Виды интерфейсов процессора доклад

Обновлено: 03.07.2024

Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьютеров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все больше и встроенных средств вычислительной техники. Пользователей всей этой разнообразной вычислительной техники становится все больше, причем наблюдается развитие двух вроде бы противоположных тенденций. С одной стороны, информационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более дальнейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания. С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами. Компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального (системного) программного обеспечения - через операционную систему. Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся приложений, и для пользователей.

Содержание

Введение. 3
1. Понятие интерфейса пользователя. 4
2. Виды интерфейсов. 7
2.1 Командный интерфейс. 8
2.2 Графический интерфейс. 10
2.2.1 Простой графический интерфейс. 11
2.2.2 WIMP - интерфейс. 12
2.3 Речевая технология. 13
2.4 Биометрическая технология. 14
2.5 Семантический (общественный) интерфейс. 15
2.6 Типы интерфейсов. 15
3. Методы и средства разработки пользовательского интерфейса. 18
4. Стандартизация пользовательского интерфейса. 21
Список литературы.. 24

Работа содержит 1 файл

реферат икс.docx

Содержание
Введение. 3
1. Понятие интерфейса пользователя. 4
2. Виды интерфейсов. 7
2.1 Командный интерфейс. 8
2.2 Графический интерфейс. 10
2.2.1 Простой графический интерфейс. 11
2.2.2 WIMP - интерфейс. 12
2.3 Речевая технология. 13
2.4 Биометрическая технология. 14
2.5 Семантический (общественный) интерфейс. 15
2.6 Типы интерфейсов. 15
3. Методы и средства разработки пользовательского интерфейса. 18
4. Стандартизация пользовательского интерфейса. 21
Список литературы.. 24

Как известно, процесс проникновения информационных технологий практически во все сферы человеческой деятельности продолжает развиваться и углубляться. Помимо уже привычных и широко распространенных персональных компьютеров, общее число которых достигло многих сотен миллионов, становится все больше и встроенных средств вычислительной техники. Пользователей всей этой разнообразной вычислительной техники становится все больше, причем наблюдается развитие двух вроде бы противоположных тенденций. С одной стороны, информационные технологии все усложняются, и для их применения, и тем более дальнейшего развития, требуется иметь очень глубокие познания. С другой стороны, упрощаются интерфейсы взаимодействия пользователей с компьютерами. Компьютеры и информационные системы становятся все более дружественными и понятными даже для человека, не являющегося специалистом в области информатики и вычислительной техники. Это стало возможным прежде всего потому, что пользователи и их программы взаимодействуют с вычислительной техникой посредством специального (системного) программного обеспечения - через операционную систему. Операционная система предоставляет интерфейсы и для выполняющихся приложений, и для пользователей.

1. Понятие интерфейса пользователя

2. Виды интерфейсов

Интерфейс - это, прежде всего, набор правил. Как любые правила, их можно обобщить, собрать в "кодекс", сгруппировать по общему признаку. Таким образом, мы пришли к понятию "вид интерфейса" как объединение по схожести способов взаимодействия человека и компьютеров. Вкратце можно предложить следующую схематическую классификацию различных интерфейсов общения человека и компьютера.
Современными видами интерфейсов являются:
1) Командный интерфейс. Командный интерфейс называется так по тому, что в этом виде интерфейса человек подает "команды" компьютеру, а компьютер их выполняет и выдает результат человеку. Командный интерфейс реализован в виде пакетной технологии и технологии командной строки.
2) WIMP - интерфейс (Window - окно, Image - образ, Menu - меню, Pointer - указатель). Характерной особенностью этого вида интерфейса является то, что диалог с пользователем ведется не с помощью команд, а с помощью графических образов - меню, окон, других элементов. Хотя и в этом интерфейсе подаются команды машине, но это делается "опосредственно", через графические образы. Этот вид интерфейса реализован на двух уровнях технологий: простой графический интерфейс и "чистый" WIMP - интерфейс.
3) SILK - интерфейс (Speech - речь, Image - образ, Language - язык, Knowlege - знание). Этот вид интерфейса наиболее приближен к обычной, человеческой форме общения. В рамках этого интерфейса идет обычный "разговор" человека и компьютера. При этом компьютер находит для себя команды, анализируя человеческую речь и находя в ней ключевые фразы. Результат выполнения команд он также преобразует в понятную человеку форму. Этот вид интерфейса наиболее требователен к аппаратным ресурсам компьютера, и поэтому его применяют в основном для военных целей.

2.1 Командный интерфейс

Рис.2. Вид большой ЭВМ серии ЕС ЭВМ
Технология командной строки. При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью. Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник - курсор. При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке. Однако, в отличие от нее, буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и неправильно набранный символ можно стереть. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (или Return) После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется. Технология командной строки уже работала на монохромных алфавитно-цифровых дисплеях. Поскольку вводить позволялось только буквы, цифры и знаки препинания, то технические характеристики дисплея были не существенны. В качестве монитора можно было использовать телевизионный приемник и даже трубку осциллографа.
Обе эти технологии реализуются в виде командного интерфейса - машине подаются на вход команды, а она как бы "отвечает" на них.
Преобладающим видом файлов при работе с командным интерфейсом стали текстовые файлы - их и только их можно было создать при помощи клавиатуры. На время наиболее широкого использования интерфейса командной строки приходится появление операционной системы UNIX и появление первых восьмиразрядных персональных компьютеров с многоплатформенной операционной системой CP / M.

