Способы реализации прикладных программных сред. Прикладное программное обеспечение Способы реализации прикладных программных средств

В то время как многие архитектурные особенности ОС непосредственно касаются только системных программистов, концепция множественных прикладных (операционных) средств непосредственно связана с нуждами конечных пользователей – возможностью операционной системы выполнять приложения, написанные для других операционных систем. Такое свойство операционной системы называется совместимостью.

Совместимость приложений может быть на двоичном уровне и на уровне исходных текстов . Приложения обычно хранятся в ОС в виде исполняемых файлов, содержащих двоичные образы кодов и данных. Двоичная совместимость достигается в том случае, если можно взять исполняемую программу и запустить ее на выполнение в среде другой ОС.

Совместимость на уровне исходных текстов требует наличие соответствующего компилятора в составе программного обеспечения компьютера, на котором предполагается выполнить данное приложение , а также совместимости на уровне библиотек и системных вызовов. При этом необходима перекомпиляция исходных текстов приложения в новый исполняемый модуль .

Совместимость на уровне исходных текстов важна в основном для разработчиков приложений, в распоряжении которых эти исходные тексты имеются. Но для конечных пользователей практическое значение имеет только двоичная совместимость, так как только в этом случае они могут использовать один и тот же продукт в различных операционных системах и на различных машинах.

Вид возможной совместимости зависит от многих факторов. Самый главный из них – архитектура процессора. Если процессор применяет тот же набор команд (возможно, с добавлениями, как в случае IBM PC : стандартный набор + мультимедиа + графика + потоковые) и тот же диапазон адресов, то двоичная совместимость может быть достигнута достаточно просто. Для этого необходимо соблюдение следующих условий:

• API, который использует приложение, должен поддерживаться данной ОС;
• внутренняя структура исполняемого файла приложения должна соответствовать структуре исполняемых файлов данной ОС.

Если процессоры имеют разную архитектуру, то, кроме перечисленных условий, необходимо организовать эмуляцию двоичного кода. Например, широко используется эмуляция команд процессора Intel на процессоре Motorola 680x0 компьютера Macintosh. Программный эмулятор в этом случае последовательно выбирает двоичную инструкцию процессора Intel и выполняет эквивалентную подпрограмму, написанную в инструкциях процессора Motorola. Так как у процессора Motorola нет в точности таких же регистров, флагов, внутреннего АЛУ и др., как в процессорах Intel, он должен также имитировать (эмулировать) все эти элементы с использованием своих регистров или памяти.

Это простая, но очень медленная работа, поскольку одна команда Intel выполняется значительно быстрее, чем эмулирующая ее последовательность команд процессора Motorola. Выходом в таких случаях является применение так называемых прикладных программных сред или операционных сред. Одной из составляющих такой среды является набор функций интерфейса прикладного программирования API , который ОС предоставляет своим приложениям. Для сокращения времени на выполнение чужих программ прикладные среды имитируют обращение к библиотечным функциям.

Эффективность этого подхода связана с тем, что большинство сегодняшних программ работает под управлением GUI (графических интерфейсов пользователя) типа Windows , MAC или UNIX Motif , при этом приложения тратят 60-80% времени на выполнение функций GUI и других библиотечных вызовов ОС. Именно это свойство приложений позволяет прикладным средам компенсировать большие затраты времени, потраченные на покомандное эмулирование программ. Тщательно спроектированная программная прикладная среда имеет в своем составе библиотеки, имитирующие библиотеки GUI , но написанные на "родном" коде. Таким образом, достигается существенное ускорение выполнения программ с API другой операционной системы. Иначе такой подход называют трансляцией – для того, чтобы отличить его от более медленного процесса эмулирования по одной команде за раз.

Например, для Windows -программы, работающей на Macintosh, при интерпретации команд процессора Intel производительность может быть очень низкой. Но когда производится вызов функции GUI , открытие окна и др., модуль ОС, реализующий прикладную среду Windows , может перехватить этот вызов и перенаправить его на перекомпилированную для процессора Motorola 680x0 подпрограмму открытия окна. В результате на таких участках кода скорость работы программы может достичь (а, возможно, и превзойти) скорость работы на своём родном процессоре.

Чтобы программа , написанная для одной ОС, могла быть выполнена в рамках другой ОС, недостаточно лишь обеспечивать совместимость API . Концепции, положенные в основу разных ОС, могут входить в противоречия друг с другом. Например, в одной ОС приложению может быть разрешено управлять устройствами ввода-вывода, в другой – эти действия являются прерогативой ОС.

Каждая ОС имеет свои собственные механизмы защиты ресурсов, свои алгоритмы обработки ошибок и исключительных ситуаций, особую структуру процессора и схему управления памятью, свою семантику доступа к файлам и графический пользовательский интерфейс . Для обеспечения совместимости необходимо организовать бесконфликтное сосуществование в рамках одной ОС нескольких способов управления ресурсами компьютера.

Существуют различные варианты построения множественных прикладных сред, отличающиеся как особенностями архитектурных решений, так и функциональными возможностями, обеспечивающими разную степень переносимости приложений. Один из наиболее очевидных вариантов реализации множественных прикладных сред основывается на стандартной многоуровневой структуре ОС.

Еще один способ построения множественных прикладных сред основан на микроядерном подходе. При этом очень важно отметить базовое, общее для всех прикладных сред отличие механизмов операционной системы от специфических для каждой из прикладных сред высокоуровневых функций, решающих стратегические задачи. В соответствии с микроядерной архитектурой все функции ОС реализуются микроядром и серверами пользовательского режима. Важно, что прикладная среда оформляется в виде отдельного сервера пользовательского режима и не включает базовых механизмов.

Приложения, используя API , обращаются с системными вызовами к соответствующей прикладной среде через микроядро. Прикладная среда обрабатывает запрос , выполняет его (возможно, обращаясь для этого за помощью к базовым функциям микроядра) и отсылает приложению результат. В ходе выполнения запроса прикладной среде приходится, в свою очередь , обращаться к базовым механизмам ОС, реализуемым микроядром и другими серверами ОС.

Такому подходу к конструированию множественных прикладных сред присущи все достоинства и недостатки микро ядерной архитектуры, в частности:

• очень просто можно добавлять и исключать прикладные среды, что является следствием хорошей расширяемости микро ядерных ОС;
• при отказе одной из прикладных сред остальные сохраняют работоспособность, что способствует надежности и стабильности системы в целом;
• низкая производительность микроядерных ОС сказывается на скорости работы прикладных средств, а значит, и на скорости работы приложений.

В итоге следует отметить, что создание в рамках одной ОС нескольких прикладных средств для выполнения приложений различных ОС представляет собой путь , который позволяет иметь единственную версию программы и переносить ее между различными операционными системами. Множественные прикладные среды обеспечивают совместимость на двоичном уровне данной ОС с приложениями, написанными для других ОС.

1.9. Виртуальные машины как современный подход к реализации множественных прикладных сред

Понятие " монитор виртуальных машин" (МВМ) возникло в конце 60-х годов как программный уровень абстракции , разделявший аппаратную платформу на несколько виртуальных машин. Каждая из этих виртуальных машин (ВМ) была настолько похожа на базовую физическую машину, что существующее программное обеспечение могло выполняться на ней в неизменном виде. В то время вычислительные задачи общего характера решались на дорогих мэйнфреймах (типа IBM /360), и пользователи высоко оценили способность МВМ распределять дефицитные ресурсы среди нескольких приложений.

В 80-90-е годы существенно снизилась стоимость компьютерного оборудования и появились эффективные многозадачные ОС , что уменьшило ценность МВМ в глазах пользователей. Мэйнфреймы уступили место мини-компьютерам, а затем ПК, и нужда в МВМ отпала. В результате из компьютерной архитектуры попросту исчезли аппаратные средства для их эффективной реализации. К концу 80-х в науке и на производстве МВМ воспринимались не иначе как исторический курьез .

Сегодня МВМ – снова в центре внимания. Корпорации Intel, AMD , Sun Microsystems и IBM создают стратегии виртуализации, в научных лабораториях и университетах для решения проблем мобильности, обеспечения безопасности и управляемости развиваются подходы, основанные на виртуальных машинах. Что же произошло между отставкой МВМ и их возрождением?

В 90-е годы исследователи из Стэндфордского университета начали изучать возможность применения ВМ для преодоления ограничений оборудования и операционных систем. Проблемы возникли у компьютеров с массовой параллельной обработкой (Massively Parallel Processing , MPP ), которые плохо поддавались программированию и не могли выполнять имеющиеся ОС. Исследователи обнаружили, что с помощью виртуальных машин можно сделать эту неудобную архитектуру достаточно похожей на существующие платформы, чтобы использовать преимущества готовых ОС. Из этого проекта вышли люди и идеи, ставшие золотым фондом компании VMware (www.vmware. com ), первого поставщика МВМ для компьютеров массового применения.

Как ни странно, развитие современных ОС и снижение стоимости оборудования привели к появлению проблем, которые исследователи надеялись решить с помощью МВМ. Дешевизна оборудования способствовала быстрому распространению компьютеров, но они часто бывали недогруженными, требовали дополнительных площадей и усилий по обслуживанию. А следствиями роста функциональных возможностей ОС стали их неустойчивость и уязвимость .

Чтобы уменьшить влияние системных аварий и защититься от взломов, системные администраторы вновь обратились к однозадачной вычислительной модели (с одним приложением на одной машине). Это привело к дополнительным расходам, вызванным повышенными требованиями к оборудованию. Перенос приложений с разных физических машин на ВМ и консолидация этих ВМ на немногих физических платформах позволили повысить эффективность использования оборудования, снизить затраты на управление и производственные площади. Таким образом, способность МВМ к мультиплексированию аппаратных средств – на этот раз во имя консолидации серверов и организации коммунальных вычислений – снова возродила их к жизни.

В настоящее время МВМ стал не столько средством организации многозадачности, каким он был когда-то задуман, сколько решением проблем обеспечения безопасности, мобильности и надежности. Во многих отношениях МВМ дает создателям операционных систем возможность развития функциональности, невозможной в нынешних сложных ОС. Такие функции, как миграция и защита, намного удобнее реализовать на уровне МВМ, поддерживающих обратную совместимость при развертывании инновационных решений в области операционных систем при сохранении предыдущих достижений.

Виртуализация – развивающаяся технология. В общих словах, виртуализация позволяет отделить ПО от нижележащей аппаратной инфраструктуры. Фактически она разрывает связь между определенным набором программ и конкретным компьютером. Монитор виртуальных машин отделяет программное обеспечение от оборудования и формирует промежуточный уровень между ПО , выполняемым виртуальными машинами, и аппаратными средствами. Этот уровень позволяет МВМ полностью контролировать использование аппаратных ресурсов гостевыми операционными системами (GuestOS) , которые выполняются на ВМ.

