Системное программирование в операционных системах курсовая по информатике , Дипломная из Информатика

Скачай Системное программирование в операционных системах курсовая по информатике и еще Дипломная в формате PDF Информатика только на Docsity! Федеральное агентство по образованию Пензенский государственный университет Кафедра "Информационной безопасности систем и технологий" Пояснительная записка к курсовой работе по теме: "Системное программирование в операционных системах" Дисциплина: Безопасность операционных систем Группа Выполнил:. Проект принят с оценкой Руководитель проекта: Пенза, 2006 г. Реферат Пояснительная записка содержит 38с., 7 рис., 2 источника, 2 прил. VISUAL СИ++, ПРОГРАММА, РАСПИСАНИЕ, WINDOWS NT (98), ФАЙЛ. Объектом исследования является системное программирование в операционных системах. Целью работы является разработка программы, выполняющей запуск программ по расписанию: расписание хранится в файле. В процессе работы были освоены навыки системного программирования в операционных системах. В результате работы была разработана программа, выполняющая запуск программ по расписанию: расписание хранится в файле (её текст приведён в приложении). Таким образом, система взаимодействия должна рассматриваться как часть более обширной системы - АСУ реального времени, тогда как последняя - системы управляемой среды. В настоящее время можно считать доказанным, что главная задача проектирования интерфейса пользователя заключается не в том, чтобы рационально "вписать" человека в контур управления, а в том, чтобы, исходя из задач управления объектом, разработать систему взаимодействия двух равноправных партнёров (человек - оператор и аппаратно - программный комплекс АСУ), рационально управляющих объектом управления. 1.2 Выбор интерфейса Интерфейс взаимодействия с пользователем является важным элементом любой программы. От его продуманности и удобства часто зависит коммерческий успех программного продукта. Интерфейс пользователя можно разделить на пакетный и интерактивные. Пакетные характеризуются тем, что пользователь должен сформировать пакет с заданиями, затем программа эти задания выполняет и выдаёт результат. Интерактивные характеризуются тем, что пользователь в ходе работы программы постоянно с ней взаимодействует. Существует интерфейс на базе меню, псевдографический интерфейс, интерактивно - командный интерфейс, эти интерфейсы описывать не будем, так как программа, которую необходимо создать по заданию требует графический интерфейс. Графический интерфейс следует выбирать только для многомодульных программ, которые, предположительно будут иметь массовое применение. В соответствии с заданием и для большего удобства и понятия принципа работы программы интерфейс должен содержать наименьшее количество кнопок. Вследствие чего выберем: 1 поле, в котором будет вводиться имя файла с расписанием, одну кнопку после нажатия, которой будет происходить запуск программ, кнопку для приостановления работы, копку обзора, а также кнопку выход. Данная разработка представлена на рисунке 1. Рисунок 1. Интерфейс программы. 2. Разработка алгоритма программы В данном разделе проводится разработка алгоритма работы программы, выполняющей запуск программ по расписанию, расписание которых храниться в файле. Прежде чем начать разработку, вводим несколько ограничений: а) Общие требования к программе: исходные данные должны храниться в файле; программа должна обеспечивать взаимодействие с пользователем посредством графического интерфейса; процесс выполнения запуска программ должен быть реализован в интегрированной среде разработки Microsoft Visual C++ v.6.0. б) Требования к организации файловых операций: обеспечить возможность задания любого имени для файла с расписанием; обеспечить обработку ошибочных ситуаций при работе с файлом с выдачей соответствующих информационных сообщений пользователю. программа должна быть организованна в виде приложения. в) Дополнительное требование: в файле с расписанием имя программы должно быть указано полностью и заключено в кавычки, а далее через пробел должно быть указано время формата 00: 00: 00; расписание может быть организовано и