2.2 Графический интерфейс

Как и когда появился графический интерфейс? Его идея зародилась в середине 70-х годов, когда в исследовательском центре Xerox Palo Alto Research Center (PARC) была разработана концепция визуального интерфейса. Предпосылкой графического интерфейса явилось уменьшение времени реакции компьютера на команду, увеличение объема оперативной памяти, а также развитие технической базы компьютеров. Аппаратным основанием концепции, конечно же, явилось появление алфавитно-цифровых дисплеев на компьютерах, причем на этих дисплеях уже имелись такие эффекты, как "мерцание" символов, инверсия цвета (смена начертания белых символов на черном фоне обратным, то есть черных символов на белом фоне), подчеркивание символов. Эти эффекты распространились не на весь экран, а только на один или более символов. Следующим шагом явилось создание цветного дисплея, позволяющего выводить, вместе с этими эффектами, символы в 16 цветах на фоне с палитрой (то есть цветовым набором) из 8 цветов. После появления графических дисплеев, с возможностью вывода любых графических изображений в виде множества точек на экране различного цвета, фантазии в использовании экрана вообще не стало границ! Первая система с графическим интерфейсом 8010 Star Information System группы PARC, таким образом, появилась за четыре месяца до выхода в свет первого компьютера фирмы IBM в 1981 году. Первоначально визуальный интерфейс использовался только в программах. Постепенно он стал переходить и на операционные системы, используемых сначала на компьютерах Atari и Apple Macintosh, а затем и на IBM - совместимых компьютерах.
С более раннего времени, и под влиянием также и этих концепций, проходил процесс по унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами. Слияние этих двух тенденций и привело к созданию того пользовательского интерфейса, с помощью которого, при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала, можно работать с любыми программным продуктом. Описание этого интерфейса, общего для всех приложений и операционных систем, и посвящена данная часть.

2.2.1 Простой графический интерфейс

На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующим:
1. При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения.
2. В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом).
3. Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор.
4. Кроме клавиши Enter, на клавиатуре все чаще стали использоваться "серые" клавиши управления курсором.
5. Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п. - см. рис.3) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.

Рис.3. Манипуляторы
Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса.
1) Выделение областей экрана.
2) Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста.
3) Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором.
4) Широкое использование цветных мониторов.
Появление этого типа интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS-DOS. Именно она внедрила этот интерфейс в массы, благодаря чему 80-е годы прошли под знаком совершенствования этого типа интерфейса, улучшения характеристик отображения символов и других параметров монитора.
Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander (о файловых оболочках смотри ниже) и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя.

2.2.2 WIMP - интерфейс

Вторым этапом в развитии графического интерфейса стал "чистый" интерфейс WIMP, Этот подвид интерфейса характеризуется следующими особенностями.
1. Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах - определенных очерченных рамкой частях экрана.
2. Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков - иконок. При открытии иконки превращаются в окна.
3. Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP - интерфейсе меню становится основным элементом управления.
4. Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой - дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора УКАЗЫВАЮТ на любую область экрана, окна или иконки, ВЫДЕЛЯЮТ ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими.
Следует отметить, что WIMP требует для своей реализации цветной растровый дисплей с высоким разрешением и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.п. Однако этот вид интерфейса наиболее прост в усвоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP - интерфейс стал стандартом де-факто.
Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows.

2.3 Речевая технология

С середины 90-х годов, после появления недорогих звуковых карт и широкого распространения технологий распознавания речи, появился так называемый "речевая технология" SILK - интерфейса. При этой технологии команды подаются голосом путем произнесения специальных зарезервированных слов - команд. Основными такими командами (по правилам системы "Горыныч") являются:
"Проснись" - включение голосового интерфейса.
"Отдыхай" - выключение речевого интерфейса.
"Открыть" - переход в режим вызова той или иной программы. Имя программы называется в следующем слове.
"Буду диктовать" - переход из режима команд в режим набора текста голосом.
"Режим команд" - возврат в режим подачи команд голосом.
и некоторые другие.
Слова должны выговариваться четко, в одном темпе. Между словами обязательна пауза. Из-за неразвитости алгоритма распознавания речи такие системы требует индивидуальной предварительной настройки на каждого конкретного пользователя.
"Речевая" технология является простейшей реализацией SILK - интерфейса.

2.4 Биометрическая технология

Эта технология возникла в конце 90-х годов XX века и на момент написания книги еще разрабатывается. Для управления компьютером используется выражение лица человека, направление его взгляда, размер зрачка и другие признаки. Для идентификации пользователя используется рисунок радужной оболочки его глаз, отпечатки пальцев и другая уникальная информация. Изображения считываются с цифровой видеокамеры, а затем с помощью специальных программ распознавания образов из этого изображения выделяются команды. Эта технология, по-видимому, займет свое место в программных продуктах и приложениях, где важно точно идентифицировать пользователя компьютера.

2.5 Семантический (общественный) интерфейс

Этот вид интерфейса возник в конце 70-х годов XX века, с развитием искусственного интеллекта. Его трудно назвать самостоятельным видом интерфейса - он включает в себя и интерфейс командной строки, и графический, и речевой, и мимический интерфейс. Основная его отличительная черта - это отсутствие команд при общении с компьютером. Запрос формируется на естественном языке, в виде связанного текста и образов. По своей сути это трудно называть интерфейсом - это уже моделирование "общения" человека с компьютером. С середины 90-х годов XX века публикации, относящихся к семантическому интерфейсу, уже не встречались. Похоже, что в связи с важным военным значением этих разработок (например, для автономного ведения современного боя машинами - роботами, для "семантической" криптографии) эти направления были засекречены. Информация, что эти исследования продолжаются, иногда появляется в периодической печати (обычно в разделах компьютерных новостей).

