13. Понятие операционной системы, ее функции. Пользовательский интерфейс.

ОС- комплекс управляющих и обрабатывающих программ, которые, с одной стороны, выступают как интерфейс между устройствами вычислительной системы и прикладными программами, а с другой стороны — предназначены для управления устройствами, управления вычислительными процессами, эффективного распределения вычислительных ресурсов между вычислительными процессами и организации надёжных вычислений. Это определение применимо к большинству современных операционных систем общего назначения.

В логической структуре типичной вычислительной системы операционная система занимает положение между устройствами с их микроархитектурой,машинным языком и, возможно, собственными (встроенными) микропрограммами — с одной стороны — и прикладными программами с другой.

Разработчикам программного обеспечения операционных систем позволяет абстрагироваться от деталей реализации и функционирования устройств, предоставляя минимально необходимый набор функций (см. интерфейс программирования приложений).

В большинстве вычислительных систем операционная система является основной, наиболее важной (а иногда и единственной) частью системного программного обеспечения. С 1990-х годов наиболее распространёнными операционными системами являются системы семейства Microsoft Windows и системы класса UNIX (особенно Linux и Mac OS).

Основные функции:

• Выполнение по запросу программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).

• Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.

• Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).

• Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).

• Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.

• Обеспечение пользовательского интерфейса.

• Сохранение информации об ошибках системы.

• Дополнительные функции:

• Параллельное или псевдопараллельное выполнение задач (многозадачность).

• Эффективное распределение ресурсов вычислительной системы между процессами.

• Разграничение доступа различных процессов к ресурсам.

• Организация надёжных вычислений (невозможности одного вычислительного процесса намеренно или по ошибке повлиять на вычисления в другом процессе), основана на разграничении доступа к ресурсам.

• Взаимодействие между процессами: обмен данными, взаимная синхронизация.

• Защита самой системы, а также пользовательских данных и программ от действий пользователей (злонамеренных или по незнанию) или приложений.

• Многопользовательский режим работы и разграничение прав доступа (см. аутентификация, авторизация).

14. Понятие файла. Форматы и типы файлов. Иерархическая структура данных на компьютере.

Все программы и данные хранятся в долговременной (внешней) памяти компьютера в виде файлов.

@ Файл – это совокупность данных, записанных на внешний носитель, которая имеет определенное имя. Английское слово file переводится буквально как «шпилька для накалывания бумаг». Действительно, данные собираются в один информационный блок и оформляются в виде именного файла.

В существующий файл может быть записана дополнительная информация либо из него могут быть удалены ненужные данные. С файлами можно выполнять и другие операции, связанные с различными информационными процессами: поиск конкретных данных в файлах, копирование данных и т.д. Файл является универсальным информационным объектом. Любая работа, выполненная на компьютере (текст, рисунки, аудио- и видеозапись, база данных, программа), оформляется в виде файлов.

Типы файлов

В различных операционных системах и/или файловых системах могут быть реализованы различные типы файлов; так же может различаться реализация различных типов.

«Обыкновенный файл» - файл, позволяющий операции чтения, записи, перемещения внутри файла

Директория (каталог, папка) - файл является специфичным объектом файловой системы и содержит в себе записи о других файлах. Каталоги могут так же содержать записи о других каталогах, образуя дерево каталогов.

Хардлинк - в общем случае одна и та же область информации может иметь несколько имён, указывающих на одни и те же данные. В этом случае такие имена называют хардлинками. В общем случае после создания хардлинка сказать кто «настоящий» файл а кто хардлинк невозможно, так как имена равноправны; а область данных существует до тех пор пока существует хотя бы одно из имён. Хардлинки возможны только на одном физическом носителе.

Симлинк (или софт-линк) - файл, содержащий в себе ссылку на другой файл (или каталог). Может ссылаться на любой элемент файловой системы, в том числе, и расположенный на другом физическом носителе.

Формат — спецификация структуры данных, записанных в компьютерном файле. Формат файла обычно указывается в его имени, как часть, отделённая точкой (обычно эту часть называют расширением имени файла, хотя, строго говоря, это неверно). Например, окончание имени (расширение) «.txt» обычно используют для обозначения файлов, содержащих только текстовую информацию, а «.doc» — содержащих текстовую информацию, структурированную в соответствии со стандартами программы Microsoft Word. Файлы, содержимое которых соответствует одному формату (реже — одному семейству форматов), иногда называют файлами одного типа.

