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Benutzeroberfläche Begriffserklärung und Definition

benutzeroberflaecheDie Benutzeroberfläche ist Teil des Eingabe-Verarbeitung-Ausgabe-Systems bei Computerprogrammen und steht zwischen der Eingabe und der Verarbeitung. Besonders für komplexe Aufgaben ist eine durchdachte Benutzeroberfläche wichtig, da sie nicht nur die Anweisungen des Bedieners entgegennimmt, ihm gegebenenfalls neue Funktionen „anbietet“ oder zur Verfügung stellt, sondern auch ein Feedback darüber gibt, mit welchen Aufgaben das Programm gerade beschäftigt ist. Dies kann je nach Art der Benutzeroberfläche rein über Text, grafische Symbole, audiovisuelle Anzeigen oder gar ein haptisches Feedback, beispielsweise das Force-Feedback bei Lenkrädern oder den Rumble-Effekt bei Controllern, vonstattengehen.

Die verschiedenen Arten von Benutzeroberflächen sind in der DIN EN ISO 9241-110 definiert. Hier wird sie als „Bestandteil eines interaktiven Systems“ beschrieben, das „Informationen oder Steuerelemente zur Verfügung stellt, die notwendig für den Benutzer sind, um definierte Aufgaben mithilfe des Systems zu erledigen“.

Die Geschichte der Benutzeroberfläche

Als für die Lösung mathematischer, stochastischer oder statistischer Probleme die ersten Computer entwickelt wurden, war die Benutzeroberfläche eher zweitrangig, die Kommunikation mit dem „Programm“ nur rudimentär. Es gab allenfalls ein paar Schalter, um verschiedene Programmfunktionen zu wählen. Die schlussendliche Ausgabe beschränkte sich auf wenige mithilfe von LCDs dargestellter Zahlen.

Eine wirkliche Benutzeroberfläche kam erst mit der Entwicklung der Röhrenrechner auf. Da sich die Programmierung nicht mehr auf einfache Lochkarten beschränkte, musste man den Benutzern eine Möglichkeit geben, für verschiedene Aufgaben vorgesehene Programmteile manuell anzuordnen und zusammenfügen zu können. Die Benutzeroberfläche bestand aus wenigen Textzeilen, meist ebenfalls per LCD-Bildschirm realisiert, die als Menü fungierten.

In den 1980er Jahren wurde mit Aufkommen der ersten Heimcomputer die Benutzeroberfläche zum ersten Mal revolutioniert. Statt ganzer Programmteile stellte das Betriebssystem dem Nutzer eine Reihe an Befehlen zur Verfügung, mithilfe von ASCII und sogenannten „Drop-Down-Menüs„, die allerdings ausschließlich mit der Tastatur bedient wurden, konnte sogar ein relativ benutzerfreundliches Interface simuliert werden.

Erst mit der Einführung der Maus war es technisch möglich, eine rein auf grafischen Symbolen und verschiebbaren Menüzeilen bestehende Benutzeroberfläche aufzubauen. Durch die Einführung dieser Benutzeroberfläche hat sich die Bedienbarkeit von Computern stark verbessert, selbst Anfänger konnten durch die hohe Intuitivität bereits nach wenigen Minuten erste einfache Aufgaben erledigen. Deswegen hat sie sich bis heute bewährt.

Verschiedene Arten traditioneller Benutzeroberflächen

Die einfachste Art einer Benutzeroberfläche bei Computern ist die im vorangegangenen Absatz bereits erwähnte Kommandozeile, manchmal auch textbasierte Benutzerschnittstelle genannt. Die Eingaben bestehen hier aus in englischer Sprache geschriebenen Befehlen, als Feedback nutzt das System die Darstellung von Menüs und Zahlen, selten mithilfe von ASCII realisierte Symbole. Großer Nachteil einer solchen Benutzeroberfläche ist die überaus schlechte Einsteigerfreundlichkeit, meist brauchen Anwender mehrere Monate, bis alle Befehle verinnerlicht wurden und die Eingaben relativ flüssig von der Hand gehen. Zudem sind durch technische Limitationen nur rudimentäre Menüs ohne große Kontextsensitivität möglich.

Der Nachfolger der Kommandozeile ist die bis heute benutzte grafische Benutzeroberfläche. Programmierer haben hier die Möglichkeit, mit Bildern, Symbolen, Texten und grafisch voneinander abgetrennten Fenstern zu arbeiten, die Bedienung erfolgt über eine Kombination aus Maus und Tastatur, bei Spielekonsolen und PC-Spielen können aber auch spezielle Controller zum Einsatz kommen. Grafische Benutzeroberflächen sind kontextsensitiv, können durch Analyse bereits durchgeführter Aufgaben entscheiden, welche Funktionen sie dem Anwender zur Verfügung stellen. Je nachdem, in welchem Gebiet eine solche Benutzeroberfläche zum Einsatz kommt, wird sie auch als „Graphical User Interface“ bezeichnet. Dieser englische Begriff wird in der deutschen Terminologie jedoch nur in Verbindung mit Computerspielen gebraucht, bei einfachen Programmen wird eher vom „Benutzerinterface“ gesprochen.

