Giao diện người dùng đồ họa - Khoa Học Máy Tính tập 26 _ Tri thức nhân loại

Giao diện người dùng đồ họa Khóa học về khoa học máy tính Tập 26 Chào mừng bạn đã tới với khóa học về khoa học máy tính của kênh Tri Thức Nhân Loại. Chúng ta đã kết thúc tập trước với bản phát hành máy tính cá nhân Macintosh của Apple vào năm 1984. Đây là chiếc máy tính đầu tiên mà một người bình thường có thể mua với giao diện người dùng đồ họa và một con chuột để tương tác với nó. Đây là một sự tiến hóa từ các giao diện dòng lệnh được tìm thấy trên tất cả các máy tính cá nhân khác của thời đại. Thay vì phải nhớ hoặc đoán các lệnh phù hợp để nhập, giao diện người dùng đồ họa hiển thị cho bạn những chức năng nào khả thi. Bạn chỉ cần nhìn quanh màn hình để biết những gì bạn muốn làm. Đó là giao diện di chuyển chuột và nhấp chuột. Bỗng dưng, máy tính trực quan hơn nhiều. Bất kỳ ai, không chỉ những người có sở thích hay các nhà khoa học máy tính đều có thể tự mình tìm ra mọi thứ. Macintosh được cho là lấy giao diện người dùng đồ họa, còn được gọi là GUI, làm chủ đạo. Trên thực tế, chúng là kết quả của nhiều thập kỷ nghiên cứu. Trong các tập trước, chúng ta đã thảo luận về một số ứng dụng đồ họa tương tác ban đầu như Sketchpad và Spacewar đều được sản xuất vào năm 1962. Nhưng đây là những chương trình sử dụng một lần và không phải là toàn bộ trải nghiệm máy tính tích hợp. Có thể cho rằng, cha đẻ thực sự của GUI hiện đại là Douglas Angelbart. Trong Thế chiến thứ hai, trong khi Angelbart đóng quân ở Philippines với tư cách là người điều hành radar, ông đã đọc bài báo của Vannevar Bush trên Mamex. Những ý tưởng này đã truyền cảm hứng cho anh và khi kết thúc nghĩa vụ hải quân, anh trở lại trường học, hoàn thành băng tiến sĩ vào năm 1955 tại UC Berkeley. Tham gia rất nhiều vào lĩnh vực máy tính mới nổi, ông thu thập suy nghĩ của mình trong một báo cáo năm 1962 có tiêu đề Tăng cường trí tuệ con người. Angelbart tin rằng mức độ phức tạp của các vấn đề mà nhân loại phải đối mặt đang phát triển nhanh hơn khả năng của chúng ta giải quyết chúng. Do đó, việc tìm kiếm các cách thức để nâng cao trí tuệ của chúng ta dường như vừa là mục tiêu cần thiết, vừa là mục tiêu mong muốn. Ông thấy rằng máy tính có thể vừa hữu ích cho tự động hóa và vừa là công cụ tương tác cần thiết cho các nhân viên trí thức trong tương lai để giải quyết các vấn đề phức tạp. Lấy cảm hứng từ sketchpad được trình diễn gần đây của Ivan Sutherland, Angelbart bắt đầu biến tầm nhìn của mình thành hiện thực, tuyển dụng một nhóm để xây dựng hệ thống online. Angelbart đã nhận ra rằng chỉ riêng bàn phím là không đủ Và vào năm 1964, làm việc với đồng nghiệp Bill English, ông đã tạo ra con chuột máy tính đầu tiên, dây điện từ phía dưới của thiết bị và trông rất giống một loài gặm nhắm. Năm 1968, Angelbart đã trình diễn toàn bộ hệ thống của mình tại hội nghị máy tính mối mối mùa thu, trong cái thường được gọi là mẹ của tất cả các bản demo. Bản demo dài 90 