МВМ создает унифицированное представление базовых аппаратных средств, благодаря чему физические машины различных поставщиков с разными подсистемами ввода-вывода выглядят одинаково и ВМ выполняются на любом доступном оборудовании. Не заботясь об отдельных машинах с их тесными взаимосвязями между аппаратными средствами и программным обеспечением, администраторы могут рассматривать оборудование просто как пул ресурсов для оказания любых услуг по требованию.

Благодаря полной инкапсуляции состояния ПО на ВМ монитор МВМ может отобразить ВМ на любые доступные аппаратные ресурсы и даже перенести с одной физической машины на другую. Задача балансировки нагрузки в группе машин становится тривиальной, и появляются надежные способы борьбы с отказами оборудования и наращивания системы. Если нужно отключить отказавший компьютер или ввести в строй новый, МВМ способен соответствующим образом перераспределить виртуальные машины. Виртуальную машину легко тиражировать, что позволяет администраторам по мере необходимости оперативно предоставлять новые услуги.

Инкапсуляция также означает, что администратор может в любой момент приостановить или возобновить работу ВМ, а также сохранить текущее состояние виртуальной машины либо вернуть ее к предыдущему состоянию. Располагая возможностью универсальной отмены, удается легко справиться с авариями и ошибками конфигурации. Инкапсуляция является основой обобщенной модели мобильности, поскольку приостановленную ВМ можно копировать по сети, сохранять и транспортировать на сменных носителях.

МВМ играет роль посредника во всех взаимодействиях между ВМ и базовым оборудованием, поддерживая выполнение множества виртуальных машин на единой аппаратной платформе и обеспечивая их надежную изоляцию. МВМ позволяет собрать группу ВМ с низкими потребностями в ресурсах на отдельном компьютере, снизив затраты на аппаратные средства и потребность в производственных площадях.

Полная изоляция также важна для надежности и обеспечения безопасности. Приложения, которые раньше выполнялись на одной машине, теперь можно распределить по разным ВМ. Если одно из них в результате ошибки вызовет аварию ОС, другие приложения будут от нее изолированы и продолжат работу. Если же одному из приложений угрожает внешнее нападение, атака будет локализована в пределах "скомпрометированной" ВМ. Таким образом, МВМ – это инструмент реструктуризации системы для повышения ее устойчивости и безопасности, не требующий дополнительных площадей и усилий по администрированию, которые необходимы при выполнении приложений на отдельных физических машинах.

МВМ должен связать аппаратный интерфейс с ВМ, сохранив полный контроль над базовой машиной и процедурами взаимодействия с ее аппаратными средствами. Для достижения этой цели существуют разные методы, основанные на определенных технических компромиссах. При поиске таких компромиссов принимаются во внимание основные требования к МВМ: совместимость, производительность и простота. Совместимость важна потому, что главное достоинство МВМ – способность выполнять унаследованные приложения. Производительность определяет величину накладных расходов на виртуализацию – программы на ВМ должны выполняться с той же скоростью, что и на реальной машине. Простота необходима, поскольку отказ МВМ приведет к отказу всех ВМ, выполняющихся на компьютере. В частности, для надежной изоляции требуется, чтобы МВМ был свободен от ошибок, которые злоумышленники могут использовать для разрушения системы.

Вместо того чтобы заниматься сложной переработкой кода гостевой операционной системы, можно внести некоторые изменения в основную операционную систему, изменив некоторые наиболее "мешающие" части ядра. Подобный подход называется паравиртуализацией . Ясно, что в этом случае адаптировать ядро ОС может только автор , и, например, Microsoft не проявляет желания адаптировать популярное ядро Windows 2000 к реалиям конкретных виртуальных машин.

При паравиртуализации разработчик МВМ переопределяет интерфейс виртуальной машины, заменяя непригодное для виртуализации подмножество исходной системы команд более удобными и эффективными эквивалентами. Заметим, что хотя ОС нужно портировать для выполнения на таких ВМ, большинство обычных приложений могут выполняться в неизменном виде.

Самый большой недостаток паравиртуализации – несовместимость. Любая операционная система , предназначенная для выполнения под управлением паравиртуализованного монитора МВМ, должна быть портирована в эту архитектуру, для чего нужно договариваться о сотрудничестве с поставщиками ОС. Кроме того, нельзя использовать унаследованные операционные системы, а существующие машины не удается легко заменить виртуальными.

Чтобы добиться высокой производительности и совместимости при виртуализации архитектуры x86 , компания VMware разработала новый метод виртуализации, который объединяет традиционное прямое выполнение с быстрой трансляцией двоичного кода "на лету". В большинстве современных ОС режимы работы процессора при выполнении обычных прикладных программ легко поддаются виртуализации, а следовательно, их можно виртуализировать посредством прямого выполнения. Непригодные для виртуализации привилегированные режимы может выполнять транслятор двоичного кода, исправляя "неудобные" команды x86 . В результате получается высокопроизводительная виртуальная машина , которая полностью соответствует оборудованию и поддерживает полную совместимость ПО .

Преобразованный код очень похож на результаты паравиртуализации. Обычные команды выполняются в неизменном виде, а команды, нуждающиеся в специальной обработке (такие как POPF и команды чтения регистров сегмента кода), транслятор заменяет последовательностями команд, которые подобны требующимся для выполнения на паравиртуализованной виртуальной машине. Однако есть важное различие: вместо того, чтобы изменять исходный код операционной системы или приложений, транслятор двоичного кода изменяет код при его выполнении в первый раз.

Хотя трансляция двоичного кода требует некоторых дополнительных расходов, при нормальных рабочих нагрузках они незначительны. Транслятор обрабатывает лишь часть кода, и скорость выполнения программ становится сопоставимой со скоростью прямого выполнения – как только заполнится кэш-

Выходом в таких случаях является использование так называемых прикладных программных сред. Одной из составляющих, формирующих прикладную программную среду, является набор функций интерфейса прикладного программирования API, которые операционная система предоставляет своим приложениям. Для сокращения времени на выполнение чужих программ прикладные среды имитируют обращения к библиотечным функциям.

Эффективность этого подхода связана с тем, что большинство сегодняшних программ работают под управлением GUI (Graphic User Interface графических интерфейсов пользователя) типа Windows, Mac или UNIX Motif, при этом приложения тратят большую часть времени, производя некоторые хорошо предсказуемые действия. Они непрерывно выполняют вызовы библиотек GUI для манипулирования окнами и для других связанных с GUI действий. Сегодня в типичных программах 6080 % времени тратится на выполнение функций GUI и других библиотечных вызовов ОС. Именно это свойство приложений позволяет прикладным средам компенсировать большие затраты времени, потраченные на покомандное эмулирование программы. Тщательно спроектированная программная прикладная среда имеет в своем составе библиотеки, имитирующие внутренние библиотеки GUI, но написанные на «родном» коде, и этим достигается существенное ускорение выполнения программ с API другой операционной системы. Иногда такой подход называют трансляцией для того, чтобы отличать его от более медленного процесса эмулирования кода по одной команде за раз.

Например, для Windows-программы, работающей на Macintosh, при интерпретации команд процессора Intel 80x86 производительность может быть очень низкой. Но когда производится вызов функции GUI открытия окна, модуль ОС, реализующий прикладную среду Windows, может перехватить этот вызов и перенаправить его на перекомпилированную для процессора Motorola 680x0 подпрограмму открытия окна. В результате на таких участках кода скорость работы программы может достичь (а возможно, и превзойти) скорость работы на своем «родном» процессоре.

Чтобы программа, написанная для одной ОС, могла быть выполнена в рамках другой ОС, недостаточно лишь обеспечить совместимость API. Концепции, положенные в основу разных ОС, могут входить в противоречие друг с другом. Например, в одной операционной системе приложению может быть разрешено непосредственно управлять устройствами ввода-вывода, в другой  эти действия являются прерогативой ОС. Каждая операционная система имеет свои собственные механизмы защиты ресурсов, свои алгоритмы обработки ошибок и исключительных ситуаций, особую структуру процесса и схему управления памятью, свою семантику доступа к файлам и графический пользовательский интерфейс. Для обеспечения совместимости необходимо организовать бесконфликтное сосуществование в рамках одной ОС нескольких способов управления ресурсами компьютера.

3. 7. 3. Способы реализации прикладных программных сред

Создание полноценной прикладной среды, полностью совместимой со средой другой операционной системы, является достаточно сложной задачей, тесно свя­занной со структурой операционной системы. Существуют различные варианты построения множественных прикладных сред, отличающиеся как особенностями архитектурных решений, так и функциональными возможностями, обеспечиваю­щими различную степень переносимости приложений.

Во многих версиях ОС UNIX транслятор прикладных сред реализуется в виде обычного приложения. В операционных системах, построенных с использовани­ем микроядерной концепции, таких, как, например, Windows NT, прикладные среды выполняются в виде серверов пользовательского режима. А в OS/2 с ее более простой архитектурой средства организации прикладных сред встроены глубоко в операционную систему.

Один из наиболее очевидных вариантов реализации множественных приклад­ных сред основывается на стандартной многоуровневой структуре ОС. На рис. 3. 8 операционная система OS1 поддерживает кроме своих «родных» приложений приложения операционной системы OS2. Для этого в ее составе имеется специальное приложение – прикладная программная среда, которая транс­лирует интерфейс «чужой» операционной системы –API OS2 в ин­терфейс своей «родной» операционной системы – API OS1.

Рис. 3. 8. Прикладная программная среда, транслирующая системные вызовы

В другом варианте реализации множественных прикладных сред операционная система имеет несколько равноправных прикладных програм-мных интерфейсов. В приведенном на рис. 3. 9примере операционная си-стема поддерживает прило­жения, написанные для OS1, OS2 и OS3. Для этого непосредственно в простран­стве ядра системы размещены прикладные программные интерфейсы всех этих ОС: API OS1, API OS2 и API OS3.

Рис. 3. 9. Реализация совместимости на основе нескольких равноправных API

В этом варианте функции уровня API обращаются к функциям нижележащего уровня ОС, которые должны поддерживать все три в общем случае несовмести­мые прикладные среды. В разных ОС по-разному осуществляется управление системным временем, используется разный формат времени дня, на основании собственных алгоритмов разделяется процессорное время и т. д. Функции каж­дого API реализуются ядром с учетом специфики соответствующей ОС, даже если они имеют аналогичное назначение.

