Methoden zur Implementierung von Anwendungssoftwareumgebungen. Anwendungssoftware Methoden zur Implementierung von Anwendungssoftware

Während viele Funktionen der Betriebssystemarchitektur nur für Systemprogrammierer von direkter Bedeutung sind, steht das Konzept mehrerer Betriebssysteme in direktem Zusammenhang mit den Anforderungen der Endbenutzer – der Fähigkeit eines Betriebssystems, für andere Betriebssysteme geschriebene Anwendungen auszuführen. Diese Eigenschaft eines Betriebssystems wird Kompatibilität genannt.

Die Anwendungskompatibilität kann auf Binärebene und auf Quellebene erfolgen. Anwendungen werden typischerweise im Betriebssystem als ausführbare Dateien gespeichert, die Binärbilder von Code und Daten enthalten. Binärkompatibilität wird erreicht, wenn Sie ein ausführbares Programm in einer anderen Betriebssystemumgebung ausführen können.

Kompatibilität auf Quellebene erfordert das Vorhandensein eines geeigneten Compilers als Teil der Software des Computers, auf dem die Anwendung ausgeführt werden soll, sowie Kompatibilität auf der Ebene von Bibliotheken und Systemaufrufen. In diesem Fall ist es notwendig, den Quellcode der Anwendung in ein neues ausführbares Modul neu zu kompilieren.

Kompatibilität auf Quellebene ist vor allem für Anwendungsentwickler wichtig, die über den Quellcode verfügen. Für Endbenutzer ist jedoch nur die Binärkompatibilität von praktischer Bedeutung, da sie nur in diesem Fall dasselbe Produkt auf verschiedenen Betriebssystemen und auf verschiedenen Maschinen verwenden können.

Die Art der möglichen Kompatibilität hängt von vielen Faktoren ab. Die wichtigste davon ist die Prozessorarchitektur. Wenn der Prozessor den gleichen Befehlssatz (ggf. mit Zusätzen, wie beim IBM-PC: Standardsatz + Multimedia + Grafik + Streaming) und den gleichen Adressbereich verwendet, lässt sich Binärkompatibilität ganz einfach erreichen. Hierzu müssen folgende Voraussetzungen erfüllt sein:

• Die von der Anwendung verwendete API muss vom Betriebssystem unterstützt werden.
• Die interne Struktur der ausführbaren Datei der Anwendung muss der Struktur der ausführbaren Dateien des jeweiligen Betriebssystems entsprechen.

Wenn Prozessoren unterschiedliche Architekturen haben, ist es zusätzlich zu den oben genannten Bedingungen notwendig, die Binärcode-Emulation zu organisieren. Beispielsweise ist die Emulation von Intel-Prozessorbefehlen auf dem Motorola 680x0-Prozessor eines Macintosh-Computers weit verbreitet. In diesem Fall wählt der Software-Emulator nacheinander einen Binärbefehl vom Intel-Prozessor aus und führt eine entsprechende Routine aus, die in den Befehlen des Motorola-Prozessors geschrieben ist. Da der Motorola-Prozessor nicht über genau die gleichen Register, Flags, internen ALU usw. verfügt wie Intel-Prozessoren, muss er alle diese Elemente auch mithilfe seiner Register oder seines Speichers simulieren (emulieren).

Dies ist eine einfache, aber sehr langsame Aufgabe, da ein einzelner Intel-Befehl viel schneller ausgeführt wird als die ihn emulierende Motorola-Prozessorsequenz. Die Lösung in solchen Fällen ist der Einsatz sogenannter Anwendungssoftwareumgebungen oder Betriebsumgebungen. Eine der Komponenten einer solchen Umgebung sind die API-Funktionen, die das Betriebssystem seinen Anwendungen bereitstellt. Um die Zeit zu verkürzen, die zum Ausführen fremder Programme benötigt wird, simulieren Anwendungsumgebungen Aufrufe von Bibliotheksfunktionen.

Die Wirksamkeit dieses Ansatzes ergibt sich aus der Tatsache, dass die meisten Programme heutzutage unter GUIs (grafischen Benutzeroberflächen) wie Windows, MAC oder UNIX Motif laufen, wobei Anwendungen 60–80 % ihrer Zeit mit der Ausführung von GUI-Funktionen und anderen Aufrufen von Betriebssystembibliotheken verbringen. Es ist diese Eigenschaft von Anwendungen, die es Anwendungsumgebungen ermöglicht, den großen Zeitaufwand für die Programm-für-Befehl-Emulation zu kompensieren. Eine sorgfältig gestaltete Softwareanwendungsumgebung umfasst Bibliotheken, die GUI-Bibliotheken imitieren, aber in nativem Code geschrieben sind. Dadurch wird eine deutliche Beschleunigung der Ausführung von Programmen über die API eines anderen Betriebssystems erreicht. Dieser Ansatz wird auch Übersetzung genannt, um ihn vom langsameren Prozess der Emulation jeweils eines Befehls zu unterscheiden.

Beispielsweise für ein Windows-Programm, das auf einem Macintosh läuft, bei der Interpretation von Intel-Prozessorbefehlen Leistung kann sehr niedrig sein. Wenn jedoch eine GUI-Funktion aufgerufen, ein Fenster geöffnet usw. wird, kann das Betriebssystemmodul, das die Windows-Anwendungsumgebung implementiert, diesen Aufruf abfangen und an die für den Motorola 680x0-Prozessor neu kompilierte Fensteröffnungsroutine umleiten. Infolgedessen kann die Geschwindigkeit des Programms in solchen Codeabschnitten die Arbeitsgeschwindigkeit seines nativen Prozessors erreichen (und möglicherweise sogar übertreffen).

Damit ein für ein Betriebssystem geschriebenes Programm auf einem anderen Betriebssystem ausgeführt werden kann, reicht es nicht aus, nur die API-Kompatibilität sicherzustellen. Die Konzepte, die verschiedenen Betriebssystemen zugrunde liegen, können miteinander in Konflikt stehen. Beispielsweise kann es in einem Betriebssystem einer Anwendung gestattet sein, E/A-Geräte zu steuern, während diese Aktionen in einem anderen Betriebssystem dem Betriebssystem vorbehalten sind.

Jedes Betriebssystem verfügt über eigene Ressourcenschutzmechanismen, eigene Fehler- und Ausnahmebehandlungsalgorithmen, eigene Prozessorstruktur und Speicherverwaltungsschema, eigene Dateizugriffssemantik und eigene grafische Benutzeroberfläche. Um die Kompatibilität sicherzustellen, ist es notwendig, die konfliktfreie Koexistenz mehrerer Methoden zur Verwaltung von Computerressourcen innerhalb eines Betriebssystems zu organisieren.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten zum Aufbau mehrerer Anwendungsumgebungen, die sich sowohl in den Merkmalen der Architekturlösungen als auch unterscheiden Funktionalität und bietet unterschiedliche Grade der Anwendungsportabilität. Eine der offensichtlichsten Optionen zur Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen basiert auf der standardmäßigen mehrschichtigen Betriebssystemstruktur.

Eine weitere Möglichkeit, mehrere Anwendungsumgebungen zu erstellen, basiert auf dem Mikrokernel-Ansatz. Gleichzeitig ist es sehr wichtig, den allen Anwendungsumgebungen gemeinsamen grundlegenden Unterschied zwischen den Betriebssystemmechanismen und den für jede Anwendungsumgebung spezifischen High-Level-Funktionen zur Lösung strategischer Probleme zu beachten. Gemäß Mikrokernel-Architektur Alle Betriebssystemfunktionen werden vom Mikrokernel und den Benutzermodusservern implementiert. Wichtig ist, dass die Anwendungsumgebung als separater Benutzermodus-Server konzipiert ist und keine grundlegenden Mechanismen enthält.

Anwendungen führen mithilfe von APIs über den Mikrokernel Systemaufrufe an die entsprechende Anwendungsumgebung durch. Die Anwendungsumgebung verarbeitet die Anfrage, führt sie aus (möglicherweise durch den Aufruf zugrunde liegender Mikrokernelfunktionen, um dies zu tun) und sendet das Ergebnis zurück an die Anwendung. Bei der Ausführung einer Anfrage muss die Anwendungsumgebung wiederum auf die zugrunde liegenden Betriebssystemmechanismen zugreifen, die vom Mikrokernel und anderen Betriebssystemservern implementiert werden.

Dieser Ansatz zum Entwerfen mehrerer Anwendungsumgebungen weist alle Vor- und Nachteile der mikronuklearen Architektur auf, insbesondere:

• Es ist sehr einfach, Anwendungsumgebungen hinzuzufügen und auszuschließen, was eine Folge der guten Erweiterbarkeit von Mikrokernel-Betriebssystemen ist.
• Fällt eine der Anwendungsumgebungen aus, bleiben die übrigen betriebsbereit, was zur Zuverlässigkeit und Stabilität des Gesamtsystems beiträgt;
• Die geringe Leistung von Mikrokernel-Betriebssystemen wirkt sich auf die Geschwindigkeit der Anwendungstools und damit auf die Geschwindigkeit der Anwendungen aus.

Daher ist zu beachten, dass die Erstellung mehrerer Anwendungstools innerhalb eines Betriebssystems zum Ausführen von Anwendungen auf verschiedenen Betriebssystemen eine Möglichkeit ist, eine einzige Version des Programms zu haben und diese zwischen verschiedenen Betriebssystemen zu übertragen. Mehrere Anwendungsumgebungen sorgen für binäre Kompatibilität eines bestimmten Betriebssystems mit Anwendungen, die für andere Betriebssysteme geschrieben wurden.

1.9. Virtuelle Maschinen als moderner Ansatz zur Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen

Das Konzept des „Virtual Machine Monitor“ (VMM) entstand Ende der 60er Jahre als Software Abstraktionsniveau, wodurch die Hardwareplattform in mehrere virtuelle Maschinen aufgeteilt wurde. Jede dieser virtuellen Maschinen (VMs) war der zugrunde liegenden physischen Maschine so ähnlich, dass die vorhandene Software konnte darauf unverändert durchgeführt werden. Zu dieser Zeit wurden allgemeine Rechenprobleme auf teuren Großrechnern (wie dem IBM /360) gelöst, und Benutzer schätzten die Fähigkeit des VMM, knappe Ressourcen auf mehrere Anwendungen zu verteilen.

In den 80er und 90er Jahren sanken die Kosten für Computerausrüstung deutlich und effektiv Multitasking-Betriebssystem, was den Wert von MVM in den Augen der Benutzer verringerte. Mainframes wichen Minicomputern und dann PCs, und VMMs wurden nicht mehr benötigt. Infolgedessen verschwanden sie einfach aus der Computerarchitektur. Hardware für deren effektive Umsetzung. Bis Ende der 80er Jahre galten MVMs in Wissenschaft und Industrie lediglich als historische Kuriosität.

Heute steht MVM wieder im Rampenlicht. Die Unternehmen Intel, AMD, Sun Microsystems und IBM entwickeln Virtualisierungsstrategien, und in wissenschaftlichen Labors und Universitäten werden Ansätze auf Basis virtueller Maschinen entwickelt, um Probleme der Mobilität, Sicherheit und Verwaltbarkeit zu lösen. Was geschah zwischen dem Rücktritt der MVM und ihrer Wiederbelebung?

In den 1990er Jahren begannen Forscher der Stanford University mit der Erforschung der Möglichkeit, VMs zur Überwindung von Hardware- und Betriebssystembeschränkungen einzusetzen. Probleme traten bei Computern mit massiv paralleler Verarbeitung (Massively Parallel Processing, MPP) auf, die schwer zu programmieren waren und auf denen das vorhandene Betriebssystem nicht ausgeführt werden konnte. Forscher haben herausgefunden, dass sie durch den Einsatz virtueller Maschinen diese umständliche Architektur so ähnlich wie bestehende Plattformen gestalten können, um die Vorteile handelsüblicher Betriebssysteme zu nutzen. Aus diesem Projekt gingen die Menschen und Ideen hervor, die zum goldenen Fonds von VMware (www.vmware.com) wurden, dem ersten Anbieter von VMMs für Computer für den Massenmarkt.

Seltsamerweise führten die Entwicklung moderner Betriebssysteme und die Reduzierung der Hardwarekosten zur Entstehung von Problemen, die die Forscher mit Hilfe von VMM lösen wollten. Die Billigkeit der Ausrüstung trug zur raschen Verbreitung von Computern bei, sie wurden jedoch oft nicht ausreichend genutzt und erforderten zusätzlichen Platz und Wartungsaufwand. Und die Folgen des Wachstums der Betriebssystemfunktionalität waren deren Instabilität und Anfälligkeit.

Um die Auswirkungen von Systemabstürzen zu reduzieren und sich vor Hacks zu schützen, haben sich Systemadministratoren erneut dem Single-Tasking zugewandt Rechenmodell(mit einer Anwendung auf einer Maschine). Dies führte zu zusätzlichen Kosten aufgrund eines erhöhten Ausrüstungsbedarfs. Die Verlagerung von Anwendungen von verschiedenen physischen Maschinen auf VMs und die Konsolidierung dieser VMs auf einigen wenigen physischen Plattformen hat die Hardwareauslastung verbessert und die Verwaltungskosten und den Platzbedarf reduziert. Die Fähigkeit von VMM, Hardware zu multiplexen – dieses Mal im Namen der Serverkonsolidierung und des Utility Computing – erweckte sie somit wieder zum Leben.

Derzeit ist MVM nicht so sehr ein Mittel zur Organisation von Multitasking, wie es einst beabsichtigt war, sondern vielmehr eine Lösung für die Probleme der Gewährleistung von Sicherheit, Mobilität und Zuverlässigkeit. In vielerlei Hinsicht gibt VMM den Entwicklern von Betriebssystemen die Möglichkeit, Funktionen zu entwickeln, die in den heutigen komplexen Betriebssystemen nicht möglich sind. Funktionen wie Migration und Sicherheit lassen sich viel einfacher auf VMM-Ebene implementieren, was die Abwärtskompatibilität unterstützt, um Betriebssysteminnovationen bereitzustellen und gleichzeitig ältere Fortschritte beizubehalten.

Virtualisierung ist eine sich weiterentwickelnde Technologie. Im Allgemeinen ermöglicht die Virtualisierung die Entkopplung von Software von der zugrunde liegenden Hardware-Infrastruktur. Tatsächlich wird die Verbindung zwischen einem bestimmten Programmsatz und einem bestimmten Computer unterbrochen. Der Monitor der virtuellen Maschine trennt sich Software von der Hardware und bildet eine Zwischenschicht zwischen der von virtuellen Maschinen ausgeführten Software und der Hardware. Auf dieser Ebene kann der VMM die Verwendung von Hardwareressourcen vollständig steuern Gastbetriebssysteme (GuestOS), die auf der VM ausgeführt werden.

VMM erstellt eine einheitliche Ansicht der zugrunde liegenden Hardware, sodass physische Maschinen verschiedener Anbieter mit unterschiedlichen E/A-Subsystemen gleich aussehen und VMs auf jeder verfügbaren Hardware ausgeführt werden. Ohne sich Gedanken über einzelne Maschinen mit ihren engen Verbindungen zwischen Hardware und Software machen zu müssen, können Administratoren die Hardware einfach als einen Ressourcenpool betrachten, um beliebige Dienste auf Abruf bereitzustellen.

