Что такое gui интерфейс

Что такое GUI (графический интерфейс пользователя)?

Этот дизайн пользовательского интерфейса делает использование вашего компьютера проще

GUI обозначает графический интерфейс пользователя и произносится как GOO-EE или Gooey. Графический интерфейс пользователя содержит графические элементы, такие как окна, меню, значки, ссылки и другие элементы экрана, которые вы выбираете при работе с операционной системой, программным приложением или мобильным приложением. До разработки графического интерфейса пользователи взаимодействовали с компьютерами через командную строку, используя текстовые команды, набранные на клавиатуре.

Что такое пользовательский интерфейс и как он работает?

Пользовательский интерфейс использует окна, значки, меню и текст для управления программным обеспечением, установленным на компьютере. Пользователь выбирает один или комбинацию этих элементов в пользовательском интерфейсе, нажимая клавиши на клавиатуре, щелкая мышью или нажимая на экран. Эти серии действий позволяют быстро и легко открывать приложения, перемещать файлы, копировать текст, делать покупки в Интернете, искать информацию и выполнять другие задачи.

Существует два типа пользовательских интерфейсов: графические пользовательские интерфейсы и пользовательские интерфейсы командной строки. Ранние компьютерные системы использовали пользовательские интерфейсы командной строки. Современные компьютерные операционные системы и программные приложения используют графический интерфейс пользователя для взаимодействия с пользователем.

В пользовательских интерфейсах командной строки все взаимодействия с компьютером и программным обеспечением выполняются путем ввода команд на клавиатуре компьютера. В графических пользовательских интерфейсах команды и действия выполняются путем прямого манипулирования графическими элементами на экране.

GUI не только для компьютеров. GUI можно найти на смартфонах, портативных музыкальных проигрывателях, холодильниках, принтерах, автомобилях и многом другом. Все, что отображает информацию на экране, и любой экран, принимающий пользовательский ввод, использует графический интерфейс пользователя.

История GUI

До графического интерфейса на экранах компьютеров отображался только простой текст, которым управляла клавиатура. Взаимодействия с компьютером были набраны в командной строке. Таким образом, вместо перетаскивания файла для его перемещения пользователь вводит имя команды, имя файла, который нужно переместить, и каталог назначения.

В 1981 году Xerox представила PARC, первый графический интерфейс. Стив Джобс увидел PARC во время тура по Xerox и выпустил операционную систему на основе графического интерфейса для Macintosh в 1984 году. В 1985 году Microsoft выпустила Windows 1.0.

Эти основанные на графическом интерфейсе программы управлялись указателем мыши, который перемещался по экрану, когда пользователь перемещал свою физическую мышь. Пользователям больше не нужно было изучать длинный список команд для работы на компьютере. Каждая команда была представлена ​​в меню или значком на экране. Пользователь выбрал эти команды с помощью мыши. Это было начало «укажи и щелкни».

К 1990 году GUI стал больше походить на GUI, используемый на каждом подключенном устройстве, используемом в настоящее время.

В начале 2010-х новые возможности ввода были добавлены в возможности графического интерфейса. Графические интерфейсы, разработанные для мобильных устройств, таких как смартфоны и планшеты, также работают с командами касания и прокрутки. Графические интерфейсы в новых моделях автомобилей также работают с кнопками управления. Графические интерфейсы также принимают входные данные от джойстиков, световых перьев, камер и микрофонов.

Особенности графического интерфейса пользователя

GUI – это набор программ, которые используют графические возможности компьютера, чтобы сделать приложения простыми в использовании. GUI использует указатель, указывающее устройство и элементы интерфейса для управления компьютером и программным обеспечением.

Указатель – это символ на экране, который используется для выбора значков и выполнения задач. Указывающее устройство перемещает указатель и может быть любым типом устройства, включая клавиши со стрелками на клавиатуре, мышь или сенсорный экран. Элементами интерфейса являются значки, меню и окна, которые пользователь выбирает для запуска приложений, открытия файлов и выполнения команд.

