Introducere

Prezentarea informaticii ca disciplină științifică este asociată cu luarea în considerare a problemelor de organizare a calculelor și procesării informațiilor folosind și în cadrul unui calculator, precum și a principiilor de organizare și funcționare a sistemelor inteligente de mașini (sisteme de inteligență artificială) pe un computer.

Studiul principiilor de prelucrare a informațiilor și de organizare a calculelor se realizează folosind exemple de rezolvare a problemelor economice, în timp ce rezolvarea problemelor este adusă la obținerea rezultatelor pe calculator prin compilarea calculelor, bazelor de date și programelor cu analiză paralelă și dovedirea corectitudinea rezultatelor obtinute.

ÎN calculator modern Pentru a rezolva o problemă, nu se utilizează un singur program, ci mai multe deodată. Mai multe programe de aplicație combinate pentru a rezolva problema unui utilizator se numesc aplicație sau mediu de aplicație.

Un mediu de aplicație este un mediu de calculator format din programe de aplicație.

Fiecare mediu de aplicație a fost creat pentru a procesa informațiile prezentate într-o formă sau alta. Utilizator calculator personal trebuie să cunoască mediile de aplicații cele mai frecvent utilizate: editor grafic, editor de text, sistem de procesare a foilor de calcul, sistem de gestionare a bazelor de date.

Ca foarte convenabil și răspândit aplicații software Sunt disponibile programe de aplicație pentru a lucra cu diferite tipuri de date Microsoft Office, conceput pentru a lucra în Mediul Windows.

Rezolvarea problemelor dintr-o anumită zonă de problemă poate fi rezolvată folosind programe de aplicație. Când efectuați calcule matematice complexe, puteți utiliza funcțiile Excel.

Aplicat software

Software-ul este un set de programe care permit prelucrarea automată a informațiilor pe un computer. Software-ul este împărțit în sistem (general) și aplicație (special).

Software-ul de sistem asigură funcționarea și întreținerea computerului, precum și automatizarea procesului de creare a programelor noi. Software-ul de sistem include: sistemele de operare și acestea interfața cu utilizatorul; instrumente software; sisteme de întreținere.

Sistemul de operare este o parte obligatorie a unui software special care asigură funcționarea eficientă a unui computer personal în diferite moduri, organizează execuția programelor și interacțiunea cu utilizatorul și dispozitive externe cu un calculator.

Interfața cu utilizatorul ( programe de service) sunt suplimente software pentru sistemul de operare (shell și mediu) concepute pentru a simplifica comunicarea utilizatorului cu sistemul de operare.

Programele care asigură interfața păstrează forma de comunicare (dialog) între utilizator și sistemul de operare, dar schimbă limba de comunicare (de obicei limba de comandă este convertită într-o limbă de meniu). Sistemele de servicii pot fi împărțite în sisteme de interfață, shell sisteme de operare si utilitati.

Sistemele de interfață sunt sisteme puternice de servicii, cel mai adesea de tip grafic, care îmbunătățesc nu numai utilizatorul, ci și interfața programului sistemelor de operare, în special, implementând unele proceduri suplimentare pentru împărțirea resurselor suplimentare.

Shell-urile sistemului de operare oferă utilizatorului o interfață calitativ nouă în comparație cu cea implementată de sistemul de operare și fac cunoștințele despre acesta din urmă opționale.

Utilitățile automatizează execuția anumitor proceduri standard, frecvent utilizate, a căror implementare ar necesita utilizatorului să dezvolte programe speciale. Multe utilități au o interfață interactivă dezvoltată cu utilizatorul și abordează nivelul de comunicare cu shell-uri.

Instrumentele software (sisteme de programare) sunt o parte obligatorie a software-ului cu care sunt create programele. Instrumentele software includ instrumente pentru scrierea de programe (editore de text); mijloace de conversie a programelor într-o formă adecvată pentru execuție pe calculator (asambleri, compilatoare, interpreți, încărcătoare și editori de linkuri), mijloace de monitorizare și depanare a programelor.

Editorii de text vă permit să editați, să formați și să combinați în mod convenabil textele programelor, iar unele vă permit să controlați sintaxa programelor create.

Instrumentele de depanare vă permit să urmăriți programe (execuție pas cu pas cu informații despre rezultatele execuției), să verificați sintaxa programului și rezultatele intermediare la punctele de întrerupere și să modificați valorile variabilelor în aceste puncte.

Sistemele de întreținere și service sunt instrumente software pentru monitorizarea, diagnosticarea și restabilirea funcționalității unui computer, a discurilor etc.

Un pachet de aplicații este un set de programe pentru rezolvarea unei game de probleme pe o anumită temă sau subiect. Se disting următoarele tipuri de pachete de aplicații:

scop general - concentrat pe automatizarea unei game largi de sarcini ale utilizatorului (procesoare de text, editori de foi de calcul, sisteme de gestionare a bazelor de date, GPU-uri, sisteme de publicare, sisteme de automatizare a designului etc.);

orientat pe metodă - implementarea diferitelor metode economice și matematice de rezolvare a problemelor (programare matematică, planificare și management rețele, teoria cozilor, statistică matematică etc.);

orientat către probleme – orientat spre rezolvare sarcina specifica(probleme) într-un anumit domeniul subiectului(pachete bancare, pachete contabile, management financiar, juridic sisteme de ajutor etc.).

Cel mai comun în Rusia în prezent este Pachetul Microsoft Birou. Acest lucru se datorează faptului că Microsoft - autorul Windows și Microsoft Office (MS Office) - se încadrează în mod logic Interfață Windows. Înțelegând logica lucrului cu Windows, este destul de ușor să stăpânești ferestrele de aplicații ale software-ului inclus în MS Office. În plus, execuția în comun a unui număr de instrumente software incluse în MS Office vă permite să distribuiți în mod flexibil resursele și munca și să creșteți productivitatea generală.

MS Office include editorul de text Word, foaia de calcul procesor Excel, instrument de creare a bazei de date Accesați datele, și programe speciale pentru munca de birou. Printre aceste programe Microsoft Outlook- un mijloc de accesare a unei varietăți de informații și de prelucrare colectivă a acesteia, PowerPoint - o aplicație puternică pentru pregătirea și desfășurarea prezentărilor, FrontPage - o aplicație pentru crearea pagini webși o serie de altele.