2.6 Типы интерфейсов

Вследствие широкого распространения компьютеров и процессов информатизации, которые переживает человечество, с основами информатики должен быть знаком каждый современный человек. Тема “Интерфейсы современных компьютеров. Виды, типы, характеристики” очень актуальна на сегодняшний день.

Данная курсовая работа состоит из двух частей: теоретической и практической.

В теоретической части будут рассмотрены следующие понятия: “интерфейс”, “порты”, “шины”, а также виды и характеристика интерфейсов.

В практической части будет решена экономическая задача по данным организации с использованием пакетов прикладных программ.

1. Теоретическая часть

Интерфейсы современных компьютеров. Виды, типы, характеристики

1.1. Понятия, характеризующие интерфейсы компьютера

В общем значении интерфейс (от англ. interface — поверхность раздела, перегородка) — это совокупность средств, методов и правил взаимодействия (управления, контроля и т. д.) между элементами системы. [7] Мы же в нашей работе будем говорить о понятии “интерфейс” в информатике.

Интерфейс представляет собой совокупность стандартизованных аппаратных и программных средств, обеспечивающих обмен информацией между устройствами. В основе построения интерфейсов лежат унификация и стандартизация (использование единых способов кодирования данных, форматов данных, стандартизация соединительных элементов - разъемов и т.д.). Наличие стандартных интерфейсов позволяет унифицировать передачу информации между устройствами независимо от их особенностей. В настоящее время для разных классов ЭВМ применяются различные принципы построения системы ввода-вывода и структуры вычислительной машины. В персональном компьютере, как правило, используется структура с одним общим интерфейсом, называемым также системной шиной. [6, стр. 83]

Таким образом, основной функцией интерфейсов компьютера является унификация внутрисистемных и межсистемных связей и устройств.

Различные типы интерфейсов обеспечивают разные скорости передачи информации между узлами машины, позволяют подключать разное количество внешних устройств и различные их виды.

Совокупность интерфейсов определяет архитектуру персонального компьютера.

К интерфейсам относятся: порты, шины, сетевые интерфейсы.

Порты — специализированные разъёмы в компьютере, предназначенные для подключения оборудования определённого типа. [7]

Шины — наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера. [1, стр. 76]

Сетевые интерфейсы — периферийные устройства, позволяющие компьютеру взаимодействовать с другими устройствами сети. [7]

Далее мы рассмотрим более подробные классификации интерфейсов.

1.2. Классификации интерфейсов компьютера

Классификация интерфейсов по выполняемым функциям:

1. Машинные интерфейсы. Непосредственно организуют связи между составными элементами ЭВМ.

2. Интерфейсы периферийного оборудования. Выполняют функции сопряжения процессоров, контроллеров, запоминающих устройств и аппаратурой передачи данных.

3. Интерфейсы мультипроцессорных систем представляют собой в основном магистральные системы сопряжения, ориентированные в единый комплекс нескольких процессоров, модулей памяти, контроллеров запоминающих устройств, ограничено размещенных в пространстве. [8]

Классификация интерфейсов по расположению:

1. Внутримашинный системный интерфейс - система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой - представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов. [4, стр. 107-108]

2. Внешние интерфейсы - средства сопряжения с внешними по отношению к компьютеру в целом устройствами [5, с. 58]. К ним относятся: CD и DVD-диски, сканеры, принтеры, мобильные телефоны, цифровые камеры и т.д.

Классификация внутримашинного интерфейса по способу организации:

1. Многосвязный интерфейс. Каждый блок компьютера связан с прочими блоками локальными проводами. Многосвязный интерфейс применяется, как правило, только в простейших бытовых ПК.

2. Односвязный интерфейс. Все блоки ПК связаны друг с другом через общую шину.

Как было отмечено ранее, к интерфейсам относятся: порты, шины, сетевые интерфейсы. Ниже рассмотрим их классификации.

1. Параллельный порт — тип интерфейса, разработанный для подключения различных периферийных устройств к компьютеру. Основывается на принципе параллельного соединения. Также известен как принтерный порт или порт Centronics.

2. Последовательный порт (серийный порт или COM-порт) — двунаправленный последовательный интерфейс. В отличие от параллельного порта информация через него передается по одному биту последовательно.

Основные шины компьютера:

1. Адресная шина. Обычно у современных процессоров адресная шина 32-разрядная, то есть состоит из 32 параллельных линий. В зависимости от того, есть напряжение на какой-то из линий или нет, говорят, что на этой линии выставлена единица или ноль. Комбинация из 32 нулей и единиц образует 32-разрядный адрес, указывающий на одну из ячеек оперативной памяти. К ней и подключается процессор для копирования данных из ячейки в один из своих регистров. [1, стр. 76]

2. Шина данных. По этой шине происходит копирование данных из оперативной памяти в регистры процессора и обратно.

Классификация шин по выполняемым функциям:

1. Внутренние компьютерные шины (параллельные и последовательные). Предназначены для подключения внутренних устройств, таких как видеоадаптеры и звуковые платы.

2. Внешние компьютерные шины. Предназначены для подключения внешних устройств, например, принтера, сканера и т.д.

В подавляющем большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется системная шина.

