Лекция 1 "введение в дисциплину"

Вид материала

Лекция

Содержание Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ). Накопитель на гибком магнитном диске (НГМД) Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД) Лазерные накопители CD-ROM Манипулятор типа "мышь" Размер экрана Матричные принтеры Лазерные принтеры Струйные принтеры Характеристики принтеров Цветная печать. Управление внешними устройствами компьютера Носитель информации Программные средства Операционные системы Инструментальные языки и системы программирования Прикладные системы "Операционная система" Ос windows Инсталляция ос ... Полное содержание

Подобный материал:

• Конспект лекций н. О. Воскресенская Москва 2008 Оглавление: Лекция Введение в дисциплину, 567.5kb.
• Текст лекций н. О. Воскресенская Оглавление Лекция 1: Введение в дисциплину. Предмет, 1185.25kb.
• Программа дисциплины «История» Введение в дисциплину «История», 288.37kb.
• Лекция Введение в дисциплину, 934.43kb.
• Содержание разделов дисциплины, объем в лекционных часах-60 часов, 48.53kb.
• Лекция Введение в дисциплину Характеристики сетей ЭВМ, 384.76kb.
• Лекция Введение в дисциплину, 100.35kb.
• Программа дисциплины «Введение в историю человечества» для направления 030600. 62 «История», 737.25kb.
• Программа дисциплины «Введение в программирование»  для направления 080700 «Бизнес-информатика», 101.22kb.
• Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов, 445.52kb.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ).

Команды и обрабатываемые данные должны находиться в таком же быстродействующем устройстве, как микропроцессор. Таким устройством является ОЗУ. Оно состоит из 8 разрядных ячеек. Каждая такая ячейка называется байтом. Ячейки памяти нумеруются, начиная с нуля. Номер ячейки является ее адресом. Данные и команды могут занимать один и более байт.

ОЗУ характеризуется емкостью - количеством байт. Емкость современных ОЗУ составляет десятки миллионов байт. Поэтому память характеризуют более крупными единицами:

1 килобайт (Kb)- 1024 байта (2 в 10-ой степени);

1 мегабайт (Mb) - 1024 килобайта (2 в 20-ой степени);

1 гигабайт (Gb)- 1024 мегабайта (2 в 30-ой степени).

Современные компьютеры имеют ОЗУ порядка 16 - 64 Мб.


Накопитель на гибком магнитном диске (НГМД)

Для сохранения архивных файлов и переноса информации с одного компьютера на другой используются дискеты - круглые пластмассовые пластинки, покрытые магнитным слоем и заключенные в прямоугольные корпуса. Дискета размечена (отформатирована) кольцевыми дорожками с секторами. Размер сектора 512 байт. Адрес каждого сектора состоит из номера дорожки и номера сектора внутри дорожки, например, 12 дорожка 7 сектор.

Для записи и считывания информации с дискеты служит специальное электронное устройство - накопитель на гибком магнитном диске или дисковод (FDD - floppy disk driver). Дискета находиться на валу двигателя и вращается со скоростью 100 об/мин. Для чтения сектора шаговый двигатель подводит магнитную головку к заданной дорожке. Электронная схема за один оборот определяет заданный сектор и пересылает его содержимое в ОЗУ. Аналогично происходит процесс записи информации.

Управляет работой дисковода специальная программа, которую называют драйвером.

Характеристика дискеты - максимальное количество информации - V (в байтах), которое можно записать на дискету. Оно зависит от числа дорожек на дискете - t, числа секторов на дорожке - s и количества используемых сторон - n: V=n*s*t*512.

Стандартная дискета 3.5" (дюйма) имеет по 80 дорожек с каждой стороны. Каждая дорожная содержит 18 512-байтных секторов. В этом случае емкость дискеты V составляет:

V=2*80*18*512= 1474560 (байт)=1440 (килобайт)

Время, затрачивание на поиск и считывание информации определяется механическими характеристиками дисковода, в основном временем подведением головки к нужной дорожке и скоростью вращения двигателя.

Для предотвращения случайного стирания информации дискета имеет систему защиты, состоящей из прямоугольного отверстия и заслонки-переключателя. Если заслонка перекрывает отверстие (write enable), то возможны как запись, так и чтение. При открытом отверстии (write protected) возможно только считывание информации.

Для защиты от пыли область считывания магнитными головками закрыта шторкой, которая при вставлении дискеты в дисковод открывается.


Накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД)

Накопитель на жестком магнитном диске (HDD - Hard Disk Driver) или винчестер устроен подобно накопителю на гибком магнитном диске. Отличие состоит в том, что на вал мотора насажано несколько (до 10) магнитных дисков, соответственно имеется блок магнитных головок. Вся конструкция заключена в герметичный корпус и вращается со скоростью 5200 об/мин.

Благодаря этому НЖМД имеет емкость в тысячу раз превышающую емкость простой дискеты и малое время чтения/записи. В настоящее время емкость НЖМД составляет от 10 до 60 Гигабайт. Винчестеры в современных компьютерах являются основными устройствами внешней памяти.


Лазерные накопители CD-ROM

В лазерном накопителе носителем информации служит лазерный диск. Его называют также компакт-диском (от англ. compact disk). Лазерный диск имеет прозрачную поликарбонатную подложку, которая придает ему жесткость, отражающий слой (обычно в виде алюминиевой пленки, поэтому имеет зеркальный вид) и защитный слой акрилового пластика (на нем печатается этикетка).

В любом компакт-диске информация записывается в виде последовательности отражающих и не отражающих участков. При кодировании "1" мощный луч лазера прожигает алюминиевую пленку, отражающая способность поверхности уменьшается. Таким образом, данные представлены в виде спиральной дорожки, состоящей из светлых и темных участков, представляющих соответственно 0 и 1.

Устройство считывания имеет мотор, на валу которого находится диск, и считывающую головку с приводом. Считывающая головка состоит из лазера, фокусирующей линзы и фотоэлемента. Привод обеспечивает смещение головки поперек диска. В результате совместного вращения диска и движения привода считывающая головка и луч лазера все время находиться над спиральной линией, содержащей данные.

Луч лазера по-разному отражается от поверхности дорожки, прожженные места рассеивают свет, его интенсивность уменьшается, на выходе фотоэлемента сигнал падает, электронная схема фиксирует 0. Неповрежденная поверхность сильно отражает свет - схема фиксирует 1.

Ввиду того, что процесс прожигания пленки имеет необратимый характер, возможна только однократная запись информации. Поэтому такие диски называют CD-ROM (compact disk read only memory - компакт диск только для чтения в память).

Спиральная дорожка очень узкая (в 100 раз тоньше человеческого волоса) и длинная. Если ее развернуть, то полная длина составит 5 км. Поэтому объем информации, записанный на 1 компакт-диск массой 15 грамм и диаметром 12 см, составляет 650 Мб, что эквивалентно 275 томам энциклопедии по 1000 страниц в каждом. Стоимость хранения информации на CD-ROM рекордно низкая. Сюда следует добавить и большой срок службы компакт-дисков. Поэтому CD-ROM стал неотъемлемой частью любого современного компьютера и единственным средством распространения видео- и аудиоинформации.