Datorită lansării versiunii de operare sisteme Windows 2000, a fost dezvoltată o nouă versiune a suitei de birou MS Office 2000. Caracteristica principală a sistemelor de operare enumerate este un nivel ridicat de integrare cu Internetul. În prezent, pachetul MS Office 2000 a început să fie implementat.

Descrierile acestei versiuni notează că depășește limitele sistemelor desktop tradiționale, transformându-se într-o aplicație de întreprindere pentru întreprinderi de orice dimensiune. Această versiune a biroului poate fi considerată ca o platformă pentru crearea de soluții specializate sau un instrument client pentru accesarea datelor corporative.

În general, principala tendință în dezvoltare produse software a acestui pachet - creșterea „inteligenței”. Cu fiecare versiune noua Produsele de birou îmbunătățesc capacitățile de control gramatical și lexical încorporate în aceste instrumente. ÎN sistem nou Meniul ar trebui să afișeze doar funcțiile cele mai frecvent utilizate, iar fiecare utilizator poate personaliza structura meniului pentru a se potrivi.

Pentru un manager de birou (contabil șef, director financiar etc.) este necesar să aveți o idee despre noile capabilități ale software-ului MS Office pentru colaborarea între mulți utilizatori. În plus, capacitatea de a schimb de informatii intre angajati.

Caracteristicile aplicațiilor Windows

Vizibilitate

Un avantaj important al aplicațiilor Windows este claritatea.În primul rând, toate instrumentele de mediu disponibile utilizatorului pot fi prezentate grafic sub forma unor butoane de comandă situate pe un panou special. Instrumentele sunt înțelese ca comenzi din meniul principal care permit utilizatorului să efectueze acțiuni asupra obiectelor sistemului aplicației. Pe butoanele de comandă este plasat imagine grafică instrument. În prezent, imaginile de pe butoane sunt standardizate, așa că putem vorbi despre un limbaj special de notație computerizată. Fiecare mediu are un set unelte standard, ca:

Butoanele pentru aceste instrumente sunt situate pe un panou numit Panoul standard.

În al doilea rând, documentele create în aplicații sunt afișate pe ecran exact așa cum vor fi tipărite pe hârtie. Acest lucru este deosebit de important atunci când știți dinainte ce format ar trebui să fie documentul final.

Multifunctional

O altă caracteristică distinctivă a aplicațiilor Windows este multitasking. Mai multe documente create pot fi deschise simultan pe desktop aplicatii diverse. Puteți edita simultan un desen, puteți scrie o scrisoare și puteți face calcule.

Este necesar, totuși, să clarificăm conceptul de simultaneitate. Toate sarcinile de mai sus pot fi lansate. Utilizatorul nu poate folosi simultan același organ de percepție a informațiilor pentru două sarcini diferite. În consecință, în astfel de cazuri, o persoană lucrează secvenţial, de exemplu, mai întâi desenează, apoi scrie.

Organizarea schimbului de date

O altă caracteristică importantă a mediilor de aplicații Windows este capacitatea de a face schimb de date între aplicații. Mediul de sistem oferă două metode diferite pentru schimbul de date între aplicații: prin clipboard și prin tehnologia OLE.

Partajarea printr-un buffer vă permite fie să mutați un obiect de document într-o locație nouă, fie să plasați o copie a obiectului într-o locație sau un document nou, fără a menține o conexiune cu aplicația în care a fost creat acest obiect.

Tehnologia OLE, care este furnizată de mediul software Windows, menține contactul constant între mediul de aplicație în care este încorporat un obiect și mediul de aplicație în care a fost creat acest obiect. Utilizarea tehnologiei OLE este eficientă în cazurile în care este folosit același obiect diferite documente.

Crearea documentelor compuse

Organizarea schimbului de date între mediile de aplicație asigură integrarea acestora. Integrarea mediilor de aplicație este înțeleasă ca unificarea lor atunci când devine posibilă partajarea obiectelor din fiecare dintre aceste medii.

De exemplu, utilizatorul trebuie să facă o referință pentru un grup de angajați ai departamentului de vânzări și să includă fotografiile acestora în referință. Evident, baza raportului va fi un document text. In plus, utilizatorul are la dispozitie o baza de date a angajatilor in care se pot cauta date despre angajatii departamentului de vanzari. Rezultatul (selecția) căutării este plasat într-un document text, care, pe lângă obiectele proprii, conține o selecție din baza de date și fotografii.

Să luăm în considerare structura unui sistem de programare abstract multilingv, deschis, compilator și procesul de dezvoltare a aplicațiilor în acest mediu (Fig. 1.4).

Programul în limba sursă (modul sursă) este pregătit folosind editori de text și în formular fisier text sau secțiunea bibliotecă este furnizată la intrarea traducătorului.

Traducerea unui program sursă este o procedură de conversie a modulului sursă într-o formă intermediară, așa-numita obiect. Difuzarea include, în general, preprocesarea și compilarea.

Preprocesarea este o fază opțională constând în analiză text sursă, extragând directivele preprocesorului din acesta și executându-le.

Directivele de preprocesor sunt linii marcate cu caractere speciale (de obicei %, #, &) care conțin abrevieri, notații simbolice etc. constructe incluse în programul sursă înainte ca acesta să fie procesat de compilator.

Datele pentru extinderea textului sursă pot fi standard, definite de utilizator sau conținute în bibliotecile de sistem OS.

Compilarea este, în general, un proces în mai multe etape, care include următoarele faze:

Analiza lexicală – verificarea compoziției lexicale a textului introdus și traducerea simbolurilor compuse (operatori, paranteze, identificatori etc.) într-o formă internă intermediară (tabele, grafice, stive, hyperlinkuri), convenabilă pentru prelucrarea ulterioară;

analizare– verificarea corectitudinii structurilor folosite de programator la intocmirea textului;

analiza semantică– identificarea inconsecvențelor în tipurile și structurile variabilelor, funcțiilor și procedurilor;

Generarea codului obiect este faza finală a traducerii.

Traducerea (compilarea) poate fi efectuată în diferite moduri, care sunt setate folosind taste, parametri sau opțiuni. Poate fi, de exemplu, necesar doar efectuarea unei faze de analiză etc.

Un modul obiect este un modul software care este rezultatul compilării unui modul sursă. Include instrucțiuni ale mașinii, dicționare și informații de service.

