Программы для ввода информации в компьютер
Универсальный редактор кода от Microsoft, довольно быстрый и функциональный. Среда с открытым исходным кодом поддерживает автоматическое умное дополнение текста программ с использованием технологии Microsoft IntelliSense и подсветку синтаксиса для большинства популярных языков.
Возможностей Visual Studio Code хватит для любительской и профессиональной разработки. В редактор встроены средства для действий с Git‑репозиториями и инструменты для рефакторинга. Расширить функциональность можно за счёт тысяч плагинов — ищите их прямо в среде по названию или по языку, на котором вы пишете.
Быстрее редактировать код в Visual Studio Code помогут сочетания клавиш. Они обеспечат быструю навигацию по вашему проекту и впечатлят рекрутера на собеседовании.
2. Atom
Простой и удобный редактор с открытым исходным кодом — детище GitHub Inc., крупнейшего сервиса для хостинга и совместной разработки программного обеспечения, который сейчас принадлежит Microsoft. Atom поддерживает огромное количество языков и подходит для кросс‑платформенной разработки.
Здесь доступны плагины, написанные на Node.js, — они серьёзно расширят ваши возможности. Atom работает быстро и надёжно, поддерживает синхронизацию с Git, сворачивание блоков кода, автоматическое дополнение слов и другие функции профессиональных редакторов.
С инструментом Teletype for Atom вы сможете совместно с коллегой писать код в режиме реального времени. Это идеальное средство для парного программирования, быстрых багфиксов и мозговых штурмов в R & D.
Редактор поставляется с четырьмя вариантами интерфейса и восемью темами — светлыми и тёмными. Также есть инструменты для ручной кастомизации на CSS/Less, HTML и JavaScript — всё это поможет вам настроить исключительно комфортную рабочую среду.
3. Sublime Text 3
Лёгкий, но довольно мощный редактор, который подходит и для начинающих разработчиков, и для профессионалов. Он быстро запускается даже на слабых компьютерах и поддерживает плагины, написанные на Python.
Sublime можно гибко настраивать, чтобы работать с проектами из тысяч файлов. Поддерживается автодополнение, множественная правка, мгновенное редактирование нескольких строк. Всё это сводит к минимуму рутинные действия и избавляет от новых ошибок.
Также можно сохранять сниппеты (фрагменты кода, которые вы часто используете), чтобы вставлять их сочетанием клавиш, без долгих поисков по старым проектам.
В третьей версии редактора улучшили индексирование файлов, чтобы ускорить поиск переменных, функций и классов. Появилась и возможность перехода к предыдущей позиции курсора.
Вообще, Sublime Text 3 — проприетарный редактор: его можно купить за 80 долларов. Но пробная версия доступна бесплатно, и срок её использования разработчики пока не ограничивают.
4. IntelliJ IDEA
- Языки: Java, Kotlin, Scala, Groovy, С, С++, CSS, Go, HTML, PHP, Python, Ruby, XML, YAML и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Среда изначально создавалась для Java и актуальна в первую очередь для Java‑подобных языков, к примеру Kotlin, Scala и Groovy. Развивает её компания с российскими корнями JetBrains. Она, собственно, создала Kotlin — язык, который Google назвала приоритетным для Android‑разработки.
IntelliJ IDEA Overview of IntelliJ IDEA — мощная, хоть и не очень быстрая система с большим набором инструментов для создания десктопных, мобильных и веб‑приложений, ПО для интернета вещей. Версии две: платная Ultimate для компаний и бесплатная Community с открытым исходным кодом.
В Community нет полноценной поддержки фреймворка Spring, а также Java EE (Enterprise Edition), JavaScript, TypeScript, SQL. Но в целом здесь есть всё необходимое для старта небольших проектов, к примеру отладчик, поддержка фреймворков для сборки Maven и Gradle, систем контроля версий Git и SVN. А набор встроенных инструментов для Android такой же, как в официальном Android Studio от Google.
5. PyCharm
- Языки: Python, Jython, Cython, IronPython, PyPy, Django и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Ещё одна интегрированная среда разработки от JetBrains, но уже с упором на Python и его фреймворк Django. Версии также две: Professional c полноценной поддержкой научной (создание моделей, графиков, тестирование гипотез) и веб‑разработки на Python, HTML, JS и SQL; Community — только для Python и с открытым исходным кодом.
Среда включает мощные средства для анализа написанных программ, графический отладчик, позволяет быстро создавать и запускать юнит‑тесты. С PyCharm просто ориентироваться даже в больших проектах и редактировать код на лету — есть автодополнение, автоматический импорт, готовые шаблоны и быстрый просмотр документации для элементов. Наконец, здесь удобно делать рефакторинг кода, чтобы его было легче поддерживать и расширять.
На сайте и во встроенном меню PyCharm вы найдёте множество плагинов. Это средства для работы с большими данными, написания кода на определённых языках программирования (например, R или Rust), создания тем оформления, анализа логов.
6. Brackets
- Языки: HTML, CSS, JavaScript и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Лучший редактор с открытым исходным кодом для веб‑разработки. Сам он создан на JavaScript, HTML5 и CSS3.
Brackets — детище Adobe Systems. Он появился в 2014 году и активно развивается, чтобы обеспечить веб‑разработчикам как можно больше возможностей.
Особенно удобен Brackets для фронтенда: встроенные инструменты ускоряют действия с CSS, позволяют увидеть все селекторы, отредактировать их и сразу оценить результат. Также в наличии JavaScript‑отладчик Theseus и локальный веб‑сервер для тестирования проектов.