Лазерные накопители характеризуются скоростью чтения данных, которая определяется скоростью вращения компакт-диска. Первые поколения накопителей обеспечивали скорость чтения 150 Кб/с при частоте вращения от 200 об/мин (внешняя часть дорожки диска) до 530 об/мин (внутренняя часть дорожки). В следующих поколениях частота вращения, а с ним и скорость чтения увеличивалась в целое число раз. Поэтому, маркировка накопителя 2Х означает что он - двухскоростной, 4Х - четырехскоростной. Последние модели приводов 16-ти, 24-ти и даже 32-скоростные.


Клавиатура

Клавиатура служит для ввода текстовой информации и управления компьютером. Современная стандартная клавиатура содержит 104 клавиши. Их можно разделить на несколько групп. Первая - это алфавитно-цифровая группа. Она соответствует классической клавиатуре пишущей машинки. 3 ряда клавиш - буквы национального алфавита, 4-ый ряд - цифры и знаки препинания, в первом ряду расположена широкая пробельная клавиша. Расположение символов стандартизировано (для английского и русского алфавита - свои стандарты) и определяется частотой использования букв. Наиболее часто используемые буквы находятся в центре клавиатуры, реже используемые - на периферии.

Для "американской" печатной машинки верхний ряд букв слева - "QWERTY", для русифицированной (буквы нанесены символами красного цвета) - "ЙЦУКЕНГ".

Для переключения регистра "прописные (заглавные) - строчные (маленькие)" служат две клавиши Shift, расположенные во втором ряду слева и справа. Для фиксации регистра используют клавишу Caps Lock.

От пишущей машинки перешли клавиши: переход на следующую строку - Enter, возврат каретки - Backspace и табуляция - Tab.

Место условного расположения пишущего узла указывает специальный символ на экране монитора - курсор (вертикальная мигающая черта). Вводимые символы помещаются после курсора.

Вторая группа клавиш служит для удобства редактирования текста. К ним относятся клавиши управления курсором (на один символ влево/вправо, на один ряд вверх/вниз, в начало/конец строки Home/End), удаления символа (слева от курсора - Backspace , справа - Delete), переключения режима набора "замена-вставка символа" - Insert. Наконец, для быстрого постраничного перемещения по тексту служат клавиши Page Up/Page Down (на страницу вверх/вниз).

Третья группа клавиш - функциональные клавиши F1 - F12 для задания выполняемой операции. Для каждого приложения это соответствие может быть разное, но уже установился некий стандарт, например, клавиша F1 используется для вызова справки, клавиша F2 - для сохранения текста.

Четвертая группа клавиш относится к группе префиксных и служит для расширения возможностей клавиатуры. К префиксным клавишам относятся три - Control (сокрщ. Ctrl), Alternative (сокр. Alt) и Shift. Комбинация префиксной и функциональной клавиши позволяет увеличить втрое количество команд.

Примеры

=> - сдвиг курсора вправо на один символ

Ctrl + => - сдвиг курсора вправо на одно слово

Shift +=> -выделение символа справа

Shift + Ctrl + => выделение слова справа

Пятая группа клавиш дублирует цифровые клавиши и управляющие клавиши. Цифровой режим (Num Lock) служит для удобного набора больших массивов числовой информации.

Шестая группа клавиш служит для системных целей. К ней относятся клавиша печати экрана монитора (Print Screen), приостановки/прерывания вычислительного процесса (Pause/Break), специальные клавиши для операционной системы Windows, дублирующие кнопки "Пуск" и "Контекстное меню" панели задач.


Манипулятор типа "мышь"


Манипулятор "мышь" (mouse) является более удобным средством взаимодействия с компьютером, чем клавиши клавиатуры для управления курсором. Мышь получила свое название благодаря форме и принципу работы: она легко помещается в ладони, бегает под управлением пользователя по поверхности рабочего стола или специального коврика. А кабель, соединяющий ее с системным блоком, вероятно, напоминал ее первым конструкторам мышиный хвост.

Передвижение мыши по коврику преобразуется в движение курсора мыши по экрану монитора. С помощью мыши легко выполнить операцию выбора объекта. Таким объектом может быть пункт меню, кнопка управления, пиктограмма. С помощью мыши легко, захватив объект, перетащить его в нужное место. Благодаря тщательно продуманной конструкции, мышь стала незаменимым инструментом при работе пользователя с программными пакетами графических редакторов, систем автоматизированного проектирования, программ управления электронными таблицами, настольных издательских систем.

Конструктивно мышь состоит из корпуса, в основании которого находиться обрезиненный металлический шар. Перемещение мыши по коврику преобразуется во вращение шара. Вращение шара раскладывается на две составляющие (по оси Х и оси Y) с помощью двух перпендикулярно расположенных валиков и преобразуется в их вращение. На оси валиков расположены диски с прорезями. При передвижении мыши диски с прорезями пересекают луч света от светодиода. Электронная схема фиксирует количество импульсов, попадающих на фотодиод, и передает их в компьютер. Курсор мыши на экране монитора передвигается пропорционально количеству импульсов.

На передней части корпуса мыши находятся кнопки. В зависимости от количества кнопок различают двух- и трехкнопочные мыши. Подавляющее большинство программ используют две кнопки. Левая кнопка эквивалентна клавише клавиатуры Enter, правая кнопка используется для вызова контекстного меню. Средняя кнопка может использоваться в игровых программах. Существует два варианта использования кнопки мыши: одиночное нажатие и двойное нажатие. Щелкнуть (кнопкой мыши) означает нажать и отпустить кнопку мыши. При выполнении двойного щелчка необходимо быстро дважды подряд нажать и отпустить кнопку мыши.

Мышь соединяется с системным блоком с помощью тонкого кабеля. Кабель немного, но ограничивает свободное движение мыши, поэтому разработаны беспроводные мыши. В них импульсы передаются либо с помощью радиоволн, либо инфракрасного излучения (аналогично дистанционным пультам управления телевизором).

Настройка мыши. Мышь может подстраиваться под индивидуальные особенности человека. Мышь может быть обычная и для "левши". Имеется возможность подстроить скорость двойного щелчка мыши, изменить скорость перемещения указателя мыши по экрану, установить шлейф за курсором и его длину, установить новый драйвер мыши.

Для настройки или изучения характеристик мыши необходимо:

1. Двойной щелчок по пиктограмме "Мой компьютер" - откроется диалоговое окно "Мой компьютер" с пиктограммами внешних накопителей, принтеров и панели управления.
   
2. Двойной щелчок по пиктограмме "Панель управления" - откроется диалоговая панель "Панель управления" с пиктограммами основных внешних устройств.
   
3. Двойной щелчок по пиктограмме "Мышь" - откроется диалоговая панель "Свойства Мышь", состоящая из 4-х вкладок, в которых отражены свойства мыши.
   
4. Изменить свойства мыши, нажать кнопку применить.
   

Второй способ - нажать кнопку "Пуск", выбрать пункт меню "Настройка", подпункт меню "Панель управления", далее перейти к пункту 3 первого способа.