Modulul obiect nu este funcțional deoarece conține referințe nerezolvate la subrutinele numite ale bibliotecii translator (în general, sisteme de programare) care implementează funcții de intrare/ieșire, procesează variabile numerice și șir, precum și la alte programe utilizator sau instrumente ale pachetelor de aplicații .

Orez. 1.4. Un sistem de programare abstract, multilingv, open source, bazat pe compilator

Se încarcă modulul – un modul software într-o formă adecvată pentru descărcare și execuție. Construcția modulului de pornire este realizată de special software– editor de linkuri, generator de sarcini, linker, asamblator, a cărui funcție principală este de a combina obiecte și module de încărcare într-un singur modul de încărcare și apoi de a-l scrie într-o bibliotecă sau fișier. Modulul rezultat poate fi folosit ulterior pentru a construi alte programe etc., ceea ce creează posibilitatea extinderii software-ului.

După asamblare, modulul de încărcare este fie plasat în biblioteca programului utilizatorului, fie trimis direct pentru execuție. Executarea unui modul constă în încărcarea lui în RAM, configurarea lui într-o locație din memorie și transferarea controlului acestuia. Imaginea modulului de pornire din memorie se numește modul absolut, deoarece toate comenzile computerului de aici iau forma lor finală și primesc adrese absolute în memorie. Formarea unui modul absolut poate fi realizată atât programatic, prin procesarea codurilor de comandă a modulului cu un program de încărcare, cât și în hardware prin utilizarea indexării și bazarea comenzilor modulelor de încărcare și aducerea adreselor relative specificate în acestea în formă absolută.

Sisteme moderne programarea vă permite să treceți convenabil de la o etapă la alta. Acest lucru se realizează prin prezența unui așa-numit mediu de programare integrat, care conține un editor de text, un compilator, un linker, un depanator încorporat și, în funcție de sistem sau de versiunea acestuia, oferă programatorului o comoditate suplimentară pentru scrierea și depanarea programelor. .

Utilizare medii de aplicații software simplifică sarcina de a rula aplicații scrise pentru un sistem de operare pe altul . Practic, mediul aplicației ar trebui să includă funcții ale unei interfețe de solicitare a programului, precum și mijloace pentru organizarea coexistenței fără conflicte a mai multor metode de gestionare a resurselor computerului într-un singur sistem de operare.

Mediul de aplicație poate fi implementat sub formă aplicare regulată, iar apoi funcționează la nivel de utilizator.

Orez. 2.8. Medii software de aplicație care traduc apelurile de sistem

Într-un alt exemplu de realizare a mai multor medii de aplicaţie, sistemul de operare are mai multe interfeţe de programare a aplicaţiilor de la egal la egal. În figura prezentată. În exemplul din 2.9, sistemul de operare acceptă aplicații scrise pentru OS1, OS2 și OS3. Pentru a face acest lucru, interfețele programului de aplicație ale tuturor acestor sisteme de operare se află direct în spațiul kernel-ului sistemului: API OS1, API OS2 și API OS3.

Funcțiile fiecărui API sunt implementate de kernel ținând cont de specificul sistemului de operare corespunzător, chiar dacă au scop similar. Pentru ca nucleul să selecteze implementarea dorită a unui apel de sistem, fiecare proces trebuie să transmită nucleului un set de caracteristici de identificare.

Orez. 2.9. Implementarea interoperabilității bazate pe mai multe API peer

concluzii

· Toate software-urile sistemului informatic sunt împărțite în aplicație (pentru rezolvarea problemelor utilizatorilor) și sistem (pentru utilizarea hardware-ului computerului).

· Cea mai simplă structurare a unui OS constă în împărțirea tuturor componentelor OS în module care îndeplinesc principalele funcții ale OS (kernel) și module care îndeplinesc funcții auxiliare ale OS. Modulele auxiliare ale sistemului de operare sunt proiectate fie ca aplicații (utilități și programe de procesare a sistemului), fie ca biblioteci de proceduri. Modulele auxiliare sunt încărcate în RAM doar pe durata funcțiilor lor, adică sunt în tranzit. Modulele kernel sunt întotdeauna în memorie cu acces aleator, adică sunt rezidenți.

· Dacă există suport hardware pentru moduri cu diferite niveluri de autoritate, stabilitatea sistemului de operare poate fi mărită prin executarea funcțiilor kernelului în modul privilegiat și a modulelor și aplicațiilor auxiliare OS în modul utilizator. Acest lucru face posibilă protejarea sistemelor de operare și a codurilor de aplicații și a datelor împotriva accesului neautorizat. Sistemul de operare poate acționa ca un arbitru în litigiile de aplicare cu privire la resurse.

· Pentru a-și rezolva problemele, orice sistem de operare interacționează cu hardware-ul computerului, și anume: mijloace de susținere a modului privilegiat și traducerea adresei, mijloace de comutare a proceselor și protejarea zonelor de memorie, un sistem de întrerupere și un cronometru de sistem. Acest lucru face ca sistemul de operare să fie dependent de mașină, legat de o anumită platformă hardware.

· Arhitectura microkernel este o alternativă la modul clasic de construire a unui sistem de operare, conform căruia toate funcțiile principale ale sistemului de operare care alcătuiesc nucleul multistrat sunt executate în mod privilegiat. În sistemele de operare microkernel, doar o foarte mică parte a sistemului de operare rămâne rulând în modul privilegiat. , numit microkernel.Toate celelalte funcții de nivel înalt ale nucleului sunt ambalate ca aplicații care rulează în modul utilizator.

· Mediu software de aplicație - un set de instrumente OS concepute pentru a organiza execuția aplicațiilor create pentru un OS în altul. Fiecare sistem de operare creează cel puțin un mediu software de aplicație. Problema este asigurarea compatibilității mai multor medii software în cadrul aceluiași sistem de operare.

Crearea unui mediu de aplicații cu drepturi depline, care este pe deplin compatibil cu mediul altui sistem de operare este o sarcină destul de complexă, strâns legată de structura sistemului de operare. Există diverse opțiuni pentru construirea de medii de aplicații multiple, care diferă atât prin caracteristicile soluțiilor arhitecturale, cât și funcţionalitate, oferind diferite grade de portabilitate a aplicațiilor .

