Что такое оконная система?

Может кто-то предоставить мне очень ясный и практический пример “системы окон”? Я читал про Linux, и хотя я всегда знал, что это ядро, я на самом деле не понимал, что такое ядро, потому что еще не проходил курс по операционным системам. Мое понимание таково, что это, по сути, слой между аппаратным обеспечением и программным обеспечением. Это правильно? Теперь дистрибутивы Linux, которые все используют, являются комбинацией GNU/Linux/X Window System. Я думаю, что понял часть с ядром Linux, но что такое система окон и что такое GNU? Wikipedia говорит, что GNU — это ОС, но тогда это означало бы, что дистрибутивы Linux состоят из другой ОС. Может кто-то прояснить это для меня?

GNU (GNU — это не Unix) — это операционная система, созданная Ричардом М. Столлманом. Вы можете использовать эту операционную систему с различными ядрами: такими как ядро Linux, ядро Hurd, ядро Darwin и т. д.

Система X Window (распространенная в системах, похожих на Unix) является просто базовым слоем для графической среды пользователя.

Каждый дистрибутив Linux — это операционная система GNU с ядром Linux и системой X Window; поверх X Windows у вас есть менеджер окон (GUI), такой как Xfce, Gnome или KDE, который позволяет вам легко использовать вашу систему.

Система окон — это программная система, которая реализует модель окон (то есть абстрактную графическую модель, подходящую для написания программного обеспечения GUI) поверх более базового слоя отображения, такого как буферные экраны. Чтобы быть моделью окон, графическая модель, как правило, должна поддерживать такие концепции, как окна, выбор, декорации, меню и т. д., но она не должна быть очень сложной.

Большинство настольных систем UNIX используют X11 в качестве своей основной системы окон, где реализация X также реализует сервер отображения; самым заметным исключением является Mac OSX, которая использует собственный проприетарный сервер отображения и систему окон Quartz Compositor (Cocoa поддерживает интерфейс X11 через специальное программное обеспечение, позволяя приложениям X работать поверх Quartz Compositor). Также есть свободные соперники X, такие как Wayland, которые, как и X11, обозначают как систему окон, так и сервер отображения.

Вы можете иметь систему окон без буферов кадров и подобного: ncurses — это чистая текстовая библиотека, которая поддерживает простые абстракции окон, которые широко встречаются в текстовых установщиках Linux, например.

Введение: Система окон — это графический интерфейс пользователя (GUI), который позволяет пользователям управлять несколькими приложениями или документами в независимых, перемещаемых окнах. Это ключевая функция современных операционных систем, позволяющая многозадачность и взаимодействие пользователя с различными программами через графические компоненты, такие как окна, меню и иконки. Основные элементы системы окон:

1. Окна:
   o Определение: Окно — это прямоугольная область на экране, где отображается приложение или документ. Пользователи могут изменять размер, перемещать, открывать и закрывать окна для эффективного управления своим рабочим пространством.
   o Особенности:
    Заголовки окон: Отображают имя приложения или документа и позволяют пользователям перетаскивать окно.
    Кнопки Минимизировать/Максимизировать/Закрыть: Позволяют пользователям уменьшать, увеличивать или закрывать окно.
    Изменяемые границы: Позволяют пользователям менять размеры окна.
   o Пример: В операционной системе Windows каждое открытое приложение отображается в отдельном окне с заголовком и кнопками управления.
2. Менеджер окон:
   o Определение: Менеджер окон отвечает за управление расположением, внешним видом и поведением окон на экране. Он обрабатывает задачи, такие как управление фокусом окна, изменение размера и перемещение.
   o Особенности:
    Обрабатывает перекрывающиеся окна и гарантирует, что активное окно всегда будет сверху.
    Обеспечивает функциональность для минимизации и максимизации окон.
    Управляет компоновкой окон при переключении между различными приложениями.
   o Пример: В Linux менеджеры окон, такие как GNOME и KDE, позволяют пользователям настраивать внешний вид и поведение своей рабочей среды, такие как плитка окон или композитинг.
3. Меню:
   o Определение: Меню — это элементы, которые предоставляют пользователям список команд или опций для взаимодействия с системой или приложением.
   o Особенности:
    Выпадающие меню: Обычно находятся в строке меню, предлагая различные варианты выполнения действий, таких как открытие файлов или сохранение документов.
    Контекстные меню: Меню, открывающееся по правому клику, предлагающее варианты на основе выделенного элемента или области.
   o Пример: Большинство текстовых редакторов включают меню “Файл”, которое предоставляет варианты для создания новых документов, открытия существующих и сохранения работы.
4. Иконки:
   o Определение: Иконки — это небольшие графические представления приложений, файлов или действий. Они обеспечивают простой способ для пользователей открывать приложения или выполнять задачи.
   o Особенности:
    Иконки могут быть перетянуты, сброшены или нажаты для открытия приложений или файлов.
    Иконки на рабочем столе позволяют пользователям быстро получать доступ к часто используемым программам или файлам.
   o Пример: Иконки для “Корзины” или “Мой компьютер” на рабочем столе обеспечивают быстрый доступ к системным утилитам.
5. Указатель:
   o Определение: Указатель, часто представленный стрелкой, — это графический объект, который перемещается по экрану в ответ на ввод пользователя с помощью устройства указания, такого как мышь или сенсорная панель.
   o Особенности:
    Указывает местоположение, где произойдет следующее действие, такое как выбор окна или нажатие кнопки.
    Меняет форму на основе контекста, например, становится рукой над гиперссылками или текстовым курсором в полях ввода.
   o Пример: Когда указатель наводится на панель заголовка окна, он меняет форму на иконку перемещения, позволяя пользователю перетаскивать окно в другое положение.
6. Панели задач и доки:
   o Определение: Панель задач (Windows) или док (macOS) предоставляет пользователям быстрый доступ к открытым приложениям, системным уведомлениям и часто используемым программам.
   o Особенности:
    Панели задач отображают все текущие открытые окна и позволяют пользователям легко переключаться между ними.
    Доки комбинируют быстрый доступ к приложениям и отображение запущенных приложений в стильном, унифицированном интерфейсе.
   o Пример: Панель задач в Windows показывает запущенные приложения, системные часы и иконки уведомлений, в то время как док в macOS предоставляет аналогичную функциональность.
   Заключение: Система окон необходима для управления графическим пользовательским интерфейсом современных операционных систем. Ее основные элементы — окна, менеджеры окон, меню, иконки, указатели и панели задач — работают вместе для создания интуитивного и эффективного интерфейса.