Dank an vollständige Kapselung Status der Software auf der VM kann der VMM-Monitor die VM allen verfügbaren Hardwareressourcen zuordnen und sie sogar von einer physischen Maschine auf eine andere übertragen. Die Aufgabe, die Last auf eine Gruppe von Maschinen zu verteilen, wird trivial und es ergeben sich zuverlässige Möglichkeiten, mit Geräteausfällen umzugehen und das System zu skalieren. Wenn Sie einen ausgefallenen Computer herunterfahren oder einen neuen in Betrieb nehmen müssen, ist VMM in der Lage, virtuelle Maschinen entsprechend neu zu verteilen. Die virtuelle Maschine lässt sich einfach replizieren, sodass Administratoren bei Bedarf schnell neue Dienste bereitstellen können.

Kapselung bedeutet auch, dass der Administrator die VM jederzeit anhalten oder fortsetzen sowie den aktuellen Zustand der virtuellen Maschine speichern oder in einen früheren Zustand zurückversetzen kann. Mit der universellen Rückgängig-Funktion können Unfälle und Konfigurationsfehler einfach behoben werden. Die Kapselung ist die Grundlage des generalisierten Mobilitätsmodells, da eine angehaltene VM im gesamten Netzwerk repliziert, gespeichert und auf Wechselmedien transportiert werden kann.

Der VMM vermittelt alle Interaktionen zwischen der VM und der zugrunde liegenden Hardware, unterstützt die Ausführung mehrerer virtueller Maschinen auf einer einzigen Hardwareplattform und stellt deren zuverlässige Isolierung sicher. Mit VMM können Sie eine Gruppe von VMs mit geringem Ressourcenbedarf auf einem separaten Computer zusammenstellen und so die Kosten senken Hardware und der Bedarf an Produktionsfläche.

Auch eine vollständige Isolierung ist wichtig für Zuverlässigkeit und Sicherheit. Anwendungen, die bisher auf einer einzigen Maschine liefen, können nun auf verschiedene VMs verteilt werden. Wenn eine davon aufgrund eines Fehlers zum Absturz des Betriebssystems führt, werden andere Anwendungen davon isoliert und funktionieren weiterhin. Wenn eine der Anwendungen durch einen externen Angriff bedroht ist, wird der Angriff innerhalb der „kompromittierten“ VM lokalisiert. Somit ist VMM ein Tool zur Umstrukturierung des Systems zur Verbesserung seiner Stabilität und Sicherheit, ohne dass zusätzlicher Speicherplatz und Verwaltungsaufwand erforderlich sind, der erforderlich ist, wenn Anwendungen auf separaten physischen Maschinen ausgeführt werden.

Der VMM muss eine Hardwareschnittstelle mit der VM verbinden und gleichzeitig die volle Kontrolle über die zugrunde liegende Maschine und die Verfahren zur Interaktion mit ihrer Hardware behalten. Um dieses Ziel zu erreichen, gibt es unterschiedliche Methoden, die auf bestimmten technischen Kompromissen basieren. Bei der Suche nach solchen Kompromissen werden die grundlegenden Anforderungen an MVMs berücksichtigt: Kompatibilität, Leistung und Einfachheit. Kompatibilität ist wichtig, da der Hauptvorteil von VMM in seiner Fähigkeit liegt, Legacy-Anwendungen auszuführen. Leistung bestimmt den Overhead für die Virtualisierung – Programme auf der VM müssen mit der gleichen Geschwindigkeit ausgeführt werden wie auf der realen Maschine. Einfachheit ist erforderlich, da ein Ausfall der VVM zum Ausfall aller auf dem Computer ausgeführten VMs führt. Eine zuverlässige Isolation erfordert insbesondere, dass der VMM frei von Fehlern ist, die Angreifer zur Zerstörung des Systems ausnutzen könnten.

Anstatt sich mit der komplexen Überarbeitung des Codes des Gastbetriebssystems herumschlagen zu müssen, können Sie einige Änderungen am Hostbetriebssystem vornehmen, indem Sie einige der nervigsten Teile des Kernels ändern. Dieser Ansatz wird Paravirtualisierung genannt. Es ist klar, dass in diesem Fall nur der Autor den Betriebssystemkernel anpassen kann und Microsoft beispielsweise keine Absicht zeigt, den beliebten Windows 2000-Kernel an die Realitäten bestimmter virtueller Maschinen anzupassen.

Bei der Paravirtualisierung definiert der VMM-Entwickler die Schnittstelle der virtuellen Maschine neu und ersetzt einen Teilsatz des ursprünglichen Befehlssatzes, der für die Virtualisierung ungeeignet ist, durch praktischere und effizientere Äquivalente. Beachten Sie, dass das Betriebssystem zwar portiert werden muss, um auf solchen VMs ausgeführt zu werden, die meisten gängigen Anwendungen jedoch unverändert ausgeführt werden können.

Der größte Nachteil der Paravirtualisierung ist die Inkompatibilität. Beliebig operationssystem, das unter der Kontrolle eines paravirtualisierten VMM-Monitors laufen soll, muss auf diese Architektur portiert werden, wofür eine Zusammenarbeit mit Betriebssystemanbietern ausgehandelt werden muss. Darüber hinaus können ältere Betriebssysteme nicht verwendet werden und vorhandene Maschinen können nicht einfach durch virtuelle Maschinen ersetzt werden.

Um eine hohe Leistung und Kompatibilität mit der x86-Virtualisierung zu erreichen, hat VMware eine neue Virtualisierungsmethode entwickelt, die die traditionelle direkte Ausführung mit kombiniert schnelle Übertragung Binärcode im Handumdrehen. In den meisten modernen Betriebssystemen lassen sich die Betriebsmodi des Prozessors bei der Ausführung herkömmlicher Anwendungsprogramme leicht virtualisieren und können daher durch direkte Ausführung virtualisiert werden. Privilegierte Modi, die für die Virtualisierung ungeeignet sind, können von einem Binärcode-Übersetzer ausgeführt werden, wodurch „unbequeme“ x86-Befehle korrigiert werden. Das Ergebnis ist eine Höchstleistung virtuelle Maschine, das vollständig zur Hardware passt und volle Softwarekompatibilität unterstützt.

Der konvertierte Code ist den Ergebnissen der Paravirtualisierung sehr ähnlich. Reguläre Befehle werden unverändert ausgeführt, und Befehle, die eine spezielle Verarbeitung erfordern (z. B. POPF und Befehle zum Lesen von Codesegmentregistern), werden vom Übersetzer durch Befehlssequenzen ersetzt, die denen ähneln, die für die Ausführung auf einem paravirtualisierten System erforderlich sind virtuelle Maschine. Es gibt jedoch einen wichtigen Unterschied: Anstatt den Quellcode des Betriebssystems oder der Anwendungen zu ändern, ändert ein Binärcode-Übersetzer den Code, wenn er zum ersten Mal ausgeführt wird.

Während die Übersetzung von Binärcode einen gewissen Mehraufwand verursacht, ist dieser bei normaler Arbeitslast vernachlässigbar. Der Übersetzer verarbeitet nur einen Teil des Codes und die Geschwindigkeit der Programmausführung wird mit der Geschwindigkeit der direkten Ausführung vergleichbar – sobald der Cache voll ist

Die Lösung in solchen Fällen ist die Verwendung des sogenannten Anwendungssoftwareumgebungen. Eine der Komponenten, die die Anwendungssoftwareumgebung bilden, sind die API-Funktionen, die das Betriebssystem seinen Anwendungen bereitstellt. Um die Zeit zu verkürzen, die zum Ausführen fremder Programme benötigt wird, simulieren Anwendungsumgebungen Aufrufe von Bibliotheksfunktionen.

Die Wirksamkeit dieses Ansatzes beruht auf der Tatsache, dass die meisten heutigen Programme unter einer grafischen Benutzeroberfläche (GUI) wie Windows, Mac oder UNIX Motif ausgeführt werden und Anwendungen die meiste Zeit damit verbringen, einige sehr vorhersehbare Aktionen auszuführen. Sie rufen ständig GUI-Bibliotheken zur Fenstermanipulation und anderen GUI-bezogenen Aktivitäten auf. Heutzutage werden in typischen Programmen 60–80 % der Zeit mit der Ausführung von GUI-Funktionen und anderen Aufrufen von Betriebssystembibliotheken verbracht. Es ist diese Eigenschaft von Anwendungen, die es Anwendungsumgebungen ermöglicht, den großen Zeitaufwand für die Programm-für-Befehl-Emulation zu kompensieren. Eine sorgfältig gestaltete Softwareanwendungsumgebung umfasst Bibliotheken, die die internen GUI-Bibliotheken imitieren, aber in nativem Code geschrieben sind, und dadurch wird eine deutliche Beschleunigung der Ausführung von Programmen mit der API eines anderen Betriebssystems erreicht. Dieser Ansatz wird manchmal als Übersetzung bezeichnet, um ihn vom langsameren Prozess der befehlsweisen Emulation von Code zu unterscheiden.

Beispielsweise kann es bei einem Windows-Programm, das auf einem Macintosh ausgeführt wird, zu einer sehr schlechten Leistung kommen, wenn Befehle von einem Intel 80x86-Prozessor interpretiert werden. Wenn jedoch die Fensteröffnungsfunktion der GUI aufgerufen wird, kann das Betriebssystemmodul, das die Windows-Anwendungsumgebung implementiert, diesen Aufruf abfangen und an die für den Motorola 680x0-Prozessor neu kompilierte Fensteröffnungsroutine umleiten. Infolgedessen kann die Geschwindigkeit des Programms in solchen Codeabschnitten die Arbeitsgeschwindigkeit seines „nativen“ Prozessors erreichen (und möglicherweise sogar übertreffen).

Um sicherzustellen, dass ein für ein Betriebssystem geschriebenes Programm auf einem anderen Betriebssystem ausgeführt werden kann, reicht es nicht aus, nur die API-Kompatibilität sicherzustellen. Die Konzepte, die verschiedenen Betriebssystemen zugrunde liegen, können miteinander in Konflikt stehen. Beispielsweise kann es auf einem Betriebssystem einer Anwendung gestattet sein, E/A-Geräte direkt zu steuern, während diese Aktionen auf einem anderen Betriebssystem dem Betriebssystem vorbehalten sind. Jedes Betriebssystem verfügt über eigene Ressourcenschutzmechanismen, eigene Fehler- und Ausnahmebehandlungsalgorithmen, eigene Prozessstruktur und Speicherverwaltungsschema, eigene Dateizugriffssemantik und eigene grafische Benutzeroberfläche. Um die Kompatibilität sicherzustellen, ist es notwendig, die konfliktfreie Koexistenz mehrerer Methoden zur Verwaltung von Computerressourcen innerhalb eines Betriebssystems zu organisieren.

3. 7. 3. Methoden zur Implementierung von Anwendungssoftwareumgebungen

Das Erstellen einer vollwertigen Anwendungsumgebung, die vollständig mit der Umgebung eines anderen Betriebssystems kompatibel ist, ist eine recht komplexe Aufgabe, die eng mit der Struktur des Betriebssystems zusammenhängt. Es gibt verschiedene Optionen zum Aufbau mehrerer Anwendungsumgebungen, die sich sowohl in den Merkmalen der Architekturlösungen als auch in der Funktionalität unterscheiden, die unterschiedliche Grade der Anwendungsportabilität bieten.

In vielen Versionen des UNIX-Betriebssystems ist der Anwendungsumgebungsübersetzer im Formular implementiert regelmäßige Anwendung. In Betriebssystemen, die nach dem Mikrokernel-Konzept aufgebaut sind, wie etwa Windows NT, werden Anwendungsumgebungen als Server im Benutzermodus ausgeführt. Und in OS/2 mit seiner einfacheren Architektur sind die Mittel zur Organisation von Anwendungsumgebungen tief in das Betriebssystem integriert.

Eine der offensichtlichsten Optionen zur Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen basiert auf der standardmäßigen mehrschichtigen Betriebssystemstruktur. In Abb. 3.8 Betriebssystem OS1 unterstützt zusätzlich zu seinen „nativen“ Anwendungen auch Anwendungen des Betriebssystems OS2. Zu diesem Zweck enthält es eine spezielle Anwendung – eine Anwendungssoftwareumgebung, die die Schnittstelle eines „fremden“ Betriebssystems – API OS2 – in die Schnittstelle seines „nativen“ Betriebssystems – API OS1 – übersetzt.

Reis. 3. 8. Anwendungssoftwareumgebung, die Systemaufrufe übersetzt

In einer anderen Ausführungsform mehrerer Anwendungsumgebungen verfügt das Betriebssystem über mehrere Peer-Anwendungsprogrammierschnittstellen. In der Abbildung dargestellt. 3. Im Beispiel unterstützt das Betriebssystem Anwendungen, die für OS1, OS2 und OS3 geschrieben wurden. Dazu befinden sich die Anwendungsprogrammschnittstellen aller dieser Betriebssysteme direkt im Systemkernelraum: API OS1, API OS2 und API OS3.

Reis. 3. 9. Implementierung der Kompatibilität basierend auf mehreren Peer-APIs

Bei dieser Option greifen Funktionen auf API-Ebene auf Funktionen auf der zugrunde liegenden Betriebssystemebene zu, die alle drei im Allgemeinen inkompatiblen Anwendungsumgebungen unterstützen müssen. Verschiedene Betriebssysteme verwalten die Systemzeit unterschiedlich, verwenden unterschiedliche Tageszeitformate, teilen die Prozessorzeit anhand ihrer eigenen Algorithmen auf usw. Die Funktionen jeder API werden vom Kernel unter Berücksichtigung der Besonderheiten des entsprechenden Betriebssystems implementiert, auch wenn dies der Fall ist einen ähnlichen Zweck haben.

Eine weitere Möglichkeit, mehrere Anwendungsumgebungen zu erstellen, basiert auf dem Mikrokernel-Ansatz. Gleichzeitig ist es sehr wichtig, die grundlegenden Betriebssystemmechanismen, die allen Anwendungsumgebungen gemeinsam sind, von den High-Level-Funktionen zu trennen, die für jede Anwendungsumgebung spezifisch sind und strategische Probleme lösen.

Gemäß der Mikrokernel-Architektur werden alle Betriebssystemfunktionen von den Mikrokernel- und User-Mode-Servern implementiert. Es ist wichtig, dass jede Anwendungsumgebung als separater Benutzermodus-Server konzipiert ist und keine grundlegenden Mechanismen enthält (Abb. 3.10). Anwendungen, die APIs verwenden, führen über den Mikrokernel Systemaufrufe an die entsprechende Anwendungsumgebung durch. Die Anwendungsumgebung verarbeitet die Anfrage, führt sie aus (möglicherweise durch den Aufruf zugrunde liegender Mikrokernelfunktionen, um dies zu tun) und sendet das Ergebnis zurück an die Anwendung. Bei der Ausführung einer Anfrage muss die Anwendungsumgebung wiederum auf die zugrunde liegenden Betriebssystemmechanismen zugreifen, die vom Mikrokernel und anderen Betriebssystemservern implementiert werden.