не по возрастанию; После запуска программы пользователь должен будет ввести имя файла с расписанием. После нажатия клавиши “Установить расписание” программа должна будет проверить существование данного файла, если произошла ошибка, будет выдаваться об этом сообщение пользователю. После открытия файла программа будет считывать строчку за строчкой, в которых будет храниться имена и время запускаемых программ и происходить проверка на их существование. Далее должна будет происходить проверка на окончание файла. результатом работы функции является появление на экране графического объекта в виде окна. Последним действием кода главной функции является создание цикла обработки сообщений. После его создания приложение становится пассивным и начинает взаимодействовать с операционной системой посредством сообщений. Обработка поступающих сообщений осуществляется специальной функцией, называемой оконной. Особенность оконной функции заключается в том, что она вызывается из операционной системы, а не из приложения, ее содержащего. Для создания каркасного приложения в MS Visual C++ 6.0 необходимо создать новый проект, используя меню 0 01 E 0 0 1 E"File - >New >Projects >Win32 Application". Далее из предложенных вариантов необходимо выбрать "A simple Win32 application". В этом случае будет создано приложение с пустой главной функцией. Для создания каркасного приложения в эту функцию необходимо добавить код инициализации окна программы и цикл обработки сообщений. Кроме того, в приложение необходимо добавить код оконной функции. Главная функция имеет четыре параметра. Первый параметр является идентификатором данной программы, второй параметр всегда имеет значение NULL, третий параметр содержит командную строку, с помощью которой программа была запущена, а четвертый параметр содержит информацию о том, как будет отображаться окно программы. Оконная функция может иметь произвольное имя, но тип возвращаемого результата и количество и тип передаваемых параметров для нее строго определены. Прототип оконной функции должен выглядеть так: LRESULT CALLBACK WindowProc (HWND hWnd, UINT message, WPARAM wParam, LPARAM lParam) Где первый параметр - идентификатор окна, которое обслуживается данной оконной функцией, второй параметр - идентификатор сообщения операционной системы, которое передается на обслуживание, третий и четвертый параметры - дополнительные данные, передаваемые вместе с сообщением. Обычно прототип оконной функции записывают в начале программы, до функции WinMain (), а сам код функции помещают в конец программы. Это делается потому, что функция должна быть определена до ее использования в WinMain (). Таким образом, первым шагом, создания каркасного приложения будет определение прототипа оконной функции в начале программы (до функции WinMain). Вторым шагом создания каркасного приложения будет создание и инициализация структуры с информацией класса окна. Для этого необходимо в функции WinMain объявить переменную данного типа и заполнить все десять полей структуры: WNDCLASS wcl; // объявление переменной типа структуры класса окна wcl. style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW; // стиль окна. В данном случае показывает, что окно // будет перерисовываться при изменении горизонтального // и вертикального размеров. wcl. lpfnWndProc=WindowProc; // указатель на оконную функцию, которая будет // вызываться операционной системой для данного окна. wcl. cbClsExtra=0; // количество дополнительных байт для следующей // структуры. wcl. cbWndExtra=0; // количество дополнительных байт для следующего окна. wcl. hInstance=hInstance; // идентификатор процедуры (программы), владеющей // данным окном. wcl. hIcon=LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION); // идентификатор класса значка (иконки) для данного // окна. Значок включается в проект в виде ресурса. В // данном случае функцией LoadIcon () загружается // стандартный значок для приложений Windows. wcl. hCursor=LoadCursor (NULL, IDC_ARROW); // идентификатор класса курсора для данного окна. Курсор // включается в проект в виде ресурса. В данном случае // функцией LoadCursor () загружается стандартный