Еще один способ построения множественных прикладных сред основан на мик­роядерном подходе. При этом очень важно отделить базовые, общие для всех прикладных сред, механизмы операционной системы от специфических для каж­дой из прикладных сред высокоуровневых функций, решающих стратегические задачи.

В соответствии с микроядерной архитектурой все функции ОС реализуются мик­роядром и серверами пользовательского режима. Важно, что каждая прикладная среда оформляется в виде отдельного сервера пользовательского режима и не включает базовых механизмов (рис. 3. 10). Приложения, используя API, обра­щаются с системными вызовами к соответствующей прикладной среде через микроядро. Прикладная среда обрабатывает запрос, выполняет его (возможно, обращаясь для этого за помощью к базовым функциям микроядра) и отсылает приложению результат. В ходе выполнения запроса прикладной среде приходит­ся, в свою очередь, обращаться к базовым механизмам ОС, реализуемым микро­ядром и другими серверами ОС.

Рис. 3. 10. Микроядерный подход к реализации множественных прикладных сред

Такому подходу к конструированию множественных прикладных сред присущи все достоинства и недостатки микроядерной архитектуры, в частности:

очень просто можно добавлять и исключать прикладные среды, что является следствием хорошей расширяемости микроядерных ОС;

надежность и стабильность выражаются в том, что при отказе одной из при­кладных сред все остальные сохраняют работоспособность;

низкая производительность микроядерных ОС сказывается на скорости рабо­ты прикладных сред, а значит, и на скорости выполнения приложений.

Создание в рамках одной операционной системы нескольких прикладных сред для выполнения приложений различных ОС представляет собой путь, который позволяет иметь единственную версию программы и переносить ее между опера­ционными системами. Множественные прикладные среды обеспечивают совмес­тимость на двоичном уровне данной ОС с приложениями, написанными для других ОС. В результате пользователи получают большую свободу выбора опе­рационных систем и более легкий доступ к качественному программному обес­печению.

Вопросы для самопроверки

Что понимают под архитектурой ОС?

Какие три основных слоя принято выделять в структуре вычислительной системы?

Какая роль возложена ОС на интерфейс системных вызовов?

Какие условия при проектировании ОС должны быть соблюдены с тем, чтобы ОС была легко переносимой?

В чем отличие микроядерной архитектуры от традиционной архитектуры ОС?

Почему микроядро хорошо подходит для поддержки распределенных вычислений?

Что подразумевается под концепцией множественных прикладных сред?

В чем суть метода трансляции библиотек?

Создание полноценной прикладной среды, полностью совместимой со средой другой ОС, является достаточно сложной задачей, тесно связанной со структурой ОС. Существуют различные варианты построения множественных прикладных сред, отличающиеся как особенностями архитектурных решений, так и функциональными возможностями, обеспечивающими различную степень переносимости приложений .

Во многих версиях ОС UNIX транслятор прикладных сред реализуется в виде обычного приложения. В ОС, построенных с использованием микроядерной концепции, таких как, например, Windows NT или Workplace OS, прикладные среды выполняются в виде серверов пользовательского режима. А в OS/2 с ее более простой архитектурой средства организации прикладных сред встроены глубоко в ОС. Один из наиболее очевидных вариантов реализации множественных прикладных сред основывается на стандартной многоуровневой структуре ОС .

Рис. 3.13. Прикладные программные среды, транслирующие системные вызовы

К сожалению, поведение почти всех функций, составляющих API одной ОС, как правило, существенно отличается от поведения соответствующих функций другой.

В другом варианте реализации множественных прикладных сред ОС имеет несколько равноправных прикладных программных интерфейсов . В приведенном на рис. 3.14 примере ОС поддерживает приложения, написанные для OS1, OS2 и OS3. Для этого непосредственно в пространстве ядра системы размещены прикладные программные интерфейсы всех этих ОС: API OS1, API OS2 и API OS3. В этом варианте функции уровня API обращаются к функциям нижележащего уровня ОС, которые должны поддерживать все три в общем случае несовместимые прикладные среды.

В разных ОС по-разному осуществляется управление системным временем, используется разный формат времени дня, на основании собственных алгоритмов разделяется процессорное время и т. д. Функции каждого API реализуются ядром с учетом специфики соответствующей ОС, даже если они имеют аналогичное назначение. Например, как уже было сказано, функция создания процесса работает по-разному для приложения UNIX и приложения OS/2. Аналогично при завершении процесса ядру также необходимо определять, к какой ОС относится данный процесс. Если этот процесс был создан по запросу UNIX-приложения, то в ходе его завершения ядро должно послать родительскому процессу сигнал, как это делается в ОС UNIX. А по завершении процесса OS/2, ядро должно отметить, что идентификатор процесса не может быть повторно использован другим процессом OS/2. Для того чтобы ядро могло выбрать нужный вариант реализации системного вызова, каждый процесс должен передавать в ядро набор идентифицирующих характеристик.

Рис. 3.14.Реализация совместимости на основе нескольких равноправных API

Еще один способ построения множественных прикладных сред основан на микроядерном подходе . При этом очень важно отделить базовые, общие для всех прикладных сред, механизмы ОС от специфических для каждой из прикладных сред высокоуровневых функций, решающих стратегические задачи.

В соответствии с микроядерной архитектурой все функции ОС реализуются микроядром и серверами пользовательского режима . Важно, что каждая прикладная среда оформляется в виде отдельного сервера пользовательского режима и не включает базовых механизмов (рис. 3.15). Приложения, используя API, обращаются с системными вызовами к соответствующей прикладной среде через микроядро. Прикладная среда обрабатывает запрос, выполняет его (возможно, обращаясь для этого за помощью к базовым функциям микроядра) и отсылает приложению результат. В ходе выполнения запроса прикладной среде приходится, в свою очередь, обращаться к базовым механизмам ОС, реализуемым микроядром и другими серверами ОС.

Такому подходу к конструированию множественных прикладных сред присущи все достоинства и недостатки микроядерной архитектуры, в частности:

§ очень просто можно добавлять и исключать прикладные среды, что является следствием хорошей расширяемости микроядерных ОС;

§ надежность и стабильность выражаются в том, что при отказе одной из прикладных сред все остальные сохраняют работоспособность;

§ низкая производительность микроядерных ОС сказывается на скорости работы прикладных сред, а значит, и на скорости выполнения приложений.

Рис. 3.15. Микроядерный подход к реализации множественных прикладных сред

Создание в рамках одной ОС нескольких прикладных сред для выполнения приложений различных ОС представляет собой путь, который позволяет иметь единственную версию программы и переносить ее между операционными системами. Множественные прикладные среды обеспечивают совместимость на двоичном уровне данной ОС с приложениями, написанными для других ОС. В результате пользователи получают большую свободу выбора ОС и более легкий доступ к качественному программному обеспечению.

Выводы:

§ Простейшая структуризация ОС состоит в разделении всех компонентов ОС на модули, выполняющие основные функции ОС (ядро), и модули, выполняющие вспомогательные функции ОС. Вспомогательные модули ОС оформляются либо в виде приложений (утилиты и системные обрабатывающие программы), либо в виде библиотек процедур. Вспомогательные модули загружаются в оперативную память только на время выполнения своих функций, то есть являются транзитными. Модули ядра постоянно находятся в оперативной памяти, то есть являются резидентными.

§ При наличии аппаратной поддержки режимов с разными уровнями полномочий устойчивость ОС может быть повышена путем выполнения функций ядра в привилегированном режиме, а вспомогательных модулей ОС и приложений - в пользовательском. Это дает возможность защитить коды и данные ОС и приложений от несанкционированного доступа. ОС может выступать в роли арбитра в спорах приложений за ресурсы.

§ Ядро, являясь структурным элементом ОС, в свою очередь, может быть логически разложено на следующие слои (начиная с самого нижнего):

§ машинно-зависимые компоненты ОС;

§ базовые механизмы ядра;

§ менеджеры ресурсов;

§ интерфейс системных вызовов.

§ В многослойной системе каждый слой обслуживает вышележащий слой, выполняя для него некоторый набор функций, которые образуют межслойный интерфейс. На основе функций нижележащего слоя следующий вверх по иерархии слой строит свои функции - более сложные и более мощные, которые, в свою очередь, оказываются примитивами для создания еще более мощных функций вышележащего слоя. Многослойная организация ОС существенно упрощает разработку и модернизацию системы.

§ Любая ОС для решения своих задач взаимодействует с аппаратными средствами компьютера, а именно: средствами поддержки привилегированного режима и трансляции адресов, средствами переключения процессов и защиты областей памяти, системой прерываний и системным таймером. Это делает ОС машинно-зависимой, привязанной к определенной аппаратной платформе.

§ Переносимость ОС может быть достигнута при соблюдении следующих правил. Во-первых, большая часть кода должна быть написана на языке, трансляторы которого имеются на всех компьютерах, куда предполагается переносить систему. Во-вторых, объем машинно-зависимых частей кода, которые непосредственно взаимодействуют с аппаратными средствами, должен быть по возможности минимизирован. В-третьих, аппаратно-зависимый код должен быть надежно локализован в нескольких модулях.

§ Микроядерная архитектура является альтернативой классическому способу построения ОС, в соответствии с которым все основные функции ОС, составляющие многослойное ядро, выполняются в привилегированном режиме. В микроядерных ОС в привилегированном режиме остается работать только очень небольшая часть ОС, называемая микроядром. Все остальные высокоуровневые функции ядра оформляются в виде приложений, работающих в пользовательском режиме.

§ Микроядерные ОС удовлетворяют большинству требований, предъявляемых к современным ОС, обладая переносимостью, расширяемостью, надежностью и создавая хорошие предпосылки для поддержки распределенных приложений. За эти достоинства приходится платить снижением производительности, что является основным недостатком микроядерной архитектуры.

§ Прикладная программная среда - совокупность средств ОС, предназначенная для организации выполнения приложений, использующих определенную систему машинных команд, определенный тип API и определенный формат исполняемой программы. Каждая ОС создает как минимум одну прикладную программную среду. Проблема состоит в обеспечении совместимости нескольких программных сред в рамках одной ОС. При построении множественных прикладных сред используются различные архитектурные решения, концепции эмуляции двоичного кода, трансляции API.

Задачи и упражнения

1. Какие из приведенных ниже терминов являются синонимами?

§ привилегированный режим;

§ защищенный режим;

§ режим супервизора;

§ пользовательский режим;

§ реальный режим;

§ режим ядра.

2. Можно ли, анализируя двоичный код программы, сделать вывод о невозможности ее выполнения в пользовательском режиме?

3. В чем состоят отличия в работе процессора в привилегированном и пользовательском режимах?

