Grafická uživatelská rozhraní Úvod- počítače nejvíce v oblastech, kde pracují jako prostředek pro dosažení cílů uživatelů v nejrůznějších oblastech lidské.

Prezentace na téma: "Grafická uživatelská rozhraní Úvod- počítače nejvíce v oblastech, kde pracují jako prostředek pro dosažení cílů uživatelů v nejrůznějších oblastech lidské."— Transkript prezentace:

1 Grafická uživatelská rozhraní Úvod- počítače nejvíce v oblastech, kde pracují jako prostředek pro dosažení cílů uživatelů v nejrůznějších oblastech lidské činnosti - přizpůsobení uživatelského rozhraní počítačů schopnostem a dovednostem uživatelů Uživatelské rozhraní proto musí být relativně jednoduché(blízké běžnému pracovnímu prostředí psacího stolu. ) –Historie. V roce 1970 firma Xerox v Kalifornii v Palo Alto zbudovala výzkumné středisko s názvem Palo Alto Research Center, ve zkratce PARC. V průběhu 70. let v tomto středisku převážně mladí a na svou dobu velmi avantgradní odborníci vyvinuli mnoho dnes používaných věcí, jako například laserový tisk, nebo počítačové sítě (Ethernet). 1971 do PARC přišel také třicetiletý Allan Kay, který měl pracovat na projektu osobního počítače" Dynabook ". (doslova utopické požadavky. Dynabook malý a přenosný ( jako dnešní laptopy ), displej s bodovou grafikou jemného rozlišení, síťový interfejs k jiným počítačům a jednotný operační systém, který by kromě obvyklých funkcí operačního systému, jakými je práce s informací na disku a spouštění programů, umožňoval také psát nové a modifikovat existující programy. Tedy něco jako dnešní operační systém spojený s prostředím programovacího jazyka do jediného systému, který by měl být srozumitelný pro širší okruh uživatelů, než tehdejší systémy- " Smalltalk "

2 V průběhu 70. let byly při výzkumu Dynabooku postupně poprvé objeveny a využity překryvná okna, menu, ikony a myš jako doplňková periférie ke klávesnici.. Celý systém využívá objektové orientace, jak pro tvorbu grafického rozhraní, tak i pro všechna data v programech. Dokonce i samotné programy, i celý systém Smalltalk je objekt, se kterým lze formálně pracovat stejně jako s kterýmkoliv jiným objektem. Týmu Alana Kaye se podařilo vytvořit nejen grafická rozhraní, ale i teoreticky rozpracovat a prakticky využít nový, progresívní způsob uložení veškeré informace v počítači a k němu odpovídající způsob řízení výpočtu (tzv. objektový model). 1976 počítač Xerox Dorado. V roce 1978 se konala konference West Coast Computer Faire, na které návštěvníky šokovala se Smalltalkem pracující Kayova skupina dětí. Tehdejší zprávy v odborném tisku psaly o "ničemu jinému se nepodobajícím systému, který má podobu několika navzájem se překrývajících listů bílého papíru na obrazovce". Práce na Smalltalku i na Dyna-booku skončily v roce 1980 verzí Smalltalk- 80. Sám Alan Kay nebyl příliš přesvědčen vzhledem k ceně a hardwarové náročnosti Smalltalku o možnosti jeho okamžitého praktického nasazení a odešel pracovat k firmě Apple, která již od svého vzniku v roce 1976 pozorně sledovala výsledky z PARC a byla připravena je prakticky využívat.

3 Alan Kay firma Apple (1983) využíval mnoho myšlenek ze svého tehdy již 12 let starého projektu Dynabook. Počítač Apple Lisa byl prvním komerčně prodávaným počítačem na světě, který byl vybaven grafickým uživatelským rozhraním. Na řadu Lisa později navázala velmi úspěšná řada označovaná jako MacIntosh, jejiž jméno se dnes stalo synonymem pro většinu počítačů této firmy. Smalltalk-80 -. Kayova spolupracovnice Adele Goldbergová byla o užitečnosti právě dokončeného projektu natolik přesvědčená, že založila softwarovou firmu PARC Place Systems, která dodnes vyvíjí stále dokonalejší implementace Smalltalku pro nejrůznější UNIXové pracovní stanice. Smalltalk jako software se ale výrazněji prosadil až v průběhu 90. let, kdy jeho různé varianty pod různými názvy začaly pro aplikační programování využívat velké počítačové firmy (např. IBM, Hewlett Packard, Tektonics a Texas Instruments). Na principu Smalltalku jsou založeny objektově orientované databázové systémy a celá řada později pro různé účely vyvinutých programovacích jazyků kombinujících klasický a objektově orientovaný styl programování (např. C++, Objective-C, Object Pascal, CLOS, Eiffel, Beta, Actor, Self, Perl, Java a další.).