În multe versiuni ale sistemului de operare UNIX, traducătorul de mediu de aplicație este implementat ca o aplicație obișnuită. În sistemele de operare construite folosind conceptul de microkernel, cum ar fi Windows NT sau Workplace OS, mediile de aplicații rulează ca servere în modul utilizator. Și în OS/2, cu arhitectura sa mai simplă, mijloacele de organizare a mediilor de aplicații sunt integrate adânc în sistemul de operare. Una dintre cele mai evidente opțiuni pentru implementarea mai multor medii de aplicații se bazează pe structura standard de sistem de operare pe mai multe niveluri .

Orez. 3.13. Medii software de aplicație care traduc apelurile de sistem

Din păcate, comportamentul aproape tuturor funcțiilor care alcătuiesc API-ul unui sistem de operare, de regulă, diferă semnificativ de comportamentul funcțiilor corespunzătoare ale altuia.

Într-o altă implementare a mai multor medii de aplicații, sistemul de operare are mai multe interfețe de programare a aplicațiilor de la egal la egal. În figura prezentată. În exemplul din 3.14, sistemul de operare acceptă aplicații scrise pentru OS1, OS2 și OS3. Pentru a face acest lucru, interfețele programului de aplicație ale tuturor acestor sisteme de operare se află direct în spațiul kernel-ului sistemului: API OS1, API OS2 și API OS3. În această opțiune, funcțiile la nivel de API accesează funcțiile la nivelul sistemului de operare subiacent, care trebuie să accepte toate cele trei medii de aplicații în general incompatibile.

Diferite sisteme de operare gestionează timpul sistemului în mod diferit, utilizează diferite formate de oră din zi, împart timpul procesorului pe baza propriilor algoritmi etc. Funcțiile fiecărui API sunt implementate de kernel ținând cont de specificul sistemului de operare corespunzător, chiar dacă acestea au un scop similar. De exemplu, după cum sa menționat deja, funcția de creare a procesului funcționează diferit pentru o aplicație UNIX și o aplicație OS/2. De asemenea, atunci când un proces se termină, nucleul trebuie, de asemenea, să determine cărui sistem de operare îi aparține. acest proces. Dacă acest proces a fost creat la cererea unei aplicații UNIX, atunci când se termină, nucleul trebuie să trimită un semnal către procesul părinte, așa cum se face în sistemul de operare UNIX. Și când procesul OS/2 se termină, nucleul trebuie să rețină că ID-ul procesului nu poate fi reutilizat de un alt proces OS/2. Pentru ca nucleul să selecteze implementarea dorită a unui apel de sistem, fiecare proces trebuie să transmită nucleului un set de caracteristici de identificare.

Orez. 3.14 Implementarea compatibilităţii bazată pe mai multe API-uri egale

O altă modalitate de a construi mai multe medii de aplicații se bazează pe abordarea microkernel. În același timp, este foarte important să se separe mecanismele de bază ale sistemului de operare comune tuturor mediilor de aplicație de funcțiile de nivel înalt specifice fiecărui mediu de aplicație care rezolvă probleme strategice.

Conform arhitecturii microkernelului, toate funcțiile OS sunt implementate de microkernel și serverele în modul utilizator. Este important ca fiecare mediu de aplicație să fie proiectat ca un server separat în modul utilizator și să nu includă mecanisme de bază (Fig. 3.15). Aplicațiile care folosesc API-uri fac apeluri de sistem către mediul de aplicație corespunzător prin microkernel. Mediul aplicației procesează cererea, o execută (poate apelând la funcțiile microkernel-ului subiacente pentru a face acest lucru) și trimite rezultatul înapoi la aplicație. Atunci când execută o solicitare, mediul aplicației trebuie, la rândul său, să acceseze mecanismele de sistem de bază implementate de microkernel și alte servere de sistem de operare.

Această abordare a proiectării mai multor medii de aplicație are toate avantajele și dezavantajele arhitecturii microkernel, în special:

§ este foarte usor sa adaugati si sa excludeti medii de aplicatii, ceea ce este o consecinta a bunei extensibilitati a sistemelor de operare microkernel;

§ fiabilitatea și stabilitatea se exprimă în faptul că, dacă unul dintre mediile de aplicație eșuează, toate celelalte rămân operaționale;

§ performanta scazuta Sistemul de operare Microkernel afectează viteza mediilor de aplicație și, prin urmare, viteza de execuție a aplicației.

Orez. 3.15. O abordare microkernel pentru implementarea mai multor medii de aplicații

Crearea mai multor medii de aplicații într-un singur sistem de operare pentru a rula aplicații din diferite sisteme de operare este o modalitate care vă permite să aveți o singură versiune a unui program și să o transferați între sistemele de operare. Mai multe medii de aplicații oferă compatibilitate binară a unui anumit sistem de operare cu aplicațiile scrise pentru alte sisteme de operare. Ca rezultat, utilizatorii au o mai mare libertate de alegere a sistemului de operare și acces mai ușor la software de calitate.

Concluzii:

§ Cea mai simplă structurare a unui OS constă în împărțirea tuturor componentelor OS în module care îndeplinesc principalele funcții ale OS (kernel) și module care îndeplinesc funcții auxiliare ale OS. Modulele auxiliare ale sistemului de operare sunt proiectate fie ca aplicații (utilități și programe de procesare a sistemului), fie ca biblioteci de proceduri. Modulele auxiliare sunt încărcate în RAM doar pe durata funcțiilor lor, adică sunt în tranzit. Modulele kernel sunt localizate constant în RAM, adică sunt rezidente.

§ Dacă există suport hardware pentru moduri cu diferite niveluri de autoritate, stabilitatea sistemului de operare poate fi mărită prin executarea funcțiilor kernelului în modul privilegiat și a modulelor și aplicațiilor auxiliare OS în modul utilizator. Acest lucru face posibilă protejarea sistemelor de operare și a codurilor de aplicații și a datelor împotriva accesului neautorizat. Sistemul de operare poate acționa ca un arbitru în litigiile de aplicare cu privire la resurse.

§ Nucleul, fiind un element structural al OS, la rândul său, poate fi descompus logic în următoarele straturi (începând de la cel mai de jos):

§ componente OS dependente de mașină;

§ mecanisme de bază ale nucleului;

§ manageri de resurse;

§ interfata de apel de sistem.

