Интерфейс на основе текстового меню

При взаимодействии с операционной системой на основе текстового меню пользователь выбирает позицию или пункт из списка возможных выборов (меню) для того, чтобы функция была выполнена. Меню появляются в логическом порядке, начиная с главного меню и продвигаясь к локальным меню. Пункты меню могут включать команды, которые появляются в отдельных локальных меню или в меню с не командными пунктами. Метод меню может оказаться утомительным и продолжительным по времени, в случаях, когда анализируются сложные ситуации, требующие использование несколько меню, между которыми должен перемещаться вперед и назад пользователь для решения своей задачи.

Графический интерфейс пользователя

Графический интерфейс пользователя (ГПИ, англ. Graphical user interface, GUI) - управление с использованием элементов интерфейса (меню, кнопки, значки, списки и т. п.), представленных пользователю на экране в виде графических объектов.

В ГПИ пользователь имеет произвольный доступ (с помощью устройств ввода — клавиатуры, мыши, джойстика и т. п.) ко всем видимым экранным объектам (элементам интерфейса), обычно представляемым как пиктограммы (или символы), и осуществляет непосредственное манипулирование ими.

Чаще всего элементы интерфейса в ГПИ реализованы на основе метафор и отображают их назначение и свойства, что облегчает понимание и освоение программных средств неподготовленными пользователями.

2. ОСНОВЫ ОРГАНИЗАЦИИ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКОГО ИНТЕРФЕЙСА UNIX -ПОДОБНЫХ ОС

Виды пользовательского интерфейса в UNIX-подобных системах

Основным интерфейсом взаимодействия пользователя с операционной системой UNIX во всех её модификациях была и остается командная строка. Суть этого интерфейса состоит в обмене текстами с системой: пользователь набирает текстовые команды, а операционная система возвращает ему информацию также в текстовом виде. Несмотря на то, что в современных UNIX-системах, особенно в различных дистрибутивах Linux, широко используются графические пользовательские интерфейсы, командная строка остаётся основным рабочим инструментом администратора системы. Это обстоятельство объясняется тем, что командная строка позволяет администратору управлять системой, совершая меньшее количество действий (интерфейсных жестов), чем с помощью графического интерфейса и мыши. Командной строки очень хорошо выполняет задачи интерфейса управления системой, она эффективна и удобна — и именно поэтому всеми используется. Немаловажно и то, что администратор может объединять сложные последовательности действий в сценарии.

Терминал и консоль

Работая с командной строкой при управлении операционной системой, пользователь вводит текст и передает его системе, а система выводит необходимые пользователю данные и сообщения. 

Текстовый принцип работы с системой позволяет отвлечься от конкретных частей компьютера, таких как клавиатура и видеокарта с монитором, рассматривая их, как единое оконечное устройство, посредством которого происходит обмен тестовыми сообщениями. Такое устройство называется терминалом. В общем случае терминал — это точка входа пользователя в систему, обладающая способностью передавать текстовую информацию.

Роль терминала может с успехом выполнять и программа, исполняющаяся на сколь угодно удалённом компьютере, связанным с UNIX-системой, например, посредством сети Интернет. В современной практике такой способ доступа очень широко используется для удалённой работы, в особенности для администрирования серверов, которые зачастую устанавливаются в специальных помещениях, доступ в которые затруднен и нежелателен.

Графические пользовательские интерфейсы UNIX-систем также дают возможность работы с терминалом. Эта возможность достигается с помощью графических терминалов — специальных программ, которые эмулируют текстовый терминал в графическом окне.

Свойство терминала передавать только текст приводит к необходимости операции по управлению вводом и выводом текста: удаление неправильно введённых символов, команда передать введённый текст системе, перевод строки, графическое выделение выведенного текста и т. п. — тоже кодировать с помощью специальных символов Такие символы объединяют понятием управляющие символы.

Часть управляющих символов вводится специальными клавишами, предусмотренными для управления вводом текста, такими как Backspace и Enter. Управляющих символов может быть больше, чем нетекстовых клавиш на клавиатуре, в этом случае их необходимо извлекать с помощью какого-либо клавиатурного модификатора, например, Ctrl.

Количество различных управляющих символов зачастую ограничено и оказывается меньше количества необходимых терминалу команд. В этом случае для передачи команд используются управляющие последовательности, которые начинаются управляющим символом, за которым следует строго определенное число обычных символов, в данном случае интерпретируемых терминалом как та или иная команда.

