Giáo trình Hệ điều hành - Chương 7: Giao diện người sử dụng

ức năng đồ họa của chương trình người sử dụng sẽ thiết lập một chuỗi các nhân hệ điều hành bao gồm giao diện thiết bị đồ họa GDI, bộ kích tạo thiết bị đồ họa GDD,và do đó vô cùng mất thời gian! Vì thế, để gia tăng hiệu suất, một công nghệ có tên arttribute caching (sự trữ dấu thuộc tính) được điền thêm: Người ta thấy có nhiều gọi hệ thống của chương trình người sử dụng gặp nhau với đối tượng tương tự; cho nên, chúng sẽ được thu gom ở chương trình người sử dụng và được dẫn tiếp như là một thông tin riêng lẻ tới giao diện thiết bị đồ họa GDI.
Đối với thư viện GDI cũng được quan tâm bằng một công nghệ tương tự. Đó là công nghệ batching (sự phân đợt) cho các phản ứng nhanh. Tất cả việc gọi hàm chức năng được nạp vào hàng đợi, cho tới khi hàng đợi đầy hay cho tới khi nhập các dữ liệu. Tiếp đó, bộ đệm tổng thể sẽ chuyển giao cho hệ thống con Win32 bởi một thông tin duy nhất. Cơ chế này xảy ra rất nhanh, không có hiệu ứng lùi xuất hiện khi trình diễn đồ họa trên một máy tính chuẩn.
Trình điều hành cửa sổ tạo ra đặc tính look-and-feel, trong đó, nó dịch vụ các cơ cấu cửa sổ ví như các nút ấn để mở rộng hay thu nhỏ cửa sổ, tạo ra các thanh trượt, kể cả việc quản lý danh sách trình diễn (thí dụ cửa sổ nào che phủ tên cửa sổ nào);  ngoài ra, nó cũng thiết đặt việc nhập dữ liẹu cho một cửa sổ của một chương trình tương ứng. Vì vậy, nó còn sử dụng các thủ tục xuất/ nhập, để thực hiện chương trình ứng dụng độc lập với các thiết bị phần cứng đang tồn tại (thí dụ kiểu chuột).
Vì MS-Windows được coi là hệ thống chiếm ít bộ nhớ, do đó, cửa sổ quản lý không lưu trữ những phần cửa sổ không nhìn thấy, mà nó chỉ đảm nhiệm vụ để báo hiệu cho ứng dụng, nếu cửa sổ phải được phác họa một cách mới mẻ; vì trước đó các phần cửa sổ không thể nhìn thấy thì nay đã được nhìn thấy. Ngay cả, việc quản lý một bộ nhớ trung gian (ở hệ thống mở rộng) đối với các đối tượng (thí fuj clipboard) cũng được nó thực hiện.
Các chức năng khuyên giải là các chức năng tập trung để xuất/nhập các ký tự và được các hệ thống con sử dụng (POSIX, OS/2, MS-Windows). Việc xuất- nhập các bài text của các chương trình bao gồm các giao diện người sử dụng hướng ký tự không có sự trợ giúp đồ họa, chúng được thực hiện một cách có mục đích ở trong các cửa sổ đặc biệt, gọi là cửa sổ khuyên giải (consolewindow); cửa sổ này được hệ thống mở một cách tự động.
7.4.2. Vài nét về thiết kế giao diện người sử dụng 
Ngược lại với hệ thống mở rộng X-Window, hệ thống cửa sổ của Windows NT chỉ cần người ta nắm được vài loại cửa sổ tổng hợp. Thực ra, ở đây chỉ phân biệt có hai loại cửa sổ: cửa sổ chính và cửa sổ phụ. 
Sau đây, chúng ta muốn khảo sát vài kỷ thuật tương tác cơ bản, chúng được trợ giúp bởi hệ thống giao diện Win32- API với các đối tượng và các phương pháp phù hợp. Mỗi cửa sổ chính ở trong Windows NT (cũng giống như cửa sổ họa tiết ở trong hệ thống X-Windows) có những phần chính sau đây:
+ Khung cửa sổ (frame): nó có thể được sử dụng khi kích chuột để thu nhỏ hay phóng to;
+ Thanh ghi tiêu đề (title bar): trong đó người ta có thể nhìn thấy tên của ứng dụng;
+ Biểu tượng (icon): nó là biểu trưng của ứng dụng;
+ Thanh cuộn (scroll bar): người ta dùng khi muốn xem các phần nội dùng chưa được thể hiện cửa sổ;
+ Thanh menu (menu bar): chỉ ra các trường khác nhau mà người ta cần tới;
+ Các nút ấn điều khiển (control pop-up): dùng để thu nhỏ, phóng to hay đóng cửa sổ lại;
+ Thanh trạng thái (status bar): trên đó, các thông tin trạng thái được dẫn ra.