Монитор

Монитор предназначен для отображения алфавитно-цифровой и графической информации. Ввиду того, что монитор, в отличие от телевизора, находится на близком расстоянии от пользователя, к нему предъявляются повышенные требования по физиологической безопасности. Он должен иметь пониженное излучение, не утомлять глаза в течение многих часов работы. Это достигается уменьшением ускоряющего напряжения, малым размером зерна экрана (0.25 мм) в сочетании с повышенной частотой развертки (80-180 Гц). Принятые меры не дают вашим глазам различать мерцание экрана, а позволяют увидеть четкую статическую картинку.

К основным характеристикам мониторов относятся: размер экрана, разрешающая способность.

Размер экрана монитора подразделяется на 14-дюймовый (36 см),

15-дюймовый (39 см), 17-дюймовый (44 см),19-дюймовый (49 см),

21-дюймовый (54 см). Соответствующие цифры в дюймах (сантиметрах) указывают размер электронно-лучевой трубки по диагонали. Мониторы с экраном 21 дюйм предназначаются для применения в профессиональной графике (издательские системы, автоматизированное проектирование). Но такие мониторы очень дороги и громоздки. Поэтому, для компьютеров начального и среднего офисного и потребительского уровня используют 15 и 17-дюймовые модели.

Разрежающая способность монитора определяется количеством точек (пикселей от англ. pixel - picture element - элемент изображения), размещающихся на экране в горизонтальной и вертикальной плоскости. Для современных мониторов она составляет от 1024х768 до 1800х1440 точек.


Принтер

Принтеры - специальные печатающие устройства. Применяются для печати подготовленного на компьютере текста и графики. По способу действия делятся на матричные (ударно-игольчатые), лазерные и струйные.


Матричные принтеры

Механизм печати базируется на ударном способе. Печатающая головка принтера имеет 9 игл (есть модели с 24 ударными иглами). При ее перемещении по странице электрические импульсы приводят иглы в движение. Игла ударяет по чернильной ленте и прижимает ленту к бумаге для получения маленькой точки. Комбинации точек, образующихся при движении печатающей головки поперек листа бумаги, используются для получения букв, цифр, символов или графического изображения.


Лазерные принтеры

Процесс лазерной печати основан на технологии, разрабо­танной фирмой Xerox. На спе­циальном фоточувствительном барабане лучом света создают­ся области, заряженные стати­ческим электричеством (картин­ка прорисовывается лучом по барабану). Барабан вращается напротив картриджа, заряжен­ными областями притягивает тонер, состоящий из покрытых пластиком частичек железа. За­тем барабан передвигается над листом бумаги, который заряжен еще сильнее барабана. При этом частички тонера переносятся с барабана на бумагу и затем спекаются под нагревом, превращаясь в водоупорный отпечаток.

В качестве светового луча используется лазерная пушка, направленная на вращающееся зер­кальце, угол его поворота определяет заряженные точки барабана, из которых фор­мируется изображение. Существует другой способ - использование "полоски" светодиодов.


Струйные принтеры

Подобно лазерной печати, струйный способ является "безударным". Физичес­кий принцип технологии, которая обеспечивает струйную печать, подобен принципу действия реактивного двигателя и базируется на выстреливании капли жидкости из специального сопла. Печатающая головка, содержащая чернила, имеет группу мельчайших сопел, каждое из которых в диаметре тоньше человеческого волоса. Позади каждого сопла на миниатюрном резисторе расположен микрорезервуар с чернилами. Когда резистор нагревается проходящим по нему электрическим током, окружающие его чернила вскипают, образуя при этом небольшой пузырек пара. Этот расширяющийся пузырек выталкивает из сопла на бумагу мельчайшие капли чернил, вылетающие со скоростью около 700 км/час. После того, как капля вытолк­нута на бумагу, паровой пузырек сжимается, а резистор в это время ожидает следу­ющего нагрева под действием другого токового импульса. Такой цикл занимает долю секунды, позволяя тем самым принтеру печатать быстро и бесшумно (поскольку отсутствуют механические удары по бумаге), выталкивая капельки диаметром не более 0,16 мм.

С выпуском новой серии струйных принтеров фирмы Epson, сделан новый шаг. Он стал возможен благо­даря применению новой печатающей головки - многослойной пьезоэлектрической. В струйных принтерах Epson чернила вытесняются на бумагу давлением, возни­кающим без воздействия нагрева. Источником давления служит мембрана, приво­димая в колебательное движение пьезоэлектрическим способом. Отсутствие тепла создает ряд преимуществ. Простой и хорошо управляемый электрический процесс позволяет более прицельно "стрелять" чернилами. В частности, мениск на поверх­ности чернильной капли не имеет формы пузырька, как в термоголовке, а остается практически плоским, отчего "выстрел" протекает более организованно и без лишних брызг. Чернила не должны быть теплостойкими. Наконец, отпадает пробле­ма охлаждения головки, и значительно возрастает ее жизнестойкость. Фактически такая головка рассчитана на весь срок службы принтера, в то время как термого­ловки приходится делать сменными.


Характеристики принтеров

Основными характеристиками принтеров являются:

• Разрешающая способность по горизонтали и вертикали. Определяет качество печати. Измеряется в количестве точек на дюйм - dpi и составляет от 300 dpi до 600 dpi.
  
• Шумность. Отсутствие движущихся игл, как в матричных принтерах, обеспечивает практически бесшумную работу струйного и лазерного принтера.
  
• быстродействие. Измеряется количеством отпечатанных страниц в минуту. Для лазерных принтеров от 4 до 16 и более страниц в минуту.
  

Цветная печать.

На рынке цветной печати преоблада­ющей является струйная технология. Это обусловлено тем способом, благода­ря которому чернила наносятся на бумагу. Капли жидких чернил сливаются вместе для получения оригинальных тонов, отличающихся от основных цветов. Кро­ме того, в сравнении с другими конкурирующими технологиями, струйная цветная печать более экономична, проста и дает высокое качество изображения.


УПРАВЛЕНИЕ ВНЕШНИМИ УСТРОЙСТВАМИ КОМПЬЮТЕРА

Внешнее устройство (по отношению к микропроцессору и ОЗУ) предназначено либо для записи данных на носитель информации (лист бумаги, магнитный диск, экран монитора), либо для считывания информации с носителя (документа, фотографии, магнитного диска, компакт-диска, клавиатуры), либо для того и другого. Часть устройств обеспечивает двухсторонний обмен информацией с носителем (накопители на гибких и жестких магнитных дисках), часть - только односторонний. Принтер и монитор только выводят данные, сканер и привод CD ROM только считывают данные.

Вне зависимости от типа внешнего устройства управление ими производится одинаковым способом. Схема взаимодействия представлена на рисунке. На нем изображены носитель информации, само устройство, контроллер, драйвер.

Носитель информации может находиться отдельно от устройства (бумага, дискета) или являться составной частью устройства (винчестер, экран монитора).