Специальные управляющие символы могут быть также зарезервированы для команд межпроцессного взаимодействия (передачи сигналов). В частности, для завершения командной оболочки можно использовать символ конца ввода Ctrl - D. Эту команду интерпретирует при вводе с терминала система. Она же превращает некоторые другие управляющие символы (например, Ctrl - C — «прерывание» или Ctrl - Z — «засыпание») в соответствующие сигналы.

Одной из полезных особенностей терминала является возможность его «прокрутки» с помощью клавиш Shift - PgUp и Shift - PgDn. Это может быть полезно, если вывод программы занимает больший объём, чем размер экрана.

За несколько десятилетий использования UNIX-подобных ОС создано большое количество разнообразных устройств и программ,  выполняющих в той или иной системе роль терминала. Каждое такое устройство или соответствующая программа имеют свои характеристики по вводу и выводу информации. К таким характеристикам могут быть отнесены: число цветов отображения, способность перемещать курсор и изменять размер экрана, набор управляющих символов и т. п. Операционная система должны учитывать указанное выше разнообразие, обеспечивая при этом возможность работать с любыми терминалами одинаковым способом. Для этого в операционных системах семейства UNIX вводится понятие тип терминала: каждый тип сводится к набору характеристик, регламентированных в специальном конфигурационном файле. Информация обо всех существующих типах терминалов хранится в специализированной базе данных (terminfo или termcap). Примерами типов терминалов являются типы tty (телетайп) и xterm (графический терминал).

Практически любая UNIX-подобная операционная система является многозадачной и многопользовательской, поэтому ничто не препятствует подключить к операционной системе произвольное число терминалов одновременно, в особенности, если функции терминала выполняет программа. Благодаря этому каждый компьютер, на котором работает UNIX, предоставляет возможность зарегистрироваться и получить доступ к системе с нескольких терминалов одновременно. Даже если в распоряжении всех пользователей есть только один монитор и одна системная клавиатура, эта возможность небесполезна: одновременная регистрация в системе на нескольких терминалах позволяет работать поочередно с несколькими задачами без необходимости каждый раз их завершать и затем возобновлять.

Характерный для современных версий UNIX способ организации параллельной работы пользователей — виртуальные консоли.

Виртуальные консоли — это несколько параллельно выполняемых операционной системой программ, предоставляющих пользователю возможность зарегистрироваться в системе в текстовом режиме и получить доступ к командной строке.

Каждая виртуальная консоль обозначается специальным именем: «tty1», «tty2» и т. д. Число доступных по умолчанию виртуальных консолей в каждой Unix-подобной ОС свое. Так в Linux доступно не менее шести виртуальных консолей. Каждая виртуальная консоль связана с собственным терминалом, который характеризуется файлом устройства с соответствующим именем (например, /dev/tty1).

 

 

3. КОМАНДНАЯ СТРОКА В UNIX -ПОДОБНЫХ ОС

Запуск командной строки

Начать работу с командной строкой в UNIX можно одним из двух способов:

- запустить графический эмулятор терминала;

- запустить одну из виртуальных консолей.

Окно графического эмулятора терминала открывается, если последовательно выбрать пункты меню Приложения→Стандартные→Терминал или нажать комбинацию клавиш: Ctrl+Alt+T. В обоих случаях  в окне с заголовком Terminal появится приглашение к вводу команд – символ «$» (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Строка приглашения к работе в терминале

Графический эмулятор терминала имеет дополнительный функционал: различные настройки, вкладки, можно запускать много окон, управление мышью в некоторых программах, контекстное меню, главное меню, полоса прокрутки. Все перечисленные возможности доступны из командного меню, расположенного над основным окном терминала.

В качестве примера рассмотрим изменение цветовой палитры терминала. Для изменения цвета фона и цвета шрифта нужно в главном меню выбрать пункт Правка, а затем выбрать подпункт Профили. Далее можно либо изменить параметры профиля по умолчанию, либо создать новый профиль (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Окно «Профили» и варианты работы с профилями терминала

При выборе режима «Создать» на экран выводится окно создания профиля, в котором нужно указать имя создаваемого профиля и определить, на каком профиле будет основываться создаваемый профиль (рис. 3.5).