Reis. 3. 10. Mikrokernel-Ansatz zur Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen

Dieser Ansatz zum Entwerfen mehrerer Anwendungsumgebungen weist alle Vor- und Nachteile der Mikrokernel-Architektur auf, insbesondere:

Es ist sehr einfach, Anwendungsumgebungen hinzuzufügen und auszuschließen, was eine Folge der guten Erweiterbarkeit von Mikrokernel-Betriebssystemen ist.

Zuverlässigkeit und Stabilität kommen darin zum Ausdruck, dass bei Ausfall einer der Anwendungsumgebungen alle anderen betriebsbereit bleiben;

Die geringe Leistung von Mikrokernel-Betriebssystemen wirkt sich auf die Geschwindigkeit von Anwendungsumgebungen und damit auf die Geschwindigkeit der Anwendungsausführung aus.

Das Erstellen mehrerer Anwendungsumgebungen innerhalb eines Betriebssystems zum Ausführen von Anwendungen auf verschiedenen Betriebssystemen ist eine Möglichkeit, eine einzige Version des Programms zu haben und diese zwischen Betriebssystemen zu übertragen. Mehrere Anwendungsumgebungen sorgen für binäre Kompatibilität eines bestimmten Betriebssystems mit Anwendungen, die für andere Betriebssysteme geschrieben wurden. Dadurch haben Benutzer eine größere Freiheit bei der Auswahl des Betriebssystems und einen einfacheren Zugang zu hochwertiger Software.

Fragen zum Selbsttest

Was versteht man unter OS-Architektur?

Was sind die drei Hauptschichten in der Struktur eines Computersystems?

Welche Rolle spielt das Betriebssystem in der Systemaufrufschnittstelle?

Welche Bedingungen müssen beim Entwerfen eines Betriebssystems erfüllt sein, damit das Betriebssystem problemlos portierbar ist?

Was ist der Unterschied zwischen Mikrokernel-Architektur und traditioneller Betriebssystemarchitektur?

Warum eignet sich ein Mikrokernel gut zur Unterstützung verteilter Datenverarbeitung?

Was versteht man unter dem Konzept mehrerer Anwendungsumgebungen?

Was ist das Wesentliche an der Bibliotheksübersetzungsmethode?

Das Erstellen einer vollwertigen Anwendungsumgebung, die vollständig mit der Umgebung eines anderen Betriebssystems kompatibel ist, ist eine recht komplexe Aufgabe, die eng mit der Struktur des Betriebssystems zusammenhängt. Es gibt verschiedene Optionen zum Aufbau mehrerer Anwendungsumgebungen, die sich sowohl in den Merkmalen der Architekturlösungen als auch in der Funktionalität unterscheiden, die unterschiedliche Grade der Anwendungsportabilität bieten .

In vielen Versionen des UNIX-Betriebssystems ist der Anwendungsumgebungsübersetzer als reguläre Anwendung implementiert. In Betriebssystemen, die nach dem Mikrokernel-Konzept aufgebaut sind, wie etwa Windows NT oder Workplace OS, werden Anwendungsumgebungen als Server im Benutzermodus ausgeführt. Und in OS/2 mit seiner einfacheren Architektur sind die Mittel zur Organisation von Anwendungsumgebungen tief in das Betriebssystem integriert. Eine der offensichtlichsten Optionen zur Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen basiert auf der standardmäßigen mehrstufigen Betriebssystemstruktur .

Reis. 3.13. Anwendungssoftwareumgebungen, die Systemaufrufe übersetzen

Leider unterscheidet sich das Verhalten fast aller Funktionen, aus denen die API eines Betriebssystems besteht, in der Regel erheblich vom Verhalten der entsprechenden Funktionen eines anderen.

In einer anderen Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen verfügt das Betriebssystem über mehrere Peer-Anwendungsprogrammierschnittstellen. In der Abbildung dargestellt. Im Beispiel in 3.14 unterstützt das Betriebssystem Anwendungen, die für OS1, OS2 und OS3 geschrieben wurden. Dazu befinden sich die Anwendungsprogrammschnittstellen aller dieser Betriebssysteme direkt im Systemkernelraum: API OS1, API OS2 und API OS3. Bei dieser Option greifen Funktionen auf API-Ebene auf Funktionen auf der zugrunde liegenden Betriebssystemebene zu, die alle drei im Allgemeinen inkompatiblen Anwendungsumgebungen unterstützen müssen.

Verschiedene Betriebssysteme verwalten die Systemzeit unterschiedlich, verwenden unterschiedliche Tageszeitformate, teilen die Prozessorzeit anhand ihrer eigenen Algorithmen auf usw. Die Funktionen jeder API werden vom Kernel unter Berücksichtigung der Besonderheiten des entsprechenden Betriebssystems implementiert, auch wenn dies der Fall ist einen ähnlichen Zweck haben. Beispielsweise funktioniert die Prozesserstellungsfunktion, wie bereits erwähnt, für eine UNIX-Anwendung und eine OS/2-Anwendung unterschiedlich. Ebenso muss der Kernel beim Beenden eines Prozesses auch bestimmen, zu welchem ​​Betriebssystem der Prozess gehört. Wenn dieser Prozess auf Anfrage einer UNIX-Anwendung erstellt wurde, muss der Kernel bei seiner Beendigung ein Signal an den übergeordneten Prozess senden, wie dies im UNIX-Betriebssystem der Fall ist. Und wenn der OS/2-Prozess beendet wird, muss der Kernel beachten, dass die Prozess-ID nicht von einem anderen OS/2-Prozess wiederverwendet werden kann. Damit der Kernel die gewünschte Implementierung eines Systemaufrufs auswählen kann, muss jeder Prozess eine Reihe identifizierender Merkmale an den Kernel übergeben.

Reis. 3.14. Implementierung der Kompatibilität auf Basis mehrerer gleicher APIs

Eine weitere Möglichkeit, mehrere Anwendungsumgebungen zu erstellen, basiert auf dem Mikrokernel-Ansatz. Gleichzeitig ist es sehr wichtig, die grundlegenden Betriebssystemmechanismen, die allen Anwendungsumgebungen gemeinsam sind, von den für jede Anwendungsumgebung spezifischen High-Level-Funktionen zu trennen, die strategische Probleme lösen.

Gemäß der Mikrokernel-Architektur werden alle Betriebssystemfunktionen durch den Mikrokernel und die Benutzermodusserver implementiert. Es ist wichtig, dass jede Anwendungsumgebung als separater Benutzermodus-Server konzipiert ist und keine grundlegenden Mechanismen enthält (Abb. 3.15). Anwendungen, die APIs verwenden, führen über den Mikrokernel Systemaufrufe an die entsprechende Anwendungsumgebung durch. Die Anwendungsumgebung verarbeitet die Anfrage, führt sie aus (möglicherweise durch den Aufruf zugrunde liegender Mikrokernelfunktionen, um dies zu tun) und sendet das Ergebnis zurück an die Anwendung. Bei der Ausführung einer Anfrage muss die Anwendungsumgebung wiederum auf die zugrunde liegenden Betriebssystemmechanismen zugreifen, die vom Mikrokernel und anderen Betriebssystemservern implementiert werden.

Dieser Ansatz zum Entwerfen mehrerer Anwendungsumgebungen weist alle Vor- und Nachteile der Mikrokernel-Architektur auf, insbesondere:

§ Es ist sehr einfach, Anwendungsumgebungen hinzuzufügen und auszuschließen, was eine Folge der guten Erweiterbarkeit von Mikrokernel-Betriebssystemen ist.

§ Zuverlässigkeit und Stabilität kommen darin zum Ausdruck, dass bei Ausfall einer der Anwendungsumgebungen alle anderen betriebsbereit bleiben;

§ Eine geringe Leistung von Mikrokernel-Betriebssystemen wirkt sich auf die Geschwindigkeit von Anwendungsumgebungen und damit auf die Geschwindigkeit der Anwendungsausführung aus.

Reis. 3.15. Ein Mikrokernel-Ansatz zur Implementierung mehrerer Anwendungsumgebungen

Das Erstellen mehrerer Anwendungsumgebungen innerhalb eines Betriebssystems zum Ausführen von Anwendungen von verschiedenen Betriebssystemen ist eine Möglichkeit, eine einzige Version eines Programms zu haben und diese zwischen Betriebssystemen zu übertragen. Mehrere Anwendungsumgebungen sorgen für binäre Kompatibilität eines bestimmten Betriebssystems mit Anwendungen, die für andere Betriebssysteme geschrieben wurden. Dadurch haben Benutzer eine größere Freiheit bei der Wahl des Betriebssystems und einen einfacheren Zugang zu hochwertiger Software.

Schlussfolgerungen:

§ Die einfachste Strukturierung eines Betriebssystems besteht in der Aufteilung aller Betriebssystemkomponenten in Module, die die Hauptfunktionen des Betriebssystems ausführen (Kernel), und Module, die Hilfsfunktionen des Betriebssystems ausführen. Hilfsbetriebssystemmodule sind entweder als Anwendungen (Dienstprogramme und Systemverarbeitungsprogramme) oder als Prozedurbibliotheken konzipiert. Hilfsmodule werden nur für die Dauer ihrer Funktion in den RAM geladen, d. h. sie sind Transit. Kernelmodule sind immer vorhanden Arbeitsspeicher, das heißt, sie sind ansässig.

§ Wenn Hardware-Unterstützung für Modi mit unterschiedlichen Berechtigungsstufen vorhanden ist, kann die Stabilität des Betriebssystems erhöht werden, indem Kernelfunktionen im privilegierten Modus und zusätzliche Betriebssystemmodule und -anwendungen im Benutzermodus ausgeführt werden. Dadurch ist es möglich, Betriebssystem- und Anwendungscodes und -daten vor unbefugtem Zugriff zu schützen. Das Betriebssystem kann bei Anwendungsstreitigkeiten über Ressourcen als Schlichter fungieren.

§ Der Kernel, der wiederum ein Strukturelement des Betriebssystems ist, kann logisch in die folgenden Schichten zerlegt werden (beginnend mit der untersten):

§ maschinenabhängige Betriebssystemkomponenten;

§ grundlegende Kernelmechanismen;

§ Ressourcenmanager;

§ Systemaufrufschnittstelle.

§ In einem mehrschichtigen System dient jede Schicht der darüber liegenden Schicht und führt für diese einen bestimmten Satz von Funktionen aus, die eine Zwischenschichtschnittstelle bilden. Basierend auf den Funktionen der darunter liegenden Schicht baut die nächsthöhere Schicht in der Hierarchie ihre Funktionen auf – komplexere und leistungsfähigere, die sich wiederum als Grundelemente für die Erstellung noch leistungsfähigerer Funktionen der darüber liegenden Schicht erweisen. Die mehrschichtige Organisation des Betriebssystems vereinfacht die Entwicklung und Modernisierung des Systems erheblich.

§ Um seine Probleme zu lösen, interagiert jedes Betriebssystem mit Computerhardware, nämlich: Mittel zur Unterstützung des privilegierten Modus und der Adressübersetzung, Mittel zum Umschalten von Prozessen und zum Schutz von Speicherbereichen, ein Interrupt-System und einen System-Timer. Dadurch ist das Betriebssystem maschinenabhängig und an eine bestimmte Hardwareplattform gebunden.

§ Die Portabilität des Betriebssystems kann durch Befolgen der folgenden Regeln erreicht werden. Erstens muss der Großteil des Codes in einer Sprache geschrieben sein, für die auf allen Computern, auf die das System übertragen werden soll, Übersetzer verfügbar sind. Zweitens sollte die Menge der maschinenabhängigen Teile des Codes, die direkt mit der Hardware interagieren, so gering wie möglich gehalten werden. Drittens muss hardwareabhängiger Code zuverlässig in mehreren Modulen lokalisiert werden.

§ Die Mikrokernel-Architektur ist eine Alternative zum klassischen Aufbau eines Betriebssystems, bei dem alle Hauptfunktionen des Betriebssystems, aus denen der mehrschichtige Kernel besteht, im privilegierten Modus ausgeführt werden. Bei Mikrokernel-Betriebssystemen bleibt nur ein sehr kleiner Teil des Betriebssystems, der sogenannte Mikrokernel, im privilegierten Modus aktiv. Alle anderen Kernelfunktionen auf hoher Ebene werden als Anwendungen verpackt, die im Benutzermodus ausgeführt werden.

§ Mikrokernel-Betriebssysteme erfüllen die meisten Anforderungen an moderne Betriebssysteme, sind portabel, erweiterbar, zuverlässig und schaffen gute Voraussetzungen für die Unterstützung verteilter Anwendungen. Diese Vorteile gehen mit einer geringeren Leistung einher, was den Hauptnachteil der Mikrokernel-Architektur darstellt.

§ Anwendungssoftwareumgebung – eine Reihe von Betriebssystemtools, die dazu dienen, die Ausführung von Anwendungen zu organisieren, die ein bestimmtes System von Maschinenbefehlen, einen bestimmten API-Typ und ein bestimmtes Format des ausführbaren Programms verwenden. Jedes Betriebssystem erstellt mindestens eine Anwendungssoftwareumgebung. Das Problem besteht darin, die Kompatibilität mehrerer Softwareumgebungen innerhalb desselben Betriebssystems sicherzustellen. Beim Aufbau mehrerer Anwendungsumgebungen werden verschiedene Architekturlösungen, Binärcode-Emulationskonzepte und API-Übersetzungen verwendet.

Aufgaben und Übungen

1. Welche der folgenden Begriffe sind Synonyme?

§ privilegierter Modus;

§ Sicherheitsmodus;

§ Supervisor-Modus;

§ Benutzermodus;

§ Realmodus;

§ Kernel-Modus.

2. Kann man aus der Analyse des Binärcodes eines Programms schließen, dass es unmöglich ist, es im Benutzermodus auszuführen?

3. Was sind die Unterschiede zwischen dem Prozessorbetrieb im privilegierten Modus und im Benutzermodus?

4. Im Idealfall erfordert eine Mikrokernel-Betriebssystemarchitektur, dass nur diejenigen Betriebssystemkomponenten im Mikrokernel platziert werden, die nicht im Benutzermodus ausgeführt werden können. Was zwingt Betriebssystementwickler dazu, von diesem Prinzip abzuweichen und den Kernel zu erweitern, indem er Funktionen hineinverlagert, die als Serverprozesse implementiert werden könnten?

5. Welche Phasen umfasst die Entwicklung einer mobilen Betriebssystemversion für eine neue Hardwareplattform?

6. Beschreiben Sie, wie Anwendungen mit einem Betriebssystem interagieren, das über eine Mikrokernel-Architektur verfügt.

7. Was sind die verschiedenen Phasen der Ausführung eines Systemaufrufs in einem Mikrokernel-Betriebssystem und einem Betriebssystem mit einem monolithischen Kernel?

8. Kann ein auf einem „fremden“ Prozessor emuliertes Programm schneller laufen als auf einem „nativen“?

Nach dem Studium dieses Themas lernen Sie:

Was ist eine Anwendungsumgebung?
- Wie ist die Struktur einer typischen Anwendungsumgebungsschnittstelle?
- Was ist Bearbeiten und Formatieren?
- welche typischen Aktionen sind auf Objekten der Anwendungsumgebung möglich;
- was im Standardmenü der Anwendungsumgebung enthalten ist.