Код из Brackets вы можете просматривать в браузере в режиме реального времени. Среда синхронизируется с Git и поддерживает сотни расширений, а также пользовательские горячие клавиши и JavaScript‑подсказки.
Обратите внимание на средства быстрого редактирования в Brackets. Они позволяют вносить изменения сразу в несколько элементов, функций или свойств, а также менять код на CSS или JavaScript не выходя из связанного HTML‑файла. Результат можно увидеть в браузере — с подключением бэкенда или без него.
7. Vim
- Языки: С, С++, Shell Script, Bash Script, Java и другие.
- Платформы:Windows, macOS, Linux.
Наследник легендарной серии Vi, которая создавалась ещё для Unix, обеспечивает полную свободу настройки и автоматизации разработки. Правда, новичкам будет непросто его освоить. Потому что нельзя просто взять и выйти из Vim с первого раза.
У Vim есть два режима: нормальный и ввода. Такой подход защищает от случайного внесения изменений.
На старте редактор находится в нормальном режиме, работать с текстом в нём можно модульно: например, удалить слово или строку. Кроме того, здесь получится быстрее перемещаться по файлу и находить всё что нужно.
Чтобы переключиться в режим ввода, надо нажать кнопку I или Insert, обратно — Esc. И только в нормальном режиме у вас получится корректно выйти из Vim. Если введёте ZQ или :q!, то покинете файл, не сохранив изменения, а по ZZ, :wq или :x — выйдете после сохранения файла. В первые дни работы с Vim эти комбинации хочется написать на стикере, который всегда будет перед глазами, но со временем к ним привыкаешь.
8. Eclipse
- Языки: Java, C, С++, Perl, PHP, JavaScript, Python, Ruby, Rust, Scout, 1C V8 и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Универсальная интегрированная среда, на базе которой создаются другие системы для разработки на определённых языках или для тестирования. Компания IBM вложила в проект около 40 миллионов долларов, а затем открыла код Eclipse и передала его сообществу для дальнейшего развития.
Фактически на базе Eclipse создаются расширения, которые позволяют комфортно работать с различными языками и проектами. Расширения — это модули, редакторы панели, перспективы и так далее. Один из самых известных — Eclipse JDT (Java Development Tools). Этот модуль позволяет писать код на Java, интегрирован с системой контроля версий Git, может обмениваться данными с трекером ошибок Bugzilla и с инструментами отслеживания задач вроде Jira.
На официальном сайте доступны готовые Eclipse IDE для Java, C, C++, PHP, JavaScript и других популярных языков. Также вы можете загрузить саму платформу и модули для решения конкретных задач. Отдельно отметим 1C: Enterprise Development Tools для работы с платформой «1C:Предприятие».
9. Aptana Studio
- Языки: HTML, JavaScript, CSS, Ruby on Rails, PHP, Python и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Этот мощный и удобный редактор для веб‑разработки — один из самых известных дистрибутивов Eclipse. На старте в нём есть подсветка синтаксиса и автодополнение кода на HTML, JavaScript и CSS. С помощью плагинов можно адаптировать Aptana Studio под Ruby on Rails, PHP, Python.
Интегрированная среда разработки поддерживает кросс‑платформенность и автоматически дополняет введённый текст. Она сообщает об ошибках в коде и помогает быстро от них избавиться.
Для комфортной отладки в Aptana Studio есть встроенный веб‑сервер Jaxer, который позволяет выполнить JavaScript на своей стороне и предоставить результат. Кроме того, среда взаимодействует с сервисом Aptana Cloud. Он облегчает развёртывание веб‑приложений в облаке и создание масштабируемой инфраструктуры.
Вы можете загрузить версию редактора для нужной ОС. А если у вас установлена среда Eclipse, достаточно будет плагина Aptana для неё.
10. Notepad++
Этот текстовый редактор с открытым исходным кодом — нечто гораздо большее, чем просто умная замена блокнота. Он поддерживает подсветку синтаксиса для всех популярных (и не только!) языков, систем сборки и разметки — вплоть до Ada, COBOL и Fortran.
Notepad++ очень лёгкий и быстрый. Тысячи плагинов делают его редактором на все случаи жизни: здесь есть и проверка грамматики на разных языках, и сравнение файлов, и генерация цифровых подписей, и конвертация в различные кодировки, и многое другое. А самое удобное — в отличие от блокнота, если вы закроете Notepad++ и оставите в нём несохраненные файлы, они автоматически откроются при следующем запуске программы.
11. Emacs
- Языки: C, C++, Java, Perl, Lisp, Objective‑C и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Небольшой редактор макросов (Emacs расшифровывается как Editor MACroS) с годами переродился в целое семейство. После серии Vi и её наследника Vim он стал настоящим откровением и здорово облегчил жизнь тем, кто писал код лет 30–40 назад.
Но и сегодня Emacs в умелых руках сможет многое. В нём есть основной и множество дополнительных режимов, например для разных языков программирования, просмотра каталогов, работы с почтой. Поддерживается быстрое перемещение по тексту и файлам с помощью сочетаний клавиш. Редактор можно гибко настраивать: от установки количества пробелов для каждого уровня отступа до запуска определённых функций после изменения буфера обмена.
Пасхалки в Emacs — отдельная история. Например, здесь предусмотрены игры и специальный режим психотерапевта — разговор с виртуальной собеседницей Элизой. Более того, вы можете установить расширение для Emacs и автоматизировать игру в тетрис — в перерывах между работой над кодом, конечно.