Контроллер (от англ. control - управлять) это специализированный микропроцессор, управляющий работой внешнего устройства (дисковода, винчестера, монитора). Конструктивно имеет вид микросхемы, вставленной в соответствующее гнездо материнской платы. На всех современных материнских платах уже присутствуют контроллеры дисководов, винчестеров, принтера и мыши. К платам, расширяющим возможности компьютера, относятся плата модема или факс-модема, графическая, звуковая и другие платы специального назначения (например, плата для шлема виртуальной реальности). Эти платы приобретаются отдельно и вставляются в слоты (разъемы) расширения на материнской плате.

Драйвер - программа, управляющая работой контроллера. При продаже внешнего устройства к нему прилагается дискета или компакт-диск с набором необходимых драйверов. Их необходимо установить (инсталлировать) в специальные библиотеки на винчестере. При включении компьютера драйверы загружаются в оперативную память и откуда управляют внешними устройствами.


ПРОГРАММНЫЕ СРЕДСТВА

Программное обеспечение (software) является необходимой составной частью любой ЭВМ. Без соответствующих программ практически невозможно заставить машину сделать что-либо полезное. В состав программного обеспечения персональных компьютеров входят как универсальные средства, так и прикладные программы, ориентированные на отдель­ные проблемные области.

В настоящее время для разных типов ПЭВМ разработано несколько десятков тысяч программ, которые могут быть разделены на следующие основные классы:

— операционные системы и сервисные программы,

— инструментальные языки и системы программирования,

— прикладные системы.

Операционные системы дополняют аппаратные средства любого персонального компьютера, позволяя прикладным программам обра­щаться к внешним устройствам, а человеку — пользователю ПЭВМ — управлять работой машины с помощью соответствующих команд. Сервисные программы обеспечивают защиту от вирусов, упаковку данных, "лечение" компьютера.

Инструментальные языки и системы программирования — это особая категория программных средств. С их помощью создаются все другие программы. С помощью инструментальных средств создается приклад­ное программное обеспечение. Предназначены они для профессиональных программистов.

Прикладные системы составляют категорию программных средств, обращенных к пользователям персональных компьютеров — людям, которые не обязаны уметь программировать или даже знать устройство машин. Их цель заключается в том, чтобы с помощью ПЭВМ решать свои повседневные задачи.

В последнее время за прикладными системами закрепился термин "приложения", пришедший к нам из англоязычной литературы и скалькированный из первой части словосочетания Application Software.


Прикладные системы могут иметь общий характер. Существует пакет программ, например, Office-2000, предназначенный для автоматизации работ в учреждениях любого типа. В него входят следующие приложения. Текстовый процессор - предназначен для создания и обработки текстовых документов. Табличный процессор - служит для работы с документами табличной формы. Графический процессор позволит вам подготовить для отчета графики, диаграммы, иллюстрации. Лингвистический процессор обеспечит синтаксический и грамматический контроль текста созданного документа, поможет перевести его на другой язык.


Другие классы прикладных систем ориентируются на автома­тизацию конкретных видов деятельности - обучение, распознавание машинописных и рукописных текстов, проектирование электронных изделий, ана­лиз электрокардиограмм, проведение финансовых расчетов и многое другое.


ЛЕКЦИЯ 1.1

"ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА"


Рассматриваемые вопросы:

НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ ОС

ПОНЯТИЕ ЗАДАЧИ

ОДНО И МНОГОЗАДАЧНЫЕ ОС

ПОНЯТИЕ СОБЫТИЯ

ОС WINDOWS

ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ

ЗАПУСК WINDOWS

ЗАПУСК ПРОГРАММ

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ЗАДАЧ

КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА

ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ С WINDOWS

ИНСТАЛЛЯЦИЯ ОС


НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ ОС

Операционная система (ОС) предназначена для управления:

• ресурсами компьютера (оперативной памятью, дисковой памятью винчестера),
  
• внешними устройствами (принтером, дисководом гибкого диска),
  
• приложениями (запуск на выполнение),
  
• файлами (размещение, поиск, удаление).
  

Операционная система обеспечивает диалог компьютера с пользователем (интерфейс).

Физически она представляет собой совокупность файлов (управляющих программ, драйверов, таблиц), которые находиться на винчестере. При включении, наиболее интенсивно используемые компоненты (ядро ОС) загружаются в ОЗУ и находятся там все время, остальные для экономии памяти загружаются по мере необходимости, а после использования освобождают память. По аналогии с пассажирами, находящимися на железнодорожной станции проездом, такие программы называют транзитными.


ПОНЯТИЕ ЗАДАЧИ

Основным понятием ОС является задача (работа). Для того, чтобы любая задача выполнялась, необходимы три условия. Первое - чтобы была программа (инструкция) решения задачи. Второе - необходим исполнитель, умеющий строго по инструкции выполнять требуемые действия. Третье - должны быть материалы (из чего делать) и инструменты (чем делать). Если отсутствует один из вышеперечисленных компонентов, работа будет стоять (ждать). Работа может стоять по естественным причинам - закончились материалы. Бывают случаи, когда возникает более срочная работа - исполнителя перебрасывают на другую работу. Но после устранения всех причин (материалы доставили, работник закончил неотложную работу), работа может быть продолжена. Координация работ возлагается на диспетчера.

В компьютерной системе исполнителями являются микропроцессор и контролеры, инструкциями - драйверы и прикладные программы, инструментами - внешние устройства, материалами - носители информации (бумага, дискеты), диспетчером - управляющая программа (ее также называют супервизором или диспетчером).

Таким образом, задача это программа с выделенными ей ресурсами. Задача в любой момент может быть приостановлена, а затем продолжена без каких-либо последствий.


ОДНО И МНОГОЗАДАЧНЫЕ ОС

В зависимости от количества одновременно выполняемых задач, различают одно- и многозадачные (мультизадачные) ОС. В однозадачных ОС все задачи выполняются строго последовательно. Работает только одно устройство, остальные простаивают. Для современных быстродействующих компьютеров используется мультизадачный режим. Одновременная работа устройств происходит следующим образом. Программа-диспетчер, получив задание, определяет, какое устройство будет его выполнять, загружает в него драйвер и посылает сигнал начала работы. Устройство самостоятельно выполняет порученную ему работу. Закончив работу, устройство посылает сигнал диспетчеру об окончании работы. Диспетчер отмечает, что работа выполнена и устройство свободно и готово для решения следующей задачи.


ПОНЯТИЕ СОБЫТИЯ

А что делать, если в процессе работы произойдет какое-нибудь событие, делающее невозможным дальнейшее ее выполнение. Например, закончилась бумага у принтера или необходимо записать данные на дискету. В этом случае устройство посылает сигнал прерывания. Диспетчер определяет источник прерывания, его причину и предпринимает в зависимости от причин определенные действия. В случае принтера он запустить программу вывода соответствующего сообщения на экран терминала, а задачу печати переведет в состояние ожидания. После того, как пользователь установит новый лист бумаги и нажмет соответствующую кнопку на принтере, диспетчер получит сигнал прерывания. Проанализировав его, диспетчер найдет задачу, ждущую этот сигнал, и вновь запустит ее.

В операционной системе Windows и выполняемых под ее управлением приложениях все завязано на событиях. Событие (event) это движение мыши, нажатие ее кнопок, нажатие клавиш на клавиатуре, истечение заданного интервала времени и т.д. Все, что случается в программах, соответствует каким-либо событиям. Обычно программа, выводит окно и меню и ожидает, готовая сделать все, что скажет пользователь. Если пользователь выбрал пункт меню, щелкнув по нему мышкой (событие), программа выполнит необходимую работу и перейдет в режим ожидания очередного события.

