History of GUIs
Apple LISA GUI

Akos Regi

Einführung

Anfang der Computer Science wurden die Rechner (die zuerst aus Elektronröhren bestanden) nur mittels Schalter gesteuert. Später wurde der Rechner mit anderen Geräten erweitert. Diese Geräte dienten als Hintergrundspeicher. Etwas später als die Technik es ermöglichte wurden die Rechner mit Kathodröhren ausgestattet. Diese Röhren erlaubten zuerst nur Darstellung von textbasierten Informationen. In dieser Zeit wurden die Rechner mit Befehlen über Texteingabe gesteuert. Die ersten Betriebssysteme hatten demzufolge textbasiertes User Interface. Der Benutzer musste Befehle und Argumente merken und immer wieder neu eintippen. Die graphikfähigen Bildschirme und Computer, die mit der Zeit immer preisgünstiger wurden, ermöglichten große Gestaltungsmöglichkeiten der Benutzeroberfläche. So entstanden sehr viele zum Teil sehr unterschiedliche Benutzeroberflächen (Anfang der 80er bis Mitte der 90er Jahre). Dieser Gestaltungsspielraum musste zum Teil aus Marketinggründen und zum Teil aus ergonomischen Gründen eingeschränkt werden. Während der Entwicklungsgeschichte der graphischen Oberfläche wurden teilweise herstellerübergreifende Richtlinien zur Gestaltung von graphischen Oberflächen veröffentlicht. Diese Empfehlungen dokumentieren Prinzipien und Regeln, die dem Erscheinungsbild und Benutzung der jeweiligen Oberfläche zugrunde liegen. Jede Anwendungssoftware sollte diesen Richtlinien entsprechend gestaltet werden. Hier eine kurze Übersicht der Entwicklungsgeschichte der GUI.


Abbildung 1 - Timeline von GUIs


Sketchpad

Ein Doktorand Ivan Sutherland wählte als Thema zu seiner Doktorarbeit die Untersuchung, ob das Verbinden ein Kathodenstrahlrröhre und Lightpen mit dem TX-2 Computer möglich ist. Als Ergebnis dieser Untersuchungen ist Sketchpad geboren. Sutherland beendete sein Ph.D. Im Jahre 1963. [Sun2000]
Das Sketcpad wird mit zwei Händen, mit einer das Light Pen mit der anderen speziellen Knöpfe um Befehle einzugeben bedient. Es stellte sich heraus, dass das Lightpen nicht das ideale Eingabegerät ist, weil es zu einer unbequemen Sitzpositionen führt.


Abbildung 2 - Scetchpad


Das Scetchpad hatte noch kein Betriebssystem und kein GUI. Die Bedienung lehnt sich stark an die Bedienung von GUI.

Augment / NLS

Douglas Engelbart studierte Elektrotechnik an der Oregon State University. Später im Jahre 1955 promovierte in Elektrotechnik an der U.C. Berkeley.
Im Jahre 1963 hat er sein eigenes Forschungslaboratorium gegründet, wo er sich mit Mensch – Maschinen Interaktion zu forschen begann. Im Augmentation Research Center at SRI versammelt sich um Engelbart eine Gruppe von jungen Informatikern und Elektrotechnikern die eine Präsentation erarbeitet haben. Diese Multimediapräsentation behandelt ein vernetztes Computersystem networked computer system (NLS). [Engl1994]

The NLS

In den 60er und 70er Jahren hat Engelbarts Lab. Mit sog. oN Line System experimentiert. Die meisten Eigenschaften von NLS werden von den heutigen Rechner benutzt. Mit der Schaffung von NLS wurde Engelbard der Großvater der Revolution von Mensch – Maschine – Interaktion. Das NLS war das erste Gerät mit der Möglichkeit von 2 dimensionalen Bearbeiten von angezeigten Informationen. Es gab auch die Möglichkeit des gleichzeitigen Bearbeiten eines Dokuments durch zwei Benutzer an zwei Terminalen. Man konnte Verweise erstellen. Engelbart hat die Hypermedia mit file-in Objekt-Adressierung und Verweisung. Multiple Fenster mit flexibler Ansicht-Steuerung und on-screen Videokonferenz waren bereits implementiert. Die meisten Techniken der heutigen GUI Systemen wurde bereits implementiert. Das Eingabegerät Lightpen wurde durch ein neues Gerät, was Englebart Maus nannte, ersetzt.