Это различные типы элементов пользовательского интерфейса:

Эти элементы графического пользовательского интерфейса предоставляют согласованную визуальную подсказку о задачах, которые можно выполнить с помощью программного приложения. Эти элементы графического интерфейса облегчают людям изучение работы с компьютерами и облегчают изучение новых программных приложений.

Источник

Вехи развития GUI: Alto, Apple, Blit, Paintbox и другие ранние системы

Перед следующей статьей из цикла «Приключения микропроцессоров» мы решили поговорить с вами о GUI. Из года в год система взаимодействия ОС, ПО и пользователей совершенствовалась. Аппаратные методы общения с компьютером уступили место интерфейсу командной строки. Командная строка в пользовательском сегменте «сдалась» под напором файл-менеджеров. И, наконец, появились полностью графические интерфейсы пользователя с привычными окнами, выпадающими меню и прочими удобствами.

Сегодня мы хотели бы поговорить о том, как развивался графический пользовательский интерфейс на протяжении последних 50 лет. Под катом рассмотрим некоторые интересные образчики применения GUI, необычные ОС и компьютеры. Как обычно, с массой фотоматериалов и видео. Потому что, как говорила Алиса, «что же это за книжка, в которой нет картинок?».

Кратко о первых устройствах ввода

Вероятно, одним из самых ранних образцов пользовательского интерфейса (конечно же, если воспринимать его в качестве некой системы взаимодействия программиста и вычислительной машины) является перфокарта. Ничего общего с UI в современном понимании этого термина перфокарты не имели. Фактически, это всего лишь средство ввода программ и данных для последующей обработки. Одно из первых устройств для создания перфокарт было разработано Германом Холлеритом еще в 1897 году. А на фотографии ниже изображено устройство середины XX века.

Перфокарта в перфораторе. // Источник: visualhistory.livejournal.com

Вслед за перфокартами компьютеры обзавелись клавиатурами. Сначала — в виде модернизированных печатных машинок (или подобных устройств), а первые полноценные компьютерные клавиатуры появились только в 1970-х.

Приблизительно так выглядели первые компьютерные «клавиатуры»: телетайпы и печатные машинки нередко «модифицировали» для подключения к ЭВМ. // Источник: Bazava.ru

В 1968 году на Калифорнийской выставке интерактивных устройств была продемонстрирована первая компьютерная мышь, а 2 года спустя Дуглас Энгельбарт запатентовал свое изобретение. В СССР компьютерные мыши также производились. Одна из первых версий носила гордое имя «Манипулятор „Колобок“» — по всей видимости, из-за металлического шарика. Тем не менее, лишь с приходом на массовый рынок GUI мыши приобрели повсеместную популярность.

Прототип мыши Дугласа Энгельбарта. // Источник: en.wikipedia.org Отечественный «Колобок». Следы плавления на корпусе остались от проводов, которыми он был обмотан во время хранения. // Источник: polymus.ru

Еще одно популярное устройство ввода, джойстик, перекочевало в компьютерное (преимущественно игровое) применение из военной техники. Да, это не совсем «указывающее» устройство, однако мы не могли пройти мимо следующего интересного факта.

Неизвестно, кто именно начал применять джойстики для управления компьютером, однако первым электрическим джойстиком на сегодняшний день считается knüppel («кнюппель»), специальное устройство, с помощью которого осуществлялось управление ракетами Henschel Hs 293 1943 года.

Один из вариантов knüppel. // Источник: Wehrmacht-history.com

Кроме того, в течение нескольких десятилетий на рынке существовали разнообразные варианты трекболов (предшественник мыши), световых перьев и прочих устройств ввода. Некоторые из них так и остались в истории, некоторые трансформировались в привычные нам сегодня девайсы. Однако не будем заострять излишнее внимание на средствах взаимодействия с GUI и перейдем к разговору непосредственно об этой концепции.

GUI как принцип

Вначале стоит сказать пару слов непосредственно о том, что такое GUI и какими критериями интерфейс должен обладать, чтобы называться «графическим».

Традиционно принято считать, что GUI (Graphic User Interface) предполагает взаимодействие пользователя с компьютером при помощи разнообразных графических элементов управления, иконок. В лаборатории Xerox PARC (об их разработках мы поговорим чуть ниже) была предложена концепция WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointers).

Полноценный GUI от Xerox. // Источник: white-windows.ru

В качестве вспомогательных элементов могут использоваться звуки и другие атрибуты «пользовательского комфорта», не имеющие к GUI непосредственного отношения, однако способствующие раскрытию некоторых интерфейсных метафор.

Метафорами в мире GUI принято называть интерфейсные реализации объектов/парадигм физического мира, знакомых пользователю. Например, к таким метафорам относятся «рабочий стол», «папка» и т.п.

Характерные примеры систем с GUI:

графическая оболочка GEM для ОС CP/M Гэри Килдалла.

Windows 1.01. // Источник: TAdviser, автор скриншота: пользователь M С Скриншот одной из версий GEM для CP/M. // Источник: blogspot.com

В свою очередь, текстовый (TUI) и командный интерфейсы (CLI) основываются на ручном вводе всех необходимых команд в командной строке. Для представления информации в них используются исключительно набор буквенно-цифровых символов и символов псевдографики.

Commodore 64 (работа пользователя с компьютером начинается в интерпретаторе BASIC);

ZX Spectrum (также интерпретатор BASIC);

Microsoft DOS (командная строка);

CP/M (командная строка).

При включении C64 без дополнительных картриджей пользователю доступен интерпретатор языка BASIC. // Источник: der-softwareentwickler-blog.de Система CP/M, запущенная в эмуляторе. // Источник: wikipedia.org

Строго говоря, во многих системах из этого списка GUI мог быть реализован в рамках отдельных программ (например, GEOS для C64).

Иногда текстовый интерфейс может комбинироваться с графическим, однако в таких случаях вряд ли стоит говорить о полноценном GUI. К примеру, некоторые штатные модели ZX Spectrum имеют загрузочное меню, предлагающее выбор (переход к BASIC, загрузка с магнитной ленты или гибкого диска и пр.), а переходы между пунктами меню сопровождаются характерными щелчками.

Стартовый экран ZX Spectrum 128. // Источник: bytedelight.com

Исторически одной из первых компьютерных программ, имплементировавших нечто похожее на GUI, является программа для рисования схем и чертежей Sketchpad. Она была разработана инженером Айвеном Сазерлендом в 1963 году и управлялась световым пером.

Работа со Sketchpad. // Источник: cadproekt.ru

А в конце 1960-х команда Стенфордского университета под руководством Дугласа Энгельбарта разработала NLS, On-Line System. Эта система фактически предвосхитила появление более поздних инструментов для совместной работы с текстом и прочими данными. Для взаимодействия с гиперссылками предлагалось использовать устройство типа «мышь».

Пользователь NLS оперирует мышью для работы с гиперссылками. // Источник: misc.ru

И Sketchpad, и NLS не являются полноценными примерами реализации GUI, тем не менее, сам факт их существования свидетельствует о том, что в ряде случаев использование графики и навигация при помощи указывающего устройства способны сделать работу с компьютером гораздо более удобной.

Xerox Alto и Xerox Star

Первым компьютером с графическим пользовательским интерфейсом считается Xerox Alto, разработанный в лаборатории Xerox PARC в 1973 году. Это был экспериментальный продукт, не предназначенный для широкого рынка. Тем не менее, к концу 1970-х было произведено порядка 2000 машин этой линейки.

Большая их часть, порядка полутора тысяч, были установлены непосредственно в Xerox Laboratories, остальные продавались университетам в качестве учебных и вычислительных машин.

Xerox Alto. // Источник: bit-tech.net

Уже в первые годы существования Alto приобрел широкую известность в Кремниевой долине. Еще большую популярность Xerox принесла разработка усовершенствованной версии Alto, Xerox Star. Первые лица крупных технологических компаний, в том числе представители Microsoft и глава Apple Стив Джобс посещали Xerox Laboratories, чтобы поработать с этими компьютерами. Известно, что в 1979 Джобс договорился о специальных демонстрационных сессиях в обмен на некоторые бонусы для Xerox от компании Apple. В следующие несколько лет на свет появились Apple Lisa и Macintosh, первые рыночные образцы ПК с графическим пользовательским интерфейсом.