Rolle und Zweck der Anwendungsumgebung

IN wahres Leben Jedes Objekt existiert in seiner eigenen Umgebung: Fische im Fluss, Blumen auf den Feldern und Blumenbeeten, Korallen in den Meeren usw.

Zusätzlich zu natürlichen Lebensräumen haben die Menschen gelernt, künstliche Lebensräume zu schaffen. Ein Beispiel für eine solche künstliche Umgebung ist eine Stadt. Diese Umgebung wird vom Menschen sowohl aus natürlichen als auch aus geschaffenen Objekten geformt. Zu den natürlichen Objekten gehören: Bürger, Tiere, Pflanzen. Zu den künstlichen Objekten gehören Gebäude, Strukturen, Maschinen, Mechanismen usw. Bestimmte Gesetze der Existenz von Objekten und ihrer Interaktion gelten sowohl in natürlichen als auch in künstlichen Umgebungen.

Mit dem Aufkommen von Computern begann die Entstehung einer weiteren künstlichen Umgebung – Software. Es hat seine eigenen Objekte und seine eigenen Gesetze, die durch ein bestimmtes Programm oder eine Reihe von Programmen bestimmt werden. Diese Programme bilden eine bestimmte Art von Umgebung, in der verschiedene Computerobjekte erstellt werden: Textdokumente, Bilder, Tabellen, Zeichnungen usw.

Im vorherigen Abschnitt wurde Ihnen die Systemumgebung vorgestellt. Sie wissen, dass es notwendig ist, damit der Computer funktioniert. Ohne sie bleibt der Computer ein Haufen nutzloser Blöcke.

Wenn man einen Computer mit einem Zug vergleicht, ähnelt die Systemumgebung in ihrem Zweck einer Lokomotive. Die Lokomotive sorgt für die Bewegung des gesamten Zuges. Ohne sie können die Autos nicht fahren. Eine Lokomotive ist für einen Menschen ebenso nutzlos wie ein Computer, der nur mit einer Systemumgebung ausgestattet ist. Warum eigentlich eine Lokomotive von Station zu Station fahren, wenn sie nichts transportiert? Damit die Lokomotive nützlich ist, sind an ihr Wagen zum Transport von Gütern oder Personen angebracht: Personenwagen, Güterwagen, Bahnsteige, Panzer usw.

Dasselbe gilt auch für Computersoftware. Neben der Systemumgebung werden auch Programme benötigt, die es dem Benutzer ermöglichen, verschiedene Informationen zu verarbeiten und verschiedene Dokumente zu erstellen, ohne Programmiersprachen zu verwenden. Solche Programme werden Anwendungprogramme oder Anwendungen genannt, und die Umgebung, die sie erstellen, wird Anwendung genannt. Die Vielfalt der Anwendungen erklärt sich aus der Vielfalt der Aufgaben, vor denen der Benutzer steht. Dies sind Grafikeditoren, Text- und Tabellenkalkulationsprogramme, Datenbankverwaltungssysteme, Kommunikationsprogramme, Soundplayer usw.

Stellen Sie sich vor, Ihre Klasse macht einen Ausflug in einen botanischen Garten. Am nächsten Tag wurden Sie von den Lehrern gebeten, über den Ausflug zu sprechen. Der Kunstlehrer hat dir gesagt, du sollst die Pflanze zeichnen, die dir am besten gefällt. Ein Literaturlehrer schlug vor, eine Geschichte über einen Besuch in einem Botanischen Garten zu schreiben. Der Biologielehrer beauftragte uns, eine Klassifizierungstabelle der Pflanzen zu erstellen, die wir zu Hause sahen. In jedem Fall ist es notwendig, die gleichen Informationen bereitzustellen, diese jedoch im Formular darzustellen diverse Dokumente: Bild, Text, Tabelle. Um solche Dokumente zu erstellen, sind entsprechende Anwendungen erforderlich.

In einem modernen Computer kann nicht ein Programm, sondern mehrere zur Lösung eines Problems verwendet werden. Ein solcher Komplex von Anwendungsprogrammen, die zur Lösung eines Benutzerproblems kombiniert werden, wird als Anwendung oder Anwendungsumgebung bezeichnet. Darüber hinaus können einige Programme gleichzeitig in mehreren Anwendungsumgebungen enthalten sein. Zum Beispiel eine Rechtschreibprüfung. Es wird sowohl von Text- und Tabellenprozessoren als auch von einem Datenbankverwaltungssystem verwendet.

Stellen Sie sich einen Fluss vor, der durch endlose Weiten fließt. Es hat seinen Ursprung irgendwo in den Bergen. Auf ihrem Weg rennt sie am Wald vorbei. Darüber hinaus durchquert sein Bett die Stadt. Dann macht sie sich auf den Weg durch die Felder zum Meer. An jedem Standort trägt der Fluss zur Bildung unterschiedlicher Umgebungen bei: einer Bergkette, eines Waldes, einer Stadt. Ebenso bilden verschiedene Anwendungsprogramme die Anwendungsumgebung.

Eine Anwendungsumgebung ist eine Computerumgebung, die aus Anwendungsprogrammen besteht.

Jede Anwendungsumgebung ist darauf ausgelegt, Informationen zu verarbeiten, die in der einen oder anderen Form präsentiert werden.

Programmierer haben viele Anwendungsumgebungen für die Verarbeitung einer Vielzahl von Informationen erstellt, von einfachen Texteditoren bis hin zu die komplexesten Programme riesige Maschinen entwerfen.

Benutzer persönlicher Computer Neben der Systemumgebung muss er die am häufigsten verwendeten Anwendungsumgebungen kennen: Grafikeditor, Text- und Tabellenkalkulationsprozessoren, Datenbankverwaltungssystem. In diesen vier Umgebungen können Sie die gängigsten Dokumenttypen erstellen: Zeichnung, Text, Tabelle, Datenbank.

Welches Dokument Sie zur Darstellung von Informationen erstellen, hängt davon ab, was Sie dem Empfänger des Dokuments mitteilen möchten. Dieselben Informationen, die mit unterschiedlichen Medien verarbeitet werden, werden im endgültigen Dokument unterschiedlich angezeigt.

Lassen Sie uns eine Analogie zu einer Situation ziehen, die jedem bekannt ist. Im Herbst beginnt die Pilzsammelsaison. Alle gehen mit Körben in den Wald. Nachdem man eine Vielzahl von Pilzen gesammelt hat – Steinpilze, Milchpilze, Honigpilze – kehren die Menschen nach Hause zurück. Jetzt müssen sie ein wichtiges kulinarisches Problem lösen – die Verarbeitung dieser Pilze. Aus der Vielfalt der kulinarischen Möglichkeiten wählen wir drei aus. Und schon sind die Pilze sortiert: separat zum Trocknen, separat für die Suppe, separat zum Einlegen. Die Arbeit in allen ausgewählten Bereichen beginnt gleichzeitig. Alle Küchenutensilien werden verwendet. Auf dem Herd gibt es keinen freien Platz: Auf einem Herd werden Pilze zum Einlegen gegart, auf einem anderen Suppe, und Steinpilze trocknen im Ofen.

Als Ergebnis wurden aus demselben Ausgangsmaterial – Pilzen – drei verschiedene Gerichte erhalten: Suppe in einer Pfanne, gesalzene Pilze in einer Wanne und ein Bund getrockneter Pilze. Und der springende Punkt ist, dass jeweils eine eigene Technologie verwendet wurde. Und obwohl für die Pilzzubereitung in allen drei Fällen das gleiche Geschirr und derselbe Herd verwendet wurden, unterscheiden sich die verarbeiteten Endprodukte deutlich voneinander.

Das Gleiche passiert bei der Verarbeitung von Informationen. Wir benötigen unterschiedliche Umgebungen, damit die uns zur Verfügung stehenden Daten richtig „gekocht“ werden können.

Stellen Sie sich vor, Sie müssten Informationen über Ihre Laborarbeit in der Physik im Speicher Ihres Computers speichern. Welche Umgebung sollten Sie wählen? Wir benötigen (Abbildung 15.1) Textverarbeitungssystem zur Beschreibung des Versuchsverlaufs, ein grafischer Editor zum Erstellen eines Diagramms zum Anschließen von Geräten, ein Tabellenkalkulationsprozessor zur Durchführung von Berechnungen.

Reis. 15.1. Ein Beispiel für die Informationsverarbeitung in Anwendungsumgebungen

Es ist die Vielfalt der Anwendungsumgebungen, die die Vielseitigkeit des Computers als Mittel zur Verarbeitung von Informationen unterschiedlicher Form gewährleistet. Jede Anwendungsumgebung kann nur in ihrer entsprechenden Systemumgebung ausgeführt werden. Mit der weiten Verbreitung von Windows entstanden auch Anwendungsumgebungen dafür. Dies bedeutet nicht, dass es zuvor verwendet wurde Betriebssystem MS-DOS-Anwendungsumgebungen sind jetzt für den Benutzer nicht mehr zugänglich. Sie sind auch unter Windows lauffähig, allerdings können nur native Anwendungen der Systemumgebung alle Vorteile effektiv nutzen. Im Folgenden wird nur auf Windows-Anwendungen eingegangen.

Funktionen von Windows-Anwendungsumgebungen

Sichtweite

Ein wichtiger Vorteil von Windows-Anwendungsumgebungen ist die Sichtbarkeit.

Erstens Alle dem Benutzer zur Verfügung stehenden Umgebungstools können über Befehlsschaltflächen grafisch dargestellt werden. Unter Tools versteht man Hauptmenübefehle, die es dem Benutzer ermöglichen, Aktionen an Objekten der Anwendungsumgebung durchzuführen. So wie Verkehrsschilder Bilder enthalten, die es dem Fahrer eines Autos ermöglichen, die Situation auf der Straße richtig einzuschätzen, kann sich ein Computerbenutzer durch Bilder von Werkzeugen auf den Befehlstasten leiten lassen. Beispielsweise ist die Schaltfläche für das Werkzeug zum Ausschneiden einer Auswahl und zum Platzieren in der Zwischenablage mit einem Scherensymbol gekennzeichnet.

Zweitens In Anwendungen erstellte Dokumente werden auf dem Bildschirm genauso angezeigt, wie sie beim Drucken auf Papier erscheinen. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie im Voraus wissen, welches Format das endgültige Dokument haben soll.

Multitasking

Eine weitere Besonderheit von Windows-Anwendungen ist das Multitasking. Auf Ihrem Desktop können mehrere Dokumente gleichzeitig geöffnet sein, die in unterschiedlichen Anwendungen erstellt wurden. Sie können gleichzeitig eine Zeichnung bearbeiten, einen Brief schreiben und Berechnungen durchführen.

Es ist jedoch notwendig, den Begriff der Gleichzeitigkeit zu klären. Alle oben genannten Aufgaben können gestartet werden. Nach dem Start befinden sich alle gleichzeitig im RAM des Computers. Eine Person kann jedoch nicht gleichzeitig dasselbe Organ der Informationswahrnehmung auf zwei verschiedene Aufgaben konzentrieren. Sie können beispielsweise nicht gleichzeitig Text lesen und zeichnen. Das menschliche Auge ist dafür nicht ausgelegt. Man kann verschiedene Bilder nicht mit unterschiedlichen Augen betrachten, wie es beispielsweise Chamäleons tun.

Dementsprechend arbeitet eine Person in solchen Fällen und mit Dokumenten in unterschiedlichen Umgebungen konsequent. Zum Beispiel zeichnet er zuerst und schreibt dann. Wenn die Informationen in jeder der Aufgaben jedoch auf die Wahrnehmung durch unterschiedliche Sinne abzielen, können solche Aufgaben tatsächlich gleichzeitig ausgeführt werden. Zum Beispiel, wenn Sie das Player-Programm ausführen Laserscheibe und einem Textverarbeitungsprogramm können Sie gleichzeitig Musik hören und Text eingeben und dabei Ihr Gehör bzw. Ihr Sehvermögen nutzen.

Organisation des Datenaustauschs

Ein weiteres wichtiges Merkmal von Windows-Anwendungsumgebungen ist die Möglichkeit, Daten zwischen Anwendungen auszutauschen. Die Systemumgebung bietet zwei unterschiedliche Methoden zum Datenaustausch zwischen Anwendungen: über die Zwischenablage und mithilfe der OLE-Technologie (siehe Abschnitt 14.7).

Durch die Freigabe über einen Puffer können Sie entweder ein Dokumentobjekt verschieben oder eine Kopie des Objekts an einem neuen Ort oder in einem neuen Dokument platzieren. Mithilfe der Pufferfreigabemethode können Sie Objekte und deren Kopien von einem Dokument in ein anderes übertragen, ohne eine Verbindung mit der Anwendung aufrechtzuerhalten, in der das Objekt erstellt wurde.

Der Austausch über den Puffer erfolgt in zwei Stufen.

Im ersten Schritt wird entweder das Objekt selbst (Abbildung 15.2) oder seine Kopie (Abbildung 15.3) im Puffer abgelegt. Im zweiten Schritt wird der Inhalt des Puffers in das ausgewählte Dokument eingefügt (Abbildung 15.4).

Reis. 15.2. Schneiden eines Objekts in den Puffer

Reis. 15.3. Kopieren eines Objekts in die Zwischenablage

Machen wir eine Analogie. Mit Beginn des Frühlings sind Felder und Wiesen wie ein Teppich mit leuchtenden Blumen bedeckt. Wenn man sie beim Spazierengehen bewundert, verspürt man oft den Wunsch, die Freude am Betrachten einer schönen Blume zu verlängern. Sie können das Objekt bewegen – pflücken Sie eine Blume, nehmen Sie sie mit nach Hause und trocknen Sie sie anschließend für ein Herbarium. Wenn Sie eine Kamera zur Hand haben, können Sie durch das Fotografieren der Blume eine Kopie des Objekts erstellen. Dann bleibt die Blume selbst an Ort und Stelle und Sie nehmen eine Kopie davon in Form eines fotografischen Bildes mit.

Reis. 15.4. Einfügen eines Objekts aus dem Puffer

Es gibt noch eine andere Möglichkeit. Sie können die Blume zusammen mit einem Teil der Umgebung, in der sie wuchs, ausgraben und näher an Ihrem Zuhause neu pflanzen. Dann wird die Blume vor Ihren Augen wachsen und sich verändern, und Sie können sie vom Fenster aus beobachten.

Wie bei der Option „Transplantierte Blumen“ stellt Ihnen die Windows-Softwareumgebung die OLE-Technologie zur Verfügung (siehe Thema 14). Es hält den ständigen Kontakt zwischen der Anwendungsumgebung, in die das Objekt eingebettet ist, und der Anwendungsumgebung, in der das Objekt erstellt wurde, aufrecht. Der Einsatz der OLE-Technologie ist in Fällen effektiv, in denen dasselbe Objekt verwendet wird verschiedene Dokumente.

Sie haben beispielsweise mit einem Grafikeditor ein Logo für Ihre Klasse erstellt. Bei der Erstellung verschiedener Dokumente (Zeugnis, Klassenzeitschrift, Zeitung) haben Sie dann dieses Logo verwendet. Doch nach einiger Zeit wurden Änderungen am Emblem vorgenommen. Wenn Sie das Logo über die Zwischenablage in Ihre Dokumente eingefügt haben, müssen Sie es in jedem Dokument erneut einfügen. Wenn Sie es mithilfe der OLE-Technologie implementiert haben, wird das Logo in allen zugehörigen Dokumenten nach der Bearbeitung des Quellbilds automatisch aktualisiert.