12. Komodo IDE
- Языки: Python, Perl, Ruby, HTML, CSS, JavaScript и другие.
- Платформы: Windows, macOS, Linux.
Бесплатный редактор кода от канадской компании ActiveState, разработчика версий языков программирования Active Perl и Active Python. Есть также вариант Komodo Edit c меньшим набором возможностей — без встроенной поддержки юнит‑тестов и отладчиков.
Komodo IDE предоставляет подсветку синтаксиса, автодополнение, возможность работы с различными концами строк и кодировками. Здесь удобно редактировать файлы на разных языках программирования и гипертекстовой разметки. Для Perl, PHP, Python, Ruby, TCL, JavaScript есть и проверка синтаксиса — сторонние средства не понадобятся.
Если вы работаете в digital-маркетинге, вам постоянно нужно взаимодействовать с текстом: записывать идеи, задачи, описывать концепции, писать статьи и многое другое. Иногда проще и быстрее надиктовать текст, чтобы не забыть важную мысль или задачу. Диктофон для этого подходит плохо: запись потом нужно будет расшифровывать и переводить в текст. А если оставлять голосовые заметки часто, то потом просто нереально быстро найти нужную информацию или бегло ее просмотреть.
Голосовой ввод текста помогает решить эту проблему. Вы диктуете — программа сразу переводит речь в текст, который вы можете сохранить как обычную заметку и дальше работать с ней спокойно работать.
В статье мы собрали подборку бесплатных сервисов голосового ввода, которые помогут вам:
- быстро и удобно делать заметки, когда нет возможности или времени записывать вручную;
- записывать голосом список задач;
- надиктовывать черновики статей и других текстов.
Берите на вооружение сервисы из подборки и тестируйте — все они бесплатные и неплохо распознают русский язык.
5 бесплатных онлайн-сервисов для голосового ввода
1. SpeechPad
Speechpad — бесплатный сервис для голосового ввода текста. Доступен в трех форматах:
- онлайн-сервис;
- браузерное расширение — с его помощью можно вводить текст в любое поле для ввода;
- мобильное приложение для Android и iOS.
У сервиса также есть платные функции. Их два вида:
- дополнительные (расширенные). Включают в себя голосовой ввод в режиме интеграции с OS Linux и Windows, а также транскрибирование аудиофайлов длиной более 15 минут;
- премиум. Пакетное транскрибирование аудио и видео (больше двух файлов).
Онлайн-сервис
Интерфейс сервиса выглядит так:
Здесь есть несколько настроек, кнопки управления и поле, в котором отображается распознаваемый текст.
Что можно сделать сделать:
- настроить язык голосового ввода. Базово с списке доступно 14 языков (среди них русский, украинский, английский, немецкий). Если нужен другой язык, необходимо зарегистрироваться в сервисе. После этого в личном кабинете появится возможность добавить этот язык (если для него поддерживается распознавание речи);
- активировать опцию «Включить команды». Если вы авторизованы в личном кабинете, вы можете добавлять голосовые команды и использовать их при надиктовке текста. Например, удалить последний распознанный фрагмент текста;
- отключить управление заглавными буквами Google. По умолчанию в речи распознается начало предложений и автоматически проставляются заглавные буквы. Вы можете отключить эту опцию и самостоятельно редактировать предложения.
Обратите внимание! Онлайн-сервис Speechpad корректно работает только в браузере Google Chrome. Можно запускать его и в Яндекс.Браузере, но все же для корректной работы рекомендуется использовать именно Chrome.
Для начала распознавания текста нажмите кнопку «Включить запись» и предоставьте доступ к микрофону.
Затем надиктовывайте текст. Сначала распознанные слова появятся в поле справа от кнопки «Включить запись». После небольшой паузы они попадут в поле ниже (результирующее поле).
Над результирующем полем есть кнопки со знаками пунктуации. По ходу диктовки вы можете добавлять их вручную.
После того как вы закончили диктовку, просмотрите текст, исправьте ошибки (если есть). Затем скопируйте текст или скачайте в виде txt-файла.
Транскрибация
Также с помощью Speechpad можно переводить аудиозаписи разговоров в текст с помощью опции «Транскрибация».
Здесь можно будет загрузить аудио- или видеофайл, а также добавить ссылку на видео с Youtube.
После нажатия на кнопку «Включить запись» файл начнет проигрываться и система переведет речь в текст.
Расширение SpeechPad
Установите расширение из магазина расширений Google Chrome. После установки в контекстном меню в браузере (при клике правой кнопкой мыши на любой области экрана) появится пункт «SpeechPad».
Кликните правой кнопкой мыши по любому полю для ввода текста и выберите расширение из контекстного меню. Поле подсветится, и вы сможете голосом произнести фразу, которую нужно ввести в поле. Расширение распознает ее и отобразит в виде текста.
Мобильное приложение
Доступно две версии: для Android и iOS.
Приложение может работать в автономном режиме (без подключения к интернету). Так выглядит интерфейс приложения на Android:
В настройках можно управлять голосовыми командами (для расстановки знаков препинания и спецсимволов с помощью голоса):
2. VoiceNote
Для голосового ввода через VoiceNote можно использовать Live Demo или отдельное приложение для Chrome.
Как пользоваться сервисом
Откройте редактор и выберите язык, на котором нужно распознавать речь. Для этого кликните по иконке земного шара и укажите нужный язык.
Затем кликните по значку микрофона и предоставьте сервису доступ к микрофону вашего компьютера или ноутбука.