Таким образом, взаимодействие задач между собою и приложений с пользователем обеспечивается с помощью сигналов прерываний - событий. Получив такой сигнал, микропроцессор приостанавливает свою работу и переключается в режим диспетчера. Обработав прерывание, возвращается к решению своей прерванной задачи.

Для обеспечения управления программа-диспетчер ведет учет выполняемых задач, прерванных и ждущих задач, занятых и свободных внешних устройств.


ОПЕРАЦИОННАЯ СИСТЕМА WINDOWS

Операционные системы Windows 95, Windows 98, Windows NT представляют собой семейство идеологически однотипных, мощных и вместе с тем простых в исполь­зовании операционных систем, различающихся временем разработки и возможностью работы в сетях компьютеров. Между ними больше сходства, чем различий. Далее мы будем говорить об общих чертах этого продукта, как о Windows.


Windows - многозадачная операционная система, позволяющая выполнять на компью­тере так называемые задачи — запуск программ, копирование файлов, ре­дактирование документов, подключаться к сети организации и получать доступ к файлам других компьютеров, сетевым принтерам, а также пускаться в плавание по Internet — этому бескрайнему океану информации.


Windows предоставляет следующие возможности:

• Одновременная работа с несколькими приложе­ниями. Вы можете загрузить в компьютер текстовый редактор, электронный калькулятор, словарь и лазерный проигрыватель. После этого можно набирать текст документа, производить с помощью калькулятора вспомогательные расчеты при заполнении граф таблиц, обращаться к словарю для выбора синонимов слова. И все это делать под тихое музыкальное сопровождение.
  

• Обмен данными между приложениями через буферную область (clipboard). Вы можете нарисовать схему с помощью графического редактора, подготовить диаграмму табличным процессором и переслать эти компоненты в документ, подготовленный текстовым редактором.
  

• Графический интерфейс пользователя прост и понятен в примене­нии. Все диалоги приложений, разработанные для Windows, внеш­не похожи друг на друга: содержат строки заголовков, меню, пик­тограммы, зачастую в различных приложениях совпадают даже ко­манды. Кроме того, в приложениях Windows приняты похожие операции выделения объектов и выбора команд с помощью клавиа­туры и мыши. Поэтому, освоив одно приложение, вы сможете ра­ботать и со всеми остальными, так как быстро научитесь строить правильные догадки в отношении дальнейших действий.
  

ЗАПУСК WINDOWS

Для запуска Windows нужно просто включить компьютер и монитор. Происходит начальная загрузка (термин, используемый для описания процесса за­пуска компьютера, во время которого в память компьютера загружа­ются операционная система и файлы конфигурации). Если компьютер подключен к сети, то предлагается ввести Имя пользователя и ваш личный пароль (для защиты от несанкциониро­ванного доступа). После загрузки ОС и опознания пользователя на экране монитора появляется "рабочий стол" Windows.


СОСТАВ РАБОЧЕГО СТОЛА WINDOWS

Рабочий стол - это фон, на котором отображены объекты, с помощью которых вы можете запускать приложения, управлять файлами, отправлять и получать электронную почту и выполнять на вашем компьютере в течение дня ве­ликое множество других задач.


Первоначально на экране монитора видны панель задач, множество пиктограмм и указатель мыши.

• Пиктограммы. Пиктограммы — это маленькие картинки, представ­ляющие программы (Internet Explorer, Microsoft Word, Outlook Express, Microsoft Excel и т.д.), папки, файлы, принтер, сам компьютер как в ОС, так и в приложениях.

• Панель задач. Панель задач содержит кнопку Пуск, кнопки всех от­крытых приложений или окон, а также индикатор текущего време­ни.


КНОПКА ПУСК

Кнопка Пуск предназначена для отображения меню, выбирая пункты которого вы можете запустить приложение, от­крыть документ, настроить параметры Windows, найти файл или папку, получить справку или завершить программу Windows.

Если установить указатель мыши на кнопке Пуск и щелкнуть по кнопке, появится меню кнопки Пуск:

• Программы. • Документы. • Выполнить• Завершение работы.


ЗАПУСК ПРОГРАММ

Операционная система Windows предоставляет 5 способов запуска программ: системное меню "Программы", системное меню "Документы", системное меню "Выполнить", ярлык программы, ярлык файла.

1. Кнопка Пуск, пункт системного меню Программы.
   

Отображает каскадное, или вторичное, меню, содержа­щее команды для запуска стандартных программ Windows (пункт меню Стандартные), программ Internet Explorer, Microsoft Word и других программ, установленных на вашем компьютере. Выбрать пункт подменю с необходимой программой.

2. Кнопка Пуск, пункт системного меню Документы.
   

Отображает до 15 документов, которые открывались последними. Для быстрого доступа к документу нужно щелкнуть на имени документа. Будет вызвано приложение, с помощью которого этот документ был создан. Документ появится в окне приложения готовым к работе.

3. Кнопка Пуск, пункт системного меню Выполнить.
   

Позволяет ввести команду (например, такую a:\install) для запуска программы с жесткого или флоппи-диска или CD-ROM.

4. Наиболее часто используемые программы представлены ярлыками на рабочем столе. Для того чтобы запустить программу, необходимо дважды щелкнуть кнопкой мыши по ярлыку программы.
   
5. Если дважды щелкнуть кнопкой мыши по ярлыку файла документа, то будет вызвано приложение, с помощью которого этот документ был создан.
   

ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ ЗАДАЧ

Для каждого запущенного приложения на панели задач формируется кнопка с названием приложения. Если кнопка подсвечена, то приложение является активным. Его окно может полностью или частично перекрывать окна других приложений. Щелкая на соответст­вующих кнопках панели задач, можно быстро переключаться с одного от­крытого окна на другое.


Для обустройства своего рабочего пространства вы можете переместить па­нель задач в верхнюю часть экрана, к его правому или левому краю. Кроме того, если панель задач в данный момент не требуется, ее можно скрыть.


Для перемещения панели задач щелкните мышью в любом свободном от кно­пок месте панели и перетащите панель задач к правому, левому или верхнему краю экрана. При перетаскивании панель задач располагается в соответст­вующей области экрана. Если вы все же предпочитаете оставить панель задач у нижнего края экрана, то можете легко вернуть ее на прежнее место.


Чтобы скрыть панель задач, выполните следующие действия.

1. Щелкните на кнопке Пуск.

2. В меню кнопки Пуск щелкните сначала на строке Настройка, а за­тем в следующем каскадном меню — на строке Панель задач. Поя­вится диалоговое окно Свойства: Панель задач.

3. Выберите опцию "Автоматически убирать с экрана", щелкнув на ее

флажке. Закройте диалоговое окно, нажав клавишу "Enter". Панель задач исчезнет с экрана.

Когда панель задач понадобится снова, переместите мышь к тому месту экрана, где она располагалась, в тот момент, когда указатель мыши прак­тически выйдет за границу экрана, панель задач вновь появится на преж­нем месте.