Рис. 3.5. Окно описания первичных параметров создаваемого профиля

После ввода имени профиля и выбора профиля-основания (рис.3.6) на экран будет выдано окно настройки нового профиля (рис. 3.7).

Рис. 3.6. Пример задания первичных параметров создаваемого профиля

 

Окно изменения профиля выводится на экран и при выборе режима «Изменить»

Рис. 3.7. Окно изменения профиля терминала

Переход на закладку «Цвета» позволяет настроить цветовую палитру терминала.

Рис. 3.8. Настройка цветовой гаммы терминала

Окно терминала, использующего черно-белую цветовую палитру, представлено на рис. 3.9.

 

Рис. 3.9. Общий вид окна графического терминала

 

В случае запуска нескольких графических терминалов, переключение между ними можно осуществлять комбинацией клавиш Ctrl - Alt - F1.

Рис. 3.10. Два окна с запущенными графическими терминалами

Текстовая консоль запускается на выполнение путем нажатия комбинации трех клавиш Ctrl - Alt - одной из функциональных клавиш (F1 - F6) (рис. 3.11):

Рис. 3.11. Текстовая консоль Ubuntu

Переключаться между консолями  можно при помощи сочетания клавиши Alt и одной из функциональных клавиш (F1 - F6).

В ответ на приглашение login: пользователь должен ввести имя, под которым он зарегистрирован в системе (рис. 3.12). Затем в ответ на password: необходимо ввести пароль.

Рис. 3.12. Пример регистрации пользователя в системе

Пароль, в отличие от регистрационного имени, при вводе никак не отражается.

Регистрационное имя пользователя и его пароль задаются системным администратором при добавлении пользователя в систему.

Если регистрации пользователя прошла успешно, на экран выводятся строка приветствия, несколько служебных строк и приглашение к вводу команды в виде знака $ (рис. 3.13).

Рис. 3.13. Вид экрана после удачного завершения регистрации пользователя

3.2. Формат команд

Команды операционной системы UNIX имеют следующий формат:

имя_команды [-ключ] [- a модификатор_ключа] [параметр1]… [параметрК]

Имя команды записывается только строчными (малыми) буквами и цифрами. Длина имени команды должна составлять от двух до девяти символов.

Ключ представляет собой последовательность, состоящую из знака минус '-', за которым следует одна буква. Ключи обычно задают режим работы команды. Допускается использование нескольких ключей в одной команде. В этом случае имена ключей записываются последовательно за одним знаком минус. Порядок перечисления ключей является несущественным. За некоторыми ключами может следовать модификатор ключа, относящийся только к этому ключу.

Параметры обычно определяют объекты, на которые будут распространяться действия команды.

При задании параметров можно использовать символы расширения (?) знак вопроса и (*) звёздочка. Знак вопроса (?) заменяет один символ во введённом выражении. Это обозначает что, если в текущем каталоге, находятся файлы 1file.txt, 2file.txt и т.д., то при указании параметра команды в виде?file.txt, все файлы такого вида будут обработаны. Если же вы в качестве аргумента введете (*) звёздочку, то команда заменит совершенно любое количество символов в выражении.

Пример:

ls *.odt

После выполнения этой команды на экран выведутся совершенно все файлы с расширением odt.

При работе в системе Unix необходимо иметь в виду, что Unix различает большие и малые буквы.

3.3. Кома́ндная оболо́чка UNIX

Кома́ндная оболо́чка UNIX (англ. Unix shell, часто просто «шелл» или «sh») — командный интерпретатор, используемый в операционных системах семейства UNIX. В первую очередь, под shell понимаются POSIX-совместимые оболочки, восходящие к Bourne shell (шелл Борна), появившемуся в Unix Version 7.

В ОС Linux стандартной командной оболочкой является расширенная Борном свободная (разработанная в рамках проекта GNU) оболочка sh, получившая название bash (bourne again shell — «Возрождённый» shell).

Bash — это командный процессор, работающий, как правило, в интерактивном режиме в текстовом окне. Bash также может читать команды из файла, который называется скриптом (или сценарием). Как и все Unix-оболочки, он поддерживает автодополнение названий файлов и папок, подстановку вывода результата команд, переменные, контроль за порядком выполнения, операторы ветвления и цикла.