Лекция: НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА WINDOWS
ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ НОВЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ЭВМ ВКЛЮЧАЕТ В СЕБЯ:
1) ПОСТАНОВКУ ЗАДАЧИ
2) СОЗДАНИЕ АЛГОРИТМА ЕЕ РЕШЕНИЯ
3) РЕАЛИЗАЦИЮ АЛГОРИТМА НА ЭВМ В ВИДЕ ПРОГРАММЫ
4) ОТЛАДКУ ПРОГРАММЫ
Рассмотрим поочередно все эти этапы.
1) ПОСАНОВКА ЗАДАЧИ СОСТОИТ В ЧЕТКОМ ФОРМУЛИРОВАНИИ ЦЕЛЕЙ РАБОТЫ. Необходимо четко определить, что является исходными данными, что требуется получить в качестве результата, каким должен быть интерфейс программы (т.е. каким путем будет осуществляться диалог с пользователем) и т.д. Постановка задачи является чрезвычайно важным этапом работы. Многие специалисты считают, что правильная постановка задачи это уже полшага в направлении ее решения.
2) АЛГОРИТМ — ОПИСАНИЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ОПЕРАЦИЙ, КОТОРЫЕ НУЖНО ВЫПОЛНИТЬ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ. Слово «алгоритм» происходит от имени арабского математика Мухаммеда бен Мусы аль-Хорезми, предложившего в IX веке первые алгоритмы решения арифметических задач.
ГРАФИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ АЛГОРИТМА НАЗЫВАЕТСЯ БЛОК-СХЕМОЙ. В качестве примера рассмотрим блок-схему простого и хорошо всем известного алгоритма перехода улицы через перекресток, оборудованный светофором.
Разработку алгоритма можно сравнить с прокладыванием трамвайных путей, при котором нужно предусмотреть систему стрелок, разворотов таким образом, чтобы при любых условиях трамваи могли по проложенным путям дойти от исходного пункта маршрута к конечному.
ТРЕБОВАНИЯ К АГОРИТМАМ:
А) ОТСУТСТВИЕ ОШИБОК.
Б) ОДНОЗНАЧНОСТЬ, Т.Е. ЧЕТКОЕ ПРЕДПИСАНИЕ, ЧТО И КАК ДЕЛАТЬ В КАЖДОЙ КОНКРЕТНОЙ СИТУАЦИИ. Никаких неоднозначностей («можно сделать так, а можно и так...») быть не должно. Один из пунктов рассмотренного выше алгоритма перехода улицы звучит неоднозначно — «немного подождать». Понятно, что данный алгоритм ориентирован на человека, а человек поймет, что означает слово «немного», правда каждый по-своему. Для компьютера понятия «немного» не существует, поэтому при создании машинно-ориентированных алгоритмов нужно указывать конкретные величины, например «подождать 3 секунды».
В) УНИВЕРСАЛЬНОСТЬ, Т.Е. ПРИМЕНИМОСТЬ ДАННОГО АЛГОРИТМА К РЕШЕНИЮ ЛЮБОЙ ЗАДАЧИ ДАННОГО ТИПА. Это означает, что если Вы пишите программу для решения квадратного уравнения, использованный в ней алгоритм должен позволить использовать ее для решения любого квадратного уравнения, а если Вы пишите программу для создания мультфильмов, то это нужно делать так, чтобы с ее помощью можно было создавать любые мультфильмы, и т.д. Данное требование — экономическое.
Разработка серьезной программы это очень сложный, длительный и трудоемкий процесс, и окупится он только тогда, когда созданная в результате программа будет использоваться многократно. Писать программы, которые будут использоваться только однажды смысла нет. Исключением могут быть только какие-то особые случаи и обучение программированию.