4. В идеале микроядерная архитектура ОС требует размещения в микроядре только тех компонентов ОС, которые не могут выполняться в пользовательском режиме. Что заставляет разработчиков операционных систем отходить от этого принципа и расширять ядро за счет перенесения в него функций, которые могли бы быть реализованы в виде процессов-серверов?

5. Какие этапы включает разработка варианта мобильной ОС для новой аппаратной платформы?

6. Опишите порядок взаимодействия приложений с ОС, имеющей микроядерную архитектуру.

7. Какими этапами отличается выполнение системного вызова в микроядерной ОС и ОС с монолитным ядром?

8. Может ли программа, эмулируемая на «чужом» процессоре, выполняться быстрее, чем на «родном»?

Изучив эту тему, вы узнаете:

Что такое прикладная среда;
- какова структура типового интерфейса прикладной среды;
- что такое редактирование и форматирование;
- какие возможны типовые действия над объектами прикладной среды;
- что входит в состав типового меню прикладной среды.

Роль и назначение прикладной среды

В реальной жизни каждый объект существует в собственной среде: рыбы - в реке, цветы - в поле и на клумбах, кораллы - в морях и т. д.

Помимо естественных сред обитания, люди научились формировать и искусственные. Примером такой искусственной среды может служить город. Эта среда сформирована человеком как из естественных, так и из созданных им объектов. К естественным объектам можно отнести: горожан, животных, растения, а к искусственным - здания, сооружения, машины, механизмы и т. п. Как в естественной, так и в искусственной среде действуют определенные законы существования объектов и их взаимодействия.

С появлением компьютеров началось формирование еще одной искусственной среды - программной. В ней появляются свои объекты и действуют собственные законы, которые определяются конкретной программой или комплексом программ. Эти программы образуют среду определенного типа, где создаются разные компьютерные объекты: текстовые документы, рисунки, таблицы, чертежи и пр.

В предыдущем разделе вы познакомились с системной средой. Вы знаете, что она необходима для функционирования компьютера. Без нее компьютер остается грудой бесполезных блоков.

Если сравнить компьютер с железнодорожным составом, то системная среда по своему назначению напоминает локомотив. Локомотив обеспечивает движение всего состава. Без него вагоны не могут двигаться. Один локомотив также бесполезен для человека, как и компьютер, оснащенный только системной средой. В самом деле, зачем гонять локомотив от станции к станции, если он ничего не перевозит? Чтобы локомотив приносил пользу, к нему прицепляют вагоны для перемещения грузов или людей: пассажирские, товарные, платформы, цистерны и т. д.

Так и в случае с программным обеспечением компьютера. Помимо системной среды необходимы еще программы, позволяющие пользователю без привлечения языков программирования обрабатывать различную информацию и создавать разнообразные документы. Такие программы называют прикладными, или приложениями, а создаваемую ими среду - прикладной. Многообразие приложений объясняется разнородностью задач, встающих перед пользователем. Это графические редакторы, текстовые и табличные процессоры, системы управления базой данных, программы связи, звуковые проигрыватели и т. д.

Представьте себе, что ваш класс отправился на экскурсию в ботанический сад. На следующий день преподаватели попросили вас рассказать об экскурсии. Учитель рисования сказал, чтобы вы изобразили наиболее понравившееся вам растение. Учитель литературы предложил написать рассказ о посещении ботанического сада. Учительница биологии задала на дом составить классификационную таблицу увиденных растений. В каждом случае необходимо изложить одну и ту же информацию, но представить ее в виде различных документов: рисунка, текста, таблицы. Для создания такого рода документов требуются соответствующие приложения.

В современном компьютере для решения одной задачи может использоваться не одна программа, а сразу несколько. Такой комплекс прикладных программ, объединенных для решения одной пользовательской задачи, называют приложением, или прикладной средой. При этом некоторые программы могут включаться в состав сразу нескольких прикладных сред. Например, программа проверки орфографии. Ее используют и текстовый, и табличный процессоры, и система управления базой данных.

Представьте себе реку, протекающую по бескрайним просторам. Она берет свое начало где-то в горах. На своем пути она бежит мимо леса. Далее ее русло пересекает город. Затем через поля она прокладывает свой путь к морю. На каждом участке река вносит свой вклад в формирование различных сред: горного массива, леса, города. Точно так же различные прикладные программы формируют прикладную среду.

Прикладная среда - компьютерная среда, формируемая прикладными программами.

Каждая прикладная среда предназначена для обработки информации, представленной в той или иной форме.

Программистами создано множество прикладных сред для обработки самой различной информации, начиная от простых текстовых редакторов и заканчивая сложнейшими программами проектирования огромных машин.

Пользователь персонального компьютера, кроме системной среды, должен знать наиболее часто используемые прикладные среды: графический редактор, текстовый и табличный процессоры, систему управления базой данных. Эти четыре среды позволяют создавать документы наиболее распространенных типов: рисунок, текст, таблицу, базу данных.

Какой документ вы создадите для представления информации, зависит от того, что вы хотите донести до получателя этого документа. Одна и та же информация, обработанная при помощи различных сред, будет выглядеть в конечном документе по-разному.

Проведем аналогию со знакомой всем ситуацией. Осенней порой открывается сезон сбора грибов. Все отправляются в лес с корзинами. Насобирав самых разных грибов - белых, груздей, опят, - люди возвращаются домой. Теперь им нужно решить важную кулинарную задачу - переработать эти грибы. Из всего многообразия кулинарных возможностей выберем три. И вот грибы уже рассортированы: отдельно для сушки, отдельно для супа, отдельно для засолки. Работа по всем выбранным направлениям начинается одновременно. В ход идет вся кухонная утварь. На плите нет свободного места: на одной конфорке варятся грибы для засолки, на другой - суп, а в духовке сушатся белые. 

В результате из одного и того же исходного материала - грибов - получилось три различных блюда: суп в кастрюле, соленые грибы в кадке и связка сушеных грибов. А все дело в том, что в каждом случае применялась своя технология. И хотя для приготовления грибов во всех трех случаях использовалась одна и та же посуда и плита, конечные продукты переработки разительно отличаются друг от друга.

То же самое происходит и при обработке информации. Различные среды нам необходимы для того, чтобы имеющиеся в нашем распоряжении данные можно было «приготовить» надлежащим образом.

Представьте себе, что в памяти компьютера нужно сохранить информацию о проведенной лабораторной работе по физике. Какую среду выбрать? Нам понадобится (рисунок 15.1) текстовый процессор для описания хода опыта, графический редактор для создания схемы подключения приборов, табличный процессор для проведения расчетов.

Рис. 15.1. Пример обработки информации в прикладных средах

Именно многообразие прикладных сред обеспечивает универсальность компьютера как средства обработки различной по форме представления информации. Каждая из прикладных сред может работать только в соответствующей системной среде. С широким распространением Windows появились и прикладные среды для нее. Это не означает, что применявшиеся ранее в операционной системе MS-DOS прикладные среды теперь недоступны пользователю. Они также могут запускаться в Windows, но только «родные» приложения системной среды могут эффективно использовать все ее достоинства. В дальнейшем мы будем говорить только о приложениях Windows.

Особенности прикладных сред Windows

Наглядность

Важным достоинством прикладных сред Windows является наглядность.

Во-первых , все инструменты среды, имеющиеся в распоряжении пользователя, могут быть представлены графически с помощью командных кнопок. Под инструментами понимаются команды основного меню, позволяющие пользователю производить действия над объектами прикладной среды. Как на дорожных знаках нанесены изображения, позволяющие водителю автомобиля правильно оценить ситуацию на дороге, так же и пользователь компьютера может ориентироваться по изображениям инструментов, имеющимся на командных кнопках. Например, кнопка инструмента вырезания выделенного фрагмента и помещения его в буфер обмена помечена значком с изображением ножниц.

Во-вторых , документы, создаваемые в приложениях, отображаются на экране точно так же, как они будут выглядеть на бумаге после печати. Это особенно важно, когда заранее известно, какого формата должен быть конечный документ. 

Многозадачность

Еще одной отличительной особенностью приложений Windows является работа в многозадачном режиме. На вашем рабочем столе могут быть одновременно открыты сразу несколько документов, созданных в различных приложениях. Вы можете одновременно редактировать рисунок, писать письмо и производить расчеты.

Следует, однако, уточнить понятие одновременности. Все вышеперечисленные задачи могут быть запущены на выполнение. После запуска все они будут размещаться в оперативной памяти компьютера одновременно. Но человек не может одновременно сфокусировать один и тот же орган восприятия информации на двух разных задачах. Нельзя, например, читать текст и рисовать одновременно. Глаза человека не приспособлены для этого. Вы не можете разными глазами рассматривать разные изображения, как это делают, скажем, хамелеоны.

Соответственно, в таких случаях и с документами в различных средах человек работает последовательно. К примеру, сначала рисует, а потом пишет. Однако если информация в каждой из задач направлена на восприятие разными органами чувств, то такие задачи действительно могут выполняться одновременно. Например, если запустить программу проигрывания лазерного диска и текстовый процессор, то можно одновременно слушать музыку и набирать текст, задействовав соответственно слух и зрение.

Организация обмена данными

Другой важной особенностью прикладных сред Windows является возможность обмена данными между приложениями. Системная среда предоставляет два различных способа для обмена данными между приложениями: через буфер обмена и по технологии OLE (см. п. 14.7). 

Обмен через буфер позволяет либо переместить объект документа, либо поместить на новое место или в новый документ копию объекта. Используя метод обмена через буфер, можно передавать объекты и их копии из одного документа в другой, не сохраняя связи с приложением, в котором этот объект создавался.

Обмен через буфер производится в два этапа.

На первом этапе в буфер помещается либо сам объект (рисунок 15.2), либо его копия (рисунок 15.3). На втором этапе содержимое буфера вставляется в выбранный документ (рисунок 15.4).

Рис. 15.2. Вырезание объекта в буфер

Рис. 15.3. Копирование объекта в буфер

Проведем аналогию. С наступлением весны поля и луга покрываются, как ковром, яркими цветами. Любуясь ими во время прогулки, часто возникает желание продлить радость от созерцания красивого цветка. Можно переместить объект - сорвать цветок и унести его домой, впоследствии засушив его для гербария. Если же под рукой есть фотоаппарат, то можно создать копию объекта, сфотографировав цветок. Тогда сам цветок останется на месте, а его копию в виде фотографического изображения вы унесете с собой.

Рис. 15.4. Вставка объекта из буфера

Есть еще один вариант. Можно выкопать цветок вместе с частью среды, в которой он вырос, и пересадить его поближе к дому. Тогда цветок будет расти и изменяться у вас на глазах, и вы сможете из окна наблюдать за ним.