Если после перемещения указателя мыши к тому краю экрана, где должна располагаться панель задач, она не отображается, чтобы все-таки отобразить ее и открыть меню кнопки Пуск, нажмите комбинацию клавиш "Ctrl+Esc".

Для того чтобы панель задач отображалась на экране постоянно, выберите ко­манды "Пуск- Настройка- Панель задач" и в открывшемся диалоговом окне щелкните на опции "Автоматически убирать с экрана", чтобы метка в квадра­тике опции исчезла. Закройте диалоговое окно, нажав клавишу "Enter".


КОНФИГУРАЦИЯ КОМПЬЮТЕРА

• Мой компьютер. Пиктограмма Мой компьютер представляет содер­жимое вашего компьютера, включая жесткие диски, гибкие диски, CD-ROM, приложения, папки, файлы и т.д. Для того чтобы уви­деть, какое содержимое скрывается за пиктограммой, нужно дваж­ды щелкнуть на ней мышью.

• Сетевое окружение. Эта пиктограмма отображает другие компьютеры, связанные с вашим компьютером посредством сети.


ЗАВЕРШЕНИЕ РАБОТЫ С WINDOWS

Во избежание потери каких-либо данных или информации о конфигура­ции системы, перед тем как выключить компьютер, необходимо завершить работу с Windows. Завершить работу с Windows нужно и в том случае, ко­гда требуется войти в компьютерную сеть под другим именем. Ниже перечислены опции завершения работы доступные в диалоговом окне Завершение работы с Windows.


• Приостановить работу компьютера. Перевод компьютера в "Спящий режим" - состояние, в котором компьютер при простое потребляет меньше электроэнергии, но остается доступным для немедленного применения. Обычно этот режим используется для экономии электроэнергии при длительном простое. В ждущем режиме данные из памяти компьютера не записываются на жесткий диск. При потере питания данные из памяти будут потеряны.


• Выключить компьютер. Эту опцию следует выбирать в том случае, ко­гда вы заканчиваете ежедневную работу на компьютере. После того как Windows отобразит сообщение о том, что вы можете выключить ваш компьютер, вы можете спокойно отключать машину.


• Перезагрузить компьютер. Эту опцию следует выбирать в том случае, когда нужно завершить работу и вновь перезагрузить компьютер в режиме Windows. Эта опция используется, например, в случае, ко­гда вы с помощью Панели управления изменили конфигурацию и хотите продолжить работу с новой конфигурацией.


Для завершения работы с Windows выполните следующие действия.

1. Щелкните на кнопке " Пуск" рабочего стола, затем в появившемся меню щелкните на стро­ке "Завершение работы".

2. После отображения диалогового окна "Завершение работы"

с Windows выберите одну из описанных выше опций. Для завершения работы на компьютере выберите опцию "Выключить компью­тер". Затем щелкните на кнопке "Да".

3. Не отключайте компьютер до тех пор, пока Windows не выведет на экран сообщение о том, что питание компьютера можно отключить.


ИНСТАЛЛЯЦИЯ ОС

Инсталляция - это процесс первоначальной установки операционной системы или приложения. Обычно операционная система поставляется в виде дистрибутива - компакт-диска со всеми необходимыми компонентами. Из этих компонентов можно сформировать любую конфигурацию ОС, в зависимости от характеристик компьютера и вида выполняемых работ. В состав дистрибутива входит инсталляционная программа, с помощью которой производится установка ОС. Процесс установки происходит почти автоматически. Программа запрашивает, какой вариант ОС необходимо установить - стандартный, полный, сокращенный или выборочный. И в зависимости от ответа пользователя, производит инсталляцию системы. Установка операционной системы - ответственная операция и производится, как правило, системным программистом.


ЛЕКЦИЯ 1.2

"ЭРГОНОМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ

ДИАЛОГА ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ С КОМПЬЮТЕРОМ"


Рассматриваемые вопросы:

ПАКЕТНЫЙ РЕЖИМ

ПОНЯТИЕ ДИАЛОГА

ТИПЫ ДИАЛОГА

УЧЕТ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА

ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС


ПАКЕТНЫЙ РЕЖИМ

Исследователями установлено, что в человеко-машинных системах в первую очередь важ­ны не потенциальные возможности аппаратно-программного компонента, а предоставляемые этими системами сервисные возмож­ности для обеспечения эффективной работы пользователей.

Взаимодействие человека с ЭВМ не сразу приняло диалоговые формы, наиболее распространенные в настоящее время. Исторически диалоговому режиму общения с вычислительной машиной предшествовали системы пакетного типа. Пакетный режим возник на ранних этапах развития ЭВМ, когда пользователи были отделены от машины.

Пакетный режим характеризуется тем, что пользователь заранее должен был подготовить задание для ЭВМ. В задании подробно, по пунктам, описать для каждого шага задания: какую программу надо выполнить, откуда ей взять исходные данные, куда переслать результаты, что делать в случае аварийного завершения всего задания или его шага. Все задания сдавались оператору ЭВМ. Он их складывал в одну стопку - пакет заданий, ставил на устройство ввода с перфокарт, нажимал кнопку "Ввод". Далее все операции выполнялись без участия оператора, под управлением операционной системы.

Пакетный режим ориентирован на максимальную эффективность использования ЭВМ. Пользователь же получал результаты расчетов только к концу дня, анализировал результаты, при необходимости вносил коррективы и на следующий день опять приносил задание на ВЦ. Процесс получения конечного результата носил циклический характер, с длительностью цикла порядка суток, и растягивался на недели и месяцы.

Только значительное удешевление вычислительных машин снизило актуальность максимальной загрузки ЭВМ и выдвинуло на первый план повышение эффективности работы пользователей, главным образом непрофессиональных.

Диалоговый режим предполагает непосредственный диалог пользователя с ЭВМ. В процессе обработки задачи пользователь имеет возможность непосредственно и оперативно контролировать работу программы, менять решения.


ПОНЯТИЕ ДИАЛОГА

Общению между людьми и между человеком и ЭВМ присущи как отличительные, так и общие черты. Выяснив, какие правила ведения диалога являются общими, а какие - разными, можно значительно быстрее освоить диалого­вую систему.

Под диалогом будем понимать непосредственный соизмеримый по скорости с процессом мышления, обмен сообщениями между двумя субъектами для достижения определенной цели, при котором в любой момент времени возможна смена ролей информатора и реципиента (приемника информации). Особенности ведения диалога между людьми в некото­рых случаях могут быть распространены на диалог в систе­ме "человек-ЭВМ".

Выделим следующие основные особенности ведения диалога:

1. У вступающих в общение есть определенная цель и, возможно, заранее определен "сценарий" диалога. В процессе общения обычно выясняются цели, мнения участников диалога по обсуждаемой проблеме, выявляется общность и отличие взглядов. Как правило, минимизируются отличия в подходах к рассматриваемой проблеме и даже в отношении к ней, в том числе и путем изменения "сценария" диалога.