После этого система начнет запись и вы сможете надиктовывать текст. Распознанный текст появится в редакторе. Возможности:
- можно проговаривать знаки препинания словами;
- голосовой командой можно перевести текст на новую строчку;
- с помощью панели инструментов можно вручную добавлять знаки препинания и спецсимволы прямо во время диктовки;
- готовый текст можно отредактировать и сохранить в txt-файле.
3. Voice Notepad
Еще один сервис для голосового ввода текста. Как и остальные сервисы, работает только в браузере Google Chrome.
У сервиса простой интерфейс. Здесь есть:
- возможность выбрать язык распознавания (сервис работает на основе движка Google Speech Recognition и может распознавать речь на более чем 100 языках);
- текстовое поле — здесь будет появляться распознанный текст, который можно отформатировать: выделить полужирным, курсивом или подчеркиванием, оформить списки, добавить или убрать отступы, задать выравнивание;
- кнопки управления — кнопка Start активирует распознавание речи. С помощью остальных кнопок можно копировать текст, сохранять в txt-файл, публиковать и совершать другие действия.
Сервис поддерживает голосовые команды. Например, с помощью команды можно перевести текст на новую строку, поставить тире или другие знаки препинания, спецсимволы и т. д.
Полный список поддерживаемых команд для русского языка — здесь.
Бесплатный онлайн-сервис для распознавания речи. Достаточно неплохо распознает русский язык. Всего поддерживает более 60 языков.
У SpeechTexter есть веб-версия (работает только в Google Chrome) и мобильное приложение для Android.
Для начала работы с сервисом необходимо выбрать язык распознавания и нажать кнопку Start (предоставив доступ к микрофону).
В текстовом поле есть несколько полезных функций:
- счетчик слов, распознанных системой;
- инструменты редактирования текста: выделение полужирным, курсивом, подчеркиванием, выравнивание текста, изменение размера шрифта. Также можно менять цвет текста, создавать нумерованные и ненумерованные списки;
- можно включить ночной режим — полезно, если вы используете сервис вечером или ночью.
В правой части интерфейса размещен блок со стандартными голосовыми командами для добавления знаков препинания и нового абзаца:
На вкладке Custom можно создать свои команды, например для добавления кавычек.
После завершения диктовки текст можно отредактировать и сохранить в файле:
- в txt-файле;
- документом Microsoft Word.
5. TalkTyper
Простой онлайн-сервис для голосового ввода с поддержкой 37 языков.
В этом сервисе минимум функций, однако с распознаванием русского языка он справляется вполне неплохо. Для начала распознавания речи необходимо нажать на значок микрофона, разрешить его использование в браузере и начать диктовку текста.
Если сервис распознал фразу неправильно, нажмите на значок «Варианты»:
Дополнительные инструменты для голосового ввода текста
Яндекс.Клавиатура и GBoard (Google Клавиатура)
Если вы большую часть времени работаете со смартфона и хотите использовать возможность голосового ввода текста, воспользуйтесь функционалом голосового ввода, который есть в клавиатурах от Google и Яндекс:
- GBoard — клавиатура от Google. Для Android и iOS;
- Яндекс.Клавиатура. Для Android и iOS.
Так вы сможете надиктовывать текст в любом приложении, которое вы обычно используете для организации личных и рабочих заметок, задач и подобного (Google Keep, Notion, Trello и т. д.).
Воспользоваться голосовым вводом просто:
- Откройте нужное приложение (например, Google Keep) и создайте заметку;
- Откройте клавиатуру и нажмите на значок микрофона (ниже пример, как это сделать в GBoard);
- Начните диктовать заметку. Система распознает речь и преобразует ее в текст.
Голосовой ввод на GBoard (клавиатуре от Google)
Google Docs
Тем, кто много работает с Google Документами, пригодится встроенная функция голосового ввода (поддерживает русский язык).
Если вы еще не знали о ней, вот как ее включить: «Инструменты» → «Голосовой ввод».
Слева появится всплывающее окошко с выпадающим списком для выбора языка речи и кнопкой с иконкой микрофона.
Выберите нужный язык, нажмите на кнопку и начните диктовать текст.
Рекомендации, которые помогут улучшить качество распознавания текста
Все сервисы, которые мы привели в подборке, достаточно хорошо распознают русский язык, однако иногда качество распознанного текста может быть посредственным. Чтобы такого не происходило, следуйте нескольким базовым рекомендациям.
Меня зовут Андрей Артемьев, я работаю в Microsoft над ядром ОС Windows 10, ранее я работал над Windows 10x (WCOS), XBox, Windows Phone и Microsoft Edge. Я хочу популярно в образовательных целях рассказать о том как работает компьютер на примере клавиатурного ввода и Windows 10. Данный цикл статей рассчитан в первую очередь на студентов технических специальностей. Мы рассмотрим какой путь проходит информация о нажатой клавише от клавиатуры до отображения в Notepad.exe. В виду обширности и междисциплинарности темы в статьях могут быть неточности, о которых сообщайте в комментариях. Какая-то информация может быть устаревшей в виду скорости с которой развивается Windows.
Насколько глубоко мы погрузимся в тему?
Давайте для начала в общих чертах поговорим об уровнях на которых можно рассматривать компьютер. Каждый уровень основывается на предыдущем. Начнём с самого верха.
Уровень операционной системы. ОС можно рассматривать как:
- Менеджер ресурсов — память, жёсткие диски, принтеры, экран, клавиатура ограниченные ресурсы которые совместно используются запущенными на компьютере программами.