Подобно варианту пересаженного цветка программная среда Windows предоставляет вам технологию OLE (см. тему 14). Она поддерживает постоянный контакт между прикладной средой, в документ которой объект внедряется, и прикладной средой, в которой этот объект был создан. Применение технологии OLE эффективно в тех случаях, когда один и тот же объект используется в разных документах.

Например, средствами графического редактора вы подготовили эмблему вашего класса. Затем, создавая различные документы (табель успеваемости ученика, классный журнал, газету), вы использовали эту эмблему. Но спустя некоторое время в эмблему были внесены изменения. В случае если вы помещали эмблему в свои документы через буфер обмена, вам придется вставлять ее в каждый документ заново. Если же вы внедряли ее по технологии OLE, то обновление эмблемы во всех связанных документах будет произведено автоматически после редактирования исходного рисунка.

Создание составных документов

Организация обмена данными между прикладными средами обеспечивает их интеграцию . Под интеграцией прикладных сред понимается такое их объединение, когда становится возможным совместное использование объектов каждой из этих сред.

Рис. 15.5. Интеграция объектов
различных сред в составном документе

Представьте себе, что вы готовите доклад по биологии о растениях, произрастающих в вашем крае. Основой вашего отчета, очевидно, станет текстовый документ. Если в вашем распоряжении имеется база данных по растениям, то в ней можно найти все растения вашего региона. Результат поиска (выборку) можно поместить в текстовый документ. Туда же можно поместить и рисунки некоторых растений, выполненные в графическом редакторе. В результате у вас получится текстовый документ (рисунок 15.5), в котором помимо собственных объектов присутствуют выборка из базы данных и рисунки. Такой документ называют составным (интегрированным) . 

Структура интерфейса прикладной среды

Интерфейс прикладной среды

Вы без труда отличите легковой автомобиль от грузовика или автобуса, но назвать марку конкретного грузовика сможет не каждый. Автомобили одной категории не только внешне похожи друг на друга, они одинаковы и в управлении. Не случайно водителям выдают права на управление согласно классификации транспортных средств: на вождение мотоциклов, легковых автомобилей, автобусов, грузовиков.

Рис. 15.6. Структурные
части интерфейса приложения

Приложения, работающие в среде Windows, имеют очень схожий графический интерфейс. Научившись «управлять» одной программой некоторого типа, вы можете смело «садиться за руль» любой другой подобной программы. Разобравшись в ее особенностях и немного попрактиковавшись, вы почувствуете себя вполне уверенно. Примерно так же чувствует себя водитель, пересевший с одной марки легкового автомобиля на другую.

Как бы ни отличались внешне интерфейсы прикладных сред, все они состоят из однотипных по своему назначению элементов. Посмотрите внимательно на рисунок 15.7. На нем изображены окна различных прикладных сред. В каждом из них можно выделить следующие зоны (рисунок 15.6):

♦ строка заголовка прикладной среды у где размещаются инструменты управления оконным интерфейсом приложения и отображается имя среды;
♦ зона управления, где размещаются средства управления приложением и документами;
♦ рабочее поле9 где размещаются редактируемые документы; 
♦ справочная зона, где размещается информация о режимах работы приложения и подсказки пользователю.

Рис. 15.7. Внешний вид окон различных приложений

Все программы, создаваемые для Windows, имеют стандартный оконный интерфейс.

У них формируются однотипные справочные зоны и зоны управления. Вид рабочего поля изменяется в зависимости от назначения прикладной среды (см. рис. 15.7).

Рассмотрим более подробно характерные объекты структуры интерфейса любой прикладной среды Windows. В качестве примера возьмем интерфейс табличного процессора (рисунок 15.8).

Рис. 15.8. Интерфейс прикладной среды
на примере табличного процессора Excel

При запуске любой прикладной среды на экран выводится окно приложения, то есть самой среды. Обычно внутри окна приложения сразу открывается и окно документа. Это может быть новый документ или документ, который редактировался последним. Если приложение было вызвано путем открытия документа, то именно этот документ и будет располагаться в окне приложения.

Интерфейс прикладной среды включает в себя следующие элементы: строка заголовка прикладной среды, строка основного меню, панель инструментов, строка ввода и редактирования, строка состояния.

Строка заголовка включает в себя: кнопку системного меню, название приложения (в нашем случае - Microsoft Excel), кнопку Свернуть, кнопку Развернуть/Восстановить, кнопку Закрыть. Назначение всех этих кнопок более подробно рассмотрено в п. 14.5.

Основное меню любой прикладной среды Windows похоже на матрешку. Разделы верхнего уровня обозначены в строке основного меню. В каждом из таких разделов команды более низкого уровня объединены по своему назначению. Список этих команд открывается в виде раскрывающегося меню (см. рис. 15.8). Обращение к некоторым из этих команд приводит в свою очередь к появлению дополнительного меню (подменю) еще более низкого уровня. Таким образом, с помощью основного меню производится последовательный выбор требуемой управляющей команды и задание всех необходимых для ее выполнения параметров.

Панель инструментов содержит фиксированный или устанавливаемый пользователем набор командных кнопок, предназначенных для более быстрого (по сравнению с многоуровневым меню) вызова управляющих команд, входящих в состав основного меню.

Интерфейс табличного процессора и системы управления базами данных включают в себя также строку ввода и редактирования. В этой строке отображаются вводимые в текущую ячейку таблицы или в поле базы данных числа, текст или формулы. В этой строке можно просматривать или редактировать содержимое текущей ячейки или поля, а также видеть саму формулу.

Строка состояния содержит информацию о режимах работы приложения.

Кроме перечисленных, имеется группа элементов, которые можно условно назвать вспомогательной областью управления. К ним относятся: строка заголовка окна документа, создаваемого приложением; вертикальная и горизонтальная полосы прокрутки.

В строке заголовка окна документа указывается имя файла текущего документа, создаваемого выбранным приложением. Поскольку на экране в окне документа видна только его часть (называемая рабочим полем), то для просмотра других областей документа, которые в данный момент не видны в его окне, используются полосы прокрутки. Полоса, обеспечивающая вертикальное перемещение содержимого окна, называется вертикальной полосой прокрутки, а горизонтальное перемещение осуществляется с помощью горизонтальной полосы прокрутки. Действуют они точно так же, как и в любом другом окне Windows (см. п. 14.5). Если окно документа развернуто до максимального размера, то строка заголовка документа совмещается со строкой заголовка прикладной среды.

Редактирование документа

При работе в прикладной среде часто возникает необходимость внесения изменений в ранее созданные документы.

Например, вы создали средствами текстового процессора приглашение на праздник. Пусть этот праздник - ваш день рождения. Вы напечатали приглашение для одного из своих друзей. Все получилось замечательно. Правда, друзей у вас много, одним приглашением не обойтись. Можно ли изменить средствами текстового процессора уже имеющееся приглашение или придется создавать новое? Работая в среде текстового процессора, достаточно будет заменять в готовом документе только имя приглашенного и печатать новые приглашения. 

Другой пример. Вы создали в табличном процессоре таблицу расчета среднего балла вашей успеваемости, внесли туда все полученные оценки, а через день получили пять новых. Можно ли добавить их в старую таблицу? Конечно да, ведь не зря компьютер называют универсальным инструментом для обработки информации.

В прикладных программах можно не только создавать документы, как на печатной машинке, но и осуществлять дальнейшие изменения: вносить исправления, устранять ошибки, осуществлять поиск и замену отдельных значений и т. д. Все операции, связанные с внесением изменений в документ, исправлением в нем ошибок, объединяются в общее понятие - редактирование.

Редактирование - процесс внесения изменений в документ.

Редактировать можно текстовые документы, таблицы, базы данных, рисунки ит. д. Представьте себе, насколько упростился труд писателей. Теперь им не надо переписывать рукописи своих произведений бесчисленное количество раз, выискивая и устраняя ошибки. Средствами текстового процессора подобную работу можно проделать за считанные минуты.

Люди, чья деятельность связана с выполнением расчетов, избавлены, от необходимости пересчитывать заново огромные таблицы. Теперь достаточно изменить только исходные цифры, а перерасчет итогов табличный процессор выполнит автоматически.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ
Запомните правило редактирования:
1. Выделить объект.
2. Выполнить команду или действия по редактированию.

Выделение объекта. Прежде чем осуществлять какие-либо действия над объектом в документе, его необходимо выделить. При отображении выделенных объектов на экране обычно либо цвет объекта изменяется на противоположный, либо показывается внешняя граница объекта. Обычно объекты в приложении выделяются щелчком мыши.

Таблица 15.1. Действия над выделенными объектами

 

Часто возникает необходимость выделить группу однотипных, подряд расположенных объектов - блок. Например, словосочетание в предложении или несколько ячеек в таблице. В этом случае мышь "буксируется" при нажатой левой кнопке от первого объекта к последнему.

Способы выделения конкретных объектов будут приведены при описании каждой среды (см. темы 16-19). Типовые действия над выделенным объектом по редактированию документа с помощью команд перечислены в таблице 15.1.

Часто при редактировании в большинстве прикладных сред предусмотрены соответствующие команды, например Правка | Поиск и Правка | Замена . Для поиска объекта в документе указывается его образец. Для замены объекта помимо образца поиска указывают еще и образец для замены.

Форматирование документа

Модельер стремится к тому, чтобы созданная им одежда была не только удобной и функциональной, но и красивой. Кондитер, выпекая торт, старается сделать его нарядным. Он понимает, что для покупателя важны не только вкусовые качества, но и внешний вид.

У пользователя, работающего с документом, будь то таб- ^ лица, рисунок или текст, также возникает необходимость оформить его красиво и профессионально.

Литератор оформляет текст в зависимости от жанра. Например, текст прозаического произведения будет начинаться почти у самого края страницы, в то время как стихотворение, скорее всего, расположится в центре.

Другой пример. Вы создали таблицу, но она настолько широка, что не умещается на странице. Надо либо уменьшить таблицу, либо развернуть страницу горизонтально. 

Подобных примеров, когда необходимо красивое и правильное оформление документа, можно привести множество.

При создании школьной газеты обязательно понадобится человек, который умеет красиво писать и оформлять зато ловки.

До изобретения компьютера и современных прикладных программ для решения подобных задач приходилось нанимать специалистов. Любой документ, где требовалось хоть какое-то оформление, надо было заказывать в типографии. Если вам требовалась красиво оформленная грамота, текст которой выполнен готическим шрифтом, то ее приходилось специально заказывать художнику. С

егодня прикладные программы избавили человека от подобных трудностей. Каждая прикладная среда обладает набором операций, позволяющих выполнить внешнее оформление документа в соответствии с предъявляемыми требованиями. Все операции по оформлению документа в целом или его объектов объединяются общим понятием - форматирование.