4 Počítač Apple Lisa byl relativně drahý, a v podstatě stále ještě předbíhal svou dobu. Jiné firmy, jejichž typickým představitelem je IBM a Microsoft zvolily v té době (počátek 80. let) jinou strategii, protože se orientovaly na okamžité potřeby trhu bez ohledu na jeho nedostatky, což se z určitého pohledu ukázalo jako výhodné, jak dokazuje i nástup počítačů IBM PC a operačního systému MSDOS a jeho postupná přeměna v Microsoft (MS) Windows na základě inspirace systémem počítačů Apple. Myšlenky objektově orientovaného přístupu a z něj odvozeného grafického uživatelského rozhraní se začaly stále více prosazovat.dnes oblíbené hybridní programovací jazyky Object Pascal, Objective-C a C++, za cenu neúplného objektového přístupu měly uspokojivé hardwarové nároky. Postupným vývojem v 90. letech však většina těchto systémů značně překročila svými nároky na velikost operační a diskové paměti původní požadavky Smalltalku

5 standardy gui –graphical user interface - GUI velké množství navzájem různých gui, již od projektu Dynabook existují některé společné prvky, jejichž úloha a funkčnost se dnes ustálila a dochází pouze ke změnám v jejich grafické podobě. pracovní plocha. představuje obdélníkový prostor, ve kterém jsou umístěny všechny ostatní prvky rozhraní, kterým pracovní plocha tvoří jejich pozadí. Pracovní plochu lze považovat za zvláštní případ okna. Pro zvýšení uživatelského komfortu (nebo k odvádění pozornosti) lze na pracovní plochu různě obarvit nebo na ni umístit libovolný obrázek.  ukazatel. malý grafický symbol nejčastěji ve tvaru šipky, který je ovládán periferním zařízením (tablet, trackball, myš, touchepad, touchescreen). Uvládání ostatních součástí GUI se děje pomocí tlačítek na periferním zařízení (např. na myši). Počet tlačítek je 1 až 3. Systém Apple Finder využívá jen jedno tlačítko, ale s y stémy MS Windows a OS/2 dvě tlačítka a systémy X11 pro Unix tři tlačítka s různým významem

6  okno.obdélníková oblast na obrazovce počítače, uvnitř které běží nějaký samostatný proces (program, část programu, dialog,...). Pro změnu chování oken (zavírání, změna velikosti,...) slouží sada malých ikon, které jsou vesměs uloženy na horní straně okna, která se nazývá záhlaví okna. Okna mohou být na sobě nezávislá (lze se přepínat z ulohy do úlohy) nebo závislá, jako například dialogová okna, která nedovolují přepnutí zpět do programu, který je vyvolal, aniž by se před tím dialog ukončil. V systému je vždy právě jedno okno aktivní, což znamená že sbírá události z klávesnice a polohovacího zařízení. V systémech Apple, MS Windows a OS/2 je aktivní okno vždy v popředí a zakrývá ostatní okna. V systému X11 pro Unix může být aktivní okno v libovolné pozici před nebo za ostatními okny, což vyvolává dojem třírozměrné pracovní plochy.  ikonamalý (většinou ne větší než 32 pixelů na šířku i výšku) symbol, který reprezentuje nějakou součást operačního systému. Při práci s ikonami rozlišujeme především takzvané klepnutí (jeden úhoz), poklepání (dva úhozy rychle za sebou) a potáhnutí (zachycení stiskem - přemístění a uvolnění na jiném místě GUI - anglicky drag and drop). Ikona může představovat:  soubor či adresář na disku (nebo celý disk)  komplex příkazů operačního systému spouštějící nějaký program  periferní zařízení počítače (také lze ztotožnit s pojmem souboru)

7  menu (nabídka). okno, které se vyvolává nějakou akcí uživatele a po provedení akce se zavírá. V systému X11 může uživatel velmi často používané menu převést na obyčejné okno a umístit ho kamkoli na pracovní plochu (stále otevřené) –.padací (pull-down), která se nacházejí většinou v liště pod záhlavím okna, –.vynořovací (pop-up), která se otevírají nejčastěji stiskem pravého tlačítka nad příslušnou ikonou nebo oknem a –.roletová (rolette), která po vybrání stále zobrazují řádek se zvolenou volbou.  tlačítka (buttons). Tlačítka slouží k vyvolávání různých akcí v jednotlivých programech.  zaškrtávací políčka. Políčka slouží k zaznamenávání logické informace (např. ano/ne nebo obsahuje/neobsahuje apod.). Rozlišujeme políčka, kde je možné zvolit jen jediné ze skupiny (radio boxes) a nebo libovolný počet ze skupiny (check boxes),  posuvníky a šoupátka (rolovací lišty a pásy - sliders) slouží k posunu grafických prvků uvnitř dané plochy a nebo k vizuálnímu nastavování například číselných hodnot v předepsaném intervalu a  animované ikony apod.