Помимо Джобса, вдохновение для собственных GUI у Xerox черпал и Билл Гейтс. В мире высоких технологий всегда действовал принцип «кто первый показал, тот лучше продается», поэтому времени на разработку уникального интерфейса ни у Apple, ни у Microsoft толком не было. Именно поэтому ранние версии графических ОС у обеих компаний выглядят как близнецы-братья. Взгляните сами:

Xerox Star(слева), Apple Lisa (справа сверху), Apple Macintosh (справа снизу). // Источник: medium.com Windows 1.0, версия 1983 года. // Источник: betawiki.net

Разумеется, Джобс не мог упустить возможность подать на Гейтса в суд за наглое копирование его собственного самобытного (позаимствованного у Xerox) дизайна ОС.

Xerox Alto дал толчок отрасли разработки графических пользовательский интерфейсов. Тем не менее, ввиду дороговизны компьютерных компонентов, сложности разработки GUI и неготовности крупных игроков менять подход к созданию компьютеров и ПО, первые машины, снабженные графическим интерфейсом, стали массово появляться на рынке лишь десятилетие спустя, в начале 1980-х. Далее в статье мы рассмотрим некоторые примеры подобных устройств, и промышленных, и предназначенных для домашнего использования.

Quantel Paintbox

В 1981 году эпоха персональных компьютеров только-только начиналась, однако по-настоящему актуальные и прогрессивные ЭВМ (наподобие Alto) простым пользователям были недоступны. Сказывались и молодость рынка, и высокая стоимость отдельных комплектующих.

Однако крупные компании уже активно пользовались подобными устройствами. Quantel Paintbox, специализированная рабочая станция для работы с компьютерной графикой, применялась для создания телевизионных «спецэффектов».

// Источник: wikimedia.org

Машину разработала британская технологическая компания Quantel, а одной из первостепенных задач, которые ставились перед Paintbox, являлось создание графики (титры, переходы и т.п.) для выпусков новостей в прямом эфире. Компьютеры продавались по цене порядка 250 000 долларов (что сейчас эквивалентно 374 000 долларов), поэтому позволить их себе могли исключительно крупные телевизионные сети, такие как NBC.

// Источник: RedSharkNews.com

В 1981 году Paintbox произвел революцию в производстве телевизионной графики. Со временем практически все телекомпании, включая небольшие региональные каналы, переключились на полностью «компьютерный» монтаж. Кроме того, считается, что именно в Paintbox впервые появились так называемые всплывающие меню.

Терминал Blit

Программируемый терминал растровой графики Blit был разработан Робом Пайком и Бартом Локанти-младшим, сотрудниками Bell Labs, в 1982 году. Использовался для работы с Unix-машинами и предлагал пользователю широкие графические возможности.

Терминал Blit. // Источник: wikimedia.org

При включении Blit может показаться обыкновенным текстовым терминалом. Однако после входа в систему Unix-хоста (подключенного к терминалу через последовательный порт) с помощью специальных управляющих последовательностей загружается программное обеспечение, управляемое непосредственно процессором терминала. Это ПО используется для реализации графических возможностей терминала и взаимодействия с периферийными устройствами, такими как клавиатура или мышь. Оконная система mpx (или mux, ее более поздняя версия) заменяет командную строку терминала удобным оконным интерфейсом.

Изначально в каждом окне запускался базовый эмулятор терминала, однако можно было заменить его любым доступным интерактивным графическим приложением, например, более продвинутым эмулятором терминала, текстовым редактором или приложением часов. Иными словами, Blit позволял пользователю реализовать интерфейс, крайне сходный с Unix’овским.

UNIX-машина // Источник: aminux.wordpress.com

Терминал нашел применение как в офисах крупных компаний, которым требовалось разделение мощностей «серверного» компьютера, так и в университетах.