Иерархические базы данных. Иерархические базы данных графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и так далее.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Иерархической базой данных является Каталог папок Windows, с которым можно работать, запустив Проводник. Верхний уровень занимает папка Рабочий стол. На втором уровне находятся папки Мой компьютер, Мои документы, Сетевое окружение и Корзина, которые являются потомками папки Рабочий стол, а между собой является близнецами. В свою очередь, папка Мой компьютер является предком по отношению к папкам третьего уровня -папкам дисков (Диск 3,5(А:), (С:), (D:), (Е:), (F:)) и системным папкам (Принтеры, Панель управления и др.) - рис. 3.1.

Иерархической базой данных является Реестр Windows, в котором хранится вся информация, необходимая для нормального функционирования компьютерной системы (данные о конфигурации компьютера и установленных драйверах, сведения об установленных программах, настройки графического интерфейса и др.).

Содержание реестра автоматически обновляется при установке нового оборудования, инсталляции программ и т. п. Для просмотра и редактирования реестра Windows в ручном режиме можно использовать специальную программу rege-dit.exe, которая хранится в папке Windows. Однако редактирование реестра можно проводить только в случае крайней необходимости и при условии понимания выполняемых действий. Неквалифицированное редактирование реестра может привести компьютер в неработоспособное состояние.

Еще одним примером иерархической базы данных является база данных Доменная система имен подключенных к Интернету компьютеров

Интерфе́йс по́льзователя, он же по́льзовательский интерфейс - разновидность интерфейсов, в котором одна сторона представлена человеком (пользователем), другая — машиной/устройством. Представляет собой совокупность средств и методов, при помощи которых пользователь взаимодействует с различными, чаще всего сложными, машинами, устройствами и аппаратурой.

Весьма часто термин применяется по отношению к компьютерным программам, однако под ним может подразумеваться набор средств, методов и правил взаимодействия любой системы, управляемой человеком.

Несколько широко распространённых примеров:

• меню на экране телевизора + пульт дистанционного управления;

• дисплей электронного аппарата (автомагнитолы, часов) + набор кнопок и переключателей для настройки;

• приборная панель (автомобиля, самолёта) + рычаги управления.

Интерфейс двунаправленный (интерактивный) — когда устройство, получив команды от пользователя и исполнив их, выдаёт информацию пользователю наличествующими у неё средствами — визуальными, звуковыми, тактильными и т. п. (приняв которую, пользователь выдаёт устройству последующие команды предоставленными в его распоряжение средствами: кнопки, переключатели, регуляторы, сенсоры, голосом, и т. д.).

Поскольку интерфейс есть совокупность, то он состоит из элементов, которые, сами по себе, также могут состоять из элементов (так, экран дисплея может содержать в себе другие окна, которые, в свою очередь, могут содержать панели, кнопки и прочие интерфейсные элементы).

Особое и отдельное внимание в интерфейсе пользователя традиционно уделяется его эффективности и удобству пользования (юзабельности). Понятный, удобный, дружественный — его основные характеристики. Интерфейс пользователя компьютерного приложения включает:

средства отображения информации, отображаемую информацию, форматы и коды;

командные режимы, язык «пользователь — интерфейс»;

устройства и технологии ввода данных;

диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и компьютером, обратную связь с пользователем;

поддержку принятия решений в конкретной предметной области;

порядок использования программы и документацию на неё.

Пользовательский интерфейс часто понимают только как внешний вид программы. Однако, на деле пользователь воспринимает через него всю программу в целом, а значит, такое понимание является слишком узким.

В действительности ПИ объединяет в себе все элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением (ПО), это не только экран, который видит пользователь.

К этим элементам относятся:

• набор задач пользователя, которые он решает при помощи системы;

• используемая системой метафора (например, рабочий стол в MS Windows®);

• элементы управления системой;

• навигация между блоками системы;

• визуальный (и не только) дизайн экранов программы;

• средства отображения информации, отображаемая информация и форматы;

• 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.

Для упрощения восприятия функции программы пользователем при разработке пользовательского интерфейса желательно использовать метафоры.