Системная шина - это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. [4, стр. 104]

Системная шина обеспечивает передачу информации между микропроцессором и основной памятью, между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств, между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств. Однако по этой шине происходит не только обмен информацией, но и передача адресов, служебных сигналов.

Системная шина включает в себя:

1. Кодовую шину данных (КШД). Содержит в себе провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов числового кода (машинного слова) операнда.

2. Кодовую шину адреса (КША). Включает провода и схемы сопряжения для параллельной передачи всех разрядов кода адреса ячейки основной памяти или порта ввода-вывода внешнего устройства.

3. Кодовую шину инструкций (КШИ). Содержит провода и схемы сопряжения для передачи инструкций (управляющих сигналов, импульсов) во все блоки машины.

4. Шину питания. Имеет провода и схемы сопряжения для подключения блоков ПК к системе энергопитания.

В качестве системной шины используются также:

1. Шины расширений – это шины общего назначения, разрешающие подключение большого количества самых разнообразных устройств.

2. Локальные шины – это шины, обслуживающие небольшое количество устройств определенного типа.

Обобщенный интерфейс микропроцессора включает шину данных, шину адреса и шину управления.

Шина данных — шина, предназначенная для передачи информации.

Шина адреса — компьютерная шина, используемая центральным процессором для указания физического адреса слова ОЗУ (или начала блока слов), к которому устройство может обратиться для проведения операции чтения или записи.

Шина управления — компьютерная шина, по которой передаются сигналы, определяющие характер обмена информацией по магистрали. Сигналы управления определяют, какую операцию (считывание или запись информации из памяти) нужно производить, синхронизируют обмен информацией между устройствами и т. д. [7]

Оперативная память (Random Access Memory - память с произвольным доступом) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции. Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится непосредственно либо через сверхбыструю память, 0-го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии кэша — через него (см. рис. 1.7).

Рис. 1.7. Простейшая схема взаимодействия оперативной памяти с ЦП

Интерфейсом оперативной памяти является системная шина. Системная шина — это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой. [4, стр. 104]

Далее мы рассмотрим конкретные примеры интерфейсов современного компьютера.

1.3. Основные интерфейсы современного компьютера и их подробная характеристика

MCA (Micro Channel Architecture) – 32-разрядная шина, созданная фирмой IBM в 1987 г. для машин PS/2, пропускная способность 76 Мбайт/с, рабочая частота 10-20 МГц. [4, стр. 108] Из-за того, что ЭВМ PS/2 не получили широкого распространения, а также из-за несовместимости шины MCA с шиной ISA, эта опередившая свое время архитектура так и не стала настоящим стандартом.

VLB. Шина VLB (VESA Local Bus – локальная шина VESA) – разработана в 1992 году Ассоциацией стандартов видеооборудования (VESA – Video Electronics Standards Association). Шина VLB, по существу, является расширением внутренней шины микропроцессора для связи с видеоадаптером и реже с винчестером, платами Multimedia, сетевым адаптером. [4, стр. 109] Разрядность шины – 32 бита, на подходе 64-разрядный вариант шины. Реальная скорость передачи данных – 80 Мбайт/с. Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине. Также отсутствует арбитраж шины, то есть могут быть конфликты между подключаемыми устройствами. Конфигурация системы с шиной VLB изображена на рисунке 1.1.

Рис. 1.1. Конфигурация системы с шиной VLB

PCI. Шина PCI (Peripheral Component Interconnect – стандарт подключения внешних компонентов) разработана в 1993 году фирмой Intel. По своей сути это интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/ EISA) используются мосты PCI (PCIBridge). Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропускную способность 132 Мбайт/с. С оформлением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств. Шина PCI является намного более универсальной, чем VLB, имеет свой адаптер, позволяющий ей настраиваться на работу с любым микропроцессором. Шина PCI пока еще весьма дорогая. Конфигурация системы с шиной PCI изображена на рисунке 1.2.

Рис. 1.2. Конфигурация системы с шиной PCI

Сравнительная характеристика шин ISA, EISA, MCA, VLB, PCI приведена в таблице 1.1.

Исследование отличий интерфейса по способу доступа к командным файлам программ. Характеристика основного состава командной строки: типа операции, рабочего входа и выхода, управляющего входа. Анализ графического многооконного пиктографического интерфейса.

Рубрика	Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	15.11.2010
Размер файла	355,9 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

КРАСНОЛУЧСКИЙ ПРИБОРОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ

Выполнила: студентка Мирошниченко О.

Красный Луч 2009г

1. Разновидности интерфейсов

Интерфейсы отличаются по способу доступа к командным файлам программ.

Командный (текстовый) интерфейс. Всякая операционная система имеет командный интерфейс (иногда в скрытой форме).

В первой из ОС (OS/360) взаимодействие с пользователями было жестко поделено между следующими компонентами:

Ш Командный язык оператора ЭВМ (лицо, ответственное за управление вычислительным прочесом). Это язык диалогового режима - команда запуска - остановки задач, привязки носителей информации к устройствам, получения информации о заданиях, ожидающих выполнения, вывода, наличия свободной памяти и свободных устройств и др.

Ш Язык управления заданиями (JCL - Job Control Language), на котором прочие пользователи (программисты, разработчики и просто конечные пользователи) описывали состав и структуру процесса обработки данных - последовательность запуска программ, входные и выходные файлы, условия, при которых те или иные программы должны быть выполнены или пропущены и др. Это язык пакетной обработки, не допускающий вмешательства пользователя в собственно процесс вычисления, компиляции и пр.