phút và thể hiện nhiều tính năng của máy tính hiện đại, đồ họa bitmap, hội nghị truyền hình, xử lý văn bản và công tác dính sửa tài liệu theo thời gian thực. Cũng có những tiền thân của GUI hiện đại, như chuột và nhiều cửa sổ, mặc dù chúng không thể chồng lên nhau. Nó đi trước thời đại, và giống như nhiều sản phẩm có nhãn đó, cuối cùng nó đã thất bại, ít nhất là về mặt thương mại. Nhưng ảnh hưởng của nó đối với các nhà nghiên cứu máy tính thời đó là rất lớn. Angelbart đã được công nhận cho khoảnh khắc quan trọng này trong lĩnh vực máy tính với giải thưởng Turing vào năm 1997. Kinh phí liên bang bắt đầu giảm vào đầu những năm 1970 mà chúng ta đã thảo luận trong hai tập trước. Vào thời điểm đó, nhiều người trong nhóm của Angelbart, bao gồm cả Bill English rời đi và đến trung tâm nghiên cứu Palo Alto mới được thành lập của Xerox, thường được gọi là Xerox PARC. Chính tại đây, chiếc máy tính GUI thực sự đầu tiên đã được phát triển. Xerox Alto hoàn thành vào năm 1973. Để máy tính dễ sử dụng, nó cần nhiều thứ hơn là chỉ có đồ họa đẹp mắt. Nó cần được xây dựng dựa trên một khái niệm mà mọi người đã quen thuộc để họ có thể nhận ra ngay cách sử dụng giao diện mà không cần phải qua đào tạo. Giải pháp của Xerox là coi màn hình 2D giống như mặt trên của bàn làm việc. Đó là lý do người ta hay gọi nó là desktop. Cũng giống như cách bạn có thể đặt nhiều giấy tờ trên bàn làm việc. Người dùng có thể mở một số chương trình máy tính cùng một lúc. Mỗi chương trình được chứa trong khung riêng của chúng, cung cấp một cái nhìn vào ứng dụng được gọi là cửa sổ. Cũng giống như giấy tờ trên bàn làm việc, các cửa sổ này có thể chồng lên nhau, chè các chương trình phía sau chúng, và có những phụ kiện trên bàn như calculator và đồng hồ. Người dùng có thể đặt các phụ kiện này trên màn hình và di chuyển chúng xung quanh. Tuy nhiên, nó không phải là một bảng sao chính xác của máy tính để bàn. Thay vào đó, nó là một phép ứng dụ của máy tính để bàn. Vì lý do này, nó được gọi là Desktop Metaphor. Có nhiều cách để thiết kế giao diện như thế này, nhưng nhóm Altair đã làm điều đó với cửa sổ, biểu tượng, menu và con trỏ. Được gọi là giao diện WIMP. Đó là thứ mà hầu hết các GUI trên máy tính để bàn sử dụng ngày nay. Nó cũng cung cấp một bộ widget cơ bản, các khối xây dựng đồ họa có thể tái sử dụng, những thứ như nút, hộp kiểm, thanh trược và tab cũng được vẽ từ các đối tượng trong thế giới thật để làm cho chúng quen thuộc. Các ứng dụng GUI được xây dựng từ các tiện ít con này. Vì vậy, hãy thử mã hóa một ví dụ đơn giản bằng cách sử dụng mô hình lập trình mới này. Đầu tiên, chúng ta phải nói với hệ điều hành rằng chúng ta cần một cửa sổ mới được tạo cho ứng dụng của mình. Chúng ta thực hiện điều này thông qua API GUI. Chúng ta cần xác định tên của cửa sổ và kích thước của nó, giả sử 500x500px. Bây giờ, hãy thêm một số tiện ít, hộp văn bản và một nút nhấn. Các tiện ít này yêu cầu một vài tham số để tạo. Đầu tiên, chúng ta