Abbildung 3 - Bild von NLS

XEROX/ALTO, STAR

Ein ganz bedeutender Vorreiter und Forscher dieses Gebietes war die Firma Xerox gewesen. Die Firma Xerox hat im Jahre 1973 den ersten Computer (Alto) mit graphischer Oberfläche entwickelt. Das Gerät war für einen Benutzer geplant, so wurde der erste personal Computer geboren. Zur Darstellung wurde eine pixelbasierte Darstellung, genannt "bit-mapping", genutzt. Die Entwickler meinten, haben schwarzweiß Bildschrim, anstatt grün-schwarz verwendet, um das Papier nachzubilden. Das Bild hatte eine Auflösung von 800 x 606 Pixel. Das Bild wurde immer wieder neu gezeichnet, wenn was sich am Bildschirm geändert hat. Man konnte am Bildschirm Quadraten, genannt Fester, mit Hilfe der Maus manipulieren bzw. verschieben. Diese Quadraten konnten sich auch Überlagern. Ein Kontextmenü war ebenfalls bereits implementiert. Dieser Computer hatte bereits eine Drei-Tasten-Maus als Zeigegerät, graphische Fensterdarstellung und war Netzwerkfähig. Diese wurde aber nicht in kleiner Serie (ca. 2000 Stück) gebaut und kostete stolze $40,000. Der Nachfolger Star (1981) wurde als Gerät für die Automatiseirung der Büroarbeit gedacht, der bereits doppelklickbare Ikonen und Dialog-Fenster hatte. [Mesa1998]


Abbildung 4 - GUI von Xerox Star


Die Firma Apple wollte die Arbeit mit dem Computer mittels graphischer Oberfläche vereinfachen, und benutzerfreundlicher machen. So hat die Firma Apple einen Computer (Apple Lisa) mit graphischer Oberfläche und mit gewissen Neuheiten (Menüleiste, Pull-Down Menü) in Jahre 1983 präsentiert.

Apple Lisa - Logical Integrated Software Architecture

Die Firma Apple hat sein erstes GUI, genannt LISA in 1979 angefangen zu entwickeln. LISA ist die Abkürzung für Logical Integrated Software Architecture. Apple wollte ein leicht zu bedienendes Gerät erarbeiten. Bisher waren ja die meisten Geräte über Kommandozeilen zu benutzen. Apple hat einige wichtige Ideen von Xerox, besonders von seinem früheren System Alto übernommen. Der Anfang von Lisa begann als textbasiertes System und hatte kein Anzeichen von einem revolutionierenden Computer. Der wichtigste Punkt der Entwicklung war die Integration des textbasierten Systems zu einem fensterbasierten System zu migrieren. Als Inspiration diente die Smalltalk Entwicklungsumgebung von Xerox. Die Firma teilte sich in eine Macintosh-, eine LISA- und eine Apple II- Abteilung. Gegenseitige Akzeptanz gab es nicht. Die bevorzugte Behandlung der Macintosh Division war den anderen Abteilungen ein Dorn im Auge. Besonders das LISA Team stand in direkter Konkurrenz zur "Mac"-Abteilung, denn schließlich konnte man den "Mac" als eine Art LISA-Klon ansehen. Schliesslich hat Apple ausgewählten Besuchern erst im Jahre 1982 die Pläne über Lisa enthüllt. Im Jahre 1983 wurde Apple Lisa etwas später als geplant, für einen stolzen Preis von $9,995 auf dem Markt gebracht. Apple hoffte zu diesem Zeitpunkt ein Meilenstein in der Computergeschichte zu setzen und damit eine neue Ära in der Softwaretechnologie zu eröffnen. Die Entwicklung begann im Jahre 1979 auf dem Papier. Der Weg bis zur Veröffentlichung dauerte 4 Jahre.
"..die LISA-Ingenieure Software auf dem Papier entwickelten und in der Theorie bereits Sorge dafür trugen, dass die Software fehlerfrei lief ..." [Füll2003]
Die Entwicklung der LISA GUI begann also auf dem Papier. Das Prototyp wurde auf einem Apple ][ entwickelt. Folgende Funktionalitäten waren auf dem Prototyp von 1979 vorgesehen:

   * Platz für Statusnachrichten von Applikationen
   * Cursor Steuerung mit den Pfeiltasten, Anordnung von Linien, Texten, Boxen und Datenfeldern
   * Platz für Prompt und Nachrichten
   * Platz für Softkey zeigt die aktuelle Auswahlmöglichkeiten

Das folgende Bild zeigt ein Prototyp aus dem Jahre 1979.