По мере развития ЭВМ, ОС, появления и широкого распространения диалоговых устройств (видеотерминалов) в последующих ОС произошла интеграция данных компонентов в единый командный язык. Для разграничения между командами оператора, администратора, конечно пользователя используются методы разделения доступа и назначения привилегии, в то время как формат команд является достаточно единообразным.

Далее, после распространения ПЭВМ данное разграничение сошло на нет (в ОС MS-DOS), поскольку пользователь ПК в едином лице соединяет функции оператора, администратора, конечно пользователя. Затем с появлением локальных сетей и более мощных ПК, работающих в многопользовательских режимах, в сетевых ОС и ОС ПЭВМ, вновь организуется разграничение доступа и т.д. Таким образом данный процесс является циклическим (точнее, спиралевидным).

В большинстве ОС в настоящее время сложился более или менее унифицированный формат командной строки. Командная строка включает в себя:

· Тип операции (мя команды или программы);

· Рабочий вход (входные файлы или устройства);

· Рабочий выход (выходные файлы или устройства)

· Управляющий вход (управляющие параметры или ключи команды);

· Управляющий выход (обычно - протокол, содержащий диагностику ошибок, код завершения или другую информацию)

Рис 1. Типовая структура командной строки языков ОС

Текстовый или графический полноэкранный интерфейс. Он имеет, как правило, в верхней части экрана систему меню с подсказками. Меню часто бывает выпадающим (ниспадающим - pull-down).

Графический многооконный пиктографический интерфейс. Представляет собой рабочий стол (DeskTop), на котором располагаются пиктограммы (значки или иконки программ). Все операции производятся, как правило, мышью. Для управления компьютером курсор мыши подводят к пиктограмме и запуск программы осуществляют щелчком левой кнопки мыши по пиктограмме. Это наиболее удобный и перспективный интерфейс, осебенно при работе с программами. Примеры: интерфейс с компьютеров Apple Macintosh? Windows 3.1, Windows 95/98, OS/2, X Windows.

2. Графический интерфейс пользователя

Графический интерфейс пользователя (GUI - Graphics User Interface). Появление ОС и оболочек с развитыми диалоговыми графическими средствами (OS Macintosh, Windows 3.1, а особенно Windows 95/98/ME, а также NT/2000) и средств программирования, позволяющих создавать графические интерфейсы (FoxPro for Windows и пр.), а особенно - объектно-ориентированных систем программирования - привело к внедрению и широкому распространению элементов экранного интерфейса.

Графические интерфейсы иногда обозначают следующей аббревиатурой - WIMPD (Windows, Menu, Pointing Device) - окна, меню, указывающие устройство, как основные действующие элементы в подобном интерфейсе.

Для ОС UNIX также был создан специальный графический интерфейс - X Windows; фирма IBM выпустила вместе с операционной системой OS/2 свой вариант графического интерфейса пользователя - Presentation Manager.

Функции, используемые программой пользователя при работе с графическим пользовательскиминтерфейсом, схожи, как и сами интерфейсы.

Рис 2. Рабочий стол Windows XP, пиктограммы, окна приложений.

Графический интерфейс включает следующие понятия - рабочий стол, окна, пиктограммы, элементы графического интерфейса (виджеты), указывающие устройства (мышь).

3. Основные элементы графических интерфейсов (виджеты, widgets)

Виджет - это заготовка части пользовательского интерфейса (кнопка, часть меню, пиктограмма и т.д.) с параметрами, привязываемая к окну экрана терминала. Наиболее распространенные: кнопка (Button); радиокнопка (Radio Button); флажок (Check Box); список (List); полосы прокрутки и т.д.

Управляющие кнопки (Button) - предназначены для выполнения действий. Какое именно действие выполняет кнопка, написано непосредственно на ней. Если в конце названия кнопки присуствует три точки, то такая кнопка вызовет новое диалоговое окно.

Поле ввода - область, где пользователь может вводить информацию с клавиатуры. В этой области указатель мыши принимает новую форму. Если в этот момент щелкнуть кнопкой мыши, то в поле появится курсор и можно вводить данные.

Список - элемент, содержащий все возможные в каждом конкретном случае значения, которые пользователь может установить. Добавить или изменить эти значения непосредственно в списке нельзя.

Раскрывающийся список (List) - при нажатии на пиктограмму со стрелкой открывается список всех возможных значений, которые можно выбрать для установки в этом элементе. Если список длинный, то появится линейка прокрутки, с помощью которой можно посмотреть все элементы списка.

Поле ввода с раскрывающимся списком - это комбинация элементов поле вывода и раскрывающегося списка. Такой элемент позволяет как непосредственно вводить данные в поле ввода, так и заполнять его значением из раскрывающегося списка. Аналогично работает поле вода со списком. Отличие только в том, что список виден постоянно, а не открывается. Поле ввода со счетчиком - обычно используется для ввода числовых значений. Его можно заполнить как обычное поле ввода или воспользоваться кнопочками, расположенными справа. В этом случае значение в поле будет изменятся (соответственно увеличиваться и уменьшатся) с наиболее оптимальным шагом и при этом не превысит предельный значений. Поэтому рекомендуется пользоваться именно счетчиком.

Флажок - переключатель для режима работы, описание которого находится справа от квадрата. Он может быть включен (установлен) - внутри квадрата изображен значок, или выключен (сброшен) - внутри пусто. Для установки или сброса флажка необходимо щелкнуть мышью в квадрате или на его описание. Такой элемент вполне самостоятельно определяет свой параметр. И поэтому называется независимым.