§ Într-un sistem multistrat, fiecare strat deservește stratul de deasupra, realizând pentru acesta un anumit set de funcții care formează o interfață interstrat. Pe baza funcțiilor stratului de bază, următorul strat din ierarhie își construiește funcțiile - mai complexe și mai puternice, care, la rândul lor, se dovedesc a fi primitive pentru a crea funcții și mai puternice ale stratului de deasupra. Organizarea pe mai multe straturi a sistemului de operare simplifică semnificativ dezvoltarea și modernizarea sistemului.

§ Pentru a-și rezolva problemele, orice sistem de operare interacționează cu hardware-ul computerului, și anume: mijloace de susținere a modului privilegiat și traducerea adresei, mijloace de comutare a proceselor și de protejare a zonelor de memorie, un sistem de întrerupere și un cronometru de sistem. Acest lucru face ca sistemul de operare să fie dependent de mașină, legat de o anumită platformă hardware.

§ Portabilitatea sistemului de operare poate fi realizată urmând următoarele reguli. În primul rând, cea mai mare parte a codului trebuie să fie scrisă într-o limbă pentru care sunt disponibili traducători pe toate computerele pe care sistemul ar trebui să fie transferat. În al doilea rând, cantitatea de părți ale codului dependente de mașină care interacționează direct cu hardware-ul ar trebui redusă cât mai mult posibil. În al treilea rând, codul dependent de hardware trebuie localizat în mod fiabil în mai multe module.

§ Arhitectura microkernel este o alternativă la modul clasic de construire a unui sistem de operare, conform căruia toate funcțiile principale ale sistemului de operare care alcătuiesc nucleul multistrat sunt executate în mod privilegiat. În sistemele de operare cu microkernel, doar o parte foarte mică a sistemului de operare, numită microkernel, rămâne rulând în modul privilegiat. Toate celelalte funcții ale nucleului de nivel înalt sunt ambalate ca aplicații care rulează în modul utilizator.

§ Sistemele de operare Microkernel satisfac majoritatea cerințelor pentru sistemele de operare moderne, fiind portabile, extensibile, fiabile și creând condiții prealabile bune pentru suportul aplicațiilor distribuite. Aceste avantaje vin cu prețul performanței reduse, care este principalul dezavantaj al arhitecturii microkernel.

§ Mediu software de aplicație - un set de instrumente OS concepute pentru a organiza execuția aplicațiilor care utilizează un anumit sistem de comenzi ale mașinii, un anumit tip de API și un anumit format al programului executabil. Fiecare sistem de operare creează cel puțin un mediu software de aplicație. Problema este asigurarea compatibilității mai multor medii software în cadrul aceluiași sistem de operare. Când construiți mai multe medii de aplicații, sunt utilizate diverse soluții arhitecturale, concepte de emulare a codului binar și traduceri API.

Sarcini și exerciții

1. Care dintre următorii termeni sunt sinonimi?

§ modul privilegiat;

§ mod protejat;

§ modul supraveghetor;

§ modul utilizator;

§ modul real;

§ Modul Kernel.

2. Este posibil, analizând codul binar al unui program, să ajungem la concluzia că este imposibil să îl executați în modul utilizator?

3. Care sunt diferențele dintre funcționarea procesorului în modurile privilegiate și utilizator?

4. În mod ideal, o arhitectură a sistemului de operare microkernel necesită ca numai acele componente ale sistemului de operare care nu pot fi executate în modul utilizator să fie plasate în microkernel. Ce îi obligă pe dezvoltatorii de sisteme de operare să se îndepărteze de acest principiu și să extindă nucleul prin mutarea funcțiilor în el care ar putea fi implementate ca procese server?

5. Ce etape include dezvoltarea unei versiuni de sistem de operare mobil pentru o nouă platformă hardware?

6. Descrieți modul în care aplicațiile interacționează cu un sistem de operare care are o arhitectură microkernel.

7. Care sunt diferitele etape ale executării unui apel de sistem într-un sistem de operare microkernel și un sistem de operare cu un nucleu monolitic?

8. Poate un program emulat pe un procesor „străin” să ruleze mai repede decât pe unul „nativ”?

Mai multe programe de aplicație combinate pentru a rezolva problema unui utilizator se numesc aplicație sau mediu de aplicație. Acestea sunt editoare grafice și de text, sisteme de procesare a foilor de calcul, sisteme de gestionare a bazelor de date, programe de comunicare etc.

Un mediu de aplicație este un mediu de calculator format din programe de aplicație. Aplicațiile Microsoft Office concepute pentru a funcționa în mediul Windows sunt aplicații software convenabile și răspândite pentru lucrul cu diferite tipuri de date. Un avantaj important al aplicațiilor Windows este claritatea. În primul rând, toate instrumentele de mediu În primul rând, toate instrumentele de mediu disponibile utilizatorului pot fi reprezentate grafic sub forma unor butoane de comandă situate pe un panou special. Instrumentele sunt înțelese ca comenzi din meniul principal care permit utilizatorului să efectueze acțiuni asupra obiectelor din mediul aplicației. Butoanele de comandă conțin o imagine grafică a instrumentului. În zilele noastre, imaginile de pe butoane sunt standardizate, așa că putem vorbi despre un limbaj special de notație computerizată. Fiecare mediu are un set de instrumente standard, cum ar fi Deschideți, salvați, ștergeți, anulați, copiați, lipiți. Butoanele cu aceste instrumente sunt situate pe un panou numit Panou standard. Dar mediul aplicat are și propriile sale instrumente specifice. Pentru ei au fost dezvoltate și imagini grafice.

În al doilea rând, documentele create în aplicații sunt afișate pe ecran exact așa cum vor fi tipărite pe hârtie. Acest lucru este deosebit de important atunci când știți dinainte ce format ar trebui să fie documentul final.

Multifunctional. O altă caracteristică distinctivă a aplicațiilor Windows este multitasking. Mai multe documente create de aplicații diferite pot fi deschise simultan pe desktop. Puteți edita un desen, puteți scrie o scrisoare și puteți face calcule în același timp. Este necesar, totuși, să clarificăm conceptul de simultaneitate. Toate sarcinile de mai sus pot fi lansate. După lansare, toate vor fi localizate în memoria RAM a computerului în același timp. Utilizatorul însuși nu poate folosi simultan același organ de percepție a informațiilor pentru două sarcini diferite. De exemplu, nu puteți citi text și desena în același timp. Organele vizuale umane, ochii, nu sunt adaptate pentru aceasta. În consecință, în astfel de cazuri și cu documente în medii, o persoană lucrează secvenţial, de exemplu, mai întâi desenează, apoi scrie. Cu toate acestea, dacă în fiecare dintre sarcini sunt implicate diferite organe de percepție a informațiilor, atunci aceste sarcini pot fi de fapt îndeplinite simultan. De exemplu, dacă rulați un program de redare a discurilor cu laser și un procesor de text, puteți asculta simultan muzică și introduce text, folosindu-vă de auz și, respectiv, vederea.