Форматирование - процесс представления внешнего вида документа или отдельных его объектов в требуемой форме.

Само слово форматирование происходит от слова «форма», то есть форматировать - означает придавать чему-либо форму.

 

Рис. 15.9. Уровни форматирования

В чем же состоит процесс форматирования документа средствами прикладной среды? Этот процесс можно представить в виде набора действий, выполняемых инструментами прикладной среды над документом в целом или его отдельными объектами (рисунок 15.9). При этом следует учитывать, в какой среде создавался объект, так как это определит используемый инструментарий работы.

Форматирование документа в целом

Каждый документ может быть сохранен в файле, отображен на экране, напечатан на бумаге. Причем на экране документ отображается именно в том виде, как он будет напечатан на бумаге (физической странице).

На физической странице всегда выделяется область, в которой размещаются объекты документа. Эта область получила название логической страницы (рисунок 15.10). Форматирование страницы документа в любой прикладной среде обычно предполагает установку таких параметров, как: ориентация страницы, поля, колонтитулы (см. рис. 15.10).

 

Рис. 15.10. Страница документа

Ориентация страницы - положение листа бумаги (физической страницы) в пространстве. Различают книжную и альбомную ориентации (рисунок 15.11). 

Рис. 15.11. Ориентация страницы

Поля - области физической страницы, используемые для размещения сопроводительной информации (сносок, колонтитулов и т. п.). Левое и правое поля обычно остаются незаполненными. В верхнем и нижнем полях могут располагаться колонтитулы.

Колонтитулы - служебная информация, размещаемая в верхнем или нижнем поле страницы. Например, это может быть фамилия автора, название документа, номер страницы и т. п.

Форматирование объектов документа

Любой документ состоит из объектов. Вид каждого объекта определяется средой, в которой он был создан. Например, в текстовом процессоре это символ, слово, абзац; в системе управления базой данных - поле, запись и т. д.

Такие объекты создаются и редактируются инструментами самой среды. Помимо этого, в документ могут быть внедрены объекты, созданные при помощи других прикладных программ.

Например, объемная надпись, рисунок, формула.

Перечислим параметры, общие для большинства объектов:

♦ размер;
♦ форма;
♦ местоположение в документе;
♦ положение относительно других объектов.

Размер объекта обычно измеряется по высоте и ширине. При этом объекты можно масштабировать, то есть пропорционально изменять их габариты, например размеры символа.

Форма объектов может быть произвольной, но наиболее распространенная - прямоугольная, например выделенный фрагмент текста.

Местоположение объекта в документе определяется относительно края страницы.

Положение объекта относительно других объектов документа при необходимости задается пользователем. Например, для рисунка в текстовом документе может быть установлено значение «относительно абзаца».

Помимо перечисленных, у каждого объекта могут иметься свои индивидуальные параметры, подлежащие форматированию. Например, цвет для текста или тень для автофигуры.

Можно выделить целую группу параметров форматирования, не являющихся общими для всех объектов, но одинаковых для любой среды. К таким параметрам относятся:

♦ шрифтовое оформление;
♦ цветовое оформление и узор;
♦ толщина, тип и штрих линии.

Шрифт. Под шрифтом понимают внешний вид символов алфавита. Например, к разным шрифтам относятся готическая фрактура и церковно-славянский устав (рисунок 15.12). Каждую конкретную реализацию шрифта называют начертанием.

Таких начертаний у каждого шрифта может быть несколько. Совокупность всех начертаний называют гарнитурой шрифта.

Начертания отличаются друг от друга толщиной штрихов, шириной букв, общим рисунком (прямое или курсивное) и др. Гарнитуры True Туре, используемые шрифтов в приложениях Windows, изначально содержат несколько базовых начертаний. Они различаются по виду и кеглю.

Рис. 15.12. Примеры шрифтов

Вид начертания . Из начертаний внутри одной гарнитуры чаще всего используются: обычное (прямое), курсивное, полужирное, полужирное курсивное (рисунок 15.13).

Рис. 15.13. Виды начертаний

Кегль. Это размер шрифта. По традиции, со времен типографского набора, кегль измеряют в пунктах (пт). Один пункт равен 0,35 мм. Существует ряд стандартных кеглей, например, как на рисунке 15.14. Меняя при компьютерном наборе кегль и вид начертания, можно создавать разнообразные варианты представления той или иной гарнитуры. 

Рис. 15.14. Символы разного кегля
начертания Bold гарнитуры
Century Old Style

Цвет. Многие объекты прикладных сред имеют параметр цвета. Объекты с однородной структурой, такие как символ, линия и т. п., окрашиваются только в один цвет. У объектов со сложной структурой (автофигура, ячейка, поле и т. п.) различают цвет линии (границы) и цвет заливки (фона) (рисунок 15.15).

Рис. 15.15. Окрашивание объектов сложной структуры

Узор. С понятием цвета тесно связано понятие узора. Поверхность объекта может быть заполнена не однотонным цветом, а узором. Спектр узоров достаточно разнообразен (рисунок 15.16). Узор формируется двумя цветами: фона и штриховки.

Рис. 15.16. Примеры узоров

Толщина, тип и штрих линии. Объект «линия» существует не только в графическом редакторе. Очень часто линия становится составной частью более сложных объектов. Например, плоские фигуры обычно имеют контур, образуемый линией (см. рис. 15.16). Линии друг от друга отличаются толщиной, типом, видом штриха.

Толщина линии. Линии могут иметь различную толщину. Величина этого параметра, так же как и размер шрифта, измеряется в пунктах. Обычно диапазон значений толщины линий колеблется от 1/4 до 6 пт (рисунок 15.17).

Рис. 15.17. Толщина линии

Тип линии. Линия простого типа представляет собой однородную прямую заданной толщины. Но очень часто бывает нужно провести, например, двойную линию. Практически во всех прикладных средах предусмотрена возможность выбора нужного типа линии из имеющихся шаблонов (рисунок 15.18).

Рис. 15.18. Тип линии

Тип штриха. Помимо непрерывных можно проводить линии, состоящие из штрихов. Такие линии применяются в тех случаях, когда нужно не ограничить какую-то область рамкой, а выделить главное в составе целого. Например, на рисунке 15.10 штриховыми линиями на листе бумаги обозначена область логической страницы. Типы штрихов приведены на рисунке 15.19.

Рис. 15.19. Тип штриха

Общая характеристика инструментов прикладной среды

Каждый специалист имеет собственный инструмент. Так, например, врач использует стетоскоп, скальпель и т. п. Столяр применяет в своей работе рубанок, киянку, стамеску. Художник вооружается для работы кистью, красками и мольбертом.

Работая на компьютере с тем или иным документом, человек использует в качестве инструментов прикладные программы, формирующие ту или иную прикладную среду. 

Сравнивая прикладную среду с привычными нам инструментами, можно сказать, что она похожа на перочинный ножик. В состав перочинного ножа входит множество разнообразных инструментов: нож, ножницы, отвертка, штопор, вилка и т. п. Все эти инструменты предназначены для разных работ. Вместе их объединили только по одному признаку - эти инструменты нужны человеку во время похода или в другой ситуации, когда обычные нож, вилка и т. п. недоступны. Каждая прикладная среда также имеет соответствующие инструменты, обеспечивающие работу пользователя с документом.

Существуют разные способы для работы с этим инструментом: можно использовать кнопки на панели инструментов или выбирать соответствующие команды меню. Каким бы способом вы ни воспользовались, вы все равно будете работать с одним и тем же инструментом.

Инструменты прикладной среды - совокупность средств приклад- ной среды для работы с документом и его объектами.

Инструменты различают между собой прежде всего по их назначению. Одни инструменты предназначены для работы с файлами, другие - для обработки данных в приложении и т. д.

Управление инструментами прикладной среды сосредоточено в основном меню (см. рис. 15.8). Представьте себе Центр управления полетами космических кораблей. В нем задействовано огромное количество людей и технических устройств (локаторы, антенны, спутники и т. д.). Большинство из них находится далеко за пределами Центра. Несмотря на это, все они управляются именно отсюда.

Точно так же управление всеми инструментами прикладной среды осуществляется с помощью команд основного меню. Наименования этих команд обычно совпадают с названиями соответствующих инструментов.

Команды по своему назначению объединены в группы, которые называются именами меню (Файл, Правка и т. д.). Эти имена образуют верхний уровень основного меню (рисунок 15.20). Такое меню называется многоуровневым, так как оно содержит команды, объединенные по своему назначению в группы.

Каждая группа раскрывается щелчком мыши на ее имени. После этого появляется меню следующего уровня, позволяющее выбрать нужную команду в группе. В ряде случаев при выборе команды открывается подменю более низкого уровня. На самом нижнем уровне нередко бывает необходимо уточнить параметры команды, указав необходимые значения в открывшемся диалоговом окне.

ОСНОВНОЕ МЕНЮ ПРИКЛАДНОЙ СРЕДЫ

Рис. 15.20. Основное меню прикладной среды

На рисунке 15.20 приведены только те имена меню, которые являются общими для большинства сред. Специфические имена будут рассмотрены в темах, посвященных конкретным прикладным средам.

Файл. Это меню объединяет команды для работы с файлами и документом в целом: создать новый файл, открыть существующий, сохранить редактируемый файл, сохранить копию файла под другим именем и/или в другом месте, установить параметры страницы, вывести редактируемый файл на печать.

Создаваемый прикладной средой документ может быть представлен в различных формах:

В экранной форме, то есть в виде отображенного на экране монитора документа с внедренными в него объектами;
в форме твердой копии, то есть в виде распечатки созданного документа на принтере;
в электронной форме - в виде файла на диске.

Результат работы с любой прикладной программой обязательно должен быть сохранен в файле на диске. Без этого невозможно ни продолжение работы, ни передача созданного документа на другой компьютер и т. п.

Правка. Список команд этого раздела обычно открывают команды отмены (откатки) и повтора (возврата). Команда откатки позволяет отменить последнее действие, а команда повтора - вернуть последнюю из отмененных операций. Этот раздел меню включает в себя команды редактирования содержимого объектов документа. И хотя для каждой прикладной среды эти объекты разные, общий для прикладной среды механизм обмена данными позволяет применять однотипные операции для всех объектов.

Для копирования и перемещения различных объектов используется буфер обмена или технология OLE (см. п. 14.7). С их помощью можно осуществлять интеграцию данных различных прикладных сред.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
При записи в буфер обмена любого нового объекта ранее помещенный туда объект не сохраняется (удаляется).