Литература

Подобные документы

Разработка графического интерфейса для ввода начальных значений, отображения результатов и тестирования методов собственного класса на языке программирования С++. Подсветка цветом выбранных операндов в процессе их инициализации и вывода на дисплей.

курсовая работа [234,6 K], добавлен 27.12.2014

Анализ методов и средств контроля доступа к файлам. Проблемы безопасности работы с файлами, средства контроля доступа ним. Идеология построения интерфейса, требования к архитектуре. Работа классов системы. Оценка себестоимости программного продукта.

дипломная работа [2,5 M], добавлен 21.12.2012

Особенности загрузки операционной системы Linux в режиме терминала, входа в систему и регистрации пользователей. Выполнение переназначения файлов, его использование для работы с командами операционной системы. Применение программных каналов (конвейеров).

лабораторная работа [21,5 K], добавлен 12.05.2013

Понятие и использование командной строки. Открытие командной строки. Команды, выполняемые с помощью командной строки. Как выполнить команду с повышенными привилегиями. Изменение внешнего вида окна командной строки с помощью параметров командной строки.

презентация [948,2 K], добавлен 22.10.2014

Анализ графических пользовательских интерфейсов современных систем оптимизации программ. Создание математической модели и алгоритма системы управления СБкЗ_ПП, ее архитектурно-контекстная диаграмма. Техническая документация программного средства.

дипломная работа [1,1 M], добавлен 18.04.2012

Роль распределенных вычислительных систем в решении современных задач. Инструментальная система DVM для разработки параллельных программ. Средства построения формальной модели графического интерфейса. Требования к графическому интерфейсу DVM-системы.

курсовая работа [2,7 M], добавлен 15.10.2010

Структура организации графического интерфейса, объявление и создание слушателей событий с помощью анонимных классов. Представление данных для таблицы – класс AbstractTableModel. Визуализация ячеек таблицы. Два основных типа потоков ввода-вывода в Java.

Интерфейс, по определению – это правила взаимодействия операционной системы с пользователями, а также соседних уровней в сети ЭВМ. От интерфейса зависит технология общения человека с компьютером.

Классификация интерфейсов

Современными видами интерфейсов являются:

1. Общественный интерфейс – основан на семантических сетях.

В следующих главах Вы подробнее познакомитесь с этими видами интерфейсов.

Пакетная технология

Рис. Вид большой ЭВМ серии ЕС ЭВМ.

Технология командной строки

При этой технологии в качестве единственного способа ввода информации от человека к компьютеру служит клавиатура, а компьютер выводит информацию человеку с помощью алфавитно-цифрового дисплея (монитора). Эту комбинацию (монитор + клавиатура) стали называть терминалом, или консолью.

Команды набираются в командной строке. Командная строка представляет собой символ приглашения и мигающий прямоугольник – курсор (см. рисунок A.3.) При нажатии клавиши на месте курсора появляются символы, а сам курсор смещается вправо. Это очень похоже на набор команды на пишущей машинке. Однако, в отличие от нее, буквы отображаются на дисплее, а не на бумаге, и неправильно набранный символ можно стереть. Команда заканчивается нажатием клавиши Enter (или Return.) После этого осуществляется переход в начало следующей строки. Именно с этой позиции компьютер выдает на монитор результаты своей работы. Затем процесс повторяется.

Рис. A.3. Приглашения командной строки в различных операционных системах:

а ) MS-DOS, б ) IRIX.

Технология командной строки уже работала на монохромных алфавитно-цифровых дисплеях. Поскольку вводить позволялось только буквы, цифры и знаки препинания, то технические характеристики дисплея были не существенны. В качестве монитора можно было использовать телевизионный приемник и даже трубку осциллографа.

Преобладающим видом файлов при работе с командным интерфейсом стали текстовые файлы – их и только их можно было создать при помощи клавиатуры. На время наиболее широкого использования интерфейса командной строки приходится появление операционной системы UNIX и появление первых восьмиразрядных персональных компьютеров с многоплатформенной операционной системой CP/M.

Графический интерфейс

Как и когда появился графический интерфейс?

С более раннего времени, и под влиянием также и этих концепций, проходил процесс по унификации в использовании клавиатуры и мыши прикладными программами. Слияние этих двух тенденций и привело к созданию того пользовательского интерфейса, с помощью которого, при минимальных затратах времени и средств на переучивание персонала, можно работать с любыми программным продуктом. Описание этого интерфейса, общего для всех приложений и операционных систем, и посвящена данная часть.

Графический интерфейс пользователя за время своего развития прошел две стадии. Об эволюции графического интерфейса с 1974 по настоящее время будет рассказано ниже.

Простой графический интерфейс

На первом этапе графический интерфейс очень походил на технологию командной строки. Отличия от технологии командной строки заключались в следующим.

a) При отображении символов допускалось выделение части символов цветом, инверсным изображением, подчеркиванием и мерцанием. Благодаря этому повысилась выразительность изображения.

b) В зависимости от конкретной реализации графического интерфейса курсор может представляться не только мерцающим прямоугольником, но и некоторой областью, охватывающей несколько символов и даже часть экрана. Эта выделенная область отличается от других, невыделенных частей (обычно цветом).

c) Нажатие клавиши Enter не всегда приводит к выполнению команды и переходу к следующей строке. Реакция на нажатие любой клавиши во многом зависит от того, в какой части экрана находился курсор.

e) Уже в этой редакции графического интерфейса стали использоваться манипуляторы (типа мыши, трекбола и т.п. – см. рисунок A.4.) Они позволяли быстро выделять нужную часть экрана и перемещать курсор.