Zusammengesetzte Dokumente erstellen

Die Organisation des Datenaustauschs zwischen Anwendungsumgebungen stellt dies sicher Integration. Unter Integration von Anwendungsumgebungen versteht man deren Vereinheitlichung, wenn es möglich wird, Objekte aus jeder dieser Umgebungen gemeinsam zu nutzen.

Reis. 15.5. Objektintegration
verschiedene Umgebungen in einem zusammengesetzten Dokument

Stellen Sie sich vor, Sie erstellen einen Biologiebericht über die Pflanzen, die in Ihrer Region wachsen. Die Grundlage Ihres Berichts wird selbstverständlich ein Textdokument sein. Wenn Sie über eine Pflanzendatenbank verfügen, können Sie alle Pflanzen in Ihrer Region finden. Das Suchergebnis (Auswahl) kann in einem Textdokument platziert werden. Dort können Sie auch Zeichnungen einiger Pflanzen platzieren, die in einem Grafikeditor erstellt wurden. Als Ergebnis erhalten Sie ein Textdokument (Abbildung 15.5), das neben seinen eigenen Objekten eine Auswahl aus der Datenbank und Zeichnungen enthält. Ein solches Dokument heißt zusammengesetzt (integriert). 

Struktur der Anwendungsumgebungsschnittstelle

Anwendungsumgebungsschnittstelle

Man kann einen Pkw leicht von einem Lkw oder Bus unterscheiden, aber nicht jeder kann die Marke eines bestimmten Lkw nennen. Autos derselben Kategorie sehen nicht nur einander ähnlich, sie fahren sich auch gleich. Es ist kein Zufall, dass Autofahrern Führerscheine entsprechend der Fahrzeugklassifizierung erteilt werden: zum Führen von Motorrädern, Autos, Bussen und Lastwagen.

Reis. 15.6. Strukturell
Teile der Anwendungsschnittstelle

Unter Windows laufende Anwendungen verfügen über eine sehr ähnliche grafische Oberfläche. Nachdem Sie gelernt haben, ein Programm eines bestimmten Typs zu „fahren“, können Sie sich sicher an das Steuer eines anderen ähnlichen Programms setzen. Sobald Sie die Funktionen verstanden und ein wenig geübt haben, werden Sie sich ziemlich sicher fühlen. Einem Autofahrer, der von einer Automarke auf eine andere wechselt, geht es ungefähr genauso.

Egal wie unterschiedlich sich die Schnittstellen von Anwendungsumgebungen äußerlich unterscheiden, sie bestehen alle in ihrem Zweck aus Elementen des gleichen Typs. Schauen Sie sich Abbildung 15.7 genau an. Es zeigt Fenster verschiedener Anwendungsumgebungen. In jeder von ihnen können die folgenden Zonen unterschieden werden (Abbildung 15.6):

♦ die Titelleiste der Anwendungsumgebung, in der sich die Tools zur Verwaltung der Anwendungsfensteroberfläche befinden und der Name der Umgebung angezeigt wird;
♦ Verwaltungsbereich, in dem sich Anwendungs- und Dokumentenverwaltungstools befinden;
♦ Arbeitsbereich9, in dem bearbeitete Dokumente abgelegt werden;
♦ Hilfebereich, in dem Informationen zu den Betriebsmodi der Anwendung und Benutzertipps veröffentlicht werden.

Reis. 15.7. Aussehen von Fenstern verschiedener Anwendungen

Alle für Windows erstellten Programme verfügen über eine Standard-Fensteroberfläche.

Sie bilden ähnliche Referenzzonen und Kontrollzonen. Das Erscheinungsbild des Arbeitsfeldes ändert sich je nach Einsatzzweck der Anwendungsumgebung (siehe Abb. 15.7).

Schauen wir uns die charakteristischen Objekte der Schnittstellenstruktur jeder Windows-Anwendungsumgebung genauer an. Nehmen wir als Beispiel die Tabellenprozessorschnittstelle (Abbildung 15.8).

Reis. 15.8. Anwendungsumgebungsschnittstelle
Am Beispiel der Excel-Tabelle

Wenn Sie eine Anwendungsumgebung starten, wird das Anwendungsfenster, also die Umgebung selbst, auf dem Bildschirm angezeigt. Normalerweise öffnet sich innerhalb des Anwendungsfensters auch das Dokumentfenster. Dabei kann es sich um ein neues Dokument oder das zuletzt bearbeitete Dokument handeln. Wenn die Anwendung durch Öffnen eines Dokuments aufgerufen wurde, befindet sich dieses Dokument im Anwendungsfenster.

Die Benutzeroberfläche der Anwendungsumgebung umfasst die folgenden Elemente: Titelleiste der Anwendungsumgebung, Hauptmenüleiste, Symbolleiste, Eingabe- und Bearbeitungszeile, Statusleiste.

Titelleiste Enthält: eine Systemmenüschaltfläche, den Namen der Anwendung (in unserem Fall Microsoft Excel), eine Schaltfläche zum Reduzieren, eine Schaltfläche zum Maximieren/Wiederherstellen und eine Schaltfläche zum Schließen. Der Zweck all dieser Schaltflächen wird in Abschnitt 14.5 ausführlicher erläutert.

Hauptmenü Jede Windows-Anwendungsumgebung ist wie eine Nistpuppe. Abschnitte der obersten Ebene werden in der Hauptmenüleiste angezeigt. In jedem dieser Abschnitte werden Befehle auf niedrigerer Ebene entsprechend ihrem Zweck zusammengefasst. Die Liste dieser Befehle öffnet sich als Dropdown-Menü (siehe Abbildung 15.8). Der Zugriff auf einige dieser Befehle führt wiederum zum Erscheinen eines zusätzlichen Menüs (Untermenüs) auf einer noch niedrigeren Ebene. So können Sie über das Hauptmenü nacheinander den gewünschten Steuerbefehl auswählen und alle für seine Ausführung notwendigen Parameter einstellen.

Symbolleiste enthält einen festen oder vom Benutzer einstellbaren Satz von Befehlsschaltflächen, die für den schnelleren Aufruf (im Vergleich zu einem mehrstufigen Menü) der im Hauptmenü enthaltenen Steuerbefehle ausgelegt sind.

Die Schnittstelle des Tabellenprozessors und Datenbankverwaltungssystems umfasst auch eine Eingabe- und Bearbeitungszeile. In dieser Zeile werden Zahlen, Text oder Formeln angezeigt, die in die aktuelle Tabellenzelle oder das aktuelle Datenbankfeld eingegeben wurden. In dieser Zeile können Sie den Inhalt der aktuellen Zelle oder des aktuellen Felds anzeigen oder bearbeiten sowie die Formel selbst sehen.

Statusleiste enthält Informationen über die Betriebsmodi der Anwendung.

Zusätzlich zu den aufgeführten gibt es eine Gruppe von Elementen, die bedingt als Hilfskontrollbereich bezeichnet werden können. Dazu gehören: die Titelleiste des von der Anwendung erstellten Dokumentfensters; vertikale und horizontale Bildlaufleisten.

In der Titelleiste des Dokumentfensters Gibt den Dateinamen des aktuellen Dokuments an, das von der ausgewählten Anwendung erstellt wurde. Da nur ein Teil des Dokumentfensters (der sogenannte Arbeitsbereich) auf dem Bildschirm sichtbar ist, werden Bildlaufleisten verwendet, um andere Bereiche des Dokuments anzuzeigen, die derzeit nicht im Dokumentfenster sichtbar sind. Eine Leiste, die es ermöglicht, den Inhalt eines Fensters vertikal zu verschieben, wird aufgerufen vertikaler Streifen Scrollen und die horizontale Bewegung erfolgt über die horizontale Bildlaufleiste. Sie funktionieren genauso wie in jedem anderen Windows-Fenster (siehe Abschnitt 14.5). Wenn das Dokumentfenster maximiert ist, wird die Titelleiste des Dokuments an der Titelleiste der Anwendungsumgebung ausgerichtet.

Bearbeiten eines Dokuments

Bei der Arbeit in einer Anwendungsumgebung besteht häufig die Notwendigkeit, Änderungen an zuvor erstellten Dokumenten vorzunehmen.

Sie haben beispielsweise mit einem Textverarbeitungsprogramm eine Einladung zu einem Feiertag erstellt. Lassen Sie diesen Feiertag Ihr Geburtstag sein. Sie haben eine Einladung für einen Ihrer Freunde ausgedruckt. Alles hat super geklappt. Es stimmt, Sie haben viele Freunde, eine Einladung allein reicht nicht aus. Ist es möglich, eine vorhandene Eingabeaufforderung mit einem Textverarbeitungsprogramm zu ändern, oder muss ich eine neue erstellen? Wenn Sie in einer Textverarbeitungsumgebung arbeiten, reicht es aus, im fertigen Dokument nur den Namen des Eingeladenen zu ersetzen und neue Einladungen auszudrucken.

Ein anderes Beispiel. Sie haben in einem Tabellenkalkulationsprogramm eine Tabelle zur Berechnung Ihrer durchschnittlichen Punktzahl erstellt, dort alle erhaltenen Noten eingetragen und einen Tag später fünf neue erhalten. Ist es möglich, sie zur alten Tabelle hinzuzufügen? Natürlich ja, nicht umsonst wird ein Computer als universelles Werkzeug zur Informationsverarbeitung bezeichnet.

In Anwendungsprogrammen können Sie nicht nur Dokumente wie auf einer Schreibmaschine erstellen, sondern auch weitere Änderungen vornehmen: Korrekturen vornehmen, Fehler beseitigen, einzelne Werte suchen und ersetzen usw. Alle Vorgänge, die mit Änderungen an einem Dokument und der Korrektur von Fehlern zusammenhängen, sind in einem gemeinsamen Konzept zusammengefasst - der Bearbeitung.

Beim Bearbeiten werden Änderungen an einem Dokument vorgenommen.

Sie können Textdokumente, Tabellen, Datenbanken, Zeichnungen usw. bearbeiten. d. Stellen Sie sich vor, wie viel einfacher die Arbeit von Schriftstellern geworden ist. Jetzt müssen sie die Manuskripte ihrer Werke nicht unzählige Male neu schreiben, um nach Fehlern zu suchen und diese zu beseitigen. Mit einem Textverarbeitungsprogramm können solche Arbeiten in wenigen Minuten erledigt werden.

Personen, deren Tätigkeiten mit der Durchführung von Berechnungen verbunden sind, müssen keine riesigen Tabellen neu berechnen. Jetzt reicht es aus, nur die ursprünglichen Zahlen zu ändern, und der Tabellenprozessor berechnet die Ergebnisse automatisch neu.

BEACHTEN SIE
Beachten Sie die Bearbeitungsregel:
1. Wählen Sie ein Objekt aus.
2. Führen Sie den Bearbeitungsbefehl oder die Bearbeitungsaktionen aus.

Auswählen eines Objekts. Bevor Aktionen an einem Objekt in einem Dokument ausgeführt werden, muss es ausgewählt werden. Bei der Anzeige ausgewählter Objekte auf dem Bildschirm wird normalerweise entweder die Farbe des Objekts umgekehrt oder die äußere Grenze des Objekts wird angezeigt. Normalerweise werden Objekte in einer Anwendung durch Klicken mit der Maus ausgewählt.

Tabelle 15.1. Aktionen für ausgewählte Objekte

 

Oft besteht die Notwendigkeit, eine Gruppe ähnlicher Objekte auszuwählen, die in einer Reihe angeordnet sind – einen Block. Zum Beispiel eine Phrase in einem Satz oder mehrere Zellen in einer Tabelle. In diesem Fall wird die Maus beim Drücken der linken Taste vom ersten zum letzten Objekt „gezogen“.

Methoden zur Auswahl spezifischer Objekte werden in der Beschreibung jeder Umgebung angegeben (siehe Themen 16–19). Typische Aktionen für ein ausgewähltes Objekt zum Bearbeiten eines Dokuments mithilfe von Befehlen sind in Tabelle 15.1 aufgeführt.

Bei der Bearbeitung stellen die meisten Anwendungsumgebungen oft entsprechende Befehle zur Verfügung, z.B. Bearbeiten | Suchen und Bearbeiten | Ersatz. Um nach einem Objekt in einem Dokument zu suchen, wird dessen Probe angezeigt. Um ein Objekt zu ersetzen, wird zusätzlich zum Suchmuster auch ein Ersetzungsmuster angegeben.

Formatieren eines Dokuments

Der Modedesigner ist bestrebt, sicherzustellen, dass die von ihm entworfenen Kleidungsstücke nicht nur bequem und funktional, sondern auch schön sind. Der Konditor versucht beim Backen eines Kuchens, ihn elegant zu machen. Er versteht, dass dem Käufer nicht nur der Geschmack wichtig ist, sondern auch das Aussehen.

Ein Benutzer, der mit einem Dokument arbeitet, sei es eine Tabelle, eine Zeichnung oder ein Text, hat auch das Bedürfnis, es schön und professionell zu gestalten.

Der Autor formatiert den Text je nach Genre. Beispielsweise beginnt der Text eines Prosawerks fast am äußersten Rand der Seite, während ein Gedicht höchstwahrscheinlich in der Mitte steht.

Ein anderes Beispiel. Sie haben eine Tabelle erstellt, diese ist jedoch so breit, dass sie nicht auf die Seite passt. Sie müssen entweder die Tabelle verkleinern oder die Seite horizontal erweitern.

Es gibt viele ähnliche Beispiele, bei denen eine schöne und korrekte Dokumentengestaltung erforderlich ist.

Wenn Sie eine Schülerzeitung erstellen, benötigen Sie auf jeden Fall eine Person, die weiß, wie man schön schreibt und wie man sie gestaltet.

Vor der Erfindung des Computers und moderner Anwendungsprogramme mussten für die Lösung solcher Probleme Spezialisten engagiert werden. Jedes Dokument, das zumindest eine gewisse Gestaltung erforderte, musste bei einer Druckerei bestellt werden. Wenn Sie einen schön gestalteten Brief benötigten, dessen Text in gotischer Schriftart verfasst war, mussten Sie ihn speziell beim Künstler bestellen. MIT

Heutzutage haben Anwendungsprogramme Menschen vor solchen Schwierigkeiten bewahrt. Jede Anwendungsumgebung verfügt über eine Reihe von Vorgängen, die Sie ausführen können äußeres Design Dokument gemäß den Anforderungen. Alle Vorgänge zur Gestaltung eines Dokuments als Ganzes oder seiner Objekte werden durch ein gemeinsames Konzept vereint – die Formatierung.

Formatierung – Präsentationsprozess Aussehen Dokument oder seine einzelnen Objekte in der erforderlichen Form.

Das Wort Formatierung selbst kommt vom Wort „Form“, d. h. formatieren bedeutet, etwas eine Form zu geben.

 

Reis. 15.9. Formatierungsebenen

Wie wird ein Dokument mithilfe der Anwendungsumgebung formatiert? Dieser Prozess kann als eine Reihe von Aktionen dargestellt werden, die von Anwendungsumgebungstools für das Dokument als Ganzes oder seine einzelnen Objekte ausgeführt werden (Abbildung 15.9). In diesem Fall sollten Sie die Umgebung berücksichtigen, in der das Objekt erstellt wurde, da diese die verwendeten Arbeitswerkzeuge bestimmt.