Các cửa sổ có thể được xếp chồng lên nhau hay được che phủ; ở đây, cửa sổ hoạt động là cửa sổ không bị cửa sổ khác che phủ, nó được biểu thị là cửa sổ nổi lên phía trước nhất trong các cửa sổ thể hiện trên màn hình.
Thanh cuộn được dùng làm dịch chuyển thích ứng để thể hiện từng khoảng tài liệu lên cửa sổ soạn thảo. Khoảng tài liệu được nhìn thấy trên màn hình này là một phần dữ liệu của toàn bộ tài liệu chứa đựng trong cửa sổ này.
Cửa sổ chính này còn có nhiều tính chất cần được lưu ý. Thật vậy, người ta có thể định nghĩa sử dụng các cửa sổ ở phía dưới với nhiều cách khác nhau. Khác với hệ thống mở X-Window, ở loại này chỉ có vài khả năng.
Vì ở Windows NT cách thể hiện các dữ liệu tập trung được dùng phổ biến, do đó đối với mỗi tệp tin, người ta có thể mở một cửa sổ riêng lẻ; ở đó, trên thanh tiêu đề, không còn thấy biểu tượng của chương trình tiện dụng, mà chỉ xuất hiện các dữ liệu. Bản chất của cửa sổ dữ liệu ở trong cửa sổ chính của chương trình ứng dụng được điều chỉnh nhờ giao diện đa tài liệu. Giao diện này cho thấy rằng, cửa sổ dữ liệu còn gọi là cửa sổ con sẽ được mở rộng phù hợp với mức độ bên ngoài và bên trong của cửa sổ tiện dụng. Ngoài ra, thanh tiêu đề của cửa sổ dữ liệu được bỏ đi; tên thì được làm lan rộng cùng với tên của ứng dụng ở trong dạng vừa có tên tệp tin vừa có tên của ứng dụng; còn biểu tượng và nút nẫy điều khiển của thanh tiêu đề dữ liệu xuất hiện trong thanh menu của ứng dụng. Hình 1.18 cho thấy: ở bên trái thì cửa sổ dữ liệu là một phần thu nhỏ ở trên cửa sổ ứng dụng; còn ở bên phải thì cửa sổ dữ liệu được nới rộng ra trùng khít với cửa sổ ứng dụng. Cửa sổ dữ liệu được kết nối trực tiếp với cửa sổ ứng dụng. Khi cửa sổ ứng dụng đóng lại, do đó, cửa sổ dữ liệu cũng được đóng lại một cách tự động.
Nếu các cửa sổ dữ liệu thuộc một tệp tin riêng lẻ, do đó, khả năng này phải được sử dụng sớm hơn để chia xẻ cửa sổ chính thành các cửa sổ thành phần. Do đó, người ta có thể dự định một nút nẩy đồ họa cho thanh cuộn, công việc này làm xuất hiện một thanh tách. Việc mô tả các dữ liệu ở trong cửa sổ là nhiệm vụ của một ứng dụng cụ thể nào đó.
Khác với cửa sổ chính, các cửa sổ phụ có kích cở cố định và được sử dụng để thông báo hay để mô tả các thông số bên trong khi đó nó được gọi là cửa sổ đặc tính tờ biểu. Các cửa sổ phụ được lưu ý tới vị trí tương đối của chúng ở trong cửa sổ chính và được kết nối chặt chẽ tại cửa sổ chính. Chẳng hạn, nếu một cửa sổ chính sẽ là cửa sổ hoạt động và có thể nhìn thấy được một cách đầy đủ, do đó, cửa sổ phụ sẽ được lộ ra một cách tự động để được nhìn thấy. Thí dụ, đối với cửa sổ phụ có thể vừa gọi xong thì trở thành một hộp thoại để tìm và thay thể, hộp thoại in ấn, hộp thoại chọn font, hộp thoại chọn màu, các cửa sổ trộn màu và cửa sổ thông báo.
Qua cửa sổ chính và cửa sổ phụ, hệ thống giao diện Win32-API còn tạo ra một số lượng lớn các đối tượng hội thoại khác nhau như nút nẩy điều khiển, các nút tuỳ chọn, các nút kiểm tra, hộp các danh sách chọn tĩnh động, các danh sách này làm việc như một menu đầy hoặc vơi hay các tệp tin được bày ra như một trình quản lý các tệp tin với các biểu tượng và các bài text. Ngoài ra còn có các ô với các bài text đã có sẵn hay có thể soạn thảo thêm vào và các thanh dụng cụ.
