Siemon, Elke Anette (2001)
Über den Entwurf von Benutzungsschnittstellen technischer Anwendungen mit visuellen Spezifikationsmethoden und Werkzeugen.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

In der Arbeit werden ein Modell, eine Vorgehensweise und ein Werkzeug zur Entwicklung von Benutzungsschnittstellen technischer Systeme vorgelegt. Zunächst wurden in allen, an der Entwicklung solcher Benutzungsschnittstellen beteiligten, Disziplinen die Anforderungen herausgearbeitet, die an Methoden und Werkzeuge gestellt werden: Aus der Literatur der Fachrichtungen "kognitive Psychologie", "Software-Ergonomie" und "visuelle Programmierung" sowie den Ergebnissen einer Untersuchung zum Thema "Visuelles Programmieren von Robotern" wurden die kognitiven Anforderungen extrahiert, die an die Menschen beim (visuellen) Entwickeln von Software gestellt werden, und die für eine Werkzeugunterstützung aufgegriffen werden müssen: Konzeptuelle Modelle der Entwickler/in bilden sich aus dem Wissen über die zukünftigen Benutzer/innen, den technischen Modellen und Vorgehensweisen bei der Software-Entwicklung von Benutzungsschnittstellen. Ein Werkzeug zur Entwicklung von Benutzungsschnittstellen muß daher den Aufbau dieser konzeptuellen Modelle unterstützen. Dazu wird der sog. Erklärungsansatz erarbeitet. Ebenso muß ein Werkzeug eine Terminologie anbieten, die das konzeptuelle Modell berücksichtigt. Dazu wird der Aspektansatz vorgestellt. Programmierung findet auf verschiedenen Abstraktionsebenen statt. Das hat zur Folge, daß es in einer Lernkurve immer wieder Mauern gibt, die die Entwickler/in beim Erlernen der Software-Entwicklung von Benutzungsschnittstellen überwinden muß. Für die visuelle Spezifikation von Benutzungsschnittstellen werden in der Arbeit vier Ebenen der Programmierung benannt: die Ebene der Basiskonzepte (Ebene 0), die Struktur- und Mechanismenebene, die übergeordnete Konzepte textuell (d. h. mit Hilfe von Programmtext) beschreibt (Ebene 1), die Struktur- und Mechanismenebene, die übergeordnete Konzepte visuell beschreibt (Ebene 2) und die Ebene des aufgabenorientierten Programmierens (Ebene 3). Zur Unterstützung des Erklärungs- und des Aspektansatzes sowie zur Erleichterung des Programmierens auf den vier Abstraktionsebenen werden in dieser Arbeit fünf Interaktionsprinzipien für Benutzungsschnittstellen-Werkzeuge aufgestellt. Aus einer Umfrage unter Ingenieur/innen und Informatiker/innen und der Analyse von Benutzungsschnittstellen technischer Anwendungen sowie der Literatur technischer Fachrichtungen werden Besonderheiten beim Entwurf von Benutzungsschnittstellen technischer Anwendungen herauskristallisiert. Auch die software-technischen Grundlagen zur Entwicklung von Benutzungsschnittstellen werden herausgearbeitet. Da in der Informatik-Literatur implementierungs- und methodenunabhängige Beschreibungen des Erstellens von Software für Benutzungsschnittstellen fehlen, wird zunächst ein Überblick gegeben, der den Stand der Literatur, die Ergebnisse einer Umfrage im WWW und die im Rahmen dieser Arbeit gemachten Erfahrungen mit vielen Programmierumgebungen und einigen -sprachen wiedergibt. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in ein Modell umgesetzt: das Aspektmodell. Das Aspektmodell baut auf dem Aspektansatz auf und beschreibt Benutzungsschnittstellen in einer Terminologie, die Entwickler/innen aller Fachrichtungen verstehen, da es sprachunabhängig, implementierungsunabhängig und plattformunabhängig ist. Es wird an einem Beispiel in einer konkreten Programmiersprache (Smalltalk) gezeigt, daß das Aspektmodell die konkreten Konzepte umschreibt. Aus einer Spezifikation, die in der Terminologie des Aspektmodells erstellt ist, kann ein konkreter Programmtext generiert werden. Darüberhinaus ist das Aspektmodell auf allen identifizierten Programmier-Ebenen gültig, so daß das Wechseln zwischen den Programmierebenen erleichtert wird. Weiterhin wird eine Werkzeugunterstützung für das Aspektmodell diskutiert und als das Werkzeug COMBO implementiert. Dazu werden zunächst visuelle Spezifikationsmethoden für die Aspekte vorgestellt, die im Rahmen dieser Arbeit entstanden sind. Auch einige bekannte visuelle Spezifikationsmethoden werden an das Aspektmodell angepaßt. Insbesondere wurden visuelle Spezifikationsmethoden für den Einsatz von Entwurfsmustern (sowohl die in dieser Arbeit beschriebenen als auch bekannte Entwurfsmuster) und die Komponententechnologie entwickelt. Alle Spezifikationsmethoden werden als graphische Editoren implementiert bzw. die bestehenden diskutierten Spezifikationsmethoden werden angepaßt. Die Integration weiterer graphischer Editoren ist möglich. Die Durchgängigkeit durch die verschiedenen Programmierebenen wird mit sehr guten Ergebnissen an einer Versuchsperson getestet und mit den Ergebnissen einer zweiten Person verglichen, die rein textuell programmierte.

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