Sprachaktivierte Benutzeroberflächen

Sprachaktivierte Benutzeroberflächen analysieren die von einem Mikrofon aufgenommenen Laute und setzen diese in für den Computer verständliche Befehle um. Solche Interfaces sind bis zu einem gewissen Teil lernfähig, können sich Akzente oder Aussprachen merken und sich so an den Benutzer anpassen. Mittlerweile sind sprachaktivierte Benutzeroberflächen auch in verschiedene Betriebssysteme integriert, wegen ihrer hohen Fehlerquote, Störanfälligkeit und allgemein schlechter Bedienbarkeit haben sie im Alltag jedoch keinen hohen Stellenwert.

Das Gleiche gilt für gestengesteuerte Benutzeroberflächen, die Bewegungen von den Händen oder vom ganzen Körper über eine Kamera analysieren. Verschiedene Hersteller von Spielekonsolen haben bereits mehr oder weniger erfolgreich solche Benutzerinterfaces in ihre Geräte implementiert, fanden zum Teil sogar großen Anklang bei den Nutzern, im Bereich der Computer hat sich dieser Trend jedoch noch nicht durchgesetzt.

Der Benutzer als „Eingabegerät“

Ganz anders verhält es sich bei den sogenannten „anfassbaren“ und „natürlichen“ Benutzeroberflächen. Hier ist der Benutzer selbst das Eingabegerät, man benötigt keine Zusatzperipherie, um dem Computer klare Befehle zu geben, da die analytischen Bestandteile bereits in das System implementiert sind. Prominente Beispiele für solche Benutzeroberflächen sind die in den letzten Jahren weit verbreiteten Smartphones, Tablets und Touchscreen-Notebooks, jedoch geht diese Art weit über die Touchscreens hinaus.

Verschiedene Hersteller experimentieren momentan mit den Möglichkeiten sogenannter „Formgedächtnislegierungen„, die durch magnetische Wirkung eine bestimmte kristalline Struktur annehmen. Bisher ist der Effekt noch stark limitiert, zudem sind nur wenige formreaktive Zustände möglich. Durch Verbesserung der Technik könnte es jedoch möglich sein, ein ohne die Trennung von haptischer Eingabe und optischer Ausgabe auskommendes Benutzerinterface aufzubauen, wie es zum Teil bereits jetzt bei sogenannten „Braille-Lesern“ (hier wird jedoch mit magnetischen Stiften gearbeitet) zum Einsatz kommt.

Ein Blick in die Zukunft – Brain Computer Interface

In vielen Science-Fiction-Büchern wird das „Brain Computer Interface„, also eine rein durch Gedanken gesteuerte Benutzeroberfläche, bereits thematisiert, in der Realität handelt es sich hierbei jedoch noch um Zukunftsmusik. Dennoch ist es einigen Forschern bereits gelungen, nur durch die Analyse der Veränderungen im motorischen Kortex ein solches Interface aufzubauen und einfache Befehle an den Computer zu übermitteln. Selbstverständlich funktioniert eine solche Schnittstelle momentan nur in eine Richtung, eine Ausgabe direkt an die Nervenbahnen des Gehirns ist nicht möglich und weiterhin benötigt man sehr viel Rechenleistung für die Analyse ganz einfacher Befehle, zum Beispiel die Entscheidung zwischen zwei möglichen Parametern, jedoch könnte ein solches Interface vor allem körperlich behinderten Menschen eine einfache Kommunikation mit dem Computer oder der Außenwelt ermöglichen.

Die Probleme beim Entwickeln eines solchen Systems, das auch für den Alltag funktionieren würde, liegen vor allem in der Form der Analyse der „Gedanken“. Es ist zwar möglich, uns eine gewisse Anzahl von Befehlen „anzutrainieren“, in der Praxis ist das Auseinanderhalten derselben jedoch höchst störanfällig, da die Werte des EEGs, das momentan die Hauptanalysequelle für den Computer darstellt, nicht immer eindeutig sind. Hier ist eine Verfeinerung notwendig, beispielsweise das direkte Implantieren von Elektroden in das Gehirn. Dies ist ethisch jedoch, bei Betrachtung aller daraus resultierenden Vorteile, nicht vertretbar. Schätzungen zufolge wird es mindestens noch mehrere Jahrzehnte in Anspruch nehmen, bis Brain Computer Interfaces überhaupt einen Status erreichen, welcher der Allgemeinheit zuträglich wäre.



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