8 Prvním komerčně úspěšným grafickým uživatelským rozhraním byl operační systém označený jako Finder pro počítače Apple Lisa a později pro počítače řady Apple MacIntosh. od roku 1984 až dodnes v prakticky nezměněné podobě. Na systém Finder navázal systém X11 a také systém MS Windows. Na rozdíl od X11 a MS Windows (verze 1.x až 3.x), které jsou nadstavbami svých operačních systémů, je systém Finder přímou součástí operačního systému Apple OS, který bez grafického rozhraní nemůže pracovat. V systému Finder proto například chybí možnost textového ovládání operačního systému přes příkazovou řádku, neboť všechny funkce operačního systému jsou přímo napojeny na grafické rozhraní. MS Windows 3. x Systém Microsoft Windows vznikl jako projekt doplňkového grafického rozhraní k operačnímu systému MSDOS. První verze MSWindows byly velmi nespolehlivé, pomalé a byly velmi náročné na tehdejší hardware. Grafický vzhled MS Windows se v průběhu vývoje neustále výrazně měnil a dodnes se stále mění. Masové rozšíření MS Windows nastalo až po roce 1991, kdy byla na trh uvedena verze 3.1 a později vylepšená verze 3.11. Grafické rozhraní těchto systémů je souhrnně označováno jako verze 3.x a obsahuje mnoho velmi podobných prvků se systémem Finder. Stejné grafické rozhraní také používá operační systém Microsoft Windows NT do verze 3.5. V tomto operačním systému je však grafické rozhraní se stejným vzhledem jako má Windows 3.11 jeho součástí a ne nadstavbou.

9

10 –Windows 95 představuje další verzi již zmíněného systému MS Windows, které byla uvedena na trh koncem roku 1995. Ve srovnání s Windows 3.x došlo ke značnému přepracování grafického uživatelského rozhraní a přepracování softwarových komponent. Systém Windows 95 je ve srovnání se svými předchůdci z dílny Microsoft relativně spolehlivý (ale ve srovnání se systémem Finder a nebo Unix je stále ještě nedostatečný). Důležité však je, že z pohledu uživatele obsahuje několik velmi zdařilých nápadů a vylepšení (inspirováno nejvíce systémem Finder a NextStep) usnadňujících práci s počítačem (zástupci souborů, možnost pojmenovat soubor delším jménem než 8 znaků, zapamatovávání si naposledy zpracovávaných dokumentů, vynořovací menu, správce běžících úloh, správa systémových zařízení,... ), takže svojí funkčností se dostává na stejnou úroveň jako systém Finder nebo OS/2. Stejné rozhraní používá i operační systém MS Windows NT verze 4.0.

11 správce úloh - hlavní panel (task bar) může být umístěn podél libovolné ze čtyř stran obrazovky.obvyklé je podél spodního okraje. Součástí panelu je tlačítko START, kterým se spouští systémové menu. Kromě startovacího tlačítka panel obsahuje pro každou spuštěnou úlohu (tj. program nebo otevřený adresář) samostatné tlačítko. Poslední součástí panelu je systémová informace.  systémové menu. se spouští ze správce úloh a nahrazuje tzv. Správce programů, u starších verzí MS Windows. Toto menu je stejně jako jiné součásti systému (např. adresář \windows\SendTo kterým se modifikuje vynořovací menu aktivované pravým tlačítkem nad ikonou) implementováno jako soubory v adresáři \windows\NabídkaStart, se kterým lze pracovat stejným zpùsobem jako s běžným adresářem. V systémovém menu několik zajímavých položek; zastavení operačního systému (nutné před vypnutím počítače), nápověda k systému, nastavení systému, hledání souborů a také odkaz do adresáře s naposledy zpracovávanými dokumenty.  prùzkumník (explorer) je základní nástroj pro práci se soubory a adresáři. Lze ho používat ve dvou podobách. První z nich je prosté okno, které reprezentuje obsah jednoho adresáře nebo disku, druhá je okno obsahující navíc i hierarchii adresářù