- Виртуальная машина — файл это наглядный пример виртуального объекта. Он представляет абстракцию данных на диске, API для работы с ним и так же добавляет концепцию прав доступа. Вместо файла могла быть концепция контейнера данных и совершенно другого API. Таких виртуальных объектов в ОС много.
- Платформа — ОС предоставляет программные модели и примитивы для построения программ. К примеру Windows Drivers Framework позволяет быстро разрабатывать драйвера, окна в Windows используются для построения сложных пользовательских интерфейсов. Dll — предоставляет модель расширения функционала программы через плагины, а так же механизм для реализации читалки экрана через ловушки клавиатуры (см. LowLevelKeyboard hook).
Уровень архитектуры компьютера. Он представлен материнской платой, которая имеет определённый форм-фактор, встроенные функции закодированные в микросхемах называемых чип-сетом и порты, через которые можно расширять функционал компьютера подключив графическую карту, сетевую карту, дополнительную оперативную память (RAM), жёсткие диски, клавиатуру и пр. Порты влияют на скорость работы и возможности компьютера, что и будет определять его назначение будь то сервер для обработки тысяч запросов в секунду, планшет для пользования Интернетом или игровой ПК с несколькими видеокартами. ОС абстрагирует особенности материнской платы.
Микросхемы выглядят как на картинке ниже и представляют собой мини-компьютер выполняющий простые программы для низкоуровневых задач, к примеру прочитать данные от клавиатуры и передать их дальше чтобы они достигли в конечном счёте процессора. Как правило реализованы в виде аналоговой непрограммируемой микросхемы или микроконтроллера, программируемого на языке С.
Материнскую плату можно рассматривать как колонию микросхем которые общаются между собой через шины и через них циркулируют данные от подключенных устройств к процессору и обратно. Чип-сет — это своего рода нервная система компьютера. Все чипы на материнской плате были изначально созданы чтобы работать друг с другом. Некоторые из них могут иметь особые функции, к примеру таймер или хранение настроек BIOS. Пожалуй самый важный из них тот что имеет встроенную программу (прошивку, BIOS, UEFI) которая начинает выполняться как только появляется электричество. Она находит жёсткий диск с загрузчиком Windows и передаёт тому управление который в свою очередь запускает исполняемый файл ОС, который можно назвать Windows10.exe, на самом деле NtOsKrnl.exe. BIOS знает что искать благодаря соглашению между производителями железа и операционных систем.
Вокруг материнской платы можно собрать мобильный телефон, игровую приставку, серверную станцию или умное устройство. На картинке ниже распространённые форм-факторы материнских плат.
Уровень микроархитектуры представлен процессором (CPU), это сердце материнки и весь чип-сет нужен для обслуживания CPU. Процессор это компьютер в компьютере, более мощный и продвинутый микроконтроллер которому не нужна прошивка, потому как поток команд подаётся на лету, когда планировщик потоков поменял контекст процессора. Функционал процессора делится на подсистемы, к примеру компонент занимающийся математическими и логическими операциями, математический сопроцессор, кэш. Какие-то из них раньше были отдельным чипом на материнской плате, но сейчас их сделали частью ЦПУ, например контроллер прерывания и микросхема под названием “Северный мост” что увеличило скорость работы.
Микроархитектура это не то же самое что архитектура. Весь функционал CPU разделён на компоненты, которые работают сообща. Эти компоненты и их взаимодействие и есть микроархитектура. На блок-схеме ниже они представлены цветными прямоугольниками и квадратиками.
Архитектура процессора это по сути документ который описывает какой функциональностью он должен обладать для того чтобы соответствовать к примеру архитектуре x86, x64 или ARM применяемой на мобильных устройствах. В этом документе описано какие должны поддерживаться команды, назначения регистров и логика работы. Создатели процессоров Intel, AMD, Эльбрус могут реализовывать эту функциональность как угодно и добавлять к ней новые возможности в виде команд, регистров, флагов, прерываний и если ОС знает о них то может использовать. В терминах ООП архитектура ЦПУ — это интерфейс, а микроархитектура — его реализация.
Логические схемы. Цветные прямоугольники с блок-схемы CPU состоят из логических схем, которые производят свои операции на последовательностях нулей и единиц. Процессор видит все данные и команды в виде битов (0 и 1), по формуле любое десятичное число можно представить в виде последовательности 0 и 1, а вот что значит конкретное число зависит от контекста. Это может быть код, цифра, буква. Арифметическое и логическое устройство (ALU) умеет производить сложение двух чисел через побитовые операции. Побитовые алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления давно известны, разработчикам логической схемы их только надо эффективно реализовать.
Уровень радиоэлементов. Физически аналоговые схемы полагаются на радиоэлементы, которые собственно и эксплуатируют законы физики. Преимущественно это полупроводники, т.е. в определённых условиях они могут проводить электричество, а могут и нет. Диод проводит ток только в одном направлении, если его выпаять, развернуть на 180 и впаять обратно, то ток через него проходить не будет. Транзистор пропускает ток только если есть напряжение на управляющей ножке. Человечество научилось делать транзисторы микроскопическими и потому их можно размещать на маленькой плате миллионами. На картинках ниже полупроводниковые радиоэлементы и обычный транзистор рядом с нано транзистором под электронным микроскопом.
Уровень законов физики. И наконец самый нижний уровень — это уровень законов физики которые заключены в полупроводниковые радиоэлементы.
Мы будем много говорить про уровень ОС и чуть меньше про архитектуру компьютера, микроархитектуру, аналоговые схемы и радиоэлементы. К последней части у вас должно быть понимание как это всё работает вместе.