Г) РЕЗУЛЬТАТИВНОСТЬ, Т.Е. ОТСУТСТВИЕ ЗАЦИКЛИВАНИЙ. Любая программа должна всегда приводить к результату, даже если этим результатом будет аварийное сообщение. Иными словами, рельсы должны быть проложены так, чтобы идущий по ним трамвай в любой ситуации доехал от начала до конца, т.е. необходимо предусмотреть все возможные ситуации. Обратимся снова к рассмотренному выше алгоритму перехода улицы. Очевидно, что если светофор сломан, данный алгоритм не сработает. Иными словами, эта аварийная ситуация в нем не предусмотрена, и в данном случае, результат будет не таким, каким должен быть. Конечно, человек, не дождавшись зеленого сигнала, поймет, что что-то не так и предпримет какие-то действия. Но компьютер ведь думать не умеет, он как трамвай идет по проложенным рельсам! Если рельсы проложены так, что аварийная ситуация не предусмотрена, произойдет зацикливание или будут иметь место какие-либо другие непредсказуемые результаты. Тогда, в ряде случаев программы «зависают», или зацикливаются, как в рассматриваемой ситуации. Выйти из образовавшегося замкнутого круга можно только принудительным прерыванием работы программы, например, путем перезагрузки компьютера.
3) О ПРОГРАММЕ, ВЫПОЛНЯЮЩЕЙ ДЕЙСТВИЯ, ПРЕДПИСАННЫЕ АЛГОРИТМОМ, ГОВОРЯТ, ЧТО ОНА РЕАЛИЗУЕТ ДАННЫЙ АЛГОРИТМ НА ЭВМ.
Следующим шагом после создания алгоритма является написание реализующей его программы. Основная сложность здесь заключается в том, что программа, как Вы помните, представляет собой набор двоичных кодов — нулей и единиц. Алгоритм же формулируется на естественном человеческом языке — русском, английском, немецком, арабском и.т.д. Понятно, что перевести текст на естественном человеческом языке в набор цифр чрезвычайно сложно:
В связи с этим в данный процесс вводится промежуточный этап — разработка текста программы:
ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ — ИСКУССТВЕННЫЙ ЯЗЫК, ЯВЛЯЮЩИЙСЯ ПРОМЕЖУТОЧНЫМ ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ ЕСТЕСТВЕННОГО ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ЯЗЫКА К МАШИННЫМ ДВОИЧНЫМ КОДАМ. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ БЫВАЮТ ВЫСОКОГО И НИЗКОГО УРОВНЕЙ. ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВЫСОКОГО УРОВНЯ (как видно из схемы) ЯВЛЯЮТСЯ БОЛЕЕ БЛИЗКИМИ К ЕСТЕСТВЕННОМУ ЧЕЛОВЕЧЕСКОМУ ЯЗЫКУ ПО СРАВНЕНИЮ С ЯЗЫКАМИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ НИЗКОГО УРОВНЯ. СОЗДАНИЕ ТЕКСТА ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ВЫПОЛНЯЕТСЯ ЧЕЛОВЕКОМ ВРУЧНУЮ, А ПЕРЕВОД ТЕКСТА ПРОГРАММЫ В МАШИННЫЕ ДВОИЧНЫЕ КОДЫ — ТРАНСЛЯЦИЯ (англ.translation — перевод) ВЫПОЛНЯЕТСЯ СПЕЦИАЛЬНЫМИ ПРОГРАММАМИ-ТРАНСЛЯТОРАМИ.
Программирование на языках высокого уровня, очевидно, проще, чем на языках низкого уровня. Оно не требует глубоких знаний устройства компьютера и поэтому вполне доступно людям, не являющимися специалистами в вычислительной технике. Однако, программы, написанные на языках низкого уровня, как правило, отличаются более высокой скоростью работы, меньшим объемом и более полным использованием ресурсов вычислительной техники.
К ЯЗЫКАМ ВЫСОКОГО УРОВНЯ ОТНОСЯТСЯ: ФОРТРАН, БЕЙСИК, ПАСКАЛЬ, СИ, АЛГОЛ, АЛМИР, АДА, СИ++, DELPHI, JAVA и сотни других.
