Потоки и процессы Многомерное представление данных

  • Потоки и процессы
    • Работая с Delphi, нужно иметь в виду: этот замечательный продукт не только упрощает разработку сложных приложений, он использует при этом все возможности операционной системы. Одна из возможностей, которую поддерживает Delphi, — это так называемые потоки (threads) или нити.
    • Обзор потоков Определение потока довольно простое: потоки — это объекты, получающие время процессора. Время процессора выделяется квантами (quantum, time slice). Квант времени — это интервал, имеющийся в распоряжении потока до тех пор. пока время не будет передано в распоряжение другого потока.
    • Почему мы используем потоки вместо процессов, хотя, при необходимости, приложение может состоять и из нескольких процессов?
    • Фоновые процедуры, или способ обойтись без потоков Здесь мы рассмотрим возможность для организации фоновых действий (job) внутри однопоточной программы с сохранением реакции этого потока на события от мыши и клавиатуры.
    • Приоритеты потоков Интерфейс Win32 API позволяет программисту управлять распределением времени между потоками; это распространяется и на приложения, написанные на Delphi. Операционная система планирует время процессора в соответствии с приоритетами потоков.
    • Класс TThread Delphi представляет программисту полный доступ к возможностям программирования интерфейса Win32. Для чего же тогда фирма Borland представила специальный класс для организации потоков? Вообще говоря, программист не обязан разбираться во всех тонкостях механизмов, предлагаемых операционной системой.
    • Пример создания многопоточного приложения в Delphi Этот раздел содержит описание шагов, необходимых для создания простого, но показательного примера многопоточного приложения. Мы будем пытаться вычислить число "пи" с максимальной точностью после запятой.
    • Проблемы при синхронизации потоков К сожалению, простота создания потоков подчас "компенсируется" сложностью их применения. Две типичные проблемы, с которыми программист может столкнуться при работе с потоками, — это тупики (deadlocks) и гонки (race conditions).
    • Тупики Ситуации тупиков возникают не только в программировании
    • Гонки Ситуация гонок возникает, когда два или более потока пытаются получить доступ к общему ресурсу и изменить его состояние. Рассмотрим следующий пример.
    • Средства синхронизации потоков Проще всего говорить о синхронизации, если создаваемый поток не взаимодействует с ресурсами других потоков и не обращается к VCL. Допустим, у вас на компьютере несколько процессоров, и вы хотите "распараллелить" вычисления.
    • Событие Объект типа событие (event) — простейший выбор для задач синхронизации. Он подобен дверному звонку — звенит до тех пор, пока его кнопка находится в нажатом состоянии, извещая об этом факте окружающих. Аналогично, и объект может быть в двух состояниях, а "слышать" его могут многие потоки сразу.
    • Взаимные исключения Объект типа взаимное исключение (mutex) позволяет только одному потоку в данное время владеть им. Если продолжать аналогии, то этот объект можно сравнить с эстафетной палочкой.
    • Семафор (semaphore) подобен взаимному исключению. Разница между ними в том, что семафор может управлять количеством потоков, которые имеют к нему доступ. Семафор устанавливается на предельное число потоков, которым доступ разрешен.
    • Критическая секция Работая в Delphi, программист может также использовать объект типа критическая секция (critical section). Критические секции подобны взаимным исключениям по сути, однако между ними существуют два главных отличия
    • Процесс. Порождение дочернего процесса. Объект типа процесс (process) может быть использован для того, чтобы приостановить выполнение потока в том случае, если он для своего продолжения нуждается в завершении процесса.
    • Поток Поток может ожидать другой поток точно так же, как и другой процесс. Ожидание можно организовать с помощью функций API (как в только что рассмотренном примере), но удобнее это сделать при помощи метода TThread.WaitFor.
    • Консольный ввод Консольный ввод (console input) годится для потоков, которые должны ожидать отклика на нажатие пользователем клавиши на клавиатуре. Этот тип ожидания может быть использован в программе дуплексной связи (chat).
    • Оповещение об изменении в файловой системе Этот вид объекта ожидания очень интересен и незаслуженно мало известен. Мы рассмотрели практически все варианты того, как один поток может подать сигнал другому.
    • Локальные данные потока Интересная проблема возникает, если в приложении будет несколько одинаковых потоков. Как избежать совместного использования одних и тех же переменных несколькими потоками?