Apple Lisa и Macintosh

Эти компьютеры появились на свет в результате уже упомянутой выше «коллаборации» Xerox и Apple. Стоит отдать должное Стиву Джобсу: он одним из первых увидел потенциал графических интерфейсов для персональных компьютеров. Конкуренты в те же годы довольствовались куда более простыми, командными/текстовыми интерфейсами.

Apple Lisa, выпущенная в 1983 году, имела продвинутый графический интерфейс, запускающийся поверх основной системы (загрузка ОС производилась с жесткого диска). Особой популярности компьютер не приобрел ввиду высокой стоимости.

Apple Lisa. // Источник: applebase.net

Несколько упрощенный Apple Macintosh, выпущенный в 1984 году и разработанный с прицелом на удешевление, стал первым коммерчески успешным продуктом, в котором использовался многопанельный оконный интерфейс. Кроме того, в операционной системе была реализована концепция (метафора) рабочего стола: файлы выглядели как листы бумаги, каталоги — как папки с файлами. Кроме того, пользователю был доступен набор «настольных» принадлежностей, таких как калькулятор, блокнот и будильник. Их можно было передвигать по экрану, при необходимости скрывать и вызывать снова.

Apple Macintosh. // Источник: arkzoft.net

А удалять файлы и папки можно было, перетаскивая их на значок корзины. В дальнейшем разработчикам Apple, как мы знаем, удалось успешно развить свое видение работы пользователя с компьютером. Так, до сих пор в операционных системах Apple используется управление однокнопочной мышью (в противовес более популярной на рынке двухкнопочной), корнями уходящее в 1980-е.

Commodore Amiga

Компьютер Amiga, один из наиболее прорывных и интересных компьютеров своего времени, был выпущен компанией Commodore в 1985 году. В качестве графического интерфейса использовалась собственная операционная система Workbench, основанная на оконном «движке» Intuition. Пользователю были доступны перетаскиваемые окна, иконки, выпадающие списки и многие другие актуальные и по сей день элементы управления.

Одна из первых версий Workbench. // Источник: gala100.net

В Workbench (в переводе — «верстак») каталоги были представлены в виде ящиков, а программы в идеологии ОС именовались «инструментами». Управлять ОС можно было как с помощью мыши, так и исключительно клавиатурой, с использованием специальных клавиш-модификаторов для перемещения курсора. ОС поставлялась на нескольких дискетах и была доступна как на младших моделях без HDD, так и на более мощных компьютерах, оснащенных жестким диском.

Даже тут не обошлось без Стива Джобса: он был одним из первых, кому тогда еще небольшой стартап Amiga пытался продать свою разработку. Джобс внимательно изучил компьютер и его ОС, от покупки отказался, однако тут же приказал ускорить работу над GUI для Apple, чтобы опередить вероятных конкурентов.

Примечательно, что подавляющее большинство игровых программ не требовало предварительной загрузки операционной системы: достаточно было вставить дискету и запустить компьютер. Как и в случае с Workbench, загрузка осуществлялась через расположенное в ПЗУ компьютера ПО. Фактически, Commodore Amiga была первым по-настоящему мультимедийным компьютером с поддержкой всех актуальных устройств ввода-вывода, огромной палитрой и мощным ПО для дизайнеров, художников и специалистов по видеомонтажу. Отчасти это обусловлено тем, что Amiga (до того, как стартап был выкуплен Commodore) задумывалась как игровая консоль. Но ввиду видеоигрового кризиса корпорация решила выпустить полноценный компьютер.

К изначальной концепции приставки Amiga вернулась лишь незадолго до банкротства компании. Amiga CD32 поставлялась в формате консоли, а в качестве носителя были выбраны CD-диски. А при известных модификациях консоль могла «превратиться» обратно в компьютер, технически сходный с Amiga 1200.

Современная версия AmigaOS 3.9. // Источник: hipwallpaper.com

Amiga Workbench до сих пор активно поддерживается фанатами компьютера, несмотря на то, что сама компания Commodore закрылась в связи с банкротством еще в 1994 году.