Старейшим языком программирования высокого уровня является ФОРТРАН (англ. FORmula TRANslation, перевод формул). Он был создан группой программистов американской фирмы IBM под руководством Джона Бекуса в 1957 году. Несколько позже в Европе был разработан язык АЛГОЛ (англ.ALGOrythmic Language, алгоритмический язык). Эти языки послужили основой для других новых языков программирования. Так, язык БЕЙСИК (англ. basic, базовый, или Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code, многоцелевой язык символических команд для начинающих) был создан Джоном Кемени в США в 1965 году. Он представляет собой упрощенную версию ФОРТРАНА, который оказался сложным для большинства пользователей из-за своей избыточности. Язык АЛГОЛ послужил основой для не менее популярного языка ПАСКАЛЯ, созданного в 1969 году швейцарским математиком Никласом Виртом. ПАСКАЛЬ не сложнее Бейсика, но в него изначально были заложены более широкие возможности. Дальнейшее развитие язык ПАСКАЛЬ получил в виде системы программирования DELPHI. На Украине в 1965 году на базе АЛГОЛА был создан язык АЛМИР, отличавшийся использованием символики на основе русского, а не английского языка. Этот язык считается первым в мире языком программирования на основе национального языка (Native Language).
Язык СИ, в котором использованы элементы ПАСКАЛЯ, был создан в 1972 году в американской фирме Bell Laboratories под руководством Дениса Ритчи. Название языка СИ связано с тем, что наиболее удачной оказалась его третья версия ( СИ- третья буква английского алфавита). СИ считается наиболее эффективным среди языков программирования высокого уровня. С одной стороны он не намного сложнее ПАСКАЛЯ или ФОРТРАНА, но с другой обладает возможностями, присущими языкам программирования низкого уровня. Поэтому СИ иногда называют языком программирования среднего уровня и используют как при написании прикладных программ, так и при разработке системных. Дальнейшим развитием языка СИ стали языки СИ++ и JAVA.
К ЯЗЫКАМ НИЗКОГО УРОВНЯ ОТНОЯТСЯ АССЕМБЛЕР И АВТОКОД. Ассемблер, как язык низкого уровня, фактически состоит из набора команд данной машины, записанных в виде сокращений на английском языке. Автокод — вариант ассемблера на основе русского языка.
Программы трансляторы бывают двух типов:
ИНТЕРПРЕТАТОРЫ ТРАНСЛИРУЮТ ТЕКСТ ПРОГРАММЫ И СРАЗУ ЖЕ ВЫПОЛНЯЮТ ПРЕДПИСАННЫЕ В НЕМ ДЕЙСТВИЯ, НЕ СОЗДАВАЯ.ЕХЕ-ФАЙЛ.
КОМПИЛЯТОРЫ ТРАНСЛИРУЮТ ТЕКСТ ПРОГРАММЫ И СОЗДАЮТ ГОТОВУЮ К ИСПОЛНЕНИЮ ПРОГРАММУ В ВИДЕ.ЕХЕ-ФАЙЛА, КОТОРЫЙ МОЖНО БУДЕТ ПОСЛЕ ЗАПУСТИТЬ НА ИСПОЛНЕНИЕ.
4) ОТЛАДКА ПРОГРАММЫ — ИСПРАВЛЕНИЕ В НЕЙ ОШИБОК И ТЩАТЕЛЬНОЕ ЕЕ ТЕСТИРОВАНИЕ.
При тестировании программы важно проверить ее работоспособность как можно в большем числе ситуаций, например, при различных вариантах исходных данных. Бывает, что в 1000 случаях программа сработает нормально, а на 1001-й раз обнаружится ошибка. При написании серьезных программных продуктов для более полного их тестирования фирмы-разработчики часто распространяют их пробные версии (бета-версии) среди как можно большего числа пользователей, которые сообщают в фирму об обнаруженных ошибках, что позволяет исправить их в окончательных версиях программных продуктов.