7.5. Các bài tập của chương 7 
Bài tập 7.1. Về giao diện người sử dụng và lập trình trực quan
Nếu cơ chế giải pháp tập trung của một vấn đề kiểu tương tự ở trong thực tế thì đã rõ, người ta có thể mô hình hoá nó bằng hình vẽ ở trong giao diện người sử dụng.
	a). Bên cạnh các quan hệ cố định đơn giản giữa mô hình và giải thuật được tạo lập. Sự mô phỏng này được thiết lập một cách rất đơn giản, nghĩa là trong đó, tránh được mọi phiền phức, thí dụ nhờ việc sử dụng các biểu tượng.
	b). Nếu người sử dụng phải nhận thức sự logic bên trong của chương trình, do đó, điều này được thiết kế cho một việc học tập sáng tạo; ở đó, đầu tiên tính tổng hợp được cô đúc và rất thuận tiện trong quá trình sử dụng.
	Bạn hãy thực hiện các nguyên tắc này cho một ví dụ đơn giản. Đối với việc quản lý các dữ liệu, người ta có thể sử dụng các công việc trong một nhà kho lưu trữ như các hình ảnh của người lập trình. Ở đây, việc cung cấp, việc sắp xếp các bao gói, việc chất kho và phân loại thì đã rõ, chúng tồn tại như một sự tham chiếu của người sử dụng.
Cho cái đó bạn hãy thiết kế một sơ đồ, mà ở đó, các đối tượng tệp tin (các thuộc tính và các phương pháp) được thu xếp cho các đối tượng trực quan.
Bài tập 7.2. Bảng phân ảnh màu
Bạn hãy trình bày những vấn đề sau đây một cách chặt chẽ dưới quan điểm của cá nhân bạn:
a).Giả sử, chúng ta mô tả một cách trực tiếp màu sắc của một điểm ảnh cho một đồ họa đúng theo yêu cầu mà không cần CLUT với độ chính xác 24 Bit, gọi là độ sâu của màu. Bộ nhớ nhắc lại ảnh cho một ảnh có kích cở 1024x768 (điểm ảnh) tối thiểu phải bằng bao nhiêu? Và, bằng bao nhiêu, nếu nó phải lưu trữ ảnh này trên không gian 3 chiều ?
b). Bộ nhớ nhắc lại ảnh tối thiểu phải bằng bao nhiêu, nếu 16 Bit màu có thể đồng thời nhìn thấy và một sự chuyển chỗ từng bước với một CLUT là có thể?
c). Bạn hãy khái quát và thiết lập một công thức cho nhu cầu bộ nhớ s không có CLUT ở độ sâu của màu khoảng f Bit/một điểm ảnh và khi số lượng điểm ảnh là N cũng như nhu cầu bộ nhớ là sCLUT/s và bạn hãy chỉ ra rằng, giả sử quan hệ đó thì nhỏ hơn 1 với điều kiện N>n.
Bài tập 7.3.Giao diện người sử dụng ở trong hệ điều hành phân bổ
Trong mục 7.2.3, bản phác thảo về một server trình diễn được dẫn. Quyết định cho cái đó có những chương trình, mà chúng có thể nạp hay biểu thị những bài text và những bức ảnh ở trên Internet; đó là các trình đọc lướt siêu text như Netscape và Internet Explorer. Các chương trình này bổ sung trên máy tính Dataserver của Internet đảm nhiệm công việc đó; các việc dò tìm cũng như các nhiệm vụ tương tự có thể được thực hiện một cách cấp tốc bởi trình Browser. Vì vậy, người ta có thể hoàn thành được nhiều công việc với một hệ thống Application client và Display server.
a). Bạn hãy so sánh các quan hệ client/ server trong cả hai hệ thống.
b). Những kiểu trao đổi thông tin nào thống lĩnh giữa client và server?
Bài tập 7.4. Cấu trúc client/ server
Bản phác thảo cục bộ về hệ điều hành Windows NT có những ưu điểm và nhược điểm nào trong sự so sánh với hệ thống phân bổ X-Window? Bạn hãy suy nghĩ và tiến hành với các ứng dụng như:
+ Điều khiển các tiến trình của một nhà máy thép bằng một mạng máy tính.
+ Đánh giá các số liệu của các phòng ban khác nhau qua mạng cục bộ các máy tính của nhà máy.
+ Thiết lập một phần mềm quản lý cho một nhóm máy tính kết nối mạng.