Введение
Изучение программирования на Си++ для современных операционных систем семейства MS Windows сопряжено со сложностями, связанными с большим количеством технических подробностей устройства приложения и операционной системы, а также вопросов их взаимодействия. Применение визуальных сред разработки, например, MS Visual Basic или Borland Delphi, существенно упрощает задачу разработки типичных приложений. Но при изучении только подобных инструментов возможно, что программист будет ориентироваться в некоторой специфической библиотеке классов или функций конкретной среды разработки и не будет детально представлять, как устроено приложение Windows и какие возможности есть у самой ОС, а не у конкретной библиотеки классов.
Возрастающая сложность Windows API привела к широкому распространению объектно-ориентированных языков программирования и появлению надежных библиотек классов для взаимодействия с ОС. Поэтому программирование только на уровне API представляется для большинства задач слишком сложным и неэффективным с точки зрения требуемых программистских усилий.
Для учебных целей в данной части курса выбрана среда разработки MS Visual C++ и библиотека классов MFC (Microsoft Foundation Classes) – одно из наиболее распространенных промышленных решений. Тем не менее, эти инструменты достаточно "типичные" и "низкоуровневые", чтобы впоследствии программист при необходимости смог достаточно быстро перейти к использованию других инструментальных средств.
Цель учебного курса состоит в усвоении студентом начальных навыков профессиональной разработки приложений Windows. Для этого необходимо иметь представление об архитектуре ОС, основных возможностях API, об архитектуре и возможностях MFC, а также надо уметь пользоваться средой разработки. В среде Visual C++ студенты должны научиться разрабатывать программы, содержащие основные типы окон (родительские, дочерние, диалоговые и др.), различные компоненты ресурсов (меню, пиктограммы, курсоры, горячие клавиши и т.п.), реализующие основные операции по выводу текста и графических элементов (отрезков, окружностей и т.п.) с помощью функций GDI.
В данной части курса программирование в MFC рассматривается не как процесс нажатия кнопок в окнах AppWizard. Конечно, средства автоматизации написания исходного текста тоже упоминаются, но только после того, как эти же средства будут освоены в ручном режиме и будет показано, как соотносятся возможности MFC и каркаса приложения MFC с возможностями Windows и Windows API.
Кроме лекционного материала, в данном курсе приведены несколько лабораторных работ (они находятся на прилагаемом компакт-диске). Часть из них построены по принципу "собрать приложение из готовых частей исходного текста", что позволяет лучше усвоить структуру изучаемых приложений. Часть заданий в лабораторных работах и упражнениях в лекциях требует написания новых приложений или фрагментов готовых приложений.
Лекция 1. Архитектура 32-разрядных ОС Windows
1. Введение
32-разрядные операционные системы Windows (Win32) отличаются от более старых 16-разрядных версий тем, что предназначены для работы на 32-разрядных процессорах (обычно это Intel-совместимые процессоры i386-Pentium III) и максимально полно используют их возможности. Одна из основных возможностей – более простой, по сравнению с 16-разрядными процессорами, способ адресации памяти, позволяющий пронумеровать все ячейки памяти адресного пространства программы с помощью 32-разрядных адресов.
Существует большое количество различных версий Windows. 32-разрядные ОС можно разделить на два семейства: (1) Windows NT/2000 и (2) Windows 95/98/ME.
При разработке ОС Windows NT главное внимание уделялось надежности, безопасности (защите данных и программ от несанкционированного доступа) и переносимости. Последнее свойство подразумевает возможность работы ОС на различных платформах, а не только на ПК с Intel-совместимыми процессорами. В эти ОС встроен графический интерфейс пользователя и различные средства для использования ОС в качестве сервера. В Windows NT есть эмулятор старых ОС, позволяющий запускать программы для Win16 и MS-DOS (если только они не используют каких-либо недокументированных возможностей и не обращаются напрямую к устройствам ПК).
ОС второго семейства (Windows 95) предназначались, в первую очередь, для домашнего применения и должны были обеспечить безболезненный переход от 16-разрядных ОС к 32-разрядным. Совместимость со старыми программами для MS-DOS и Windows 3.1 была одним из главных критериев при разработке этих ОС. Поэтому, чтобы работали как можно больше старых программ, в том числе использующие недокументированные особенности старых ОС и аппаратуры ПК, в эти ОС было включено много 16-разрядного кода (практически и MS-DOS, и Win16 как подсистемы). Поэтому ОС Windows 95 являются менее надежными, чем Windows NT (хотя и гораздо более надежными, чем старые 16-разрядные ОС).
Несмотря на различия между двумя семействами ОС, у них есть и большое количество общих свойств (например, интерфейс пользователя). Для программиста важно, что у всех ОС Win32 есть общий набор системных вызовов (функций), доступных для вызова из программ для обращения к ОС. Эти функции составляют Win32 API. Отличие состоит в том, что у некоторых функций в Windows NT используются параметры, которые в Windows 95 игнорируются. Например, это параметры, касающиеся безопасности и ограничивающие доступ к некоторым ресурсам программы.
|