Несмотря на успех Amiga, восьмибитный Commodore 64 также активно продавался до 1994 года, пережив несколько ревизий и технический «апдейт» — офисную машину с Zilog Z80 в качестве сопроцессора для CP/M, Commodore 128.

Графическая оболочка GEOS была выпущена для C64 в 1986 году. Вскоре после запуска собственные порты GEOS получили компьютеры серии Apple II и Commodore 128. Дистрибутив GEOS включал ряд базовых прикладных программ, таких как календарь и текстовый редактор.

Интерфейс GEOS с поддержкой мыши. // Источник: c64-wiki.com

PC/GEOS, специальная версия для IBM PC, позиционировалась в качестве компромиссной ОС для компьютеров, которые не справляются с более «тяжелой» Windows 3.1.

Интерфейс одной из последних версия GEOS для PC. // Источник: toastytech.com

Тем не менее, за пределами 8-битных компьютеров система практически не снискала успеха среди пользователей, отчасти из-за чрезмерно авторитарной политики компании-производителя, отчасти из-за скудного багажа возможностей.

Windows: компьютер в каждый дом

Широкое распространение ПК как среди «домашних» пользователей, так и в бизнес-среде заставило производителей задуматься об упрощении работы с компьютером для людей, ранее не имевших опыта работы с подобными устройствами. GUI позволил бы компаниям охватить гораздо большую аудиторию, соответственно, стало экономически выгодно вкладывать деньги в его разработку.

Приложения с графическим интерфейсом существовали и в чистом DOS, однако для их запуска пользователю все равно потребовалось бы вводить команды или использовать файл-менеджер. А это уже чуть более сложная задача, чем клик мышкой.

Norton Commander, одна из поздних версий. // Источник: white-windows.ru MS-DOS Shell, псевдографический файловый менеджер, 1988. // Источник: old-dos.ru

Еще одним фактором, стимулировавшим развитие GUI, стало расширение возможностей графических адаптеров, обеспечивающих тысячи и миллионы цветов, наряду с быстрыми процессорами, дешевой оперативной памятью и новыми устройствами хранения, вмещавшими гигабайты информации. Все это сделало возможным продавать пользователям качественно новое «железо», способное обеспечить работу требовательных графических интерфейсов.

Windows 3.11. // Источник: winworldpc.com

После Windows 3.11 Microsoft приступила к разработке новой версии операционной системы, ориентированной на потребителя. Windows 95 включала улучшенную версию DOS, часто называемую MS-DOS 7.0. Win95 и WinNT могли запускать 32-разрядные приложения и использовали возможности процессора Intel 80386 для реализации вытесняющей многозадачности.

Windows 95 рекламировалась как 32-разрядная операционная система, хотя на деле она базировалась на гибридном ядре (VWIN32.VXD) с 16-разрядным пользовательским интерфейсом (USER.EXE) и интерфейсом графического устройства (GDI.EXE) Windows 3.11, работавшимим совместно с 32-разрядной подсистемой (USER32.DLL и GDI32.DLL). Это позволяло запускать в системе и 16-разрядные, и 32-разрядные приложения.

В представлении не нуждается: Windows 95. // Источник: white-windows.ru

Говорить о рыночном успехе Windows, думаем, будет излишне: на текущий момент это самая популярная домашняя ОС, не говоря уже о ее коммерческом применении.

Заключение

Безусловно, в статье собраны далеко не все «титаны» GUI. В первую очередь нам хотелось познакомить с ранними версиями графических пользовательских интерфейсов тех читателей, которые могли считать, что до Windows «жизни» не было.

Если тема ранних GUI интересна для вас, рекомендуем также ознакомиться со следующими ресурсами:

Подробнее о ранней версии Workbench;

Графическая псевдо-ОС для ZX Spectum-совместимых машин.

В одной из будущих статей мы обратим внимание на не менее интересную тему: этап развития пользовательских интерфейсов в web. По традиции, ждем ваших комментариев и историй о работе с компьютерами до того, как это стало мейнстримом.

Источник