Formatieren des gesamten Dokuments

Jedes Dokument kann in einer Datei gespeichert, auf dem Bildschirm angezeigt oder auf Papier gedruckt werden. Darüber hinaus wird das Dokument auf dem Bildschirm genau so angezeigt, wie es auf Papier gedruckt wird (physische Seite).

Die physische Seite verfügt immer über einen Bereich, der Dokumentobjekte enthält. Dieser Bereich wird als logische Seite bezeichnet (Abbildung 15.10). Das Formatieren einer Dokumentseite in einer beliebigen Anwendungsumgebung erfordert normalerweise das Festlegen von Parametern wie Seitenausrichtung, Rändern und Fußzeilen (siehe Abb. 15.10).

 

Reis. 15.10. Dokumentseite

Seitenausrichtung- die Position eines Blattes Papier (physische Seite) im Raum. Es gibt Buch und Landschaftsorientierung(Abbildung 15.11).

Reis. 15.11. Seitenausrichtung

Felder- Bereiche der physischen Seite, die zum Platzieren unterstützender Informationen (Fußnoten, Kopfzeilen usw.) verwendet werden. Der linke und rechte Rand bleiben normalerweise leer. Kopf- und Fußzeilen können im oberen und unteren Feld platziert werden.

Kopf-und Fußzeilen - Service Information, am oberen oder unteren Rand der Seite platziert. Dies könnte beispielsweise der Nachname des Autors, der Titel des Dokuments, die Seitenzahl usw. sein.

Dokumentobjekte formatieren

Jedes Dokument besteht aus Objekten. Das Aussehen jedes Objekts wird durch die Umgebung bestimmt, in der es erstellt wurde. In einem Textverarbeitungsprogramm ist dies beispielsweise ein Zeichen, ein Wort, ein Absatz; in einem Datenbankverwaltungssystem - Feld, Datensatz usw.

Solche Objekte werden durch die Werkzeuge der Umgebung selbst erstellt und bearbeitet. Darüber hinaus können mit anderen Anwendungsprogrammen erstellte Objekte in das Dokument eingebettet werden.

Zum Beispiel eine dreidimensionale Inschrift, eine Zeichnung, eine Formel.

Wir listen die Parameter auf, die den meisten Objekten gemeinsam sind:

♦ Größe;
♦ Form;
♦ Ort im Dokument;
♦ Position relativ zu anderen Objekten.

Die Größe eines Objekts wird normalerweise in Höhe und Breite gemessen. In diesem Fall können Objekte skaliert werden, das heißt, ihre Abmessungen können proportional geändert werden, beispielsweise die Größe eines Symbols.

Die Form von Objekten kann beliebig sein, am häufigsten ist jedoch eine rechteckige Form, beispielsweise ein ausgewählter Textabschnitt.

Die Position eines Objekts in einem Dokument wird relativ zum Seitenrand bestimmt.

Die Position des Objekts relativ zu anderen Dokumentobjekten wird bei Bedarf vom Benutzer angegeben. Beispielsweise könnte ein Bild in einem Textdokument auf „relativ zum Absatz“ eingestellt werden.

Zusätzlich zu den aufgeführten kann jedes Objekt seine eigenen individuellen Parameter haben, die formatiert werden müssen. Zum Beispiel eine Farbe für Text oder einen Schatten für eine Autoform.

Sie können eine ganze Gruppe von Formatierungsoptionen auswählen, die nicht für alle Objekte gleich sind, aber für jede Umgebung gleich sind. Zu diesen Parametern gehören:

♦ Schriftdesign;
♦ Farbdesign und Muster;
♦ Dicke, Art und Strich der Linie.

Schriftart. Schriftart bezieht sich auf das Erscheinungsbild von Buchstaben im Alphabet. Zu den verschiedenen Schriftarten gehören beispielsweise Gothic Fraktura und Church Slavonic Rite (Abbildung 15.12). Jede spezifische Implementierung einer Schriftart wird als Stil bezeichnet.

Jede Schriftart kann mehrere solcher Stile haben. Die Menge aller Stile wird als Schriftart bezeichnet.

Stile unterscheiden sich voneinander in der Strichstärke, der Buchstabenbreite, dem Gesamtdesign (romantisch oder kursiv) usw. True Type-Schriftarten, die als Schriftarten in Windows-Anwendungen verwendet werden, enthalten zunächst mehrere grundlegende Stile. Sie unterscheiden sich in Art und Größe.

Reis. 15.12. Schriftartbeispiele

Art des Stils. Die am häufigsten verwendeten Stile innerhalb einer Schriftart sind: normal (gerade), kursiv, fett, fett kursiv (Abbildung 15.13).

Reis. 15.13. Arten von Stilen

Kegel. Dies ist die Schriftgröße. Traditionell werden Schriftarten seit den Tagen des typografischen Satzes in Punkten (pt) gemessen. Ein Punkt entspricht 0,35 mm. Es gibt eine Reihe von Standardpins, wie zum Beispiel den in Abbildung 15.14. Durch Ändern der Größe und Art des Stils beim Tippen auf einem Computer können Sie verschiedene Optionen für die Darstellung einer bestimmten Schriftart erstellen.

Reis. 15.14. Symbole unterschiedlicher Größe
Fette Schriftart
Jahrhundertalter Stil

Farbe. Viele Objekte der Anwendungsumgebung verfügen über einen Farbparameter. Objekte mit einheitlicher Struktur, wie zum Beispiel ein Symbol, eine Linie usw., werden nur in einer Farbe bemalt. Bei Objekten mit komplexer Struktur (Autoform, Zelle, Feld usw.) wird zwischen Linienfarbe (Randfarbe) und Füllfarbe (Hintergrundfarbe) unterschieden (Abbildung 15.15).

Reis. 15.15. Einfärben von Objekten mit komplexen Strukturen

Muster. Der Begriff des Musters ist eng mit dem Begriff der Farbe verbunden. Die Oberfläche eines Objekts kann nicht mit einer einzigen Farbe, sondern mit einem Muster gefüllt werden. Die Musterpalette ist recht vielfältig (Abbildung 15.16). Das Muster besteht aus zwei Farben: Hintergrund und Schattierung.

Reis. 15.16. Musterbeispiele

Dicke, Art und Strich der Linie. Das Objekt „Linie“ existiert nicht nur im Grafikeditor. Sehr oft wird die Linie zu einem integralen Bestandteil von mehr komplexe Objekte. Beispielsweise haben flache Figuren meist einen Umriss, der durch eine Linie gebildet wird (siehe Abb. 15.16). Die Linien unterscheiden sich voneinander in Dicke, Art und Strichart.

Dicke der Linie. Linien können unterschiedlich dick sein. Der Wert dieses Parameters wird, ebenso wie die Schriftgröße, in Punkten gemessen. Typischerweise liegt der Bereich der Linienstärkenwerte zwischen 1/4 und 6 pt (Abbildung 15.17).

Reis. 15.17. Dicke der Linie

Linientyp. Eine einfache Typlinie ist eine gleichmäßige gerade Linie mit einer bestimmten Dicke. Aber sehr oft ist es notwendig, beispielsweise eine Doppellinie zu zeichnen. Fast alle Anwendungsumgebungen bieten die Möglichkeit zur Auswahl der richtige Typ Zeilen aus vorhandenen Vorlagen (Abbildung 15.18).

Reis. 15.18. Linientyp

Schlaganfalltyp. Neben durchgehenden Linien können Sie auch Linien zeichnen, die aus Strichen bestehen. Solche Linien werden dort eingesetzt, wo es darum geht, einen Bereich nicht durch einen Rahmen einzuschränken, sondern das Wesentliche als Teil des Ganzen hervorzuheben. In Abbildung 15.10 zeigen beispielsweise gestrichelte Linien auf einem Blatt Papier den logischen Seitenbereich an. Die Stricharten sind in Abbildung 15.19 dargestellt.

Reis. 15.19. Schlaganfalltyp

Allgemeine Merkmale von Anwendungsumgebungstools

Jeder Spezialist hat sein eigenes Werkzeug. So verwendet beispielsweise ein Arzt ein Stethoskop, ein Skalpell usw. Ein Zimmermann verwendet bei seiner Arbeit einen Hobel, einen Hammer und einen Meißel. Der Künstler rüstet sich für die Arbeit mit Pinsel, Farben und einer Staffelei.

Bei der Arbeit an einem Computer mit einem bestimmten Dokument verwendet eine Person Anwendungsprogramme als Werkzeuge, die eine bestimmte Anwendungsumgebung bilden.

Wenn wir die Anwendungsumgebung mit den Werkzeugen vergleichen, die wir gewohnt sind, können wir sagen, dass sie einem Taschenmesser ähnelt. Zu einem Taschenmesser gehören viele verschiedene Werkzeuge: ein Messer, eine Schere, ein Schraubenzieher, ein Korkenzieher, eine Gabel usw. Alle diese Werkzeuge sind für unterschiedliche Aufgaben konzipiert. Gemeinsam waren sie nur in einem Punkt vereint: Eine Person braucht diese Werkzeuge während einer Wanderung oder in einer anderen Situation, in der ein gewöhnliches Messer, eine Gabel usw. nicht zur Verfügung steht. Jede Anwendungsumgebung verfügt außerdem über entsprechende Tools, die es dem Benutzer ermöglichen, mit dem Dokument zu arbeiten.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mit diesem Tool zu arbeiten: Sie können die Schaltflächen in der Symbolleiste verwenden oder die entsprechenden Menübefehle auswählen. Welche Methode Sie auch verwenden, Sie arbeiten immer noch mit demselben Werkzeug.

Anwendungsumgebungstools sind eine Reihe von Anwendungsumgebungstools zum Arbeiten mit einem Dokument und seinen Objekten.

Werkzeuge unterscheiden sich vor allem durch ihren Zweck. Einige Tools sind für die Arbeit mit Dateien konzipiert, andere für die Datenverarbeitung in einer Anwendung usw.

Die Verwaltung der Anwendungsumgebungstools ist im Hauptmenü konzentriert (siehe Abb. 15.8). Stellen Sie sich ein Missionskontrollzentrum für ein Raumfahrzeug vor. Es handelt sich um eine große Anzahl an Menschen und technischen Geräten (Ortungsgeräte, Antennen, Satelliten usw.). Die meisten davon liegen weit außerhalb des Zentrums. Trotzdem werden sie alle von hier aus gesteuert.

Ebenso werden alle Werkzeuge der Anwendungsumgebung über die Befehle des Hauptmenüs gesteuert. Die Namen dieser Befehle stimmen normalerweise mit den Namen der entsprechenden Tools überein.

Die Befehle sind je nach Zweck in Gruppen mit den Namen Menünamen (Datei, Bearbeiten usw.) gruppiert. Diese Namen bilden sich Höchststufe Hauptmenü (Abbildung 15.20). Ein solches Menü wird als mehrstufig bezeichnet, da es Befehle enthält, die entsprechend ihrem Zweck in Gruppen zusammengefasst sind.

Jede Gruppe wird durch Klicken auf ihren Namen angezeigt. Danach erscheint das Menü der nächsten Ebene, in dem Sie auswählen können der richtige Befehl in einer Gruppe. In manchen Fällen öffnet die Auswahl eines Befehls ein Untermenü auf einer niedrigeren Ebene. Auf der untersten Ebene ist es häufig erforderlich, die Befehlsparameter zu verfeinern, indem im sich öffnenden Dialogfeld die erforderlichen Werte angegeben werden.

HAUPTMENÜ DER ANWENDUNGSUMGEBUNG

Reis. 15.20. Hauptmenü der Anwendungsumgebung

Abbildung 15.20 zeigt nur die Menünamen, die in den meisten Umgebungen üblich sind. Spezifische Namen werden in Themen zu bestimmten Anwendungsumgebungen besprochen.

Datei. Dieses Menü vereint Befehle zum Arbeiten mit Dateien und dem Dokument als Ganzes: Erstellen neue Datei, eine vorhandene öffnen, die bearbeitete Datei speichern, eine Kopie der Datei unter einem anderen Namen und/oder an einem anderen Ort speichern, Seitenparameter festlegen, die bearbeitete Datei drucken.

Das von der Anwendungsumgebung erstellte Dokument kann in verschiedenen Formen dargestellt werden:

In Bildschirmform, also in Form eines auf dem Bildschirm angezeigten Dokuments mit darin eingebetteten Objekten;
in Form einer Hardcopy, also in Form eines Ausdrucks des erstellten Dokuments auf einem Drucker;
in elektronischer Form - als Datei auf Datenträger.

Das Ergebnis der Arbeit mit einem beliebigen Anwendungsprogramm muss in einer Datei auf der Festplatte gespeichert werden. Ohne diese ist es nicht möglich, weiterzuarbeiten, das erstellte Dokument auf einen anderen Computer zu übertragen usw.

Bearbeiten. Die Liste der Befehle in diesem Abschnitt wird normalerweise mit den Befehlen „Rückgängig“ (Zurücksetzen) und „Wiederherstellen“ (Zurück) geöffnet. Mit dem Undo-Befehl können Sie die letzte Aktion rückgängig machen, und mit dem Redo-Befehl können Sie den letzten rückgängig gemachten Vorgang rückgängig machen. Dieser Menüabschnitt enthält Befehle zum Bearbeiten des Inhalts von Dokumentobjekten. Und obwohl diese Objekte für jede Anwendungsumgebung unterschiedlich sind, ermöglicht der für die Anwendungsumgebung gemeinsame Datenaustauschmechanismus die Anwendung derselben Art von Vorgängen auf alle Objekte.

Zum Kopieren und Verschieben verschiedener Objekte wird die Zwischenablage oder die OLE-Technologie verwendet (siehe Abschnitt 14.7). Mit ihrer Hilfe können Sie Daten aus unterschiedlichen Anwendungsumgebungen integrieren.

BEACHTEN SIE!
Beim Schreiben eines neuen Objekts in die Zwischenablage wird das zuvor platzierte Objekt nicht gespeichert (gelöscht).

Die Technologie zum Kopieren und Verschieben beliebiger Objekte über die Zwischenablage ist wie folgt:

Wählen Sie das gewünschte Objekt aus;
Übertragen Sie es in die Zwischenablage. Dazu können Sie die Befehle „Ausschneiden“ oder „Kopieren“ im Menü „Bearbeiten“ verwenden;
Platzieren Sie den Cursor an der gewünschten Stelle im zu bearbeitenden Dokument.
Fügen Sie ein Objekt aus dem Puffer an der vom Cursor angezeigten Stelle ein.

Wenn das Objekt durch den Befehl gelöscht wurde Schneiden in den Puffer kopiert, wird es an eine neue Stelle im Dokument verschoben.

Wenn das Objekt in die Zwischenablage kopiert wurde (Befehl kopieren), dann erscheint ein Duplikat an einer neuen Stelle im Dokument.

Es ist zu beachten, dass dieser Mechanismus den Datenaustausch nicht nur innerhalb eines Dokuments, sondern auch zwischen verschiedenen Anwendungsumgebungen ermöglicht.