курсор // в виде стрелки. wcl. hbrBackground= (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH); // идентификатор класса кисти для фона окна. В данном // случае используется белый цвет фона. wcl. lpszMenuName=”MENU”; // указатель на строку, идентифицирующую ресурс главного // меню окна. wcl. lpszClassName="Pass"; // имя класса окна Третьим шагом является создание окна. Он состоит из регистрации класса окна, создания окна, показа и перерисовки окна. Регистрация класса окна выполняется функцией RegisterClass (): if (! RegisterClass (&wcl)) return 0; В качестве параметра функции используется указатель на заполненную структуру класса окна. В случае успешной регистрации функция возвращает ненулевой результат. В противном случае функция возвращает ноль и приложение необходимо завершить. Создание окна выполняется функцией CreateWindow (), имеющей прототип HWND CreateWindow ( LPCTSTR lpClassName, // адрес имени зарегистрированного класса LPCTSTR lpWindowName, // адрес имени окна DWORD dwStyle, // стиль окна, константы WS_xxxxxx int x, // горизонтальная позиция окна int y, // вертикальная позиция окна int nWidth, // ширина окна int nHeight, // высота окна HWND hWndParent, // идентификатор "внешнего" окна HMENU hMenu, // идентификатор меню окна DialogBox (hInstance, IDD_DIAL,hWnd, MyDlgProc); break; } case WM_DESTROY: { PostQuitMessage (0); break; } default: return DefWindowProc (hWnd, message, wParam, lParam); } return 0; } Оконная процедура получает сообщение и анализирует его. После анализа сообщение либо обрабатывается, либо передает сообщение процедуре обработки сообщений по умолчанию. Например оконная функция обрабатывает сообщение - WM_DESTROY. Это сообщение передается оконной функции при закрытии окна. Нормальной реакцией на такое сообщение является посылка сообщения WM_QUIT для завершения приложения. Это сообщение посылается путем вызова функции PostQuitMessage (). Параметром этой функции является код завершения программы. Таким образом получено минимальное каркасное приложение Windows. Создание меню. Для добавления меню к программе необходимо создать соответствующий ресурс. Для создания ресурса меню в проекте необходимо воспользоваться пунктом меню "Insert - > Resourse - > Resurs Type: Menu - > New". При этом в окне редактора появится возможность в интерактивном режиме создать систему меню. Для редактирования свойств элементов меню можно использовать "View 0 01 E>Properties". Каждому пункту меню необходимо присвоить свой идентификатор. После завершения создания ресурса необходимо его сохранить. При этом автоматически будут созданы два файла - resource. h и script. rc (где script - имя файла ресурсаd). После этого необходимо файл ресурса script. rc включить в проект в папку Source Files, а в файл StdAfh. h включить строку #include "resource. h". После того, как файл ресурса будет включен в проект, в окне проекта станет, доступна закладка ResourceView. Используя эту закладку можно просмотреть древовидную структуру ресурсов проекта. В папке menu будут показаны идентификаторы ресурсов меню. Для того чтобы созданное меню отображалось в окне программы его надо указать при инициализации структуры класса окна: wcl. lpszMenuName=“MENU”; где “MENU" - выбранный мною идентификатор меню. После компиляции такого проекта в окне программы будет отображаться меню. Для того, чтобы назначить пунктам меню конкретные действия, необходимо включить их в обработку оконной функцией. Выбор пунктов меню с помощью мыши отслеживается автоматически операционной системой и формируются сообщения WM_COMMAND. В качестве параметра такого сообщения передается идентификатор выбранного пункта меню. Таким образом, в оконной функции необходимо перехватить сообщение типа WM_COMMAND и проверить его параметр. А далее, в зависимости от параметра, выполнить то или иное действие. Следует отметить, что используемые переменные следует объявить вне тела оператора switch. Вывод сообщений в отдельном окне. Самым простым способом вывода сообщений в отдельном окне является использование функции MessageBox (). Эта функция имеет следующий формат: int MessageBox ( HWND hWnd, LPCTSTR lpText, LPCTSTR lpCaption, UINT uType); Где параметры имеют следующее значение: hWnd - идентификатор окна-владельца создаваемого окна с сообщением; lpText - указатель на строку с сообщением, строка должна заканчиваться символом с кодом 0; lpCaption - указатель на строку с заголовком окна, строка должна заканчиваться символом с кодом 0; uType - тип окна с сообщением, может быть комбинацией различных констант.