Organizarea schimbului de date. O altă caracteristică importantă a mediilor de aplicații Windows este capacitatea de a face schimb de date între aplicații. Mediul de sistem oferă două metode diferite pentru schimbul de date între aplicații: prin clipboard și prin tehnologia OLE.

Partajarea printr-un buffer vă permite fie să mutați un obiect de document într-o locație nouă, fie să plasați o copie a obiectului într-o locație sau document nou. Partajarea bufferului vă permite să transferați obiecte și copiile acestora din document în document fără a menține o conexiune cu aplicația în care a fost creat obiectul.

Schimbul prin buffer se realizează în două etape. În prima etapă, fie obiectul în sine, fie copia sa este plasată în buffer. În a doua etapă, obiectul din buffer este inserat în documentul selectat.

Tehnologia OLE, care este furnizată de mediul software Windows, menține contactul constant între mediul de aplicație în care este încorporat un obiect și mediul de aplicație în care a fost creat acest obiect. Utilizarea tehnologiei OLE este eficientă în cazurile în care același obiect este utilizat în documente diferite. De exemplu, un logo al companiei a fost creat folosind un editor de text. Apoi, la crearea diferitelor documente (certificat, scrisoare, încheiere etc.), puteți folosi această emblemă. Apoi au fost făcute modificări la emblemă. Dacă logo-ul a fost plasat în documente prin clipboard, va trebui să îl inserați din nou în fiecare document. Dacă a fost implementat folosind tehnologia OLE, atunci logo-ul din toate documentele aferente va fi actualizat automat după editare fișier sursă cu o emblemă.

Crearea documentelor compuse. Organizarea schimbului de date între mediile de aplicație asigură integrarea acestora. Integrarea mediilor de aplicație este înțeleasă ca unificarea lor atunci când devine posibilă partajarea obiectelor din fiecare dintre aceste medii. De exemplu, trebuie să faceți un certificat despre un grup de angajați ai departamentului de vânzări și să includeți fotografiile acestora în certificat. Baza raportului va fi evident un document text. În plus, există o bază de date a angajaților în care se pot căuta date despre angajații departamentului de vânzări. Rezultatul căutării (selecția) este plasat într-un document text. Acolo sunt postate și fotografii. Rezultatul este un document text care, pe lângă obiectele proprii, conține o selecție din baza de date și fotografii. Un astfel de document se numește compozit (integrat).

Interfața mediului de aplicație. Aplicațiile care rulează pe Windows au o interfață grafică foarte similară. Interfețele mediului de aplicație constau din elemente de același tip în scopul lor. În interfața fiecăruia dintre ele, pot fi distinse patru zone (Figura 2.1):

Bara de titlu a mediului aplicației, unde se află instrumentele de control al interfeței ferestrei aplicației și este afișat numele mediului;

Zona de management, unde se află instrumentele de gestionare a aplicațiilor și a documentelor;

Zona de lucru în care sunt plasate documentele editabile;

Zona de ajutor, unde sunt postate informații despre modurile de funcționare ale aplicației și sfaturi pentru utilizatori.

Figura 2.1 - Părți structurale ale interfeței aplicației

Toate programele create pentru Windows au o interfață de fereastră standard. Ele formează zone de referință și zone de control similare. Aspectul câmpului de lucru se modifică în funcție de scopul mediului de aplicație.

Când porniți orice mediu de aplicație, se afișează ecranul fereastra aplicației, adică mediul însuși. De obicei, în interiorul unei ferestre de aplicație, se deschide imediat și fereastra documentului. Acesta poate fi un document nou sau documentul care a fost editat ultima dată. Dacă aplicația a fost apelată prin lansarea unui document, atunci acest document va fi localizat în fereastra aplicației.

Interfața mediului de aplicație include următoarele elemente: bara de titlu a mediului de aplicație, bara de meniu principal, barele de instrumente, linia de introducere și editare, bara de stare.

Bara de titlu include: buton meniul de sistem, numele aplicației (de exemplu Microsoft Excel), butonul Colaps, butonul Extindere/Restaurareși un buton Închide.

Meniu principal mediul de aplicație, la fel ca orice alt program Windows, arată ca o păpușă de cuibărit. Secțiunile de nivel superior sunt indicate în bara de meniu principală. În fiecare dintre aceste secțiuni, comenzile sunt mai mult decât nivel scăzut unite pentru scopul lor. Lista acestor comenzi se deschide ca un meniu derulant. Apelarea unora dintre aceste comenzi la rândul său duce la apariția unui submeniu suplimentar la un nivel și mai scăzut. Astfel, folosind meniul principal, puteți selecta secvențial comanda de control necesară și setați toți parametrii necesari pentru executarea acesteia.

Bara de instrumente(meniul cu pictograme) conține un set definit de utilizator de butoane (pictograme) concepute pentru a fi mai rapid (comparativ cu meniu cu mai multe niveluri) Apelarea comenzilor de control incluse în meniul principal.

Interfața procesorului de masă și a sistemului de gestionare a bazei de date include, de asemenea, o linie de introducere și editare. Linia de introducere și editare afișează ceea ce introduceți celula curentă formule sau date de câmpuri de tabel sau bază de date. În acest rând, puteți vizualiza sau edita conținutul acestei celule sau câmp, precum și să vedeți formula în sine.

Bara de stare conține informații despre modurile de funcționare ale aplicației. Pe lângă cele deja enumerate, există un grup de elemente care pot fi numite condiționat zonă de control auxiliară. Acestea includ: bara de titlu a ferestrei documentului, creat de aplicație, precum și barele de defilare.

În bara de titlu fereastra documentului indică numele fișierului document care este editat de aplicația selectată. Dacă fereastra documentului este maximizată, bara de titlu a documentului este aliniată cu bara de titlu a mediului de aplicație.