Рис. Манипуляторы

Подводя итоги, можно привести следующие отличительные особенности этого интерфейса.

1) Выделение областей экрана.

2) Переопределение клавиш клавиатуры в зависимости от контекста.

3) Использование манипуляторов и серых клавиш клавиатуры для управления курсором.

4) Широкое использование цветных мониторов.

Появление этого типа интерфейса совпадает с широким распространением операционной системы MS-DOS. Именно она внедрила этот интерфейс в массы, благодаря чему 80-е годы прошли под знаком совершенствования этого типа интерфейса, улучшения характеристик отображения символов и других параметров монитора.

Типичным примером использования этого вида интерфейса является файловая оболочка Nortron Commander (о файловых оболочках смотри ниже) и текстовый редактор Multi-Edit. А текстовые редакторы Лексикон, ChiWriter и текстовый процессор Microsoft Word for Dos являются примером, как этот интерфейс превзошел сам себя.

WIMP – интерфейс

1. Вся работа с программами, файлами и документами происходит в окнах – определенных очерченных рамкой частях экрана.

2. Все программы, файлы, документы, устройства и другие объекты представляются в виде значков – иконок. При открытии иконки превращаются в окна.

3. Все действия с объектами осуществляются с помощью меню. Хотя меню появилось на первом этапе становления графического интерфейса, оно не имело в нем главенствующего значения, а служило лишь дополнением к командной строке. В чистом WIMP – интерфейсе меню становится основным элементом управления.

4. Широкое использование манипуляторов для указания на объекты. Манипулятор перестает быть просто игрушкой – дополнением к клавиатуре, а становится основным элементом управления. С помощью манипулятора УКАЗЫВАЮТ на любую область экрана, окна или иконки, ВЫДЕЛЯЮТ ее, а уже потом через меню или с использованием других технологий осуществляют управление ими.

Следует отметить, что WIMP требует для своей реализации цветной растровый дисплей с высоким разрешением и манипулятор. Также программы, ориентированные на этот вид интерфейса, предъявляют повышенные требования к производительности компьютера, объему его памяти, пропускной способности шины и т.п. Однако этот вид интерфейса наиболее прост в усвоении и интуитивно понятен. Поэтому сейчас WIMP – интерфейс стал стандартом де-факто.

Ярким примером программ с графическим интерфейсом является операционная система Microsoft Windows.

Речевая технология

– и некоторые другие.

Слова должны выговариваться четко, в одном темпе. Между словами обязательна пауза. Из-за неразвитости алгоритма распознавания речи такие системы требует индивидуальной предварительной настройки на каждого конкретного пользователя.

Семантический (Общественный) интерфейс

В архитектуре современных компьютеров все большее значение приобретают внешние шины, служащие для подключения различных устройств. Сегодня это могут быть, например, внешние жесткие диски, CD-, DVD-устройства, сканеры, принтеры, цифровые камеры и прочее. В этой статье – краткое описание современных внешних интерфейсов: USB, FireWire, IrDA, Bluetooth.

Чем хорош интерфейс USB? Теоретически по шине USB можно подключать до 127 устройств! Правда, на практике подсоединяют не более 10 – ограничением служит максимальная пропускная способность канала. Обмен данными с быстродействующими устройствами осуществляется на скорости 12 Мбит/с, а с медленными – на 1.5 Мбит/с. Максимально допустимая длина кабеля составляет 5 м, однако ее можно увеличить, установив дополнительные концентраторы. Имеющаяся в составе шины USB линия питания с допустимым током нагрузки до 500 мА во многих случаях позволяет периферии обходиться без дополнительных источников. Все устройства подключаются в горячем режиме и автоматически конфигурируются благодаря поддержке режима Plug and Play.

Не так давно появилась новая версия стандарта – USB 2.0. Из преимуществ нового стандарта необходимо отметить следующие: во-первых, USB 2.0 унаследовал все достоинства USB 1.1, во-вторых, максимальная скорость обмена увеличилась в 40 раз и составила 60 Мбайт/с, наконец, сохранилась обратная совместимость с устройствами, отвечающими требованиям стандарта USB 1.1. В каких же областях может быть востребован USB 2.0? В первую очередь в качестве интерфейса внешних накопителей данных. Речь идет о приводах DVD, CD-RW и различных мобильных компактных носителях. Появление новых мультимедийных цифровых устройств также диктует необходимость использования высокоскоростного интерфейса. К подобным аппаратам относятся цифровые, видео- и фотокамеры.

Единственным реальным соперником USB 2.0 в борьбе за сердца и кошельки пользователей является интерфейс FireWire, называемый также IEEE1394. В настоящее время этот стандарт все еще дороже своего конкурента и менее распространен.

Изобретателем нового высокоскоростного последовательного интерфейса, который сначала разрабатывался как скоростной вариант SCSI, является фирма Apple. После решения Apple открыть стандарт и сотрудничества с заинтересованными фирмами в 1990 году вышло техническое описание этой шины в виде стандарта IEEE1394 (Institute of Electrical and Electronic Engineers 1394 – стандарт института инженеров по электротехнике и электронике 1394).

