно рассматривать как ожидание некоторого события (нажатия клавиши, щелчка на кнопке мыши и др.) и программную реакцию на возникшее событие. Такая программа и называется программой, управляемой событиями. Она представляет собой новый стиль программ, обеспечивающий современный пользовательский интерфейс. Этот стиль применяется практически во всех современных программных системах, реализующих пользовательский интерфейс.
Событие можно представлять как некоторое сообщение (пакет информации), идентифицирующее и описывающее ситуацию, на которую должна реагировать программа. Все такие события можно разделить на несколько функциональных групп: события клавиатуры (нажатия, отпускания клавиш, удерживания нажатой клавиши), события мыши (нажатие, отпускание, удерживание нажатой кнопки, щелчок, двойной щелчок) и другие. Особую группу составляют сообщения от операционной системы и от других компонент прикладных программ. Особенностью событий является их неделимость: они не разбиваются на более мелкие части.
Программы, управляемые событиями, обычно включают три характерных фазы:
Инициализация (начальная установка, настройка).
Режим ожидания событий (бесконечный цикл ожидания).
Завершение программы (освобождение памяти и других ресурсов).
Переход от режима ожидания события к завершению программы предполагает наличие в числе событий специальных событий, обработка которых приводит к завершению программы. Следует иметь в виду, что в программах, управляемых событиями, обработка событий (реакция на событие) представляет обычную последовательную программу.
3. Аппаратное и программное обеспечение компьютера.
Современный компьютер функционирует как сложный комплекс аппаратуры и программ. В этом комплексе принято выделять две составные части:
а) аппаратное обеспечение (hardware), т.е. набор устройств, таких как процессор, память, клавиатура, мышь, монитор, управление дисками и др., составляющих собственно компьютер.
б) программное обеспечение (software) - набор программ, без которых нормальная работа современного компьютера невозможна.
Программное обеспечение включает в себя, прежде всего операционную систему (такую как MS DOS, Windows 3.1 или Windows 95). Операционная система организует процесс выполнения программы на компьютере, выполняя многие важные рутинные функции, например загрузку программы в оперативную память, поиск файлов на диске, обработку прерываний от внешних устройств компьютера и многие другие.
MS DOS была первой операционной системой персональных компьютеров, обеспечивающей простейший интерфейс с пользователем, включающий многие важные и полезные функции. Однако она предоставляла, в основном, текстовый интерфейс, т.е. общение посредством текстовой информации. Ограниченность такого интерфейса естественно не могла удовлетворить многие потребности пользователей. По мере развития технической базы компьютеров, обеспечившей эффективную обработку графической информации, стал реальным переход на операционные системы, предоставляющие графический интерфейс. Преимущества графического интерфейса для человека очевидны. Они выражены известной китайской пословицей: "Одна картинка стоит тысячи слов ".
Одной из первых систем графического интерфейса была Windows 3.0 и 3.1. Это - графическая оболочка для MS DOS, не являющаяся самостоятельной операционной системой. Однако она обеспечила не только общение посредством графической информации, но и многооконный интерфейс, а также элементы многозадачного режима работы, важные для эффективной работы пользователя. Так в системе Windows вы можете одновременно выводить информацию на принтер и редактировать какой-либо файл информации.
Дальнейшим шагом вперед по пути совершенствования графического интерфейса и многозадачности стала новая операционная система Windows 95, получившая в настоящее время широкое распространение и положившая начало семейству 32-битных приложений (с новой внутримашинной системой кодирования Unicode). Развитие новых направлений информатизации на базе компьютеров, таких как технология "клиент-сервер", мультимедиа, и в особенности работа с сетью Internet и локальными сетями, вызвали появление ещё более совершенных операционных систем (Windows NT и др.).
Архитектура систем Windows реализована на принципах программ, управляемых потоком событий. Реакцией ядра Windows на возникновение события является посылка сообщения прикладной программе, содержащего описание события. Например, нажатие клавиши приводит к сообщению wm_KeyDown. События, подлежащие обработке прикладной программой, помещаются в очередь событий и обрабатываются по мере их поступления в эту очередь. Среда Windows предоставляет программисту большой набор встроенных функций доступа к периферийным устройствам, создания и управления окнами и различными ресурсами - функции Windows API, которые составляют основу программирования интерфейса с пользователем.
Помимо операционной системы программное обеспечение обычно включает системы программирования, автоматизирующие процесс создания программ на языках программирования, редакторы текста и графики, системы управления базами данных, диагностические программы и другие. Среди этих программ мы остановимся подробнее на системах программирования, поскольку их роль в освоении программирования (в том числе и основ программирования) весьма значительна.