Abbildung 5 - LISA GUI Prototyp aus dem Jahre 1979


Im Jahre 1980 wurden mehrere Prototypen erstellt und die Funktionalität ständig verbessert und erweitert. So wurde zum Beispiel eine Ikonen-Leiste am oberen Rand des Bildschirms angebracht. Der Cursor wurde ab jetzt ausschließlich mit der Maus gesteuert. Ein neues Element wurde ebenfalls zu dem System hinzugefügt: das Scrollbar mit Pfeilen an den Enden und mit einem "Fahrstuhl" zur Anzeige der Position.
Etwas später wurde die Ikonleiste mit einer Menüleiste mit herunterfallenden ("pull-down") Menü ersetzt. Die horizontale und vertikale Scrollbars wurden an dem Fensterelement migriert. Es wurde die mehrfache Überlappung von Fester auch ermöglicht. In dieser Version wurde auch die Zwischenablage eingeführt. Das folgende Bild zeigt eines der letzten Prototypen.


Abbildung 6 - LISA GUI Prototyp aus dem Jahre 1980


Apple brachte im 1983 Lisa heraus. Das damaliges System sah so aus:


Abbildung 7 - LISA Office System 1.0 aus dem Jahre 1983


Das letzte System Lisa 7/7 Office System 3.1 kam im Jahre 1984 heraus. Das System unterstützte eine dokument-zentrierte Sicht, die die zentrale Rolle den Dokumenten und nicht den Programmen gab. Um ein neues Dokument auf dem Lisa zu erstellen reichte, ein Doppelklick auf eine "stationery" Ikone. Wenn das Dokument "staionery" geöffnet, wurde hat sich im Hintergrund dupliziert, seinen Namen gesetzt. Die Ikonen der Anwendungen kommen selten ins Spiel, es sein denn, man kopiert eine Anwendung. Verallgemeinert lässt sich feststellen, dass die Lisa-Benutzer die Dokumente in einem schnell erreichbaren Ort (stationery pad) haben und die Anwendungen in Mappen. Diese Mappen werden selten nur zum Zweck von Hinzufügen oder Löschen von Programmen geöffnet.


Abbildung 8 - das GUI von LISA


Paar Worte zu der Hardware
Das Lisa System basiert auf einer komplexen Hardware. Das kompakte Systemeinheit beinhaltet ein 12 Zoll schwarz-weiß Bildschirm mit einer Auflösung von 720 x 364 Pixel, zwei Diskettenlaufwerke. In dem System hat ein Motorola 6800 Prozessor gewerkelt, hatte 1 Megabyte Speicher (erweiterbar bis 2 MB). Als Eingabegerät diente eine Tastatur und ein Gerät, was Maus genannt wurde und als wichtigstes Schlüsselelement der Lisa Design war.


Abbildung 9 - so sah das LISA aus


Quellen:

[Mesa1998]
A History of the GUI ©1997-98 Andy F. Mesa.
At http://www.applemuseum.seastar.net/sections/gui.html
On 2000-11-29


[Sun2000]
Sun Microsystems, historiy of the TX-2
At http://www.sun.com/960710/feature3/tx-2.html
On 2000-11-16


[Füll2003]
Apple LISA - »Large Integrated Software Architecture«
Von Jan Füllemann
Der Untergang der Lisa - Der Aufstieg des Macintosh, 29-Apr-2003/12-Jul-03
http://www.kefk.net/Apple/Lisa/index.asp


APPLE LISA GUI Prototypes
http://home.san.rr.com/deans/prototypes.html


Tosty Tech - LISA GUI
http://toastytech.com/guis/lisa.html

The History of Human Computer Interaction
http://www2.iicm.edu/cguetl/education/projects/mischitz/Seminar.htm

Author: Akos Regi, 15.11.2004