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Вебер Р. Конфигурирование ПК на процессорах Pentium. Пер. с нем.- М.: Мир, 1996.-
256с.
2. Вершинин О.Е. Компьютер для менеджера: Учеб.пособие для экон. спец. вузов.- М.:
Высш.школа, 1990.-240с.
3. Дьяконов В.П. Windows 95 на вашем компьютере. -Смоленск: Русич, 1997.-528с.
4. Кирсанов Д. Понятный Интернет: Практическое пособие по настройке и навигации с
Netscape Navigator. — СПб: Символ-Плюс, 1996. -252с.
5. Кенин А.М., Печенкина Н.С. Окно в мир компьютеров: Научно-популярное издание. -
Екатеринбург: Тезис, 1994. -400с.
6. Крайзмер Л.П., Кулик Б.А. Персональный компьютер на вашем рабочем месте. — СПб.:
Лениздат, 1991. -286с.
7. Ратч Э. IBM AT. Руководство для начинающих. Справ. пособие. -М.: Радио и связь,
1993. -160с.
8. Тимофеев А.В. Информатика и компьютерный интеллект. -М.: Педагогика, 1991.- 128с.
9. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. Изд. 6-е, перераб. и доп. -М.: ИНФРА-М,
1996.- 432с.
10. Яцкевич Ю.Э. Сети ЭВМ: Учеб.пособие. — СПб: Изд-во СПбГТУ, 1995. -125с.
НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА WINDOWS
Windows, представляет собой 32-разрядную высокопроизводительную многозадачную и многопоточную операционную систему с графическим интерфейсом и расширенными сетевыми возможностями.
Многозадачность означает возможность запуска и параллельного выполнения нескольких задач (программ) одновременно.
Многопоточность позволяет одну задачу разбить на несколько отдельных подзадач и решать их независимо однаотдругой.
Для создания пользователю комфортных условийпри работе с операционной системой Windows обладает интуитивно понятным, простым и удобным графическим многооконным пользовательским интерфейсом. Для него характерна реализация принципа — то, что вы видите на экране, будет перенесено на бумагу независимо от типа устройства вывода.
Windows поддерживает технологию Plug and Play (включай и работай) для устройств, отвечающих требованиям одноименного стандарта. Эта технология позволяет автоматически распознавать типы аппаратных средств, их параметры, выполняет их конфигурирование и автоматическую загрузку или удаление программ соответствующих устройств и драйверов, корректируя при этом оперативную память и системные ресурсы.
Windows — интегрированная среда, обеспечивающая обмен информацией между приложениями. Обмен информацией осуществляется с помощью буфера обмена — специальной области памяти, предназначенной для хранения перемещаемой информации.
2. ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИЙ ИНТЕРФЕЙС WINDOWS
Пользовательский интерфейс предназначен для создания пользователю комфортных условий при работе с операционной системой. В Windows используется графический многооконный пользовательский интерфейс, основанный на реализации объектно-ориентированного подхода, при котором работа пользователя ориентирована в первую очередь на документы, а не на программы (т.е. загрузку любого имеющегося документа можно осуществить путем открытия файла, содержащего этот документ; при этом одновременно автоматически загрузится программа (например, редактор Word), с помощью которой открываемый файл-документ был создан). Пользовательский интерфейс Windows NT полностью соответствует интерфейсу Windows.
Пользовательский интерфейс Windows включает следующие основные элементы:
— окно;
— рабочий стол;
— панель задач;
— главное меню;
— контекстное меню (меню правого щелчка);
— интерфейс прикладной программы;
— справочную систему Windows.
Организационно все приложения используют для работы поверхность рабочего стола, и каждое из приложений выполняется в своем собственном окне. Windows может выполнять несколько приложений одновременно, при этом окна можно перемещать, изменять их размеры, «вырезать» или копировать информацию из окна одного приложения и вставлять ее в другое.