2. Участники диалога адаптируются друг к другу. В процессе диалога или на отдельных его этапах каждый из собеседников выполняет определенную разговорную роль: один спрашивает, другой отвечает; один активно пытается склонить другого к своей точке зрения, второй отстаивает свое мнение и т.д.

3. Происходит распределение разговорных ролей, каж­дый из участников диалога выполняет определенные обя­зательства по отношению к теме общения. В процессе ведения диалога разговорные роли могут неоднократно перераспределяться. Они подчиняются нормам поведения и лингвистическим правилам, т.е. принимают определенные формы, которые, в известной степени, оказывают влияние на результат отдельных фрагментов или диалога в целом.

Диалог "человек- ЭВМ" представляет собой раз­новидность диалога, в котором первый субъект - человек, а второй - диалоговая система компьютера. Обмен интерактивными посланиями ведется по заранее определенному сценарию и языку общения.


ТИПЫ ДИАЛОГА

Для более быстрого освоения диалоговой системы пользователю необходимо знать основные типы диалога и формы его реализации на вычислительной машине. Наиболее известны в человеко-машинной среде следующие типы диалога:

• команда;
  
• меню;
  
• вопросы, требующие ответа ДА /НЕТ;
  
• шаблон;
  
• взаимодействие на естественном языке.
  

Команда - это инициированный пользователем тип диалога, при котором выполняется одна из допустимых на данном шаге диалога директив (команд) пользователя. Исторически этот диалог появился первым и использовался в ранних версиях операционных систем.

Пользователь должен был помнить набор допустимых команд. В случае задания недо­пустимой директивы выдается предупредительное сообщение об ошибке, и система остается в начале теку­щего шага диалога.


Меню - наиболее распространенный тип диалога. Диалог инициирует система. Шаг диалога начинается с выдачи системой входного сообщения - подмножества функций системы, реализа­ция которых возможна в текущем состоянии диалога. Такое входное сообщение будем называть меню. После выдачи пользователем выходного сооб­щения (подведением курсора в строку экрана с требуемой директивой) и обработки его системой шаг диалога завершается.

Число пунктов меню равно числу предлагаемых системой функций. В реальных приложениях число возможных команд доходит до сотни и более. Психологи утверждают, что человек в состоянии делать разумный выбор, когда число вариантов не превышает семи. Для того, чтобы выполнить это условие, команды объединяют в группы по 5-10 элементов. Тогда первый шаг диалога начинается с головного меню, предлагающего выбрать необходимую группу команд. На втором шаге диалога возможен выбор требуемой команды. Многошаговому диалогу соответствует многоуровневое меню.

Число дуг, исходящих из корня, равно числу предлагаемых системой функций.

Графически многошаговый диалог можно представить в виде дерева. Верхний узел (корень) дерева соответствует начальному сообщению системы - главному меню. Дуги, направленные вниз, - возможным выборам пользователя (выходные сообщения). Внутренние узлы дерева - подменю. Самые нижние узлы (листья) дерева - конечным операциям. Дуга вместе с вершиной, из которой она исходит, соответствует шагу диалога.


Движение вниз по дереву меню в направлении конечных команд называется погружением.

Для выполнения функции, соответствующей соседним листьям дерева, используется механизм "всплытия".

Его можно реализовать двумя способами:

• последовательным движением вверх по ветвям дерева диалога до узла, из которого ее можно вызвать, используя "погружение";
  

б) непосредственным переходом в корень дерева диалога с последующим погружением.

Графически второй способ соответствует наличию в каждом узле ориентированной к вершине дерева дуги. Одна из таких дуг изображена на рисунке штриховой линией.

Высота дерева диалога H зависит от общего числа команд приложения N и числа команд в каждом пункте меню - q. Если q считать одинаковым для всех узлов, то общее количество узлов в дереве U равно сумме узлов на каждом уровне:



Все внутренние узлы носят вспомогательный характер - содержат имена групп команд. Число листьев равно числу команд приложения и равно числу узлов на вершине дерева . Отсюда легко найти высоту дерева - H=log(N). Логарифм берется по основанию q.

В реальных меню число пунктов меню в разных узлах колеблется в пределах от 5 до 15.


Вопросы, требующие ответа ДА/НЕТ, являются частным случаем диалога типа "меню", когда в шаге диалоге в качестве альтернатив пользователя (q=2) предлагаются два ответе: ДА НЕТ.

В диалоговой системе возможны разные реализации ответа пользователя:

а) ответ дается с помощью первых букв слов; ДА и НЕТ;

б) в качестве ответа используются какие-нибудь символы, соответствующие словам ДА и НЕТ;

в) ответ набирается полностью (ДА и НЕТ);

г) одна из альтернатив (ДА и НЕТ) предлагается по умолчанию в комбинации с одной из трех описанных реализаций.

Графическая интерпретация рассматриваемого типа диалога изображена на рисунке. Это граф бинарного дерева, из каждого узла которого выходит вниз по две ветви. "Погружение" и "всплытие" в этом типе диалога аналогичны меню. В данном типе диалога для работы с прикладной системой приходится выполнять, как правило, больше шагов по сравнению с диалогом типа "меню". Основным до­стоинством вопросов, требующих ответа ДА/НЕТ, является простота выполнения каждого отдельного шага диалога.


Шаблон - это инициированный системой диалог, на каждом шаге которого система воспринимает только синтаксически ограниченное входное сообщение пользова­теля в соответствии с заданным форматом. Как и в меню, диалог начинает система. Возможные варианты ответа пользователя ограничиваются форматами, предъяв­ляемыми ему на экране монитора. Шаблон обычно используется для ввода данных, зна­чения которых или "прозрачны" (например, значение пола при заполнении анкеты или текущая дата), или являются профессиональными терминами, и поэтому они известны пользователю.

Графически диалог типа "шаблон" можно интерп­ретировать с помощью графа, приведенного на рисунке. Из каждой вершины графа выходит по две дуги. Дуга, направ­ляющаяся к следующему узлу, соответствует семантически правильному сообщению пользователя, а дуга, замыкающа­яся на одном узле, семантически неправильному сооб­щению пользователя. При неверном сообщении система выдаст предупреждение об ошибке и останется в начале те­кущего шага диалога.


Взаимодействие на естественном языке возникает по инициативе пользователя. Этот тип диалога налагает наименьшие ограничения на форму ведения общения со стороны пользователя, которому предоставляется возмож­ность свободно выбирать формулировку задачи, используя естественный язык. В связи с неоднозначностью естест­венных языков со стороны системы возможны вопросы, уточняющие формулировки пользователя и предметную область рассматриваемой проблемы. Взаимодействием на естественном языке будем называть тип диалога, инициированный пользователем и приводящий к решению поставленной им задачи, когда общение со стороны пользователя ведется на естественном языке.

Научные и технические трудности создания системы, взаимодействующей с пользователем на естественном языке, приводят к разработке проблемно-ориентированного (для общения в одной узкой проблемной области) языка. Поэтому пользователь должен быть готов к тому, что диалоговая система не распознает запрос с первого раза (если распознает его вообще). Развитие диалоговых систем в направлении повышения их интеллектуальности приводит к повышению их гибкости и адаптивности.

