11. Benutzerschnittstellen

Transkript

1 11. Benutzerschnittstellen 11.1 Überblick Ziel: Interaktion mit dem Benutzer Unterscheidung nach Ein-/Ausgabegeräten: - Automaten, Sprachausgabe & -erkennung, - Textbildschirm, Grafikbildschirm,... Textbildschirm / Konsole Historisch: Fernschreiber (Teletype) - Eingabe: Tastatur, - Ausgabe: serielle Leitung, - Programme: TTY (Unix & Windows). Textbildschirm: - ASCII-Zeichensatz, - 80*25 Zeichen oder besser, - Farbe möglich, aber keine Grafik. 270

2 Konsole: ASCII-basierte Interaktion - eingebauter Befehlsinterpreter - MS-DOS: command.com - Windows: cmd.exe - Linux: o verschiedene Shells (z.b. bash), o virtuelle Konsolen mit ALT-Fx; xterm Zugang über Netzwerk mit Telnet oder SSH: - Remote-Login Dienst, - Übertragung über TCP, - Terminal-Typen: z.b. VT100, - Windows: telnet.exe, TTermPro - Linux: telnet, ssh. Konsole VT100- Treiber Telnet- Client Anwendung Pseudo- Terminal Telnet- Server Internet 271

3 Graphische Benutzerschnittstellen Pixelbasierte Ansteuerung des Bildschirms. Xerox Star (Xerox Parc 1981), Apple Lisa (1983), X-Window (1984),... Fenster: - virtualisieren Bildschirmfläche. - meist rechteckig, aber nicht zwingend. - Anordnung überlappend oder gekachelt. Mehrere Applikationen können auf dem Bildschirm verwaltet werden. Grundelemente eines Fensters: - Rahmen mit Verstellelementen, - Titelleiste mit Menü, - Klientenbereich, Ausgabe von Text und Grafik innerhalb eines Fensterrahmens. Steuerelemente (Controls) ebenfalls als Fenster realisiert. Eingabe per Maus & Tastatur; Symbole (Icons) statt langer Befehle. Vorteil: verwandtes Aussehen und Bedienung für verschiedene Programme. 272

4 11.2 Befehlsinterpreter Befehlsinterpreter: - nimmt Befehle und Parameter entgegen, - eingebaute Kommandos sind a priori bekannt, - zusätzliche Befehle durch externe Programme. Syntax: <Kommando> <Param1>... <Pn> - erstes Token wird als Kommando interpretiert, - Parameter: Trennung mit Space oder Komma, - Optionen: meist gekennzeichnet durch -, --, /, - Parameter & Optionen in argv[] der main-funktion von Programmen. Kommandos unter Microsoft Windows: - Interpreter: cmd.exe (Win9x: command.com). - Befehle sind nicht case-sensitiv. - diverse eingebaute Kommandos help. - externe Befehle: o Programme (.exe), o Dateien mit bekannter Verknüpfung, o Suchpfade (beachte PATH-Variable). 273

5 Kommandos unter Unix: - diverse Interpreter: bash, ksh,... - Befehle sind case-sensitiv. - eingebaute Befehle: Syntax & bekannte Befehle abhängig von Shell. - externe Befehle: ausführbare Dateien. Standard Ein-/Ausgabe Jedes Prg. besitzt geöffnete Pseudo-Dateien auf Tastatur (stdin) und Bildschirm (stdout). stdin, stdout zeigen auf Gerät: - Windows NT: CON, - Unix: /dev/tty. Umleiten der Eingabe: <Datei. Umlenken der Ausgabe: >Datei & >>Datei. Mehrere Kommandos in einer Kette: c 1 c 2 : Ausgabe von c 1 ist Eingabe für c 2 ( Pipe). 274

6 Umgebungsvariablen Konfiguration von Programmen & System. Zugriff in Programmen & Konsole möglich. Steuerung in Konsole unter Windows NT: - Setzen & Löschen: SET Name=Wert - Ausgabe: echo %name% Verwendung unter Linux (bash-shell): - Setzen & Löschen: export Name=Wert - Ausgabe: echo $Name - Konfiguration in Linux abhängig von Shell. Stapeldateien (BAT-Dateien) Zusammenfassung mehrerer hintereinander auszuführender Befehle (NT). Ziel: Automatisierung bestimmter Abläufe. Zugriff auf Argumente durch: %1 %2 275

7 Anweisungen (siehe Hilfe help ): - ECHO: Ausgabe, - PAUSE: Tastendruck abwarten, - GOTO: Sprung zu Marke ":NAME", - ERRORLEVEL: Fehlerstufe von Prg.aufruf, - IF, FOR, CALL, usw. OFF REM das ist ein Kommentar IF p%1 == p ECHO kein Parameter! Tutorials: Erweitertes Scripting Windows Scripting-Host f. mehrere Sprachen: VB-Script, Java-Script, Perl... Einsatzgebiete: - Automatisierung von Abläufen, - Erweiterung von Programmen & Systemen,

8 Merkmale: - weniger Aufwand, da kein Compiler notwendig, - Erweiterung von Programmen & Systemen, - umfangreiche Sprachkonzepte. - basiert auf COM. Aufruf über: - cscript Programm Konsolausgabe, - wscript Programm Windows-Ausgabe, - oder direkt durch Dateierweiterung, z.b. ".vbs". Nutzung von eingebauten Obj. z.b. WScript Zugriff auf externe Obj. mit CreateObject. Beispiel: Ausgabe des Namens des aktuellen Benutzers: Set net = Wscript.CreateObject("WScript.Network") MsgBox(net.UserName) 277

9 11.3 X Window Projekt Athena (MIT 84), derzeit Ver. X.11. Trennung von Programm (X Klient) und Ausgabegerät (X Window Server). Struktur: X Window Server: - verwaltet Bildschirm, Tastatur & Maus, - kann mehrere Klienten bedienen, - Rückmeldung an App. (selektiv), 278

10 - Grundoperationen auf Fenstern, - Ausgabe von Basisfiguren, - Schriften, Farbtab.,... X Klient (Anwendung): - Grafikausgaben & Ereignisverarbeitung, - zu einem oder mehreren Servern verbunden. X Window Manager: - eine X Window Server Anwendung, - einmal gestartet pro X Window Server, - kommuniziert per X Protokoll mit X Server, - definiert Look & Feel (z.b. olwm, fwm,...). X Protokoll: - Kommunikation zw. X Klient und X Server. - asynchrone Verarbeitung. - TCP, bzw. IPC lokal. X Lib: - C-Bibliothek. - realisiert X-Protokoll. 279

11 - Verbindungsauf- und abbau. - Eingabeereignisse in Warteschlange, - Ausgabefunktionen: Text und Grafik. X-Toolkits: - erleichtern Entwicklung GUI-basierter Prgs. - objektorientiert Bib., z.b. Qt (Trolltech). Desktop Systeme: - erweiteren X Window Manager, - gleiches Look and Feel für Programme, - sützen sich auf GUI-Toolkit, - z.b. KDE, Gnome,... Umlenkung des Displays: xterm display :0 Berechtigung für lokales Display: xhost (setzen) xhost (löschen) 280

12 Kommando-Interpreter unter X-Window: 281

13 11.4 Microsoft Windows Ursprünglich 16-Bit Aufsatz für MS-DOS. Kein separater Window-Manager. Toolkit: MFC (Microsoft Foundation Classes). Tastatur- und Mauseingaben an das Programm per Nachrichten: typedef struct tagmsg { HWND hwnd; // respektives Fenster UINT message; // MessageCode WPARAM wparam; // 32 Bit in Win32 LPARAM lparam; // 32 Bit DWORD time; // Stempel POINT pt; // Mauskoordinaten } MSG; Tastatureingabe: Maus-Ereignisse: - message: WM_KEYDOWN - WM_LBUTTONDOWN, - wparam: virtual key code - WM_MBUTTONDOWN, - lparam: Scan-Code, Repeat, Modifier... - WM_RBUTTONDOWN. Ca weitere WM... Nachrichten und Unternachrichten. 282

14 Grobstruktur einer Benutzereingabe: NewWClass WindowFunkt. NewWindow GetMessage Translate DispatchMessage MessageLoop in WinMain Programmstart über WinMain. Fensterklasse als Schablone für FenstererDekoration. Erzeugen von Fenstern mit gemeinsamer oder separater Fensterfunktion. Nachrichten werden in zentraler Nachrichtenschleife entgegengenommen. 283

15 Beispielprogramm "SimpleWindow.c" Eintragen unserer Fensterklasse: #include <windows.h> #define WINDOW_CLASS_NAME "SimpleWindowClass" #define WINDOW_TITLE "A SimpleWindow" void NewWindowClass( HINSTANCE hprogram, WNDPROC CallBackProc) { DWORD res; WNDCLASS wc; wc.style = CS_HREDRAW CS_VREDRAW; wc.lpfnwndproc = CallBackProc; wc.cbclsextra = 0; // class extra data wc.cbwndextra = 0; // window extra data wc.hinstance = hprogram; // associated prog wc.hicon = NULL; // when minimized wc.hcursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW); wc.hbrbackground = (HBRUSH)( COLOR_WINDOW+1); wc.lpszclassname = WINDOW_CLASS_NAME; res = RegisterClass( &wc ); } 284

16 Erzeugen eines neun Fenster dieser Klasse: void NewWindow(HINSTANCE hprogram) { HWND hwnd= CreateWindow( WINDOW_CLASS_NAME, WINDOW_TITLE, WS_OVERLAPPEDWINDOW, 9, 9, 320, 200, // pos & size NULL, // no parent window NULL, // no menu hprogram, // associated prog. NULL); // no creation data ShowWindow(hWnd, SW_SHOW); UpdateWindow(hWnd); } 285

17 Callback Funktion für unser Fenster und Entry für das Programm: LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hwnd, UINT msgcode, WPARAM wpar, LPARAM lpar ) { switch (msgcode) { case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); return 0; default: return DefWindowProc( hwnd,wmcode,wpar,lpar); } } int WINAPI WinMain( HINSTANCE hprogram, HINSTANCE hprevprog, LPSTR lpcmdline, int ncmdshow) { MSG msg; } NewWindowClass( hprogram, (WNDPROC) WndProc ); NewWindow( hprogram ); while ( TRUE ) // message loop { if ( GetMessage( &msg, NULL, 0, 0) ==WM_QUIT ) return msg.wparam ;// result of WM_QUIT TranslateMessage( &msg ); // translate Characters DispatchMessage( &msg );// invoke callbacks } 286

18 11.5 Zusammenfassung Befehlsinterpreter: - Unix: case sensitiv, verschiedene z.b. bash, korn etc., jeweils eigene umfangreiche Scriptumgebung, - Windows NT: nicht case sensitiv, Windows Scripting Host. X Window: - X Server: verwaltet Bildschirm & leitet Eingaben an X Client, - X Client: Anwendung auf gleichem oder anderen Rechner, - X Lib: implementiert X Protokoll mit Pufferung, - X Window Manager: X Window Server Anwendung die Look&Feel definiert, - Grafikstrom umlenkbar, aber Berechtigung auf X Server notwendig. Microsoft Windows: - Programmstart über WinMain. - Fensterklasse als Schablone für FenstererDekoration. - Erzeugen von Fenstern mit gemeinsamer oder separater Callbackfkt. - Nachrichten werden in zentraler Nachrichtenschleife entgegengenommen. 287