Bare de defilare necesare pentru a vizualiza acele zone ale documentului care se află în acest moment nu este vizibil (pe ecranul din fereastra documentului este vizibilă doar o parte a acesteia, numită câmp de lucru). Un element de interfață care permite textului să se miște pe verticală se numește bară de defilare verticală, iar mișcarea orizontală se numește bară de defilare orizontală. Ele funcționează exact la fel ca în orice altă fereastră Windows.

Editarea unui document. Când lucrați într-un mediu de aplicație, este adesea nevoie să faceți modificări documentelor create anterior. Folosind programe de aplicație, puteți nu numai să creați documente, așa cum a fost posibil pe o mașină de scris, ci și să faceți modificări ulterioare, de exemplu, efectuarea de corecții, eliminarea erorilor, căutarea și înlocuirea valorilor individuale. Toate operațiunile legate de modificarea unui document și corectarea erorilor din acesta sunt combinate în conceptul general de editare. Editarea este procesul de a aduce modificări unui document.

Nu poți doar edita documente text, dar și tabele, baze de date, desene. De exemplu, dacă activitatea implică efectuarea de calcule, nu este nevoie să recalculăm tabele uriașe. Este suficient să schimbați doar numerele originale, iar procesorul de masă va recalcula rezultatele în mod independent.

Când editați trebuie să:

1. Selectați un obiect.

2. Executați comanda sau acțiunile de editare.

Selectarea unui obiect.Înainte de a efectua orice acțiune asupra obiectelor dintr-un document, acesta trebuie selectat. În mod obișnuit, atunci când se afișează obiectele selectate pe ecran, culoarea obiectului este inversată sau este afișată limita exterioară a obiectului. De obicei, obiectele sunt selectate făcând clic cu mouse-ul. Adesea este nevoie să selectați un grup de obiecte similare situate într-un rând într-un bloc, de exemplu, o frază într-o propoziție sau mai multe celule dintr-un tabel. În acest caz, mouse-ul, în timp ce ține apăsată tasta din stânga, este tras de la primul obiect la ultimul.

Formatarea documentului. Orice document trebuie intocmit frumos si profesionist. De exemplu. a fost creat un tabel, dar este atât de larg încât nu se potrivește pe pagină. Trebuie fie să reduceți tabelul, fie să extindeți pagina. Fiecare mediu de aplicație are un set de operațiuni care vă permit să efectuați proiectarea externă a unui document în conformitate cu cerințele. Toate operațiunile de proiectare a întregului document în ansamblu sau a obiectelor acestuia sunt unite printr-un concept comun - formatarea.

Formatare - proces de prezentare aspect documentul sau obiectele sale individuale în forma cerută.

În acest caz, ar trebui să țineți cont de mediul în care a fost creat obiectul, deoarece acesta va determina instrumentele de lucru utilizate.

Caracteristicile instrumentelor de mediu de aplicație. Când lucrează pe un computer cu un anumit document, o persoană folosește programe de aplicație ca instrumente care formează acest mediu de aplicație. Fiecare mediu de aplicație are instrumente care permit utilizatorului să lucreze cu documentul. Puteți lucra cu aceste instrumente folosind butoanele din bara de instrumente sau urmând comenzile din diferite meniuri. Instrumente de mediu de aplicație- toate mijloacele de influențare a mediului de aplicație asupra obiectelor documentului și a documentului în sine.

Instrumentele diferă unele de altele în primul rând prin scopul lor. De exemplu, unele instrumente sunt concepute pentru a lucra cu fișiere, altele sunt concepute pentru a procesa date într-o aplicație. Toate instrumentele din mediul aplicației sunt controlate folosind comenzile din meniul principal. Numele acestor comenzi sunt de obicei aceleași cu numele instrumentelor corespunzătoare. Comenzile în funcție de scopul lor sunt grupate în grupuri numite elemente de meniu (de exemplu, articole Fișier, Editare, Inserare, Instrumente). Elementele de meniu se formează nivel superior meniul principal (Figura 2.2).

Figura 2.2 – Meniul principal al mediului de aplicație

Acest meniu se numește multi-nivel deoarece conține comenzi grupate în funcție de scop. Fiecare grup este deschis făcând clic pe numele său. Apoi puteți merge la următorul nivel de meniu și puteți selecta comanda dorită din grup. În unele cazuri, se deschide un submeniu de nivel inferior. La cel mai de jos nivel, este adesea necesară rafinarea parametrilor comenzii prin specificarea valorilor necesare în caseta de dialog care se deschide. Figura arată numai acele nume de meniu care sunt comune tuturor aplicațiilor.

Fişier. Acest element de meniu combină comenzi pentru lucrul cu fișiere și documente în general. Cu el poți crea fișier nou, deschideți unul existent, salvați fișierul editat sau copia acestuia sub alt nume și/sau într-o altă locație, setați parametrii paginii, tipăriți fișierul editat.

Documentul creat de mediul aplicației poate fi sub diferite forme:

Sub formă de ecran, adică sub forma unui document afișat pe ecranul monitorului cu obiecte încorporate în acesta;

Sub forma unei copii pe hârtie, adică sub forma unei imprimări a documentului creat pe o imprimantă;

În formă electronică - sub forma unui fișier salvat pe disc.

Rezultatul lucrului cu orice program de aplicație trebuie să fie salvat într-un fișier pe disc. Fără aceasta, este imposibil să continuați să lucrați sau să transferați documentul creat pe un alt computer.

Editați | ×. De obicei, lista de comenzi pentru acest articol se deschide cu comanda de deplasare înainte sau înapoi. Această secțiune de meniu include și comenzi pentru editarea conținutului obiectelor documentului. În ciuda faptului că aceste obiecte sunt diferite pentru fiecare mediu de aplicație, mecanismul de schimb de date comun mediului de aplicație permite aplicarea aceluiași tip de operații tuturor obiectelor. Pentru a copia și muta diverse obiecte, așa cum sa menționat deja, se folosește clipboard-ul sau tehnologia OLE. Cu ajutorul lor, puteți integra date din diferite medii de aplicații.

Trebuie remarcat faptul că acest mecanism permite schimbul de date nu numai în cadrul unui document, ci și între diferite medii de aplicație.