cần chỉ định cửa sổ mà chúng sẽ xuất hiện, vì các ứng dụng có thể có nhiều cửa sổ. Chúng ta cũng cần chỉ định văn bản mặc định, vị trí X và Y trong cửa sổ, chiều rộng và chiều cao. Ok, giờ chúng ta đã có một thứ trông giống như một ứng dụng GUI, nhưng không có chức năng. Nếu bạn nhấp vào nút RAM, sẽ không có gì xảy ra. Trong các ví dụ trước mà chúng ta đã thảo luận, mã lệnh được thực thi từ trên xuống dưới. Tuy nhiên, GUI sử dụng cái gọi là lập trình hướng sự kiện. Mã lệnh có thể được kích hoạt bất kỳ lúc nào và theo các thứ tự khác nhau để đáp ứng các sự kiện. Trong trường hợp này, đó là các sự kiện do người dùng điều khiển, chẳng hạn như nhấp vào nút, chọn một menu hoặc kéo cửa sổ lên xuống, v.v. Giả sử khi người dùng nhấp vào nút RAM, chúng ta muốn tạo ngẫu nhiên một số từ 1 đến 20, sau đó hiển thị giá trị đó trong hộp văn bản của chúng ta. Chúng ta có thể viết một hàm thực hiện điều đó. Chúng ta thậm chí có thể thêm một chút gia vị và nói rằng nếu chúng ta nhận được số 20, hãy đặt màu nền của cửa sổ thành màu đỏ. Điều cuối cùng chúng ta cần làm là kết nối mã này để nó được kích hoạt mỗi khi nút của chúng ta được nhấp. Để thực hiện việc này, chúng ta cần chỉ định rằng hàm của chúng ta xử lý sự kiện này cho nút của chúng ta bằng cách thêm một dòng lệnh vào hàm khởi tạo của chúng ta. Loại sự kiện trong trường hợp này là sự kiện nhấp chuột và hàm của chúng ta là trên xử lý sự kiện cho sự kiện đó. Bây giờ, chúng ta đã hoàn thành. Chúng ta có thể nhấp vào nút đó cả ngày và mỗi lần hàm ROM D20 của chúng ta được điều động và thực thi. Đây chính xác là những gì đang diễn ra đằng sau hậu trường khi bạn nhấn vào nút nhỏ in đậm trong trình chỉnh sửa văn bản hoặc chọn tắt từ menu thả xuống. Một chức năng được liên kết với sự kiện đó đang kích hoạt. Ok, quay lại với Xerox Altos. Khoảng 2.000 chiếc Altos đã được sản xuất và được sử dụng tại Xerox và được trao cho các phòng thí nghiệm của trường đại học. Chúng không bao giờ được bán thương mại. Thay vào đó, nhóm Park tiếp tục tinh chỉnh phần cứng và phần mềm mà đỉnh cao là hệ thống Xerox Star được phát hành vào năm 1981. Xerox Star mở rộng Desktop Metaphor. Giờ đây, các tập tin trông giống như những mẫu giấy và chúng có thể được lưu trữ trong các thư mục nhỏ. Tất cả đều có thể nằm trên màn hình của bạn hoặc được cất vào tủ hồ sơ chỉ thuật số. Đó là một phép ẩn dụ nằm trên đầu của hệ thống tập tin cơ bản. Từ góc độ người dùng, đây là một cấp độ trừ từng mới. Xerox đang kinh doanh máy in cũng có các công cụ tạo văn bản và đồ họa tiên tiến. Ví dụ, họ đã giới thiệu các gọc ngữ cắt, sao chép và dán. Phép ẩn dụ này được rút ra từ cách mọi người xử lý việc chỉnh sửa tài liệu được biết trên máy đánh chữ. Theo đúng nghĩa đen, bạn sẽ cắt văn bản bằng kéo sau đó dán nó bằng keo vào vị trí bạn muốn trong một tài liệu khác. Sau đó, bạn sẽ sao chép tràn để làm phẳng nó trở lại thành một lớp duy nhất làm cho sự thay đổi không bị nhìn thấy. Quá trình thủ công này đã được tranh luận với sự ra đời của phần mềm xử lý văn bản tồn tại trên các nền tảng như Apple II và Commodore PET. Nhưng Xerox đã vượt xa đối thủ với ý tưởng rằng bất cứ thứ gì bạn tạo ra trên máy tính sẽ giống hệt như phiên bản thế giới thật nếu bạn in nó ra. Họ gọi đây là Thật không may, giống như hệ thống online của AngelBard. Mặc dù Xerox Star đã đi trước thời đại nhưng doanh số bán hàng chậm chạp vì nó có giá tương đương gần 200.000 đô la ngày nay cho một thiết lập văn phòng. Tình hình càng trở nên tệ hơn khi IBM PC ra mắt cùng năm đó. Sau đó là cơn sóng thần của các dòng PC giá rẻ tương thích với IBM. Nhưng những ý tưởng tuyệt vời mà các nhà nghiên cứu Park đã ấp ủ và xây dựng trong gần một thập kỷ đã không bị lãng phí. Vào tháng 12 năm 1979 một năm rưỡi trước khi Xerox Star xuất xưởng một người mà bạn có thể đã từng nghe nói đến đã ghé thăm. Đó chính là Steve Jobs. Có rất nhiều truyền thuyết xung quanh chuyến thăm này với nhiều ý kiến cho rằng Steve Jobs và Apple đã đánh cắp ý tưởng của Xerox. Nhưng điều đó đơn giản là không đúng. Trên thực tế, Xerox đã tiếp cận Apple với hy vọng được hợp tác với họ. Cuối cùng, Xerox đã có thể mua một triệu đô la cổ phần của Apple trước khi nó được IPO. Đổi lại, Xerox phải tiết lộ mọi thứ thú vị đang diễn ra tại Xerox Park. Steve biết họ có một số bộ óc vĩ đại nhất trong lĩnh vực máy tính. Nhưng ông ấy đã không chuẩn bị cho những gì mình thấy. Đã có một cuộc trình diễn về giao diện người dùng đồ họa của Xerox chạy trên màn hình bitmap, sắt nét. Tất cả đều được điều kiện bằng đầu vào chuột rất trực quan. Steve sau đó đã nói Nó giống như một tấm màn được vén lên khỏi mắt tôi. Tôi có thể nhìn thấy tương lai của những gì máy tính được định sẵn. Steve trở lại Apple cùng với đoàn tùy tùn kỹ sư của mình. Và họ phải làm việc để phát minh ra các tính năng mới như thanh menu và thùng rác để lưu trữ các tập tin cần xóa. Nó thậm chí sẽ phình ra khi đầy. Đó là một lần nữa với các phép ẩn dụ. Sản phẩm đầu tiên của Apple có giao diện người dùng đồ họa và chuột là Apple Lisa được phát hành vào năm 1983. Đây là một chiếc máy siêu tiền tiến với mức giá siêu cao cấp gần 25.000 đô la ngày nay. Giá đó rẻ hơn đáng kể so với Xerox Star nhưng nó lại là một thất bại tương đương trên thị trường. May mắn thay, Apple có một dự ẩn khác. Macintosh được phát hành một năm sau đó, vào năm 1984. Nó có giá khoảng 26.000 đô la ngày nay, một phần tư giá của Lisa. Và nó đã đạt mốc, bán được 70.000 chiếc trong 100 ngày đầu tiên. Nhưng sau cần xốt ban đầu, doanh số bán hàng bắt đầu chững lại và Apple đang bán nhiều máy tính Apple II hơn máy Mac. Một vấn đề lớn là không ai làm phần mềm cho chiếc máy mới này với giao diện hoàn toàn mới của nó và điều đó đã khiến nó trở nên tồi tệ hơn. Sự cạnh tranh bắt kịp nhanh chóng. Chẳng bao lâu, các máy tính cá nhân khác có giao diện người dùng đồ họa thô sơ nhưng có thể sử dụng được trên máy tính chỉ bằng một phần chi phí. Người