    • Как избежать одновременного запуска двух копий одного приложения Такая задача возникает очень часто. Многие, особенно начинающие, пользователи не вполне понимают, что между щелчком по значку приложения и его запуском может пройти несколько секунд, а то и десятков секунд. Они начинают щелкать по значку, запуская все новые копии.
  • Многомерное представление данных
    • Помимо стандартных компонентов отображения данных в VCL Delphi имеются дополнительные компоненты, которые позволяют представлять данные в виде кросстаба. При этом заставить работать кросстаб с двумя и более полями почти так же просто, как и обычный компонент TDBGrid. Эти компоненты расположены на странице Decision Cube Палитры компонентов.
    • Понятие кросстаба Обычная таблица данных имеет строго заданное число столбцов, причем каждый столбец всегда предназначен для представления данных из одного поля. Для кросстаба число и назначение столбцов зависит от значений какого-либо поля.
    • Взаимосвязь компонентов многомерного представления данных При создании в приложении формы для многомерного представления данных следует помнить, что при этом обязательно должны решаться следующие задачи
    • Подготовка набора данных Компоненты многомерного представления данных работают со специально созданным и подготовленным набором данных. Эта работа выполняется специальным компонентом доступа к данным — TDecisionQuery. Его непосредственным предком является компонент TQuery.
    • Компонент TDecisionQuery Компонент доступа к данным TDecisionQuery предназначен для создания набора данных, который был бы пригоден для многомерного представления. Для создания набора данных используется запрос SQL. Требования к запросу приведены выше.
    • Компонент TDecisionCube осуществляет преобразование набора данных, который содержится в компоненте TDecisionQuery, к виду, доступному для отображения визуальными компонентами многомерного представления данных
    • Компонент TDecisionSource предназначен для связывания визуальных компонентов многомерного представления с компонентом TDecisionCube
    • Отображение данных При работе с кросстабом пользователь имеет дело с двумя визуальными компонентами многомерного представления данных. Это компонент TDecisionGrid, который представляет данные в табличном виде, и компонент TDecisionGraph, который представляет данные в виде графика.
    • Компонент TDecisionGrid предназначен для многомерного представления данных в табличном виде. Параметры отображаемого набора данных (какие размерности будут видны при открытии, как группировать данные, как управлять размерностями) настраиваются при помощи других компонентов многомерного представления.
    • Компонент TDecisionGraph создает график на основе многомерного представления набора данных. Конкретный вид графика (назначение горизонтальной и вертикальной осей) зависит от настроек компонентов TDecisionCube и TDecisionPivot.
    • Управление данными Несомненное преимущество многомерного представления данных в том, что пользователь может легко изменить взаимное положение размерностей одной стороны между собой и переносить размерности с горизонтали на вертикаль и обратно
    • Компонент TDecisionPivot предоставляет пользователю средства управления размерностями многомерного представления данных.
  • Использование возможностей Shell API
    • Разобравшись с механизмами СОМ, вам наверняка захочется "испытать радость общения" с объектами, имеющимися в составе ОС. Microsoft уверенно идет к тому, чтобы все составные части своих операционных систем, как и прочих продуктов, превратить в СОМ-объекты. В этом направлении сделаны большие шаги, и оболочка Windows, и ее файловая система предоставляют интерфейсы СОМ. В Windows 2000, судя по заверениям представителей фирмы, все новые возможности представлены и доступны в виде интерфейсов.
    • Понятие пространства имен Необходимость как-то упорядочить все те сущности, с которыми имеет дело современная ОС, всегда вставала перед разработчиками.
    • Размещение значка приложения на System Tray Часто программисту приходится сталкиваться с задачей написания приложения, работающего в фоновом режиме и не нуждающегося в месте на Панели задач.
    • Интерфейс IShellLink Этот интерфейс представляет собой средство для создания и управления ярлыками (shortcuts). Все читатели этой главы наверняка создавали и перемещали ярлыки для наиболее нужных программ, файлов и папок — на рабочем столе, в главном меню и т. д.
    • Интерфейс IShellFolder Этот интерфейс соответствует папке — одному из основных элементов пространства имен Проводника. Зачем было вводить термин "папка", когда существовали уже общепринятые "каталог" и "директория"? В отличие от последних двух, папка может быть не просто обычным элементом файловой системы.
    • Добавление пунктов в системное контекстное меню Вы обращали внимание на то, что некоторые приложения после установки добавляют в системное контекстное меню свои собственные пункты? Так поступают многие архиваторы, антивирусные средства и другие утилиты. Эта возможность предоставляется оболочкой Windows.
  • Программирование на языке ассемблера