Sicht. In diesem Menü können Sie verschiedene Möglichkeiten zur Anzeige eines Dokuments auf dem Bildschirm auswählen, die Anzeige der verwendeten Tools konfigurieren, Kopf- und Fußzeilen hinzufügen, den Anzeigemaßstab des Dokuments auf dem Bildschirm ändern usw.

Einfügen. Dieser Abschnitt des Menüs gruppiert Befehle zum Platzieren spezifischer Steuerinformationen sowie zum Einfügen und Verknüpfen von Objekten mithilfe der OLE-Technologie (siehe Thema 14).

Format. Der Menüabschnitt „Format“ enthält Befehle, die Ihnen beim Formatieren von in dieser Umgebung erstellten Dokumentobjekten helfen. Normalerweise stimmen die Befehlsnamen mit den Namen der Objekte überein, zum Beispiel: Absatz, Zeile, Spalte, Blatt.

Neben Befehlen zum Formatieren bestimmter Objekte gibt es auch Befehle zum Definieren von Stilen und zur automatischen Formatierung.

Unter Stil bezieht sich auf eine Reihe von Formatierungsparametern für ein Dokumentobjekt. AutoFormat weist allen Dokumentobjekten und dem gesamten Dokument Formatierungsoptionen zu.

Service. Dieses Menü bietet zusätzliche Funktionalität für die Anwendungsumgebung. Die Bereitstellung dieser Fähigkeiten wird durch die Einführung von Anwendungsumgebungsprogrammen, beispielsweise zur Rechtschreibprüfung, sichergestellt.

Ein anderes Beispiel wäre Das Adressbuch. Dieses Programm speichert Informationen über Personen, mit denen Sie häufig zu tun haben. Damit können Sie Ihr Dokument an eine in einer Adressliste gespeicherte Adresse senden oder eine Nachricht in ein Dokument einfügen, das für eine bestimmte Person bestimmt ist.

Fenster. Auf dieses Menü sollte zugegriffen werden, wenn Sie mit mehreren in der Anwendungsumgebung geöffneten Dokumenten arbeiten, um die Parameter ihrer Fenster zu konfigurieren und von einem Dokument zum anderen zu wechseln. Mit den Befehlen in diesem Element können Sie organisieren Fenster öffnen mehrere verschiedene Möglichkeiten. Zum Beispiel eine Kaskade oder ein Mosaik (Abb. 15.21).

Reis. 15.21. Möglichkeiten, Fenster anzuordnen

Referenz. Einen Hinweis auf alle Tools der aktuellen Anwendungsumgebung erhalten Sie jederzeit, wenn Sie das Menü mit dem Symbol auswählen ? .

Testfragen und Aufgaben

1. Was ist eine Anwendungsumgebung?

2. Nennen Sie Beispiele, in denen eine Analogie zu Anwendungsumgebungen gezogen werden kann.

3. Was ist der Grund für die Vielfalt der Anwendungsumgebungen?

4. Wozu dient die Anwendungsumgebung?

5. Welche Funktionen von Windows-Anwendungsumgebungen kennen Sie?

6. Wie ist die Sichtbarkeit von Windows-Anwendungsumgebungen?

7. Wie äußert sich Multitasking in der Arbeit?

8. Wie kann der Austausch von Objekten zwischen verschiedenen Dokumenten organisiert werden?

9. Wie unterscheidet sich die Methode des Datenaustauschs über einen Puffer von der OLE-Technologie?

10. Was ist ein zusammengesetztes Dokument?

11. Aus welchen Strukturteilen besteht die Schnittstelle einer Anwendungsumgebung?

12. Was versteht man unter Dokumentbearbeitung?

13. Was versteht man unter Dokumentformatierung?

14. Welche Formatierungsmöglichkeiten kennen Sie?

15. Was versteht man unter Anwendungsumgebungstools?

16. Wozu dient das Hauptmenü der Anwendungsumgebung und welche typischen Gruppen lassen sich darin unterscheiden?

Mehrere Anwendungsprogramme, die zur Lösung eines Benutzerproblems zusammengefasst werden, werden als Anwendung oder Anwendungsumgebung bezeichnet. Dies sind Grafik- und Texteditoren, Tabellenkalkulationssysteme, Datenbankverwaltungssysteme, Kommunikationsprogramme usw.

Eine Anwendungsumgebung ist eine Computerumgebung, die aus Anwendungsprogrammen besteht. So bequem und weit verbreitet Softwareanwendungen Für die Arbeit mit verschiedenen Datentypen stehen Anwendungsprogramme zur Verfügung Microsoft Office Entwickelt für den Einsatz in der Windows-Umgebung. Ein wichtiger Vorteil von Windows-Anwendungen ist die Übersichtlichkeit. Erstens alle Umgebungstools Erstens können alle dem Benutzer zur Verfügung stehenden Umgebungstools grafisch in Form von Befehlsschaltflächen dargestellt werden, die sich auf einem speziellen Bedienfeld befinden. Unter Tools versteht man Hauptmenübefehle, die es dem Benutzer ermöglichen, Aktionen an Objekten der Anwendungsumgebung durchzuführen. Auf den Befehlsschaltflächen ist Platz grafisches Bild Werkzeug. Heutzutage sind die Bilder auf den Schaltflächen standardisiert, sodass wir von einer speziellen Computer-Notationssprache sprechen können. Jede Umgebung verfügt über eine Reihe von Standardtools, z Öffnen, Speichern, Löschen, Abbrechen, Kopieren, Einfügen. Schaltflächen mit diesen Werkzeugen befinden sich auf einem Panel namens Standardpanel. Aber auch die angewandte Umgebung verfügt über eigene spezifische Werkzeuge. Für sie wurden auch grafische Bilder entwickelt.

Zweitens werden in Anwendungen erstellte Dokumente genauso auf dem Bildschirm angezeigt, wie sie auf Papier gedruckt werden. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie im Voraus wissen, welches Format das endgültige Dokument haben soll.

Multitasking. Eine weitere Besonderheit von Windows-Anwendungen ist das Multitasking. Mehrere von unterschiedlichen Anwendungen erstellte Dokumente können gleichzeitig auf dem Desktop geöffnet sein. Sie können gleichzeitig eine Zeichnung bearbeiten, einen Brief schreiben und Berechnungen durchführen. Es ist jedoch notwendig, den Begriff der Gleichzeitigkeit zu klären. Alle oben genannten Aufgaben können gestartet werden. Nach dem Start befinden sich alle gleichzeitig im RAM des Computers. Der Benutzer selbst kann nicht gleichzeitig dasselbe Organ der Informationswahrnehmung für zwei verschiedene Aufgaben nutzen. Sie können beispielsweise nicht gleichzeitig Text lesen und zeichnen. Die menschlichen Sehorgane, die Augen, sind hierfür nicht geeignet. Dementsprechend arbeitet man in solchen Fällen und bei Dokumenten in Umgebungen sequentiell, z. B. zuerst zeichnet er, dann schreibt er. Wenn jedoch an den einzelnen Aufgaben jeweils unterschiedliche Informationswahrnehmungsorgane beteiligt sind, können diese Aufgaben tatsächlich gleichzeitig erledigt werden. Wenn Sie beispielsweise ein Laser-Disc-Player-Programm und ein Textverarbeitungsprogramm ausführen, können Sie gleichzeitig Musik hören und Text eingeben, indem Sie Ihr Gehör bzw. Ihr Sehvermögen nutzen.

Organisation des Datenaustauschs. Ein weiteres wichtiges Merkmal von Windows-Anwendungsumgebungen ist die Möglichkeit, Daten zwischen Anwendungen auszutauschen. Die Systemumgebung bietet zwei unterschiedliche Methoden zum Datenaustausch zwischen Anwendungen: über die Zwischenablage und über die OLE-Technologie.

Durch die Freigabe über einen Puffer können Sie ein Dokumentobjekt entweder an einen neuen Speicherort verschieben oder eine Kopie des Objekts an einem neuen Speicherort oder Dokument platzieren. Mit der Pufferfreigabe können Sie Objekte und deren Kopien von Dokument zu Dokument übertragen, ohne eine Verbindung mit der Anwendung aufrechtzuerhalten, in der das Objekt erstellt wurde.

Der Austausch über den Puffer erfolgt in zwei Stufen. Im ersten Schritt wird entweder das Objekt selbst oder seine Kopie im Puffer abgelegt. Im zweiten Schritt wird das Objekt aus dem Puffer in das ausgewählte Dokument eingefügt.

Die OLE-Technologie, die von der Windows-Softwareumgebung bereitgestellt wird, hält den ständigen Kontakt zwischen der Anwendungsumgebung, in die ein Objekt eingebettet ist, und der Anwendungsumgebung, in der dieses Objekt erstellt wurde, aufrecht. Der Einsatz der OLE-Technologie ist in Fällen effektiv, in denen dasselbe Objekt in verschiedenen Dokumenten verwendet wird. Beispielsweise wurde ein Firmenlogo mit einem Texteditor erstellt. Dann können Sie dieses Emblem bei der Erstellung verschiedener Dokumente (Zertifikat, Brief, Abschluss usw.) verwenden. Dann wurden Änderungen am Emblem vorgenommen. Wenn das Logo über die Zwischenablage in Dokumente eingefügt wurde, müssen Sie es in jedem Dokument erneut einfügen. Wenn es mithilfe der OLE-Technologie implementiert wurde, wird das Logo in allen zugehörigen Dokumenten automatisch aktualisiert, nachdem die Quelldatei mit dem Logo bearbeitet wurde.

Erstellung zusammengesetzter Dokumente. Die Organisation des Datenaustauschs zwischen Anwendungsumgebungen gewährleistet deren Integration. Unter Integration von Anwendungsumgebungen versteht man deren Vereinheitlichung, wenn es möglich wird, Objekte aus jeder dieser Umgebungen gemeinsam zu nutzen. Beispielsweise müssen Sie eine Bescheinigung über eine Gruppe von Mitarbeitern der Vertriebsabteilung erstellen und deren Fotos in die Bescheinigung einfügen. Die Grundlage des Berichts wird selbstverständlich ein Textdokument sein. Darüber hinaus gibt es eine Mitarbeiterdatenbank, in der Daten zu Mitarbeitern der Vertriebsabteilung durchsucht werden können. Das Suchergebnis (Auswahl) wird in einem Textdokument platziert. Dort werden auch Fotos gepostet. Das Ergebnis ist ein Textdokument, das neben den eigenen Objekten eine Auswahl aus der Datenbank und Fotografien enthält. Ein solches Dokument wird als zusammengesetzt (integriert) bezeichnet.

Anwendungsumgebungsschnittstelle. Anwendungen, die unter Windows ausgeführt werden, verfügen über eine sehr ähnliche Benutzeroberfläche. Abestehen in ihrem Zweck aus Elementen desselben Typs. In der Benutzeroberfläche jeder von ihnen können vier Zonen unterschieden werden (Abbildung 2.1):

Die Titelleiste der Anwendungsumgebung, in der sich die Tools zur Steuerung der Fensteroberfläche der Anwendung befinden und der Name der Umgebung angezeigt wird;

Verwaltungsbereich, in dem sich Anwendungs- und Dokumentenverwaltungstools befinden;

Der Arbeitsbereich, in dem bearbeitbare Dokumente platziert werden;

Hilfebereich, in dem Informationen zu den Betriebsmodi der Anwendung und Benutzertipps veröffentlicht werden.

Abbildung 2.1 – Strukturelle Teile der Anwendungsschnittstelle

Alle für Windows erstellten Programme verfügen über eine Standard-Fensteroberfläche. Sie bilden ähnliche Referenzzonen und Kontrollzonen. Das Erscheinungsbild des Arbeitsbereichs ändert sich je nach Zweck der Anwendungsumgebung.

Wenn Sie eine Anwendungsumgebung starten, wird der Bildschirm angezeigt Anwendungsfenster, also die Umgebung selbst. Normalerweise wird es in einem Anwendungsfenster sofort geöffnet und Dokumentfenster. Dabei kann es sich um ein neues Dokument oder das zuletzt bearbeitete Dokument handeln. Wenn die Anwendung durch Starten eines Dokuments aufgerufen wurde, befindet sich dieses Dokument im Anwendungsfenster.

Die Benutzeroberfläche der Anwendungsumgebung umfasst die folgenden Elemente: Titelleiste der Anwendungsumgebung, Hauptmenüleiste, Symbolleisten, Eingabe- und Bearbeitungszeile, Statusleiste.

Titelleiste Enthält: Systemmenüschaltfläche, Anwendungsname (z. B. Microsoft Excel), Schaltfläche Zusammenbruch, Taste Erweitern/Wiederherstellen und ein Knopf Schließen.

Hauptmenü Die Anwendungsumgebung sieht wie jedes andere Windows-Programm wie eine Nistpuppe aus. Abschnitte der obersten Ebene werden in der Hauptmenüleiste angezeigt. In jedem dieser Abschnitte werden Befehle auf niedrigerer Ebene entsprechend ihrem Zweck zusammengefasst. Die Liste dieser Befehle wird als Dropdown-Menü geöffnet. Der Aufruf einiger dieser Befehle führt wiederum dazu, dass auf einer noch tieferen Ebene ein zusätzliches Untermenü erscheint. So können Sie über das Hauptmenü nacheinander den gewünschten Steuerbefehl auswählen und alle für seine Ausführung notwendigen Parameter einstellen.

Symbolleiste(Piktografisches Menü) enthält einen benutzerdefinierten Satz von Schaltflächen (Piktogrammen), die im Vergleich zu einem mehrstufigen Menü einen schnelleren Aufruf von Steuerbefehlen ermöglichen, die im Hauptmenü enthalten sind.

Die Schnittstelle des Tabellenprozessors und Datenbankverwaltungssystems umfasst auch eine Eingabe- und Bearbeitungszeile. In der Eingabe- und Bearbeitungszeile werden Formeln oder Daten angezeigt, die in die aktuelle Tabellenzelle oder das aktuelle Datenbankfeld eingegeben wurden. In dieser Zeile können Sie den Inhalt dieser Zelle oder dieses Felds anzeigen oder bearbeiten sowie die Formel selbst sehen.

Statusleiste enthält Informationen über die Betriebsmodi der Anwendung. Zusätzlich zu den bereits aufgeführten gibt es eine Gruppe von Elementen, die bedingt als Hilfskontrollbereich bezeichnet werden können. Dazu gehören: die Titelleiste des von der Anwendung erstellten Dokumentfensters sowie Bildlaufleisten.

In der Titelleiste Das Dokumentfenster zeigt den Namen der Dokumentdatei an, die von der ausgewählten Anwendung bearbeitet wird. Wenn das Dokumentfenster maximiert ist, wird die Titelleiste des Dokuments an der Titelleiste der Anwendungsumgebung ausgerichtet.

Bildlaufleisten sind erforderlich, um die Bereiche des Dokuments anzuzeigen, die derzeit nicht sichtbar sind (nur ein Teil davon, das sogenannte Arbeitsfeld, ist auf dem Bildschirm im Dokumentfenster sichtbar). Ein Schnittstellenelement, das eine vertikale Bewegung von Text ermöglicht, wird als vertikale Bildlaufleiste bezeichnet, und eine horizontale Bewegung wird als horizontale Bildlaufleiste bezeichnet. Sie funktionieren genauso wie in jedem anderen Windows-Fenster.