Introduce. Această secțiune a meniului grupează comenzi concepute pentru a efectua acțiuni pentru inserarea (încorporarea) diferitelor obiecte create în orice mediu de aplicație într-un document.

Format. Acest element de meniu conține comenzi care formatează obiectele document create în aceasta aplicație. De obicei, numele comenzilor coincid cu numele obiectelor care trebuie formatate: Celule..., Rânduri, Coloane, Font..., Paragraf... etc.

Pe lângă comenzile pentru formatarea anumitor obiecte, există și comenzi care definesc stilurile și formatarea automată.

Sub stil se referă la un set de parametri de formatare pentru un obiect document. AutoFormat atribuie opțiuni de formatare tuturor obiectelor documentului și întregului document.

Vedere. Acest element de meniu este pentru selectare în diverse moduri afișați documentul pe ecran, configurați afișarea instrumentelor utilizate, adăugați anteturi și subsoluri, modificați scara de afișare a documentului pe ecran etc.

Serviciu. Acest meniu oferă caracteristici suplimentare mediu de aplicație. Furnizarea acestor capabilități este asigurată prin lansarea de programe auxiliare ale mediului de aplicație, de exemplu, un verificator ortografic. Acest program poate fi folosit nu numai editor de text, dar și alte aplicații Windows.

Un alt exemplu ar fi o agendă de adrese. Acest program stochează datele persoanelor cu care ai de multe ori de-a face. Poate fi folosit pentru a redirecționa documentul dvs. la o adresă stocată în agenda sau pentru a insera un mesaj într-un document destinat unei anumite persoane.

Fereastră. Acest meniu ar trebui să fie accesat atunci când lucrați simultan cu mai multe documente ferestre diferite pentru a le instala și a trece de la o fereastră la alta.

Referinţă. Acest element de meniu este folosit pentru a obține asistență pentru toate instrumentele din mediul actual de aplicație.

Planificarea activității și suport de comunicare

programul Microsoft Outlook este conceput pentru organizarea documentelor și programarea sarcinilor, inclusiv trimiterea de e-mailuri, programarea de întâlniri, evenimente și întâlniri, menținerea unei liste de contacte și sarcini și ținerea evidenței întregii lucrări finalizate.

Mediul software Microsoft Outlook a înlocuit diferite tipuri de notepad și caiete, care erau folosite de manageri și secretari pentru a-și organiza munca. Astfel, cărțile telefonice au fost folosite pentru a stoca informații despre diverse persoane și organizații, jurnalele săptămânale au fost folosite pentru a planifica întâlnirile și afacerile zilnice, iar blocnotesele au fost folosite pentru înregistrări temporare. Pe lângă tipurile de caiete enumerate, s-au întocmit planuri de lucru pentru o săptămână, o lună, un an etc.

Informațiile sunt organizate sub formă de foldere, care sunt similare ca scop cu predecesorii lor de hârtie. Modalități convenabile de prezentare a informațiilor, căutarea acestora și instrumentele de memento oferite de mediul Outlook vă pot ajuta să vă organizați eficient munca. Mediul Outlook poate fi folosit de manager, secretară și alți angajați.

Figura 2.3 prezintă fereastra principală a mediului software Outlook. În partea stângă a ferestrei se află un panou Outlook, care conține principalele obiecte cu care funcționează mediul. Obiectele sunt foldere cu informații de un anumit tip. Aceste obiecte sunt grupate în grupuri: Outlook, Mail, Alte foldere. Principalele informații cu care lucrează Outlook sunt folderele Contacte, Calendar, Sarcini, Note, Jurnal.

Dosarul Contacte este un depozit de informații și date despre persoanele cu care organizația întreține relații de afaceri și personale. Aceste persoane pot fi fie angajați ai acestei organizații, fie angajați ai altor companii. În dosar Contacte pot fi stocate: adresa de e-mail, adresa poștală, mai multe numere de telefon și alte informații legate de persoana de contact, de exemplu, o zi de naștere sau aniversarea unui eveniment. Bazat pe folder Contacte se formează Agenda de adrese pentru a redirecționa e-mailul.

Figura 2.3 – Fereastra Outlook

În mediul Outlook, toate evenimentele sunt împărțite în mai multe grupuri: întâlniri, întâlniri, evenimente, sarcini, apeluri telefonice (Figura 2.4).

Întâlniri- Acestea sunt evenimente pentru care timp este rezervat în calendar. Nimeni nu este invitat la întâlniri, nu sunt atrase resurse pentru ei. Resurse înseamnă alocarea de spații speciale, costurile de timp asociate cu pregătirea și costurile materiale.

Întâlnire este o întâlnire cu invitarea unor persoane sau atragerea de resurse. Eveniment este un eveniment de toată ziua la care alți oameni pot fi sau nu invitați. În Outlook, utilizați folderul pentru a programa și programa întâlniri, întâlniri și evenimente. Calendar.

Figura 2.4 – Tipuri de evenimente

Sarcină- aceasta este o sarcină care trebuie finalizată până la un anumit termen limită, asociată cu costuri semnificative de timp.

Un folder este folosit pentru a descrie informații despre o sarcină și pentru a organiza rezolvarea problemelor Sarcini.

Apel telefonic - un eveniment legat de rezolvarea problemelor prin telefon și care nu necesită contact direct.

Apeluri telefonice, precum și toate lucrările de creare și procesare a diverselor documente pe computer sunt înregistrate într-un folder Jurnal.

Sistemul de foldere prezentat permite om de afaceri organizați planificarea timpului dvs. de lucru și urmăriți timpul petrecut pentru finalizarea muncii.

Un alt grup de foldere care conține foldere Inbox, Outbox, Ciorne și Articole trimise, este destinat organizării schimbului de e-mail cu partenerii de muncă.

Principal elemente de informare aceste foldere sunt mesaje. Mesaj- un document trimis sau primit prin e-mail. Pliant Inbox concepute pentru a primi mesaje. Foldere De ieșireȘi Ciorne sunt destinate pregătirii mesajelor pentru trimitere. Pliant Trimis conceput pentru a salva mesajele trimise.

Principalele acțiuni pe care le puteți efectua asupra elementelor din mediul Outlook sunt:

Crea;

Setați și modificați parametrii;

Selectați, copiați, lipiți o copie, ștergeți;

Marcați ca finalizat;

Redirecționați către o altă persoană;

Atașați un document;

Link către contact.