Скорость передачи данных шины IEEE 1394 – 100, 200, 400 Мбит/c, расстояние – до 4.5 м, количество устройств – до 63. Как и USB, шина IEEE 1394 обеспечивает возможность переконфигурации аппаратных средств компьютера без его выключения. В соответствии с принятым стандартом IEEE1394 существует два варианта разъемов и кабелей.

Первый вариант с 6-контактным разъемом IEEE1394 предусматривает не только передачу данных, но и подачу электропитания на подключенные к соответствующему контроллеру ПК устройства IEEE1394. При этом общий ток ограничен величиной 1.5 А.

Второй вариант с 4-контактным разъемом IEEE1394 рассчитан только на передачу данных. В этом случае подключаемые устройства должны иметь автономные источники питания.

Шина IEEE 1394, используемая для подключения различного видео и аудио оборудования (телевизоры, видеомагнитофоны, видеокамеры и т.д.), осуществляющего передачу данных в цифровом коде, широко известна под названием i.LINK (это торговая марка Sony).

IrDA относится к категории wireless (беспроводных) внешних интерфейсов, однако в отличие от радио-интерфейсов, канал передачи информации создается с помощью оптических устройств. Опыт показывает, что среди других беспроводных линий передачи информации инфракрасный (ИК) открытый оптический канал является самым недорогим и удобным способом передачи данных на небольшие расстояния (до нескольких десятков метров).

Технически сам порт IrDA основан на архитектуре коммуникационного СОМ-порта ПК, который использует универсальный асинхронный приемо-передатчик UART и работает со скоростью передачи данных 2400–115200 bps. Связь в IrDA полудуплексная, т. к. передаваемый ИК-луч неизбежно засвечивает соседний PIN-диодный усилитель приемника. Воздушный промежуток между устройствами позволяет принять ИК-энергию только от одного источника в данный момент.

Первым стандартом, принятым IrDA (InfraredDataAssociation), был, так называемый, SerialInfraredstandart (SIR). Данный стандарт позволял обеспечивать передачу информации со скоростью 115.2 kb/s. В 1994 году IrDA опубликовала спецификацию на общий стандарт, получивший название IrDA-standart, который включал в себя описание Serial Infrared Link (последовательная инфракрасная линия связи), Link Access Protocol (IrLAP) (протокол доступа) и Link Management Protocol (IrLMP) (протокол управления). И, наконец, в ноябре 1995 года Microsoft Corporation заявила о внесении программного обеспечения, обеспечивающего инфракрасную связь, использующую IrDA-standart, в стандартный пакет операционной системы Windows'95. В настоящее время IrDA-standart – самый распространенный стандарт для организации передачи информации по открытому инфракрасному каналу.

Активно продвигаемая консорциумом Bluetooth Special Interest Group (Bluetooth SIG), технология Bluetooth предназначена для построения так называемых персональных беспроводных сетей (personal area network). Оборудование Bluetooth работает в диапазоне частот 2.4 ГГц, для передачи трафика используется метод расширения спектра со скачкообразной перестройкой частоты.

Суммарная пропускная способность сетей Bluetooth – 780 кбит/с. При использовании асинхронного протокола максимальная скорость однонаправленной передачи данных составляет 722 кбит/с. В первоначальном варианте спецификаций (v1.0) предусматривалось, что длина соединений в сетях Bluetooth не будет превышать 10 м, однако в 2001 году нескольким производителям удалось увеличить дальность связи до 100 метров (при работе вне помещений). Это обстоятельство, а также возможность объединения нескольких пикосетей Bluetotth в разнесенную сеть дали основание некоторым экспертам рассматривать технологию Bluetooth в качестве одного из конкурентов 802.11.

К существенным недостаткам этой технологии следует отнести излишнюю гибкость спецификаций Bluetooth, вследствие которой продукты разных производителей оказываются несовместимы друг с другом. Эта проблема частично решена в версии Bluetooth v1.1, появившейся в 2001 году.

Согласно спецификации Bluetooth, два совместимых устройства должны взаимодействовать друг с другом на расстоянии до 10 метров. Например, можно свободно перемещаться, оставив телефон на столе и разговаривая по гарнитуре. Это действительно удобно и просто.

Популярность новых внешних интерфейсов постепенно растет. При этом если шина USB ориентирована, в основном, на устройства ввода, телекоммуникационное оборудование, принтеры, аудио / видео устройства, то IEEE 1394 – на высокоскоростные устройства, такие как устройства хранения данных и цифровую видеоэлектронику.

Однако несмотря на такое позиционирование этих интерфейсов, они все же являются непосредственными конкурентами. Не секрет, что OEM-производители (как рынка компьютеров, так и бытовой электроники) предпочтут работать с одним стандартом, чем с двумя, и окончательный выбор, похоже, будет сделан в ближайшие два-три года. Пока что, технически преимущества на стороне 1394 и его последующей модификации – 1394b, у которого гарантированное соединение и передача данных между устройствами на расстоянии до 100 метров со скоростью от 800 Мбит/с до 3.2 Гбит/с. Найдутся ли весомые аргументы у USB против такого серьезного противника – покажет время.

Что касается IrDA, то он эффективен для обеспечения беспроводной связи между персональным компьютером и периферийными устройствами на небольшом расстоянии, и сегодня практически уже нет мало-мальски уважающей компании, которая бы не производила компоненты для ИК портов.

Ну, а время Bluetooth все еще не пришло, хотя многие пророчат ему светлое будущее. Дело теперь за совместимостью устройств от разных производителей и доступной ценой самого Bluetooth.

Читайте также: