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Spezifikation von Interaktionen

Beschreibungstechniken für das dynamische Verhalten von graphischen Benutzungsschnittstellen

Spezifikation von Interaktionen
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Ingo Schönfeld
  • Abgabedatum: Juli 1996
  • Umfang: 163 Seiten
  • Dateigröße: 1,2 MB
  • Note: 1,5
  • Institution / Hochschule: Universität Bremen Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-4364-1
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-4364-1 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-4364-1 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Schönfeld, Ingo Juli 1996: Spezifikation von Interaktionen, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Dialogablauf, Front End, graphische Benutzeroberflächen, Interaktion, Softwareergonomie

Diplomarbeit von Ingo Schönfeld

Einleitung:

Warum Interaktions- bzw. Dialogspezifikation? Studien belegen, dass trotz ausgefeilter Tool-kits und GUI-Builder die Entwicklung der Benutzungsoberfläche noch immer bis zu 80% des gesamten Entwicklungsaufwandes einer Anwendung in Anspruch nimmt. Der Trend zu immer komplexeren graphischen Anwendungen lässt keine Reduzierung dieses immensen Kostenfaktors erwarten. Nimmt man zudem die mittlerweile arbeitsschutzrechtlich verankerten softwareergonomischen Grundsätze der Dialoggestaltung (DIN EN ISO 9241 Teil 10-18) hinzu, dann verschärft sich das Problem eher. Welche Vorschläge unterbreitet die Informatik, diesem softwaretechnischen Problem effektiv entgegen zu wirken?

Ziel der Arbeit ist es, eine Bestandsaufnahme und Bewertung von Methoden zur Beschreibung von Dialogabläufen durchzuführen. Die Untersuchung wird mit dem Bestreben vorgenommen, Methoden zu finden, die für die Spezifikation von Dialogabläufen speziell in graphischen Benutzungsoberflächen geeignet sind. Gegebenenfalls sollen Verbesserungsvorschläge unterbreitet werden, sofern Schwächen bei den bevorzugten Methoden identifiziert werden können. Zu Anfang wird die besondere Charakteristik graphischer Benutzungsoberflächen bezüglich der eingesetzten Interaktionsformen und -techniken analysiert. Die Erkenntnisse münden in einem Anforderungskatalog an Dialogspezifikationsmethoden. Eine umfassende Aufbereitung und Bewertung der bekannten Dialogspezifikationsmethoden anhand des Anforderungskataloges führt zu einem ernüchterndem Ergebnis, das am Sinn und Zweck der Dialogspezifikation zweifeln lässt. Maßgeblicher Grund dafür ist die inhärente Komplexität graphischer Benutzungsoberflächen. Eine ausführliche Diskussion dieser gewichtigen Zweifel folgt anstelle des ursprünglich gesetzten Ziels, identifizierte Schwächen bei den Methoden durch Verbesserungsvorschläge zu tilgen.

Inhaltsverzeichnis:

Inhaltsverzeichnis i
Abbildungsverzeichnis iv
1. Einleitung 1
2. Charakteristik graphischer Benutzungsoberflächen hinsichtlich des Dialogablaufs 3
2.1 Interaktionsformen 3
2.1.1 Frage/Antwort-Dialog 4
2.1.2 Masken und Formulare 5
2.1.3 Menüs und Menüauswahl 7
2.1.4 Kommandosprachen 9
2.1.5 Mehrfenstertechnik 10
2.1.6 Direkte Manipulation 13
2.2 Dialogsteuerung 14
2.2.1 Systemgesteuerter Dialog 15
2.2.2 Benutzergesteuerter Dialog 15
2.2.3 Wechselseitiger Dialog 15
2.3 Nebenläufigkeit 16
2.4 Eingabebegleitende Ausgaben 16
2.5 Modifizierung der Dialogablaufstruktur 17
2.5.1 Dynamische Dialoge (dynamic interfaces) 17
2.5.2 Granularität von Dialogabläufen 18
3. Anforderungen an Dialogspezifikationsmethoden 19
3.1 Benutzerorientierte versus anwendungsorientierte Spezifikation 19
3.2 Anforderungen der am Entwurf beteiligten Personen 20
3.2.1 Die Sicht des Benutzers 21
3.2.2 Die Sicht des Dialogdesigners 21
3.2.3 Die Sicht des Anwendungsentwicklers 22
3.3 Qualitative und softwaretechnische Anforderungen 22
3.3.1 Graphische Beschreibungsmittel 22
3.3.2 Komplexitätsbewältigung 23
3.3.3 Konsistenz 23
3.3.4 Verständlichkeit 24
3.3.5 Wiederverwendbarkeit 24
3.3.6 Ausführbarkeit und interaktiver Entwurf 25
3.4 Spezielle Anforderungen bei graphischen Benutzungsoberflächen 25
3.4.1 Möglichkeiten zur Steuerung des Dialogablaufes 25
3.4.2 Dialogstrukturierung 26
3.4.3 Dynamikunterstützung 27
3.4.4 Parallele Dialogpfade 27
3.4.5 Kontinuierliche Interaktionen 27
3.4.6 Kopplung von Ein- und Ausgabe 28
3.5 Zusammenfassung 28
4. Methoden zur Spezifikation von Dialogabläufen in interaktiven Systemen 31
4.1 Zustandsübergangsdiagramme 31
4.1.1 Einfache Zustandsübergangsdiagramme 31
4.1.2 Zustandsdiagramme zur Spezifikation von Dialogsystemen 35
4.1.3 Interaktionsdiagramme 39
4.1.4 Eine Beschreibungssprache für direkte Manipulation 44
4.1.5 Statecharts 53
4.1.6 Weitere Methoden mit Zustandsübergangsdiagrammen 59
4.2 Petrinetzorientierte Beschreibungstechniken 61
4.2.1 Petrinetz-Objekte 62
4.2.2 Ereignisgraphen 66
4.2.3 Dialognetze 69
4.2.4 Weitere petrinetzbasierte Ansätze 76
4.3 Kontextfreie Grammatiken 76
4.3.1 SYNGRAPH 78
4.3.2 Weitere grammatikbasierte Ansätze 82
4.4 Ereignisorientierte Modellierung 83
4.4.1 Eventhandler 83
4.4.2 Produktionssysteme 88
4.4.3 Weitere Eventhandler-Varianten 93
4.5 Hierarchische Dialogspezifikation 96
4.5.1 Ein objektorientiertes Interaktionsmodell 96
4.5.2 Die Dialogablaufbeschreibungssprache ODIS 109
5. Bewertung der Dialogspezifikationsmethoden 118
5.1 Zustandsübergangsdiagramme 118
5.2 Petrinetzorientierte Beschreibungstechniken 121
5.3 Kontextfreie Grammatiken 123
5.4 Ereignisorientierte Modellierung 124
5.5 Hierarchische Modellierung 126
5.6 Zusammenfassung 131
5.7 Erkenntnisse aus dem Bewertungsergebnis 134
5.7.1 Allgemeine und spezialisierte Methoden 134
5.7.2 Konzentration auf die Benutzereingabe 134
5.7.3 Integration von Dialogablauf und Präsentation 135
6. Diskussion der Ergebnisse 136
7. Fazit 142
Literaturverzeichnis 144
Eidesstattliche Erklärung 152

Automatisiert erstellter Textauszug:

Optionale Flußrelationen Die erste Schaltregel besagt, daß eine Transition erst schalten kann, wenn alle Eingangsstellen markiert sind. Für manche Anwendungssituation ist diese Forderung jedoch zu restriktiv. Denkbar sind Situationen, bei der beim Schließen eines Fensters eins oder mehrere andere geöffnete Fenster mit geschlossen werden sollen. Mit den bisher vorgestellten Komponenten ist diese Situation nur schwer einem Dialognetz zu beschreiben; man müßte alle möglichen Fälle abfangen, z.B. ob ein Fenster geöffnet ist oder nicht. Um die erste Schaltregel zu lockern, werden optionale Flußrelationen (gestrichelter Pfeil) eingeführt. Stellen, die durch optionale Flußrelationen mit einer Transition verbunden sind, haben keinen Einfluß auf die Schaltbedingung der Transition, d.h. falls eine optional verbundene Stelle nicht markiert ist, kann die Transition trotzdem schalten. Eine eventuell vorhandene Markierung wird entfernt. (1a) Optionale Eingangs- oder Ausgangsstellen haben keinen Einfluß auf die Schaltbedingungen von Transitionen. Eventuell vorhandene Markierungen in Eingangsstellen werden entfernt, Ausgangsstellen werden markiert, sofern nicht schon eine Markierung vorhanden ist. Modale Stellen Modale Stellen verhalten sich equivalent zu modalen Fenstern in graphischen Oberflächen. Ist ein modales Fenster aktiv, muß ein Benutzer erst dieses Fenster bearbeiten, bevor er mit einer anderen Tätigkeit fortfahren kann. Modale Dialoge werden häufig bei Sicherheitsabfragen eingesetzt. Bezüglich modalen Stellen in Dialognetzen bedeutet dies, daß zwar mehrere Stellen in Netz markiert sein dürfen, es können aber nur die Ausgangstransitionen der modalen Stelle schalten. Zudem ist es nicht möglich, daß 1. zu einem Zeitpunkt mehr als eine modale Stelle markiert ist, 2. eine Transition mehr als eine modale Eingangs- und/oder Ausgangsstelle besitzt. Für die Schaltregeln von Transitionen kommt folgende Festlegung hinzu: (4) Nicht-modale Transitionen können nur dann schalten, wenn keine modale Stelle markiert ist. [...]

lung einer Dialogstruktur von geringerem Interesse sind. Trotzdem ist es möglich, eine Spezifikation aller dynamischen Aktivitäten mittels Dialognetze zu beschreiben. Dialognetze unterscheiden zwei Ebenen von Dialogabläufen. Dialogabläufe auf Fensterebene (grobe Dialogabläufe) legen die Fensterfolge in Abhängigkeit der Benutzerinteraktionen fest, wobei beim Wechsel zwischen Fenstern anwendungsspezifische Funktionen ausgeführt werden können. Des weiteren können auch auf dieser Ebene größere Veränderungen innerhalb eines Fensters festgelegt werden, wie z.B. das Ein- bzw. Ausblenden ganzer Informations- oder Funktionsblöcke. Dialogabläufe auf Objektebene (feine Dialogabläufe) beschränken sich auf die dynamischen Veränderungen innerhalb eines Fensters [Janssen 1993]. Darunter fallen z.B. die Selektierbarkeit von Menüeinträgen oder das automatische Ausfüllen von Eingabefeldern mit Standardwerten. Dialognetze werden hauptsächlich als Beschreibungsmittel für Dialogabläufe auf Fensterebene verwendet. Die Spezifikation auf Objektebene ist zwar ebenso möglich aber einerseits nicht ganz einfach zu beschreiben und andererseits schwierig nachvollziehbar. Zur Spezifikation feiner Dialogabläufe wird auf deklarative Dialogregeln zurückgegriffen (siehe weiter unten) [Beck/Janssen 1994]. 4.2.3.1 Grundkomponenten von Dialognetzen Dialogsnetze setzen sich aus Stellen und Transitionen zusammen. Stellen werden für die Darstellung von Sichten verwendet. Einer Sicht ist entweder ein Fenster oder ein größerer Fensterauschnitt zugeordnet. Ist eine Stelle im Dialognetz markiert, ist die zugehörige Sicht sichtbar; d.h. ein Fenster erscheint auf der Oberfläche. Verliert eine Stelle ihre Markierung, wird das Fenster oder der Fensterausschnitt geschlossen bzw. ausgeblendet. Als Beschriftung sind Stellen mit einem eindeutigen Bezeichner zu kennzeichnen, der die zugehörige Sicht identifiziert (z.B. Kundenliste). Transitionen beschreiben Dialogschritte. Damit ist in der Regel jede Art der Interaktion durch den Benutzer gemeint, vom Anklicken eines Knopfes bis zum Auslösen eines Mnemonics. Zudem ist es möglich, Dialogschritte mittels Transitionen zu modellieren, wenn der Benutzer durch Eingabe bestimmter Daten eine anwendungsspezifische Aktion auslöst, ohne daß er eine ihm angebotene Aktion explizit ausgeführt hat. In einer groben Dialogbeschreibung reicht zur Beschriftung ein eindeutiger Bezeichner (unspezifizierte Transition). Für eine genaue Spezifikation werden neben der konkreten Benutzerinteraktion noch weitere Aktionen oder Bedingungen beschrieben, die mit dem Schalten einer Transition verbunden sind (vollspezifizierte Transition). Stellen und Transitionen sind durch Pfeile miteinander verbunden, den sog. Flußrelationen. Auf eine Stelle folgt immer eine Transition und umgekehrt. Doppelpfeile zeigen an, daß die Eingangsstelle nach Schalten der Transition wieder markiert wird, d.h. ein Fenster bleibt bei Ausführung einer Interaktion geöffnet. Symbol [...]

4.2.3 Dialognetze Dialognetze [Beck/Janssen 1994] sind speziell für die Beschreibung von Dialogabläufen in graphischen Benutzungsoberflächen entwickelt worden. Sie ermöglichen es, grundlegende dynamische Abläufe auf hoher Abstraktionsebene zu beschreiben und dadurch auch der Forderung nach der Dokumentation dynamischer Prozesse einer Benutzungsschnittstelle Rechnung zu tragen. Für eine Dialogablaufspezifikation ist es möglich, von Interaktionsdetails – z.B. Selektierbarkeit einzelner Oberflächenbjekte oder auch Gültigkeitsprüfungen von Benutzerinteraktionen – zu abstrahieren und sich in erster Linie auf die grobe Dialogstruktur der Anwendung zu konzentrieren. Grund für ein hohes Abstraktionsniveau ist die Erkenntnis, daß mit zunehmenden Detaillierungsgrad die Lesbarkeit und somit auch die Verständlichkeit einer Spezifikation nachläßt. Auf diese Weise läßt sich z.B. auch von Fehlermeldungen oder anderen Systemmeldungen abstrahieren, da sie zu Anfang der Entwick- [...]

Arbeit zitieren:
Schönfeld, Ingo Juli 1996: Spezifikation von Interaktionen, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Dialogablauf, Front End, graphische Benutzeroberflächen, Interaktion, Softwareergonomie

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