д.опустимы следующие константы в этом параметре: MB_YESNO - окно будет иметь две кнопки: Yes и No. MB_YESNOCANCEL - окно будет иметь три кнопки: Yes, No, и Cancel. Функция возвращает ноль в случае нехватки памяти для открытия окна. При успешном завершении функции она возвращает одно из следующих значений: IDABORT - выбрана кнопка Abort. IDCANCEL - выбрана кнопка Cancel. IDIGNORE - выбрана кнопка Ignore. IDNO - выбрана кнопка No. IDOK - выбрана кнопка OK. IDRETRY - выбрана кнопка Retry. IDYES - выбрана кнопка Yes. Если окно содержит кнопку Cancel, то функция возвращает значение IDCANCEL в случае нажатия клавиши ESC или выбора кнопки Cancel. Если кнопка Cancel отсутствует, то нажатие клавиши ESC не имеет эффекта. На этом создание программы на языке Си закончилось. Создание процесса. "Процесс - это выполняющееся приложение, которое состоит из личного виртуального адресного пространства, кода, данных и других 4. Руководство пользователя Для начала работы с программой необходимо записать файл с расписанием следующего формата "C: /totalcmd/TOTALCMD. EXE" 00: 00: 00 Далее необходимо запустить файл с названием OSkurs. После запуска появится окно которое представлено на рис.10. Рисунок 2. Далее необходимо ввести в окошко полное имя файла в котором находится расписание и нажать на клавишу “Установить расписание”. После чего будет происходить запуск программ по расписанию. Если имя не будет указано, то появится окошко: Рисунок 3. Если данного файла не существует или имя указано не верно то выдаётся сообщение. Рисунок 4 Если файл с расписанием записан не верно, то выдаётся сообщение: Рисунок 5 Если имя программы указано с ошибкой или его не существует, то выдаётся сообщение и два варианта продолжения работы программы: Рисунок 6. После успешного окончания работы программы выдаётся сообщение: Рисунок 7. Для завершения расписания необходимо нажать на клавишу “Остановить работу". Для выхода из программы необходимо нажать на клавишу “Выход” или нажав на “крестик". Заключение В процессе выполнения курсового проекта была разработана программа, выполняющая запуск программ по расписанию, расписание хранится в файле. Программа была написана при помощи интегрированной среды разработки Visual C++. Программа соответствует всем функциональным требованиям, заданным на курсовое проектирование. Взаимодействие с пользователем осуществляется с помощью графического интерфейса. Таким образом, задание на курсовое проектирование было полностью выполнено. ------------------------ [с листа1 Рисунок А.1. Лист №2 Приложение Б Текст программы #include <windows. h> #include "resource. h" #include <io. h> #define WM_SHELLNOTIFY WM_USER+5 #define IDC_RESTORE 1000 #define TM 1001 typedef struct _SHEDULEDATA { char fname [120] ; char tname [6] ; int h; int m; int s; int priority; int delay; } SHEDULEDATA; char * FileOpen (HWND hWnd); int FindNext (SHEDULEDATA sd [30], int count); void cstrcpy (char *a,char *b, int from, int count); void MakeItStandart (SHEDULEDATA sd [30], int count); void SubtDelay (SHEDULEDATA sd [30], int count, int delay); int ReadShedule (HANDLE hFile,SHEDULEDATA sd [30]); LRESULT CALLBACK WindowProc (HWND hWnd,UINT message,WPARAM wParam,LPARAM lParam); // дескриптор окна INT CALLBACK MyDlgProc (HWND hDlg, // обращается к dialog box UINT uMsg, // сообщение WPARAM wParam, // первый параметр сообщения LPARAM lParam // второй параметр сообщения); int APIENTRY WinMain (HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance, LPSTR lpCmdLine, int nCmdShow) { WNDCLASS wcl; HWND hWnd; MSG lpMsg; // заполнение структуры с параметрами окна программы wcl. style=CS_HREDRAW|CS_VREDRAW; // стиль окна wcl. lpfnWndProc=WindowProc; // ф-ция обработки событий окна // оконная процедура