12  koš (trash bin) je ve skutečnosti speciální adresář pojmenovaný \Recycled, do kterého se přesouvají soubory a adresáře při mazání. Protože se jedná ve skutečnosti o přesun souborů, tak lze smazané soubory z koše vyjmout a vrátit na původní místo a nebo úplně smazat (volba “vysypat koš”).  aktovka je opět speciální adresář, který slouží k ukládání souborů pro jejich pozděìší kopírování do jiných počítačů sleduje se, jestliže je třeba soubor aktualizovat, sleduje jeho originální umístění na disku apod.  zástupce souboru (link) je speciální soubor, který reprezentuje a obsahuje vazbu na jiný soubor. Zástupce umožňuje spustit soubor, na který ukazuje. Pomocí zástupců lze zajistit “přítomnost” jediného souboru na více různých adresářích. ovládací prvky oken. Vlevo nahoře je ikona spouštějící systémové menu okna. Většinou má tvar zmenšené ikony náležející danému programu. Vpravo nahoře obsahuje okno následující tlačítka: tlačítko pro potlačení okna do správce úloh (program běží dál, ale bez okna, okno se obnoví vyvoláním ze správce úloh), tlačítko pro obnovení původní velikosti okna, tlačítko pro zvětšení okna přes celou obrazovku a tlačítko pro ukončení programu a zavření okna

13 Unixové gui X11 - X Windows Vývoj unixového GUI systému X Windows započal v polovině 80. let na MIT “Athena” za přispění firem DEC, Sun, HP a další. dnes X11R6. X11 je distribuovaný, síťový a strojově nezávislý GUI. Podstatou tohoto systému je rozdělení systému na dva procesy:.uživatelskou úlohu nazývanou X11 klient, která nic nezobrazuje a.procesem starajícím se pouze o grafické rozhraní této úlohy nazývané X11 server. X11 Klient je proces uživatelské úlohy, který běží na nějakém uzlu unixové sítě, generuje požadavky pro server (např. vytisknout znak, nakreslit čáru nebo zobrazit obrázek) a reaguje na události od uživatele, které mu posílá X11 server. X11 Server je proces, který řídí obrazovku, obsluhuje události posílané uživatelem a nemusí nutně běžet na stejném počítači jako jeho klient. Window manager je speciální klient, který má oprávnění ovládat a zobrazovat okna na displeji. Mezi standardy X11 je definováno několik různých window managerů, které se liší svým grafickým vzhledem i funkčností, ale jsou kompatibilní pro všechny unixové programy používající X11.

14

15 Následující schéma objasňuje na praktickém příkladě využití X11 pro práci na vzdáleném unixovém počítači pomocí jiného počítače. Tímto způsobem lze např. X11 využít ke zpřístupnění úloh běžících na vzdáleném výkonném počítači v síti. P o z n á m k a: I když se X11 využívá pro propojení programů dvou či více počítačů mezi sebou výše naznačeným způsobem, tak lze X11 také samozřejmě použít pro případ, kdy klient i server běží společně na jediném počítači. V tomto případě se X11 chová z pohledu uživatele, který grafické rozhraní používá pro ovládání svých programů, úplně stejně jako např. rozhraní MS Windows 95.

16

17 Kromě ve srovnání s počítači PC drahých Unixových pracovních stanic vybavených systémem X11 je dnes možné díky různým variantám operačního systému Unix (Linux, Solaris, FreeBSD) provozovat X11 i na počítačích PC. Na pracovištích, kde dominují výkonné počítače (např. superpočítače), se s oblibou používají i speciální jednoúčelová a relativně levná zařízení, která mají přímo v ROM paměti X11 server a window manager (nebo jsou připojeny k jinému počítači, který tyto soubory obsahuje). Takovéto stroje jsou vzhledově podobné osobním počítačům a označují se X-Terminály. X-Terminály jsou určeny pouze k propojení ke vzdálenému výkonnému počítači v síti a jejich cena je z největší části určena pouze cenou monitoru. X11 software (window manager a server) je dnes dostupný i na PC pod operačním systémem MS Windows. Toto řešení také dovoluje spouštět vzdálenou unixovou aplikaci a zobrazovat ji na grafickém rozhraní MS Windows počítače PC. Systém MS Windows však nedovoluje ovládat vlastní programy ve stylu X11 (ani podobným způsobem). Proto musí všechny programy pod MS Windows běžet pouze na lokálním počítači. Pokud tedy od uživatele vzdálené výkonné počítače v síti neprovozují Unix, ale např. Novell Netware nebo Windows NT, tak je možné je použít jen pro souborové služby a ne ke spouštění