Графический интерфейс. Система X Windows

Графический интерфейс пользователя широко распространен на персональных компьютерах и рабочих станциях.

Независимо от платформы принцип всегда один и тот же — пользователь не должен фиксировать свое внимание на действии и соответствующем объекте, как при команде «ВЫПОЛНИТЬ ПРОГРАММУ». Вместо этого действие уже неявно подразумевается объектом, потому что программа не может делать ничего другого, как выполняться, текст может только редактироваться и т.д. Объекты представлены на экране в графическом виде пиктограммами — они выбираются с помощью указательного устройства и активизируются так называемым способом «укажи – и - щелкни».

Очевидное преимущество стандартных графических интерфейсов в том, что они обеспечивают принцип последовательности во взаимодействии с ЭВМ. Небольшой набор индикаторов и управляющих элементов интерфейса используется одинаково в разных программах. Навыки, сформированные у опытного пользователя на сенсомоторном уровне и уровне правил, упрощают переход от одной программы к другой и освоение новых программ.

Тем не менее, хотя для большинства пользователей это не очевидно, графический интерфейс позволяет обойтись и без мыши. Переходить от окна к окну, выбирать объекты или элементы меню можно с помощью комбинаций соответствующих клавиш. Естественно, для того чтобы выучить многочисленные управляющие клавиши разных продуктов, потребуются значительные усилия, однако результат стоит того, как с точки зрения скорости работы, так и с точки зрения удобства и снижения утомляемости: переключение с клавиатуры на указательное устройство требует времени и отвлекает от выполняемой работы; с клавиатурой можно работать вслепую, а мышь требует концентрации внимания для точного позиционирования; при работе с мышью значительно сложнее организовать рабочее место, так как для нее требуется много свободного места на столе, и рано или поздно вы начнете испытывать физический дискомфорт; наконец, однообразные манипуляции с мышью более утомительны, чем «игра» на клавиатуре. Если разработчики были бы последовательны при назначении функциональных клавиш, то выбор, очевидно, не в пользу мыши.

На рынке существует большое количество пакетов программ для сбора и обработки данных, основанных на современном интерфейсе пользователя. Пользователь строит систему в виде блок-схемы на экране, в соответствии с которой ЭВМ генерирует процедуру решения задачи. Такая методика, с одной стороны, позволяет строить весьма сложные отношения, а с другой — серьезно повышает эффективность работы, потому что при этом исключается программирование в классическом понимании.

Наиболее известными типами графических интерфейсов являются User Interface Guidelines (UIG), он же «Apple Macintosh Interface», интерфейс Microsoft Windows и Common User Access (CUA) для IBM Systems Application Architecture (SAA). В сфере промышленных приложений в основном используются Open Look (AT&T), Open Windows (Sun Microsystems Inc.) и OSF/Motif Display Standard (Open Software Foundation Inc.). Последний особенно широко распространен в системах управления и сегодня может рассматриваться как стандарт де-факто для таких приложений. Этот интерфейс сочетает в себе черты, характерные как для персональных компьютеров, так и для мира мейнфреймов, обеспечивая тем самым привычную среду на различных платформах.

При использовании графического интерфейса программист может сосредоточиться на конкретном приложении, поскольку основные средства для организации окон уже включены в систему. Это команды типа «Изменить положение окна», «Изменить размер окна», «Открыть выпадающее меню», «Переместить курсор по меню и выбрать» и т.д. С точки зрения программиста, многие довольно сложные операции интерфейса можно выполнить с помощью обращения к функциям пакета GUI. Безусловно, содержание меню и само приложение пишется программистом, и именно оно есть область реального взаимодействия пользователя, ЭВМ и задачи. Системы организации окон, вроде OSF/Motif или Open Look, могут улучшить качество и функциональность хорошо продуманных диалогов, но ничего не добавят хаотичной системе.

Работа GUI основана на идее «виртуального терминала».

Наиболее важным прикладным результатом является, вероятно, система X Window — сетевая оконная система, разработанная в Massachusetts Institute of Technology как метод управления расширенным графическим оконным интерфейсом. Система X Window реализована для нескольких операционных систем.

Используя систему X Window, пользователь получает стандартный доступ к любой программе, которая выдает результаты в соответствии с протоколом «X», независимо от того, на какой платформе эта программа исполняется. Х-протокол — это полное описание функций, которые поддерживают вывод на экран терминала окон, прямоугольников, линий, кругов и других объектов, связанных с графикой и текстами. Окно на рабочей станции может принадлежать программе, исполняемой на самой станции или другом узле сети и под другой операционной системой, но при условии, что она имеет интерфейс X Window, она может посылать информацию для вывода на экран первой станции. X Window поддерживает устройства ввода — клавиатуру и мышь.

Собственно, система X Window — это протокол обмена сообщениями между Х-сервером и Х-клиентом, где сервером является станция пользователя, а клиентом — станция, на которой исполняется прикладная задача. В системе X Window клиент генерирует инструкции по выводу изображений, а Х-сервер управляет терминалом, рисуя графические объекты и текст как реакцию на сообщения Х-клиента. Сервер также передает действия пользователя — нажатия на клавиши и движения мыши — любому Х-клиенту, т.е. прикладным программам, соответственно управляя ими.

Каждая станция имеет менеджера окон — специального Х-клиента, который контролирует вид всех графических объектов на экране. Менеджер окон устанавливает стиль окна, т.е. внешний вид и поведение (look and feet) оконной системы и, следовательно, управляет наложением окон, изменением размеров, масштабированием и позиционированием в соответствии с командами пользователя.

Работа системы X Window не привязана к какому-либо определенному сетевому протоколу, но до сих пор она в основном использовалась с операционной системой UNIX, т.е. с протоколом TCP/IP, поэтому эти продукты часто ассоциируются один с другим, однако это разные решения для разных, хотя и связанных, задач.