wcl. cbClsExtra=0; // дополнительные байты класса wcl. cbWndExtra=0; // дополнительные байты окна wcl. hInstance=hInstance; // дескриптор экземпляра окна // дескриптор пиктограммы wcl. hIcon=LoadIcon (NULL, IDI_APPLICATION); wcl. hCursor=LoadCursor (NULL, IDC_ARROW); // дескриптор курсора wcl. hbrBackground= (HBRUSH) GetStockObject (WHITE_BRUSH);); // цвет фона wcl. lpszMenuName=NULL; // имя ресурса с главным меню программы // ресурс меню, связанный с окном wcl. lpszClassName="Pass"; // имя класса окна if (! RegisterClass (&wcl)) return 0; hWnd=CreateWindow (wcl. lpszClassName,"window",WS_OVERLAPPEDWINDOW,CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, CW_USEDEFAULT, NULL, NULL, hInstance, NULL); ShowWindow (hWnd,SW_HIDE); UpdateWindow (hWnd); AppendMenu (hMenu,MF_ENABLED|MF_STRING, IDC_EXIT,"закрыть"); frst=TRUE; SetDlgItemText (hDlg, IDC_TEXT,""); return (TRUE); } case WM_CLOSE: { if (filewasopened) CloseHandle (hFile); Shell_NotifyIcon (NIM_DELETE,&nfd); DestroyMenu (hMenu); SendMessage (GetParent (hDlg),WM_DESTROY,0,0); EndDialog (hDlg, 0); return (TRUE); } case WM_SIZE: { if (wParam==SIZE_MINIMIZED) { ShowWindow (hDlg,SW_HIDE); Shell_NotifyIcon (NIM_ADD,&nfd); } return TRUE; } case WM_TIMER: { cp=CreateProcess (sd [nextexe]. fname,NULL,NULL,FALSE,CREATE_DEFAULT_ERROR_MODE,NULL,NUL L,NULL,&si,&pi); KillTimer (hDlg,TM); if (! cp) { if (MessageBox (hDlg,"Приложение не удалось запустить. Продолжить работу?",sd [nextexe]. fname,MB_YESNO|MB_ICONERROR) ==IDNO) SendMessage (hDlg,WM_COMMAND, IDC_STOP,0); else SendMessage (hDlg,WM_COMMAND, IDC_START,0); } else { nextexe=FindNext (sd,count); if (nextexe<0) { SendMessage (hDlg,WM_COMMAND, IDC_STOP,0); return TRUE; } delayexe=sd [nextexe]. delay; sd [nextexe]. delay=-1; SubtDelay (sd,count,delayexe); if (! SetTimer (hDlg,TM,1000*delayexe,NULL)) { frst=TRUE; if (MessageBox (hDlg,"В системе нет свободных таймеров. ",0,MB_RETRYCANCEL| MB_ICONERROR) ==IDRETRY) SendMessage (hDlg,WM_COMMAND, IDC_START,0); else SendMessage (hDlg,WM_COMMAND, IDC_STOP,0); } } return TRUE; } case WM_SHELLNOTIFY: { POINT pn; if (wParam==uId) { if (lParam==WM_RBUTTONDOWN) { GetCursorPos (&pn); SetForegroundWindow (hDlg); TrackPopupMenu (hMenu,TPM_RIGHTALIGN,pn. x,pn. y,0,hDlg,NULL); PostMessage (hDlg,WM_NULL,0,0); } else if (lParam==WM_LBUTTONDOWN) SendMessage (hDlg,WM_COMMAND, IDC_RESTORE,0); } return TRUE; } case WM_COMMAND: switch (LOWORD (wParam)) { case IDC_EXIT: { if (filewasopened) CloseHandle (hFile); Shell_NotifyIcon (NIM_DELETE,&nfd); DestroyMenu (hMenu); SendMessage (GetParent (hDlg),WM_DESTROY,0,0); EndDialog (hDlg,0); return TRUE; } case IDC_OPEN: } return TRUE; } case IDC_STOP: { if (! frst) { KillTimer (hDlg,TM); count =0; nextexe=-1; frst=TRUE; MessageBox (hDlg,"в расписании больше нет задач","Завершение",MB_OK|MB_ICONINFORMATION); } return TRUE; } case IDC_RESTORE: { Shell_NotifyIcon (NIM_DELETE,&nfd); ShowWindow (hDlg,SW_RESTORE); SetForegroundWindow (hDlg); return TRUE; } } return TRUE; } return FALSE; } char * FileOpen (HWND hWnd) { OPENFILENAME filename; char name [512] = ""; ZeroMemory (&filename, sizeof (filename)); filename. lStructSize = sizeof (filename); filename. hwndOwner = hWnd; filename. lpstrFile = name; filename. lpstrFile [0] = '\0'; filename. nMaxFile = sizeof (name); filename. lpstrFilter = "Text files\0*. txt\0"; filename. nFilterIndex = 1; filename. lpstrFileTitle = "Выберите имя файла для сравнения... "; filename. nMaxFileTitle = 0; filename. lpstrInitialDir = NULL; filename. Flags = OFN_PATHMUSTEXIST | OFN_FILEMUSTEXIST; if (GetOpenFileName (&filename) ! = NULL) return (filename. lpstrFile); else return 0; } int ReadShedule (HANDLE hFile,SHEDULEDATA sd [30]) { char str [200] =""; char symb; char buff [2] =""; int w; BOOL IsComm; int numb; int i; int j; for (i=0; i<30; i++) { j=-1; w=0; while (1) { ReadFile (hFile,&symb,1,&numb,NULL); if (numb==0) return i+1; if (symb=='\\') symb='/'; if ( (j==-1) && (symb! ='"')) return - 1; else if (j==-1) { IsComm=TRUE; j++; continue; } else if (IsComm) if (symb=='"') { IsComm=FALSE; sd [i]. fname [j] =0; j=0; continue; } else { sd [i]. fname [j] =symb; j++; continue;