tiêu dung đã ăn nó và các nhà phát triển phần mềm PC cũng vậy. Với tình hình tài chính của Apple ngày càng xuống dốc và căng thẳng ngày càng gia tăng với giám đốc điều hành mới của Apple George Scully, Steve Jobs đã bị lập đổ. Vài tháng sau, Microsoft phát hành Windows 1.0. Nó có thể không đẹp như macOS nhưng nó là chiếc sun war đầu tiên trong thứ sẽ trở thành đối thủ gầy gách và gần như thống trị ngành của Microsoft. Trong vòng 10 năm Microsoft Windows đã chạy trên gần 95% máy tính cá nhân. Ban đầu, những người hâm mộ macOS có thể yêu cầu đồ họa vượt trội và dễ sử dụng. Các viên bản Windows đầu tiên đó đều được xây dựng trên nền DOS vốn chưa bao giờ được thiết kế để chạy GUI. Tuy nhiên, sau Windows 3.1 Microsoft bắt đầu phát triển một hệ điều hành hướng đến người tiêu dùng mới với GUI được nâng cấp có tên là Windows 95. Đây là một phiên bản được biết lại đáng kể để cung cấp nhiều thứ hơn là chỉ đồ họa bóng bẫy. Phiên bản này có những tính năng mà macOS không có, đó là chương trình đa nhiệm và bộ nhớ được bảo vệ. Windows 95 đã giới thiệu nhiều yếu tố GUI vẫn được thấy trong các phiên bản Windows ngày nay như Menu Start, hành tác vụ và trình quản lý tập tin Mặc dù vậy, Microsoft vẫn tìm cách làm cho phép ẩn dụ trên máy tính để bạn trở nên dễ dàng và thân thiện hơn. Họ đã làm việc trên một sản phẩm có tên là Microsoft Box và nó đã đưa ý tưởng sử dụng phép ẩn dụ lên một mức độ cao mới. Giờ đây, bạn đã có cả một căn phòng ảo trên màn hình của mình với các ứng dụng được thể hiện dưới dạng đồ vật mà bạn có thể đặt trên bàn và kệ. Bạn có thể đến các phòng khác nhau trong máy tính của bạn nơi có các ứng dụng khác nhau. Đây là một ví dụ tuyệt vời về cách giao diện người dùng mà chúng ta rất yêu thích ngày nay. Đó là sản phẩm của những gì về cơ bản là sự chọn lọc tự nhiên. Cho dù bạn đang chạy Windows, Mac, Linux hay một số GUI dành cho máy tính để bàn khác, gần như chắc chắn đây là phiên bản phát triển của mô hình game được giới thiệu lần đầu tiên trên Xerox Auto. Trên đường đi, rất nhiều ý tưởng tồi đã được thử nghiệm và thất bại. Mọi thứ phải được phát minh, thử nghiệm, tinh chế, thông qua hoặc loại bỏ. Ngày nay, GUI có ở thấp mọi nơi và mặc dù chúng tốt, nhưng không phải lúc nào chúng cũng tuyệt vời. Không nghi ngờ gì nữa, bạn đã gặp phải những thất vọng liên quan đến thiết kế sau khi tại số ứng dụng, sử dụng điện thoại của người khác hoặc duy cập một trang web. Và vì lý do này, các nhà khoa học máy tính và nhà thiết kế giao diện tiếp tục làm việc chăm chỉ để tạo ra trải nghiệm máy tính dễ dàng hơn và mạnh mẽ hơn. Cuối cùng, hướng tới tầm nhìn của AngelBot về việc nâng cao trí tuệ con người. Tôi rất muốn được chia sẻ về nhiều kiến thức khác nhau. Hãy nhấn vào các video xuất hiện trên màn hình hiện tại và tôi sẽ gặp bạn ở đó. Xin cảm ơn vì đã xem đoạn phim này và nếu thấy thông tin hữu ích thì vui lòng nhấn thích và đăng ký ở bên dưới nhằm khuyến khích kênh tạo thêm nhiều phim khác.