Bearbeiten eines Dokuments. Bei der Arbeit in einer Anwendungsumgebung besteht häufig die Notwendigkeit, Änderungen an zuvor erstellten Dokumenten vorzunehmen. Mit Anwendungsprogrammen können Sie nicht nur Dokumente erstellen, wie dies auf einer Schreibmaschine möglich war, sondern auch weitere Änderungen vornehmen, beispielsweise Korrekturen vornehmen, Fehler beseitigen, einzelne Werte suchen und ersetzen. Alle Vorgänge im Zusammenhang mit Änderungen an einem Dokument und der Korrektur von Fehlern darin werden im allgemeinen Konzept der Bearbeitung zusammengefasst. Beim Bearbeiten werden Änderungen an einem Dokument vorgenommen.

Sie können nicht nur Textdokumente, sondern auch Tabellen, Datenbanken und Bilder bearbeiten. Wenn es sich bei der Tätigkeit beispielsweise um die Durchführung von Berechnungen handelt, besteht keine Notwendigkeit, große Tabellen neu zu berechnen. Es reicht aus, nur die ursprünglichen Zahlen zu ändern, und der Tabellenprozessor berechnet die Ergebnisse selbstständig neu.

Beim Bearbeiten müssen Sie:

1. Wählen Sie ein Objekt aus.

2. Führen Sie den Bearbeitungsbefehl oder die Bearbeitungsaktionen aus.

Auswählen eines Objekts. Bevor Aktionen an Objekten in einem Dokument ausgeführt werden, muss dieses ausgewählt werden. Wenn ausgewählte Objekte auf dem Bildschirm angezeigt werden, wird normalerweise die Farbe des Objekts umgekehrt oder die äußere Grenze des Objekts wird angezeigt. Normalerweise werden Objekte durch Klicken mit der Maus ausgewählt. Oft besteht die Notwendigkeit, eine Gruppe ähnlicher Objekte auszuwählen, die sich in einer Zeile in einem Block befinden, beispielsweise eine Phrase in einem Satz oder mehrere Zellen in einer Tabelle. In diesem Fall wird die Maus bei gedrückter linker Taste vom ersten zum letzten Objekt gezogen.

Dokumentformatierung. Jedes Dokument muss schön und professionell erstellt werden. Zum Beispiel. Es wurde eine Tabelle erstellt, die jedoch so breit ist, dass sie nicht auf die Seite passt. Sie müssen entweder die Tabelle verkleinern oder die Seite erweitern. Jede Anwendungsumgebung verfügt über eine Reihe von Vorgängen, mit denen Sie das externe Design eines Dokuments gemäß den Anforderungen durchführen können. Alle Vorgänge zur Gestaltung des gesamten Dokuments als Ganzes oder seiner Objekte werden durch ein gemeinsames Konzept vereint – die Formatierung.

Beim Formatieren handelt es sich um den Vorgang, bei dem das Erscheinungsbild eines Dokuments oder seiner einzelnen Objekte in der erforderlichen Form dargestellt wird.

In diesem Fall sollten Sie die Umgebung berücksichtigen, in der das Objekt erstellt wurde, da diese die verwendeten Arbeitswerkzeuge bestimmt.

Eigenschaften von Anwendungsumgebungstools. Bei der Arbeit an einem Computer mit einem bestimmten Dokument verwendet eine Person Anwendungsprogramme als Werkzeuge, die diese Anwendungsumgebung bilden. Jede Anwendungsumgebung verfügt über Tools, die es dem Benutzer ermöglichen, mit dem Dokument zu arbeiten. Sie können mit diesen Werkzeugen über Schaltflächen in der Symbolleiste oder durch Befolgen von Befehlen in verschiedenen Menüs arbeiten. Tools für die Anwendungsumgebung- alle Mittel zur Beeinflussung der Anwendungsumgebung auf Dokumentobjekte und das Dokument selbst.

Werkzeuge unterscheiden sich vor allem durch ihren Zweck. Einige Tools sind beispielsweise für die Arbeit mit Dateien konzipiert, andere für die Verarbeitung von Daten in einer Anwendung. Alle Tools der Anwendungsumgebung werden über die Hauptmenübefehle gesteuert. Die Namen dieser Befehle stimmen normalerweise mit den Namen der entsprechenden Tools überein. Befehle werden entsprechend ihrem Zweck in Gruppen eingeteilt, die als Menüelemente bezeichnet werden (z. B. „Elemente“) Datei, Bearbeiten, Einfügen, Werkzeuge). Menüpunkte bilden die oberste Ebene des Hauptmenüs (Abbildung 2.2).

Abbildung 2.2 – Hauptmenü der Anwendungsumgebung

Dieses Menü wird als mehrstufig bezeichnet, da es nach Zweck gruppierte Befehle enthält. Jede Gruppe wird durch Klicken auf ihren Namen geöffnet. Anschließend können Sie in die nächste Menüebene wechseln und den gewünschten Befehl aus der Gruppe auswählen. In manchen Fällen wird ein Untermenü einer niedrigeren Ebene geöffnet. Auf der untersten Ebene ist es häufig erforderlich, die Befehlsparameter zu verfeinern, indem im sich öffnenden Dialogfeld die erforderlichen Werte angegeben werden. Die Abbildung zeigt nur die Menünamen, die allen Anwendungen gemeinsam sind.

Datei. Dieser Menüpunkt fasst Befehle zum Arbeiten mit Dateien und Dokumenten im Allgemeinen zusammen. Damit können Sie eine neue Datei erstellen, eine bestehende öffnen, die bearbeitete Datei oder eine Kopie davon unter einem anderen Namen und/oder an einem anderen Ort speichern, Seitenparameter festlegen und die bearbeitete Datei drucken.

Das von der Anwendungsumgebung erstellte Dokument kann in verschiedenen Formen vorliegen:

In Bildschirmform, also in Form eines auf dem Bildschirm angezeigten Dokuments mit darin eingebetteten Objekten;

In Form einer Papierkopie, also in Form eines Ausdrucks des erstellten Dokuments auf einem Drucker;

In elektronischer Form – in Form einer auf der Festplatte gespeicherten Datei.

Das Ergebnis der Arbeit mit einem beliebigen Anwendungsprogramm muss in einer Datei auf der Festplatte gespeichert werden. Ohne diese ist es nicht möglich, weiterzuarbeiten oder das erstellte Dokument auf einen anderen Computer zu übertragen.

Bearbeiten. Normalerweise wird die Befehlsliste für dieses Element mit dem Befehl zum Vorwärts- oder Rückwärtsbewegen geöffnet. Dieser Menüabschnitt enthält auch Befehle zum Bearbeiten des Inhalts von Dokumentobjekten. Obwohl diese Objekte für jede Anwendungsumgebung unterschiedlich sind, ermöglicht der für die Anwendungsumgebung gemeinsame Datenaustauschmechanismus die Anwendung derselben Art von Vorgängen auf alle Objekte. Zum Kopieren und Verschieben verschiedener Objekte wird, wie bereits erwähnt, die Zwischenablage oder die OLE-Technologie verwendet. Mit ihrer Hilfe können Sie Daten aus unterschiedlichen Anwendungsumgebungen integrieren.

Es ist zu beachten, dass dieser Mechanismus den Datenaustausch nicht nur innerhalb eines Dokuments, sondern auch zwischen verschiedenen Anwendungsumgebungen ermöglicht.

Einfügen. In diesem Abschnitt des Menüs sind Befehle zusammengefasst, mit denen Aktionen zum Einfügen (Einbetten) verschiedener Objekte, die in einer beliebigen Anwendungsumgebung erstellt wurden, in ein Dokument ausgeführt werden sollen.

Format. Dieser Menüpunkt enthält Befehle zum Formatieren von Dokumentobjekten, die in erstellt wurden Diese Anwendung. Typischerweise stimmen die Namen der Befehle mit den Namen der Objekte überein, die formatiert werden müssen: Zellen..., Zeilen, Spalten, Schriftart..., Absatz... usw.

Neben Befehlen zum Formatieren bestimmter Objekte gibt es auch Befehle zum Definieren von Stilen und zur automatischen Formatierung.

Unter Stil bezieht sich auf eine Reihe von Formatierungsparametern für ein Dokumentobjekt. AutoFormat weist allen Dokumentobjekten und dem gesamten Dokument Formatierungsoptionen zu.

Sicht. Mit diesem Menüpunkt können Sie verschiedene Möglichkeiten zur Anzeige eines Dokuments auf dem Bildschirm auswählen, die Anzeige der verwendeten Tools anpassen, Kopf- und Fußzeilen hinzufügen, den Anzeigemaßstab des Dokuments auf dem Bildschirm ändern usw.

Service. Dieses Menü bietet zusätzliche Funktionalität für die Anwendungsumgebung. Die Bereitstellung dieser Fähigkeiten wird durch den Start von Hilfsprogrammen der Anwendungsumgebung, beispielsweise einer Rechtschreibprüfung, sichergestellt. Dieses Programm kann nicht nur verwendet werden Texteditor, aber auch andere Windows-Anwendungen.

Ein anderes Beispiel wäre ein Adressbuch. Dieses Programm speichert Daten von Personen, mit denen Sie häufig zu tun haben. Damit können Sie Ihr Dokument an eine im Adressbuch hinterlegte Adresse weiterleiten oder eine Nachricht in ein für eine bestimmte Person bestimmtes Dokument einfügen.

Fenster. Auf dieses Menü sollte zugegriffen werden, wenn Sie gleichzeitig mit mehreren Dokumenten in verschiedenen Fenstern arbeiten, um diese zu konfigurieren und von einem Fenster zum anderen zu wechseln.

Referenz. Über diesen Menüpunkt erhalten Sie Hilfestellungen zu allen Tools der aktuellen Anwendungsumgebung.

Aktivitätsplanung und Kommunikationsunterstützung

Programm Microsoft Outlook wurde entwickelt, um Dokumente zu organisieren und Aufgaben zu planen, einschließlich des Versendens von E-Mails, der Planung von Terminen, Veranstaltungen und Besprechungen, der Verwaltung einer Liste von Kontakten und Aufgaben sowie der Verfolgung aller abgeschlossenen Arbeiten.

Software Microsoft-Umgebung Outlook hat verschiedene Arten von Notizblöcken ersetzt und Notizbücher, die von Managern und Sekretären zur Organisation ihrer Arbeit genutzt wurden. So wurden Telefonbücher zum Speichern von Informationen über verschiedene Personen und Organisationen, wöchentliche Tagebücher zur Planung täglicher Besprechungen und Angelegenheiten und Notizblöcke für temporäre Aufzeichnungen verwendet. Zusätzlich zu den aufgeführten Notizbuchtypen wurden Arbeitspläne für eine Woche, einen Monat, ein Jahr usw. erstellt.

Die Informationen werden in Form von Ordnern organisiert, deren Zweck ihren Vorgängern auf Papier ähnelt Bequeme Wege Die Präsentation von Informationen, die Suche und die Erinnerungstools der Outlook-Umgebung können Ihnen dabei helfen, Ihre Arbeit effektiv zu organisieren. Die Outlook-Umgebung kann vom Manager, der Sekretärin und anderen Mitarbeitern genutzt werden.

Abbildung 2.3 zeigt das Hauptfenster der Outlook-Softwareumgebung. Auf der linken Seite des Fensters befindet sich ein Outlook-Panel, das die Hauptobjekte enthält, mit denen die Umgebung arbeitet. Objekte sind Ordner mit Informationen einer bestimmten Art. Diese Objekte sind in Gruppen gruppiert: Outlook, Mail, Andere Ordner. Die wichtigsten Informationen, mit denen Outlook arbeitet, sind Ordner Kontakte, Kalender, Aufgaben, Notizen, Tagebuch.

Der Ordner „Kontakte“ ist ein Aufbewahrungsort für Informationen und Daten über Personen, mit denen die Organisation geschäftliche und persönliche Beziehungen unterhält. Diese Personen können entweder Mitarbeiter dieser Organisation oder Mitarbeiter anderer Unternehmen sein. Im Ordner Kontakte Gespeichert werden können: eine E-Mail-Adresse, eine Postanschrift, mehrere Telefonnummern sowie weitere Angaben zur Kontaktperson, beispielsweise ein Geburtstag oder ein Jahrestag einer Veranstaltung. Basierend auf Ordner Kontakte entsteht Das Adressbuch E-Mail weiterleiten.

Abbildung 2.3 – Outlook-Fenster

In der Outlook-Umgebung sind alle Ereignisse in mehrere Gruppen unterteilt: Besprechungen, Besprechungen, Ereignisse, Aufgaben, Telefonanrufe (Abbildung 2.4).

Treffen- Hierbei handelt es sich um Ereignisse, für die im Kalender Zeit reserviert ist. Zu den Treffen wird niemand eingeladen, es werden keine Ressourcen dafür eingeworben. Unter Ressourcen versteht man die Bereitstellung spezieller Räumlichkeiten, den mit der Vorbereitung verbundenen Zeitaufwand und die Materialkosten.

Treffen ist ein Treffen mit der Einladung von Personen oder der Gewinnung von Ressourcen. Ereignis ist eine ganztägige Veranstaltung, zu der andere Personen eingeladen werden können oder nicht. In Outlook verwenden Sie den Ordner zum Planen und Planen von Terminen, Besprechungen und Ereignissen. Kalender.

Abbildung 2.4 – Arten von Ereignissen

Aufgabe- Hierbei handelt es sich um eine Aufgabe, die innerhalb einer bestimmten Frist erledigt werden muss und mit erheblichem Zeitaufwand verbunden ist.

Ein Ordner wird verwendet, um Informationen zu einer Aufgabe zu beschreiben und die Problemlösung zu organisieren Aufgaben.

Anruf - Eine Veranstaltung, bei der es um die telefonische Lösung von Problemen geht und die keinen direkten Kontakt erfordert.

Anrufe, sowie alle Arbeiten zur Erstellung und Bearbeitung verschiedener Dokumente am Computer werden in einem Ordner erfasst Tagebuch.

Das vorgestellte Ordnersystem ermöglicht es einem Unternehmer, die Planung seiner Arbeitszeit zu organisieren und die für die Erledigung der Arbeit aufgewendete Zeit zu verfolgen.

Eine weitere Ordnergruppe, die Ordner enthält Posteingang, Postausgang, Entwürfe und gesendete Elemente dient der Organisation des E-Mail-Austauschs mit Arbeitspartnern.

Die Hauptinformationselemente dieser Ordner sind Nachrichten. Nachricht- ein per gesendetes oder empfangenes Dokument Email. Ordner Posteingang Entwickelt, um Nachrichten zu empfangen. Ordner Ausgehend Und Entwürfe dienen dazu, Nachrichten für den Versand vorzubereiten. Ordner Gesendet Entwickelt, um gesendete Nachrichten zu speichern.

Die wichtigsten Aktionen, die Sie für Elemente in der Outlook-Umgebung ausführen können, sind:

Erstellen;

Parameter einstellen und ändern;

Auswählen, kopieren, eine Kopie einfügen, löschen;

Als abgeschlossen markieren;

An eine andere Person weiterleiten;

Hängen Sie ein Dokument an;

Link zum Kontakt.