Основы Операционной Системы
Когда мы проходили в универе программирование на ассемблере у многих студентов был ступор от таких умных слов как “режимы ядра и пользователя”, под которыми на самом деле скрывается хорошо всем известная ролевая система аутентификации, на всех сайтах есть как минимум “Админ” имеющий доступ ко всем страницам и “Пользователь” имеющий ограниченный доступ. Точно так же роль “Ядро” имеет доступ ко всем возможностям CPU, а роль “Пользователь” может вызывать не все команды процессора и не со всеми аргументами. Поверх этой ролевой модели по принципу клиент-серверной архитектуры построена операционная система, где сервер это ядро, которое и реализовывает функционал ОС, а клиент — это пользовательские программы. В мире Web клиент и сервер разделены физически — это два разных компьютера общающихся по сети. В ОС клиент и сервер живут на одной машине и на одном железе. У сервера есть некий API который позволяет клиентам изменять его состояние, к примеру Twitter API позволяет создавать посты, логиниться и загружать ленту твитов в мобильный клиент. У Windows есть Win API, только более громоздкий в виду более широкого круга задач, на сегодняшний день у винды примерно 330 000 API плюс API для UWP apps. Если концепции Твитера более менее всем понятны — пост, пользователь, фид — то концепции ОС могут потребовать некоторого углубления в её внутренности. Поэтому API Windows могут быть трудно понятными без понимания внутреннего устройства ОС.
На самом деле под ядром понимают три разные вещи. Ядро как весь код ОС. Ядро как подсистема которая отвечает за механизмы ОС, такие как планировщик потоков, переключение контекста, обработка прерываний, свап виртуальный памяти на физическую (Kernel) и ядро подсистемы для поддержки других ОС — CSRSS.exe (Windows), PSXSS.exe (POSIX), OS2SS.exe (OS/2) или WSL (Windows SubSystem for Linux). В данном контексте понимается первый смысл — весь код ОС.
Когда на экране появляется окно, то в серверной части ОС (режим ядра) появляется структура данных которая описывает это окно — его положение на экране, размеры, текст заголовка, оконная функция через которую ОС даёт приложению среагировать на события. Поскольку подсистем в ОС много, то и структур данных описывающих один объект может быть несколько, к примеру информация о пользовательском процессе есть в компонентах:
- Executive — здесь логика работы ОС. В этом слое проверяется что могут и не могут делать процессы. Здесь хранится инфа о родительском процессе, параметры старта процесса (Process Environment Block), привязанный аккаунт пользователя, имя exe файла процесса.
- Kernel — здесь реализованы механизмы ОС, такие как планировщик потоков. Здесь хранится сколько времени процесс проводит в режиме пользователя и ядра, к каким процессорам привязаны его потоки, базовый приоритет потоков процесса.
- Windowing subsystem — инфа о GDI объектах которые используются для рисования в окне. Это такие примитивы как кисти, pen и пр.
- DirectX — всё что имеет отношение к DirectX: шейдеры, поверхности, DX-объекты, счётчики производительности GPU, настройки памяти графической памяти.
- Подсистема Windows которая представлена процессом CSRSS.exe (Client Server Runtime SubSystem). Windows ранее поддерживал ОС POSIX (процесс PSXSS.exe) и OS/2 (OS2SS.exe). В те времена возникла идея сделать и Windows такой же подсистемой, но эта было медленно и поэтому скоро часть CSRSS.exe перенесли в win32k.sys, который сейчас разбит на несколько файлов — win32k.sys, win32kbase.sys и win32kfull.sys. Здесь хранится информация о Process Group Data, Shutdown level, Session Data и пр.
Что такое компонент? Это логически сгруппированный функционал. Компонентом можно назвать ООП-класс, dll, папку, набор функций с общим префиксом, пространство имён, слой в архитектуре.
Более подробно о разделении на клиент-сервер
Разделение на клиент и сервер реализовано при помощи встроенной функциональности CPU, разделения памяти и программных проверок.
Производители оборудования сотрудничают с разработчиками ОС, поэтому в процессоре есть механизмы созданные с учётом потребностей создателей операционных систем. Во всех современных процессорах реализован механизм ролей пользователя, где под пользователем понимается исполняемый в данный момент код. В веб приложениях роль залогиненого пользователя хранится в какой-то переменной и помимо понятного названия Admin или User имеет Id этой роли который чаще и используется при авторизации, потому как сравнивать числа быстрее и проще чем строки. В процессоре роль текущего пользователя хранится в поле которое называется “кольцо безопасности” (Security Ring), а не “CurrentUser.Role.Id”. В большинстве процессоров это поле принимает четыре значения от 0 до 3. Windows использует 0 для роли которая называется “Режим Ядра”, потому как это самый привилегированный режим и самое большое значение для роли “Режим Пользователя”, потому как это самая ограниченная роль. Остальные роли не используются потому как различие между 0 и 1, 2 и 3 незначительное. Эти роли ограничивают страницы памяти которые могут быть адресованы, нельзя вызывать некоторые инструкции или же нельзя их вызывать с определёнными аргументами. Так же есть ограничения на использование технологии I/O Ports для обмена данными с устройствами такими как клавиатура, но она уже лет 10 не используется. Переключение в режим ядра происходит через команду syscall, которая по индексу находит в массиве указателей на APIs Windows функцию которую надо вызвать. Указатель на этот массив сохраняется в специальном регистре процессора во время загрузки ОС.
