Взаимодействие с пользователем в операционных системах

Средства терминального ввода-вывода

Командный и графический интерфейсы пользователя

Процессы без взаимодействия с пользователем

 

Терминальный ввод-вывод

В этом разделе остановимся на базовой технологии для организации взаимодействия с пользователем в операционных системах - терминальном вводе-выводе. Хоть история этой технологии насчитывает несколько десятилетий, однако она продолжает оставаться важной составляющей современных ОС.

 

Организация терминального ввода-вывода

Сначала рассмотрим принципы организации терминального ввода-вывода, которые не зависят от конкретной ОС.

Понятие терминала

Исторически терминалы (terminals) использовали для организации многопользовательской работы с мэйнфреймами или миникомпьютерами. Это были аппаратные устройства, которые состояли из клавиатуры и дисплея, которые подключали к компьютеру через интерфейс последовательного порта.

Особенное распространение такие терминалы получили в 70-80-ые годы: все разработаные в то время операционные системы включали средства их поддержки, было создано много прикладного программного обеспечения, рассчитанного на работу с ними.

Такие терминалы работают в текстовом режиме, за который обмен данными и их отображение на программном уровне происходят посимвольно. Для отображения используют экран размером (обычно 25 на 80) в символах, причем отображаться могут только стандартные символы (коды 127-255) в соответствии с таблицей ASCII-символов (Американский стандартный код для обмена информацией). За представление на экране расширенного набора символов с этими кодами, в частности символов кириллицы, отвечает символьная таблица, которая используется терминалом.

Есть специальные символы (управляющие коды) и последовательности символов, которые не отображаются, а руководят выведением на экран терминала. К управляющим кодам принадлежат такие символы, как возвращение каретки, перевод строки, Васksрасе и тому подобное. Управляющие последовательности называют также ESC-последовательностями (они начинаются с символа - ESC (код 27 ASCІІ )). Передавая такие последовательности терминала, можно перемещать курсор в произвольную позицию экрана, руководить яркостью отображения символов, для некоторых моделей терминалов - цветами и тому подобное.

Эмуляция терминала

В современных условиях аппаратные терминалы применяют редко. Однако интерфейс связи с терминалами (терминальный ввод-вывод) не потерял своего значения и до сих пор. Это объясняется тем, что текстовый режим работы очень удобен для решения многих задач (организации администрирования системы, отдаленного доступа к ней и тому подобное), а также широким выбором программного обеспечения, которое использует этот режим.

Для упрощения организации терминального ввода-вывода у современных ОС широко используют эмуляцию терминала. Программное обеспечение (эмулятор) принимает данные от соответствующего терминала и отображает на дисплее компьютера информацию согласно управляющих сигналов, определенных для терминала (для этого может быть выделено отдельное окно на графическом экране). В итоге программное обеспечение, рассчитанное на работу с терминалом, можно использовать с таким эмулятором без изменений. Одновременно в системе может быть запущено несколько эмуляторов терминала (например, каждый в своем окне), и пользователь имеет возможность переключаться между ними, выполняя ввод-вывод. Самая распространенная эмуляция терминала - vt100. Программное обеспечение, рассчитанное на использование этого терминала, с большой вероятностью будет работать с любым эмулятором.

Поэтому говоря о вводе с терминала и выводе на терминал, имеем ввиду, что обмен данными будет почти всегда происходить не с аппаратным терминалом, а с его эмулятором.