Технология выполнения копирования и перемещения через буфер обмена любых объектов состоит в следующем:

Выделить нужный объект;
перенести его в буфер обмена; для этого можно воспользоваться командами Вырезать или Копировать из меню Правка;
установить курсор в нужное место редактируемого документа;
вставить объект из буфера в указанное курсором место.

Если при этом объект был удален командой Вырезать в буфер, то произойдет его перемещение на новое место в документе. 

Если же объект был скопирован в буфер (команда Копировать) , то в новом месте документа появится его дубликат.

Следует отметить, что данный механизм позволяет осуществлять обмен данными не только в рамках одного документа, но и между различными прикладными средами.

Вид. Это меню предназначено для выбора различных способов отображения документа на экране, настройки вывода на экран используемых инструментов, добавления колонтитулов, изменения масштаба отображения документа на экране и др.

Вставка. В этом разделе меню сгруппированы команды по размещению в специфической управляющей информации, а также для внедрения и связывания объектов по технологии OLE (см. тему 14).

Формат. Раздел меню Формат содержит команды, с помощью которых выполняется форматирование объектов документа, созданных в данной среде. Обычно имена команд совпадают с названиями объектов, например: Абзац, Строка, Столбец, Лист.

Помимо команд форматирования конкретных объектов здесь же находятся команды, определяющие стили и автоформат.

Под стилем понимается совокупность параметров форматирования объекта документа. Автоформат назначает параметры форматирования для всех объектов документа и всего документа в целом.

Сервис. Это меню обеспечивает дополнительные возможности прикладной среды. Предоставление этих возможностей обеспечивается запуском на выполнение программ прикладной среды, например для проверки орфографии.

Другим примером может служить адресная книга . Эта программа хранит сведения о людях, с которыми вам часто приходится иметь дело. Она может быть использована для отправки вашего документа по адресу, хранящемуся в списке адресов, или для вставки обращения в документ, предназначенный конкретному лицу.

Окно. К этому меню следует обращаться при работе с несколькими открытыми в прикладной среде документами для  настроики параметров их окон и перехода от одного документа к другому. Команды этого пункта позволяют упорядочивать открытые окна несколькими различными способами. Например, каскадом или мозаикой (рис 15.21).

Рис. 15.21. Способы упорядочивания окон

Справка. Вы всегда можете получить подсказку по всем инструментам текущей прикладной среды, выбрав меню с символом ? .

Контрольные вопросы и задания

1. Что такое прикладная среда?

2. Приведите примеры, в которых можно провести аналогию с прикладными средами.

3. В чем причина многообразия прикладных сред?

4. Для чего нужна прикладная среда?

5. Какие вы знаете особенности прикладных сред Windows?

6. В чем состоит наглядность прикладных сред Windows?

7. Как проявляется в работе многозадачность?

8. Как можно организовать обмен объектами между разными документами?

9. Чем способ обмена данными через буфер отличается от технологии OLE?

10. Что такое составной документ?

11. Из каких структурных частей состоит интерфейс любой прикладной среды?

12. Что понимается под редактированием документа?

13. Что понимается под форматированием документа?

14. Какие параметры форматирования вы знаете?

15. Что подразумевается под инструментами прикладной среды?

16. В чем состоит назначение основного меню прикладной среды и какие типовые группы в нем можно выделить?

Несколько прикладных программ, объединенных для решения одной пользовательской задачи, называют приложением или прикладной средой. Это графические и текстовые редакторы, системы обработки электронных таблиц, системы управления базами данных, программы связи и др.

Прикладная среда – это компьютерная среда, формируемая прикладными программами. В качестве удобных и широко распространенных программных приложений для работы с различными видами данных являются прикладные программы Microsoft Office, созданных для работы в среде Windows. Важным достоинством Windows – приложений является наглядность. Во-первых, все инструменты среды Во-первых, все инструменты среды, имеющиеся в распоряжении пользователя, могут быть представлены графически в виде командных кнопок, расположенных на специальной панели. Под инструментами понимаются команды основного меню, позволяющие пользователю производить действия над объектами прикладной среды. На командных кнопках помещается графическое изображение инструмента. В настоящее время изображения на кнопках стандартизованы, так что можно говорить о специальном языке компьютерных обозначений. Каждая среда имеет набор стандартных инструментов, таких как Открыть, Сохранить, Удалить, Отменить, Копировать, Вставить. Кнопки с этими инструментами размещаются на панели, называющейся Стандартная панель . Но в прикладной среде есть также и свои специфические инструменты. Для них тоже разработаны графические изображения.

Во-вторых, документы, создаваемые в приложениях, отображаются на экране точно в таком виде, в каком будут распечатаны на бумаге. Это особенно важно, когда заранее известно, какого формата должен быть конечный документ.

Многозадачность. Еще одной отличительной особенностью Windows-приложений является работа в многозадачном режиме. На рабочем столе могут быть одновременно открыты сразу несколько документов, созданных различными приложениями. Можно одновременно редактировать рисунок, писать письмо и производить расчеты. Следует, однако, уточнить понятие одновременности. Все вышеперечисленные задачи могут быть запущены на выполнение. После запуска все они будут размещаться в оперативной памяти компьютера одновременно. Сам пользователь не может одновременно задействовать один и тот же орган восприятия информации для двух разных задач. Нельзя, например, читать текст и рисовать одновременно. Органы зрения человека, глаза, не приспособлены для этого. Соответственно, в таких случаях и с документами в средах человек работает последовательно, например, сначала рисует, потом пишет. Однако, если в каждой из задач задействованы разные органы восприятия информации, то эти задачи могут действительно выполнятся одновременно. Например, если запустить программу проигрывания лазерного диска и текстовый процессор, то можно одновременно слушать музыку и набирать текст, задействовав соответственно слух и зрение.

Организация обмена данными. Другой важной особенностью прикладных сред Windows является возможность обмена данными между приложениями. Системная среда предоставляет два различных способа для обмена данными между приложениями: через буфер обмена и по технологии OLE.

Обмен через буфер позволяет либо переместить объект документа на новое место, либо поместить на новое место или в новый документ копию объекта. Обмен через буфер позволяет передавать объекты и их копии из документа в документ, не сохраняя связи с приложением, в котором этот объект создавался.

Обмен через буфер производится в два этапа. На первом этапе в буфер помещается либо сам объект, либо его копия. На втором этапе объект из буфера вставляется в выбранный документ.

Технология OLE, которую предоставляет программная среда Windows, поддерживает постоянный контакт между прикладной средой, куда объект внедряется, и прикладной средой, где этот объект был создан. Применение технологии OLE эффективно в тех случаях, когда один и тот же объект используется в разных документах. Например, средствами текстового редактора создана эмблема фирмы. Затем, создавая различные документы (справку, письмо, заключение акт и пр.), можно использовать эту эмблему. Затем в эмблему были внесены изменения. В том случае, если эмблема помещалась в документы через буфер обмена, придется вставлять ее в каждый документ заново. Если же она была внедрена по технологии OLE, то обновление эмблемы во всех связанных документах будет произведено автоматически после редактирования исходного файла с эмблемой.

Создание составных документов. Организация обмена данными между прикладными средами обеспечивает их интеграцию. Под интеграцией прикладных сред понимается такое их объединение, когда становится возможным совместное использование объектов каждой из этих сред. Например, необходимо сделать справку по группе сотрудников отдела продаж и привести в справке их фотографии. Основой отчета, очевидно, станет текстовый документ. Помимо этого имеется база данных по сотрудникам, где производится поиск данных о работниках отдела продаж. Результат поиска (выборка) помещается в текстовый документ. Там же размещаются фотографии. В результате получится текстовый документ, в котором помимо собственных объектов присутствуют выборка из базы данных и фотографии. Такой документ называют составным (интегрированным).

Интерфейс прикладной среды . Приложения, работающие в среде Windows, имеют очень похожий графический интерфейс. Интерфейсы прикладных сред состоят из однотипных по своему назначению элементов. В интерфейсе каждой из них можно выделить четыре зоны (рисунок 2.1):

Строка заголовка прикладной среды, где размещаются инструменты управления оконным интерфейсом приложения и отображается имя среды;

Зона управления, где размещаются средства управления приложением и документами;

Рабочее поле, где размещаются редактируемые документы;

Справочная зона, где размещается информация о режимах работы приложения и подсказки пользователю.

Рисунок 2.1- Структурные части интерфейса приложения

Все программы, создаваемые для Windows, имеют стандартный оконный интерфейс. У них формируются однотипные справочные зоны и зоны управления. Вид рабочего поля изменяется в зависимости от назначения прикладной среды.

При запуске любой прикладной среды на экран выводится окно приложения , то есть самой среды. Обычно внутри окна приложения сразу открывается и окно документа . Это может быть новый документ или документ, который редактировался последним. Если приложение было вызвано через запуск документа, то именно этот документ и будет располагаться в окне приложения.

Интерфейс прикладной среды включает в себя следующие элементы: строка заголовка прикладной среды, строка основного меню, панели инструментов, строка ввода и редактирования, строка состояния.

Строка заголовка включает в себя: кнопку системного меню, название приложения (например Microsoft Excel), кнопку Свернуть , кнопку Развернуть/Восстановить и кнопку Закрыть.

Основное меню прикладной среды, так же как и любой другой Windows-программы, похоже на матрешку. Разделы верхнего уровня обозначены в строке основного меню. В каждом из таких разделов команды более низкого уровня объединены по своему назначению. Список этих команд открывается в виде выпадающего меню. Обращение к некоторым из этих команд приводит в свою очередь к появлению дополнительного подменю еще более низкого уровня. Таким образом, с помощью основного меню производится последовательный выбор требуемой управляющей команды и задание всех необходимых для ее выполнения параметров.

Панель инструментов (пиктографическое меню) содержит устанавливаемый пользователем набор кнопок (пиктограмм), предназначенных для более быстрого (по сравнению с многоуровневым меню) вызова управляющих команд, входящих в основное меню.

Интерфейс табличного процессора и системы управления базами данных включает в себя также строку ввода и редактирования. Строка ввода и редактирования отображает вводимые в текущую ячейку таблицы или поле базы данных формулы или данные. В этой строке можно просматривать или редактировать содержимое этой ячейки или поля, а также увидеть саму формулу.

Строка состояния содержит информацию о режимах работы приложения. Кроме уже перечисленных, имеется группа элементов, которые можно условно назвать вспомогательной областью управления. К ним относятся: строка заголовка окна документа, создаваемого приложением, а также полосы прокрутки.

В строке заголовка окна документа указывается имя файла документа, редактируемого выбранным приложением. Если окно документа развернуто до максимального размера, то строка заголовка документа совмещается со строкой заголовка прикладной среды.

Полосы прокрутки необходимы для просмотра тех областей документа, которые в данный момент не видны (на экране в окне документа видна только его часть, называемая рабочим полем). Элемент интерфейса, обеспечивающий вертикальное перемещение текста, называется вертикальной полосой прокрутки, а горизонтальное перемещение - горизонтальной полосой прокрутки. Действуют они точно так же, как в любом другом окне Windows.

Редактирование документа . При работе в прикладной среде часто возникает необходимость вносить изменения в ранее созданные документы. С помощью прикладных программ можно не только создавать документы, как это было возможно на печатной машинке, но и осуществлять дальнейшие изменения, например, вносить исправления, устранять ошибки, осуществлять поиск и замену отдельных значений. Все операции, связанные с внесением изменений в документ и исправлением в нем ошибок, объединяются в общее понятие - редактирование. Редактирование - процесс внесения изменений в документ.

Редактировать можно не только текстовые документы, но и таблицы, базы данных, рисунки. Например, если деятельность связана с выполнением расчетов, нет необходимости пересчитывать заново огромные таблицы. Достаточно изменить только исходные цифры, а перерасчет итогов табличный процессор выполнится самостоятельно.

При редактировании необходимо:

1. Выделить объект.

2. Выполнить команду или действия по редактированию.

Выделение объекта. Прежде, чем осуществлять какие-либо действия над объектами в документе, его необходимо выделить. Как правило, при отображении выделенных объектов на экране, цвет объекта изменяется на противоположный или показывается внешняя граница объекта. Обычно объекты выделяются щелчком мыши. Часто возникает необходимость выделить группу однотипных, расположенных подряд объектов блок, например, словосочетание в предложении или несколько ячеек в таблице. В этом случае мышь, при нажатой левой клавише, протаскивается от первого объекта к последнему.

Форматирование документа. Любой документ должен быть оформлен красиво и профессионально. Например. создана таблица, но она настолько широка, что не умещается на странице. Надо либо уменьшить таблицу, либо развернуть страницу. Каждая прикладная среда обладает набором операций, позволяющих выполнить внешнее оформление документа в соответствии с предъявляемыми требованиями. Все операции по оформлению всего документа в целом или его объектов объединяются общим понятием - форматирование.

Форматирование - процесс представления внешнего вида документа или отдельных его объектов в требуемой форме.

При этом, следует учитывать, в какой среде создавался объект, так как это определит используемый инструментарий работы.

Характеристика инструментов прикладной среды. Работая на компьютере с тем или иным документом, человек использует в качестве инструментов прикладные программы, формирующие данную прикладную среду. Каждая прикладная среда имеет инструменты, обеспечивающие работу пользователя с документом. Работать с этими инструментами можно, используя кнопки на панели инструментов или выполняя команды различных меню. Инструменты прикладной среды - все средства воздействия прикладной среды на объекты документа и сам документ.

Инструменты различаются между собой, прежде всего, по назначению. Например, одни инструменты предназначены для работы с файлами, другие - для обработки данных в приложении. Управление всеми инструментами прикладной среды осуществляется с помощью команд основного меню. Названия этих команд обычно совпадают с названиями соответствующих инструментов. Команды по своему назначению объединены в группы, которые называются пунктами меню (например, пункты Файл, Правка, Вставка, Сервис ). Пункты меню образуют верхний уровень основного меню (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Основное меню прикладной среды

Такое меню называется многоуровневым, так как содержит команды, объединенные по назначению в группы. Каждая группа раскрывается щелчком мыши по ее названию. После можно переходить на следующий уровень меню и выбрать нужную команду из группы. В ряде случаев открывается подменю более низкого уровня. На самом нижнем уровне часто бывает необходимо уточнить параметры команды, указав необходимые значения в открывшемся диалоговом окне. На рисунке приведены только те имена меню, которые являются общими для всех приложений.

Файл. Этот пункт меню объединяет команды для работы с файлами и документами в целом. С его помощью можно создать новый файл, открыть существующий, сохранить редактируемый файл или его копию под другим именем и/или в другом месте, установить параметры страницы, вывести редактируемый файл на печать.

Создаваемый прикладной средой документ может быть в различных формах:

В экранной форме, то есть в виде отображенного на экране монитора документа с внедренными в него объектами;

В форме твердой копии, то есть в виде распечатки созданного документа на принтере;

В электронной форме - в виде файла, сохраненного на диске.

Результат работы с любой прикладной программой обязательно должен быть сохранен в файле на диске. Без этого невозможно ни продолжение работы, ни передача созданного документа на другой компьютер.

Правка. Обычно список команд этого пункта открывает команда продвижения вперед или назад. Этот раздел меню также включает в себя команды редактирования содержимого объектов документа. Несмотря на то, что для каждой прикладной среды эти объекты разные, общий для прикладной среды механизм обмена данными позволяет применять однотипные операции для всех объектов. Для копирования и перемещения различных объектов, как уже говорилось, используется буфер обмена или технология OLE. С их помощью можно осуществлять интеграцию данных различных прикладных сред.

Следует отметить, что данный механизм позволяет осуществлять обмен данными не только в рамках одного документа, но и между различными прикладными средами.

Вставка. В этом разделе меню сгруппированы команды, предназначенные для выполнения действий по вставке (внедрению) в документ различных объектов, созданных в любой прикладной среде.

Формат. Этот пункт меню содержит команды, с помощью которых выполняется форматирование объектов документа, созданных в данном приложении. Обычно имена команд совпадают с названиями объектов, которые необходимо форматировать: Ячейки..., Строки, Столбцы, Шрифт..., Абзац... и т. д.

Помимо команд форматирования конкретных объектов здесь же находятся команды, определяющие стили и автоформат.

Под стилем понимается совокупность параметров форматирования объекта документа. Автоформат назначает параметры форматирования для всех объектов документа и всего документа в целом.

Вид. Этот пункт меню предназначен для выбора различных способов отображения документа на экране, настройки вывода на экран используемых инструментов, добавления колонтитулов, изменения масштаба отображения документа на экране и т. п.

Сервис . Это меню обеспечивает дополнительные возможности прикладной среды. Предоставление этих возможностей обеспечивается запуском на выполнение вспомогательных программ прикладной среды, например, программы проверки орфографии. Эта программа может использоваться не только текстовым редактором, но и другими Windows-приложениями.

Другим примером может служить адресная книга. Эта программа хранит данные людей, с которыми вам часто приходится иметь дело. Она может быть использована для пересылки вашего документа по адресу, хранящемуся в адресной книге или для вставки обращения в документ, предназначенный для конкретного лица.

Окно. К этому меню следует обращаться при одновременной работе с несколькими документами в разных окнах для их настойки и перехода из одного окна в другое.

Справка . Данный пункт меню используется для получения помощи по всем инструментам текущей прикладной среды.

Планирование деятельности и поддержка коммуникаций

Программа Microsoft Outlook предназначена для организации документов и планирования задач, в том числе для отправки почты, планирования встреч, событий и собраний, ведения списка контактов и списка задач, а также учета всех выполненных работ.

Программная среда Microsoft Outlook пришла на смену разнообразным видам блокнотов и записных книжек, которые использовали руководители и секретари для организации своей работы. Так, для хранения сведений о различных людях и организациях использовались телефонные книжки, для планирования ежедневных встреч и дел - еженедельники, для временных записей - блокноты для заметок. Помимо перечисленных видов блокнотов составлялись планы работы на одну неделю, на один месяц, на год и т. д.

Информация организована в виде папок, которые по назначению аналогичны своим бумажным предшественникам Удобные способы представления информации, ее поиска, средства напоминания предлагаемые средой Outlook, могут помочь эффективно организовать свою работу. Среду Outlook могут использовать и руководитель, и секретарь, и другие сотрудники.

На рисунке 2.3 представлено главное окно программной среды Outlook. В левой части окна находится панель Outlook, на которой расположены основные объекты, с которыми работает среда. Объекты представляют собой папки с информацией определенного вида. Эти объекты сгруппированы в группы: Outlook, Почта, Другие папки. Основными элементами информации, с которыми работает среда Outlook, являются папки Контакты, Календарь, Задачи, Заметки, Дневник .

Папка Контакты является хранилищем сведений и данных о людях, с которыми организация поддерживает деловые и личные отношения. Эти люди могут быть как сотрудниками данной организации, так и работниками других фирм. В папке Контакты могут храниться: адрес электронной почты, почтовый адрес, несколько номеров телефонов и другие сведения, относящиеся к контактному лицу, например, день рождения или годовщина какого-либо события. На основе папки Контакты формируется Адресная книга для пересылки электронной почты.

Рисунок 2.3 – Окно программы Outlook

В среде Outlook все мероприятия подразделяются на несколько групп: встречи, собрания, события, задачи, телефонные звонки (рисунок 2.4).

Встречи - это мероприятия, для которых резервируется время в календаре. На встречи никто не приглашается, для них не привлекаются никакие ресурсы. Под ресурсами понимается выделение специального помещения, временные затраты, связанные с подготовкой, материальные расходы.

Собрание - это встреча с приглашением лиц или привлечением ресурсов. Событие - это мероприятие на весь день, на которое могут приглашаться или не приглашаться другие люди. В среде Outlook для планирования встреч, собраний и событий и установления времени их проведения предназначена папка Календарь.

Рисунок 2.4 – Виды мероприятий

Задача – это дело, которое надо выполнить к определенному сроку, связанное со значительными временными затратами.

Для описания сведений о задаче и организации решения задач используется папка Задачи .

Телефонный звонок – мероприятие, связанное с решением вопросов по телефону и не требующее непосредственного контакта.

Телефонные звонки, а также вся работа по созданию и обработке различных документов на компьютере фиксируется в папке Дневник.

Представленная система папок позволяет деловому человеку организовать планирование своего рабочего времени и отслеживать временные затраты на выполнение работы.

Другая группа папок, включающая папки Входящие, Исходящие, Черновики и Отправленные , предназначена для организации обмена электронной почтой с партнерами по работе.

Основными информационными элементами этих папок являются сообщения. Сообщение - документ, отправленный или полученный по электронной почте. Папка Входящие предназначена для приема сообщений. Папки Исходящие и Черновики предназначены для подготовки сообщений к отправке. Папка Отправленные предназначена для сохранения отправленных сообщений.

Основными действиями, которые можно выполнять над элементами в среде Outlook, являются:

Создать;

Установить и изменить параметры;

Выделить, скопировать, вставить копию, удалить;

Пометить как выполненный;

Переслать другому лицу;

Прикрепить документ;

Связать с контактом.