Прерывания могут генерироваться не только процессором но и внешними устройствами (клавиатура, мышь) или программным кодом. Планировщик потоков устанавливает таймер который с интервалами равными одному кванту (по умолчанию около 15мс, в Windows Server больше) генерирует прерывание чтобы по внутреннему алгоритму назначить другой поток на исполнение. Пошаговое исполнение программы в Visual Studio так же полагается на механизм прерываний — у процессора устанавливается флаг, который после каждой команды вызывает прерывание которое обрабатывает Windows Debugging Engine и уведомляет через API Visual Studio.
Разделение памятью реализовано благодаря виртуальной памяти. Ранее я говорил что ОС это менеджер ресурсов и виртуальная машина. Даже если у вас 1Гб RAM 32х битный Windows будет работать так как если бы у вас было 4Гб оперативки, т.е. реально у вас 1Гб, а виртуально 4Гб. Современные компьютеры основаны на теоретической модели машины Тьюринга или же архитектуре фон Неймана (с некоторыми изменениями). Согласно этим моделям память в компьютере это лента состоящая из ячеек размером один байт. Эти ячейки сгруппированы в страницы как правило по 4096 байт (4Кб), потому как:
64 битный адрес позволяет адресовать 16 экзабайт, это 18,446,744,073,709,551,616 ячеек памяти. Современные процессоры пока что не поддерживают так много RAM и поэтому используют только младшие 48 бит адреса, остальные 16 заполняются старшим разрядом. Поэтому Win x64 попросту не использует часть адресов, которые помечены на рисунке выше чёрным. Но это не значит, что 64х битный Windows “видит” 256 Tb оперативки. Максимум 8TB виртуальной памяти на архитектуре IA64 и 7TB на x64. Предел физической памяти поддерживаемой Windows 10 — 2TB, потому как с большим количеством Винда не тестировалась. Объём поддерживаемой RAM в Windows 10 определяется во многом редакцией ОС, чем дороже тем больше.
Почему ячейки памяти пронумерованы шестнадцатиричными (HEX) числами, а не десятичными или двоичными? Адрес ячейки это не просто порядковый номер, в нём закодировано три числа по которым эту ячейку можно отобразить на физическую память. Первые два это индексы по которым находится конкретная страница виртуальной памяти, а третье число — смещение от начала страницы. CPU и ОС здесь работают в связке — ОС предоставляет структуру данных по которой CPU находит страницу виртуальной памяти и копирует её в физическую. По HEX номеру можно сразу увидеть как выровнен в памяти адрес. Формат двоичного числа слишком громоздкий, 32 бита (или 64) трудны для восприятия. Десятичный формат — показывает слишком мало информации, тогда как HEX удобный компромисс между десятичной и двоичной системами, средами людей и машин.
Программный способ разделения на клиент-сервер (режим ядра-режим пользователя) гораздо скучнее перечисленных выше механизмов. Процессы и потоки могут быть помечены специальными аттрибутами или же мы можем хранить список указателей на потоки/процессы и проверять их в коде. Если вы хоть раз делали авторизацию в веб-приложении, то хорошо понимаете о чём я говорю.
Из чего состоит Windows?
Абстракция или же разбиение на компоненты есть во всех сферах программирования и интуитивно понятно что Windows тоже делится на какие-то компоненты. Под компонентом понимается какая-то единица функциональности — ООП класс, файл, dll, папка. Компоненты на диаграмме ниже могут быть как индивидуальными *.sys, *.dll файлами, так и просто набором API сгруппированным логически через добавление префикса к имени функции, старая часть системы написана на C, а он не поддерживает классы. Новые части пишутся нередко на C++. В укрупнённом виде Винда выглядит так:
Давайте быстренько пробежимся по её компонентам снизу вверх:
- Hyper-V Hypervisor — слой виртуализации благодаря которому в Windows можно создать виртуальную машину. Иногда говорят, что Hyper-V это минус первый уровень привилегий, однако реализован он в одном уровне привилегий и адресном пространстве что и ядро ОС, за счёт использования слоёной архитектуры ОС ничего не знает о нём.
- HAL.dll — Hardware Abtraction Layer — изначально задумывался как абстракция над железом — чипсет, материнская плата, процессор — для того чтобы можно было перенести Windows на новую платформу реализовав новый HAL.dll, который будет выбран и скопирован во время установки. По сути это драйвер к устройствам материнской платы, к примеру таймерам, контроллеру прерываний. Сейчас его роль снижена, потому как многие драйвера материнки и чип-сета реализованы в ACPI.sys.
Один из самых популярных текстовых редакторов и для многих инструмент по умолчанию для работы с текстами. Полностью бесплатен и доступен каждому, у кого есть браузер и подключение к интернету.
Главными особенностями «Документов» можно назвать голосовой ввод, добавление закладок, режим советов при совместной работе, автоматическое сохранение текста и истории правок, а также синхронизацию. Функция поиска в Google позволит вам посмотреть значение слова, не открывая для этого новое окно в браузере.
Работать в «Google Документах» можно и офлайн. Нужно просто установить расширение для Chrome или мобильное приложение.
2. Microsoft Word
- Платформы: веб, Windows, macOS, Android, iOS.
- Русскийинтерфейс: есть.
- Стоимость: бесплатно или 70 долларов в год.
Ещё один известный текстовый редактор, о котором знает любой пользователь компьютера. А всё потому, что Word простой, содержит много инструментов и пошаговые инструкции.
Здесь есть поиск орфографических ошибок, онлайн‑справочник, сохранение файла в необходимом расширении, встроенный многооконный режим, удобные механизмы работы со ссылками и сносками, вставка и создание рисунков в файле, а также много других интересных функций. Некоторые возможности доступны бесплатно на официальном сайте.