Использование в диалоговой системе нескольких типов диалога повышает гибкость системы и упрощает работу с ней. Работая с диалоговой системой, пользователь должен быть готов к тому, что ему придется встретиться с несколькими типами диалога, в том числе и с такими, которые не были описаны.


УЧЕТ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ФАКТОРА

Учет психофизиологических свойств человека, анализ старых систем интерфейса позволил сформулировать принципы, которым должны удовлетворять системы диалога. Рассмотрим кратко основные свойства характера человека и способы их учета в существующих системах диалога.

1. Человеку свойственно ошибаться.
   

Как показывает практика, пользователь, в зависимости от состояния делает на каждую тысячу слов от десяти до ста различного рода ошибок.

Приложение должно быть защищено от ошибочных действий, которые могут его разрушить или причинить обрабатываемым данным большой ущерб.

Пользователь должен иметь возможность отменить ошибочно выданную команду, результаты предыдущей команды.

Принимаемые меры:

• включение в меню функции отмены предыдущей команды. Все системы умеют откатываться назад на один или несколько шагов.
  
• исключение из меню функций, выполнение которых невозможно в текущий момент. Например, если пользователь не выбрал из списка файл, с которым он хочет работать, то пункты меню "переслать файл", "удалить файл" - недоступны.
  
• выдача предупреждающих сообщений о возможности разрушения или потери данных.
  
• из альтернативных вариантов, выполняемых по умолчанию, всегда выбирают безопасный вариант.
  

2. Человек нетерпелив.
   

Если через 5 - 10 секунд от системы диалога нет ответной реакции, пользователь всегда думает, что компьютер завис. Поэтому, чтобы "клиент" не нервничал, ему необходимо подать знак "Я работаю - жди".

Принимаемые меры:

• применение динамических картинок - мультиков. Например, при удалении файлов в диалоговом окне отображается процесс переноса файла с диска в корзину;
  
• использование шкалы индикации процесса, на которых видно, какая часть работы уже выполнена, а какая еще осталась.
  

3. Человек эмоционален.
   

У компьютера отсутствуют эмоции, поэтому многократные повторы и "непонятливость" поль­зователя, как правило, не отражаются на состоянии диалога с ЭВМ. Пользователя, освоившего и запомнившего основные команды, начинают раздражать многократные повторы путешествий по меню, операции "погружения" и "всплытия".

Форма диалога должна адаптироваться в процессе общения к опыту и квалификации пользователя.

Принимаемые меры:

• использование функциональных клавиш, позволяющих одним нажатием клавиши вызвать требуемую команду;
  
• применение "горячих" клавиш для быстрого перехода к пункту меню,
  
• возможность перекомпоновки инструментальных панелей.
  

4. Человек меняет привычки.
   

Вчера пользователь восхищался удобством работы с мышью. Но оказалось, что при наборе документов, чтобы не отрывать рук от клавиатуры, удобнее задавать команды с самой клавиатуры.

Принимаемые меры:

• дублирование возможностей управления - клавиатура и мышь, меню и функциональные клавиши;
  
• возможность перенастройки рабочего стола.
  

5. Человек консервативен, любит шаблоны.
   

Принимаемые меры:

- однотипность форм диалога, названий команд, приемов работы во всех приложениях.

6. Большинство пользователей профессионалы в своей области, а не профессионалы в области вычислительной техники.
   

Диалоговые системы должны быть в значительной степени ориентированы на потребности непрофессиональ­ных пользователей.

Принимаемые меры:

• создание систем, которые имитируют привычную рабочую обстановку пользователя: письменный стол, шкафы с папками и бумагами, корзина для мусора.
  
• общение с компьютером на языках, приближенных к естественному,
  

7. Человек нуждается в помощи.
   

В процессе работы может возникнуть ситуация, когда пользователю неясно, что от него требуется, каковы его дальнейшие действия. В диалоговых системах должны быть функции помощи, обратившись к которым пользователь может преодолеть свои затруднения.

Принимаемые меры:

• организация служба помощи Help;
  
• всплывающие подсказки, возникающие при наложении курсора мыши на объект и поясняющие его назначение;
  
• сообщения на панели статуса,
  
• пункты меню, содержащие названия дублирующих функциональных клавиш;
  
• индикация состояния переключателя с помощью специальных значков, типа "галочки".
  

8. Помощь должна быть конкретной.
   

На пользователя не надо обрушивать всю массу информации. В диалоговой системе должен реализовываться принцип контекстно-зависимых действий, то есть действий, зависящих от конкретной окружающей обстановки.

Принимаемые меры:

• применение контекстно-зависимой помощи;
  
• использование всплывающих подсказок;
  
• вывод на экран требуемых для данной операции инструментальных панелей.
  

9. Человек ленив.
   

Как правило, при выполнении типовых операций выбираются одни и те же пункты меню. Пользователю надоедают однообразные действия по выбору пунктов меню. В реальной жизни используется принцип "по умолчанию". Например, договариваются, что если никаких сигналов не поступало, то все хорошо. Правда, в особо ответственных случаях этот принцип не подходит. Ведь сигнал может не поступить из-за оборванной линии связи.

- выдавай значения по умолчанию, из многих действий одно выбирается главным по умолчанию.

Принимаемые меры:

• если пользователь просто нажимает клавишу Enter, то должна выполняться команда пункта меню, принятая в приложении "по умолчанию".
  

ГРАФИЧЕСКИЙ ИНТЕРФЕЙС

При организации системы диалога учитывают особенности восприятия информации человеком. Из имеющихся анализаторов - зрительного, слухового, осязательного, обоняния и т.д., в настоящее время используются только зрительный (контурное и цветовое зрение) и слуховой.


Реакция человека на внешние сигналы зависит от типа анализатора и формы подачи информации. Количественным показателем реакции является латентный период - отрезок времени от момента появления сигнала до начала ответного движения. Из таблицы, приведенной ниже, видно, что человек быстрее реагирует на звуковой сигнал, чем на какое-либо сообщение на экране монитора.

Зависимость от типа анализатора

Анализатор	Латентный период, сек
зрительный	0.15 - 0.22
слуховой	0.12 - 0.18

Сильно влияет на латентный период форма представления сообщения:

• семантическая (текст, речь);
  

• несемантическая (изображение, музыка).
  

Представленные ниже данные показывают, что человеку для принятия решения при отображении сообщения в словесной форме требуется в 7 раз больше времени, чем для принятия того же решения при получении информации в графической форме. Легче и быстрее распознаются зрительные образы, чем описанные словами.


Зависимость от формы предъявления объекта (яблока)

форма подачи	Период, сек	увеличение, %'
предмет в натуре	0.4	100
цветной рисунок	0.9	225
светотеневой рисунок	1.2	300
контурный рисунок	2.5	625
слово "яблоко"	2.8	700

Указанные выше соображения привели к созданию графического интерфейса. Реальные объекты - файлы, программы, диски представлены своими образами - значками (пиктограммами). Пользователь манипулирует значками - перетаскивает их в нужное место, двигает границы окон, изменяет их размеры, нажимает кнопки и т.д.

В совокупности с системой звуковых сигналов графический интерфейс значительно упрощает работу с компьютером.


ЛЕКЦИЯ 1.3