Окна
Одним из основныхпонятий пользовательского интерфейса Windows является окно, как ограниченная прямоугольной рамкой поверхность экрана (рис.1). В окне Windows отображаются папки и файлы, выполняемые программы и документы.
Существуют два основных типа окон — окна приложений и окна документов, а в случае необходимости внесения разъяснений для пользователя системой открываются диалоговые окна.
Окно приложения отражает программу или папку. В верхней части окна программы под заголовком находится строка меню. Внутри окна программы располагается одноили несколько окон документов (рисунок, текст, таблица и т.д. в зависимости от типа активного приложения).
Окно документа всегда остается в пределах окна своего приложения. В центральной части окна отражается содержание документа.Если окно документа находится в развернутом состоянии, заголовки окна приложения и окна документа объединяются через дефис.
Окно диалога содержит строкузаголовка, кнопки управления окном, а также может включать несколько вкладок и содержать следующие элементы: командную кнопку, переключатели, текстовое поле информации, флажки, раскрывающиеся списки (которые раскрываются принажатии символа «стрелка вниз») и др.
Элементы окна включают следующие параметры:
— Границы. Рамки, ограничивающие окно с четырех сторон, называются границами. Ухватив и перемещая границу мышью, можно изменить размер окна.
— Строка заголовка. Под верхней границей окна располагается область, содержащая название окна. Она называется строкой заголовка или заголовком. Ухватив мышью заголовок окна, можно перемещать окно.
— Слева в строке заголовка находится кнопка вызова системного меню окна (вид кнопки всегда соответствует содержимому окна). Щелкнув на ней кнопкой мыши, можно открыть список простейших команд управления окном, с помощью которых можно перемещать, изменять размеры, закрывать окно.
— В правом верхнем углу окна расположены три кнопки (слева направо): Свернуть, Развернутьи3акрыть окно.
— Строка Системного меню приложения расположена под заголовком. Системное меню приложения обеспечивает доступ к базовому набору команд, общих почти для всех приложений.
— Панель инструментов является необязательным элементом окна.Она содержит значки и кнопки, предназначенные для быстрогодоступа к наиболее часто используемым командам. Добавить панель инструментов можно по командеПанель инструментов из менюВид.
— Кнопка <Справка> или <Мастер подсказок> вызывает окно диалога справочной системы по активному приложению.
— Рабочая область - это внутренняя область окна.
— Строка состояния находится внизу окна и показывает количество и объем содержащихся объектов.
— Рядом с правой и нижней границей рабочего поля окна расположены полосы прокрутки, позволяющие осуществить вертикальное и горизонтальное перемещение, когда границы окна не позволяют видеть все содержимое окна.
Изменить размер окна можно, переместив границу вправо, влево или вниз. Для изменения одновременно ширины и высоты окна следует установить курсор в угол окна и протянуть его мышью.
Переместить окно в нужное место экрана можно, ухватив ею за заголовок.
Переключение между окнами осуществляется следующими способами:
— щелкнув по любому месту окна;
— щелкнув на панели задач по кнопке, соответствующей окну;
— с помощью клавиш [Alt] + [Tab].
Упорядочение окон на экране. Если на экране одновременно открыто много окон, их можно расположить таким образом:
— щелкнутьправой кнопкой мыши по свободной части панели задач (если она не видна, предварительно следует нажать клавиши [Ctrl] +[Esc]) и выбрать в контекстном меню командуКаскадом, чтобы видны были только заголовки;
— для обозрения содержания всех открытых окон одновременно после щелчка правой кнопкой мыши выбрать командуСлева направо илиСверху вниз;
— свернуть все активные окна можно, выбрав щелчком правой кнопкоймыши на панели задач командуСвернуть все;
— вернуть окна после свертывания в исходное положение можно, выполнив после щелчка правой кнопкой мыши на панели задач командуОтменить свертывание.