Шаблоны — одна из главных особенностей редактора. Вы можете создавать не только документы стандартного формата, но и конверты, письма, брошюры и открытки.
В Word есть синхронизация через облако OneDrive, поэтому работать с текстами можно на любом устройстве.
3. LibreOffice Writer
LibreOffice Writer — полностью бесплатный текстовый редактор с открытым исходным кодом, основными функциями напоминающий Word.
Приложение позволяет выкладывать файлы в интернет, предварительно экспортировав их в HTML, а также поддерживает все популярные форматы текстовых документов.
В арсенал LibreOffice Writer входит много разных стилей форматирования. Текстовые структуры и линковка позволяют заниматься вёрсткой информационных бюллетеней, листовок и так далее. Приятные возможности редактора — функция автозавершения, которая предлагает варианты для быстрого ввода слов или фраз, и автоматическое создание оглавления.
У LibreOffice Writer есть портативная версия. Её можно использовать не устанавливая программу на компьютер.
4. Bear
- Платформы: macOS, iOS.
- Русскийинтерфейс: есть.
- Стоимость: бесплатно; дополнительные функции за 15 долларов в год.
Крутое приложение для заметок, которое идеально подходит и для более сложных текстов, благодаря поддержке Markdown и удобному редактору с большим количеством настроек.
Bear отличается продуманным интерфейсом и приятным дизайном с выбором тем оформления. Для организации материалов и навигации по тексту применяются теги и внутренние ссылки. Можно закрепить часто используемые документы на боковой панели, а также легко находить нужные файлы через поиск.
В нашем обзоре мы решили рассмотреть и оценить программы для работы с текстом на компьютере, функционал которых позволяет открывать и редактировать документы разных форматов, конвертировать, переводить, комфортно читать и выполнять еще массу полезных функций.
Эти приложения значительно упрощают работу с текстовыми файлами, актуальны для офисных работников, фрилансеров и просто активных пользователей компьютера. Надеемся, что подборка поможет вам выбрать функциональный и оптимальный продукт.
Рейтинг программ для работы с текстом на компьютере
Программы
Русский язык
Лицензия
Поиск по тексту
Рейтинг
Печать
ТОП 10 программ для работы с текстом
IBM Lotus Symphony скачать бесплатно
Lotus Symphony – бесплатный пакет офисных приложений для работы с документами, презентациями и таблицами. Является кроссплатформенной разработкой и работает с любыми операционками.
Пакет состои из Symphony Presentations, Spreadsheet и Documents утилиты. Работает с популярными «офисными» форматами.
WPS Office скачать бесплатно
WPS Office Free – бесплатный комплекс офисных приложений для работы с разноформатными презентационными работами, документами и таблицами.
Поддерживает популярные форматы, имеет интегрированный преобразователь PDF-файлов и специальные режимы для защиты зрения и работы в ночной период. Интерфейс на русском языке.
LibreOffice скачать бесплатно
LibreOffice – бесплатная альтернатива офисным приложениям от Microsoft, в которой представлены редакторы таблиц, графики, текста, формул, инструмент для создания СУБД и презентационных работ. Пакет поддерживает популярные офисные форматы и имеет широкую языковую поддержку.
Microsoft Office 365 скачать бесплатно
Microsoft Office 365 – это популярный программный продукт, основу которого составляют веб-сервисы для доступа к приложениям и услугам на базе одноименной платформы.
В состав пакета входят OneNote, Excel, PowerPoint, Outlook, Publisher, Word, Skype и Access, а также 1 ТБ места в OneDrive хранилище.
OpenOffice скачать бесплатно
OpenOffice – бесплатный альтернативный пакет офисных программ для работы с математическими формулами, текстами, таблицами, презентациями и СУБД.
Приложение поддерживает Flash, экспортирует файлы в формат PDF, проверяет правописание и работает с современным форматом Open XML, в котором можно сохранять документы.
AbiWord скачать бесплатно
Утилита форматирует тексты, работает с таблицами и картинками, проверяет орфографию. Имеет интуитивно понятный многоязычный интерфейс.
Notepad++ скачать бесплатно
Notepad++ — бесплатный софт с функциями для редактирования тестовых файлов, воспроизведения макросов, создания закладок и установки плагинов.
Подсвечивает грамматику популярных языков программирования, единовременно работает с несколькими документами и имеет удобный поиск по тексту.
Microsoft Office Word Viewer скачать бесплатно
Microsoft Office Word Viewer – бесплатное портативное приложения для просмотра файлов, созданных в Microsoft Word.
Открывает, копирует материал и отправляет на печать документы. Поддерживает большинство форматов, имеет самые необходимые функции для работы и отличается простотой использования.
Foxit Reader скачать бесплатно
Foxit Reader – бесплатное приложение для открытия, чтения, создания документов PDF-формата с множеством настроек и полезных функций.
Позволяет постранично просматривать материал, быстро переходить на требуемую страницу, оставлять заметки к тексту и отправлять на печать. Интуитивно понятный русскоязычный интерфейс.
ABBYY PDF Transformer скачать бесплатно
ABBYY PDF Transformer – удобный и компактный софт для открытия и редактирования PDF-документов, а также конвертации файлов в Excel, Microsoft Word, TXT и HTML.
Имеет набор качественных инструментов для пакетной обработки, парольной защиты, оптической идентификации текстов и отправки материала на печать.
Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.
Читайте также: