Desktop-Umgebung - Desktop environment

In der Computerbranche ist eine Desktop-Umgebung ( DE ) eine Implementierung der Desktop-Metapher, die aus einem Bündel von Programmen besteht, die auf einem Computerbetriebssystem ausgeführt werden und eine gemeinsame grafische Benutzeroberfläche (GUI) teilen , die manchmal als grafische Shell bezeichnet wird . Die Desktop-Umgebung war bis zum Aufkommen des mobilen Computings hauptsächlich auf Personalcomputern zu sehen . Desktop-GUIs helfen dem Benutzer, einfach auf Dateien zuzugreifen und sie zu bearbeiten, während sie normalerweise nicht auf alle Funktionen des zugrunde liegenden Betriebssystems zugreifen. Stattdessen wird die traditionelle Befehlszeilenschnittstelle (CLI) immer noch verwendet, wenn die vollständige Kontrolle über das Betriebssystem erforderlich ist.

Eine Desktop-Umgebung besteht normalerweise aus Symbolen , Fenstern , Symbolleisten , Ordnern , Hintergrundbildern und Desktop-Widgets (siehe Elemente grafischer Benutzeroberflächen und WIMP ). Eine GUI kann auch Drag-and-Drop- Funktionalität und andere Funktionen bereitstellen , die die Desktop-Metapher vollständiger machen. Eine Desktop-Umgebung soll dem Benutzer eine intuitive Möglichkeit bieten, mit dem Computer zu interagieren, wobei Konzepte verwendet werden, die denen ähnlich sind, die bei der Interaktion mit der physischen Welt verwendet werden, wie z. B. Schaltflächen und Fenster.

Während der Begriff Desktop-Umgebung ursprünglich einen Stil von Benutzerschnittstellen beschrieb, der der Desktop-Metapher folgt, beschreibt er heute auch die Programme, die die Metapher selbst realisieren. Diese Verwendung wurde durch Projekte wie Common Desktop Environment , K Desktop Environment und GNOME populär gemacht .

Implementierung

Auf einem System, das eine Desktop-Umgebung bietet, ist im Allgemeinen ein Fenstermanager in Verbindung mit Anwendungen, die mit einem Widget-Toolkit geschrieben wurden, für den Großteil dessen verantwortlich, was der Benutzer sieht. Der Windowmanager unterstützt die Benutzerinteraktionen mit der Umgebung, während das Toolkit Entwicklern eine Softwarebibliothek für Anwendungen mit einem einheitlichen Aussehen und Verhalten bietet .

Ein Fenstersystem irgendeiner Art ist im Allgemeinen direkt mit dem zugrundeliegenden Betriebssystem und den Bibliotheken verbunden. Dies bietet Unterstützung für grafische Hardware, Zeigegeräte und Tastaturen. Der Window-Manager läuft im Allgemeinen auf diesem Windowing-System. Obwohl das Fenstersystem einige Fensterverwaltungsfunktionen bereitstellen kann, wird diese Funktionalität immer noch als Teil des Fenstermanagers betrachtet, der einfach zufällig vom Fenstersystem bereitgestellt wurde.

Anwendungen, die unter Berücksichtigung eines bestimmten Window-Managers erstellt wurden, verwenden normalerweise ein Windowing-Toolkit , das im Allgemeinen mit dem Betriebssystem oder Window-Manager bereitgestellt wird. Ein Windowing-Toolkit ermöglicht Anwendungen den Zugriff auf Widgets , die dem Benutzer eine konsistente grafische Interaktion mit der Anwendung ermöglichen.

Geschichte und allgemeine Nutzung

Die vorläufige Dynabook-Desktop-Umgebung (1976; auch bekannt als Smalltalk-76 auf Alto)

Die erste Desktop-Umgebung wurde von Xerox erstellt und in den 1970er Jahren mit dem Xerox Alto verkauft . Der Alto wurde von Xerox allgemein als Personal Office Computer angesehen; es scheiterte auf dem Markt an schlechtem Marketing und einem sehr hohen Preis. Mit der Lisa führte Apple eine Desktop-Umgebung auf einem erschwinglichen Personal Computer ein , die ebenfalls am Markt scheiterte.

Die Desktop-Metapher wurde 1984 durch den ursprünglichen Macintosh von Apple auf kommerziellen PCs populär gemacht und wurde seit den 1990er Jahren durch Windows von Microsoft weiter populär gemacht . Ab 2014 sind die beliebtesten Desktop-Umgebungen Nachkommen dieser früheren Umgebungen, einschließlich der Windows-Shell, die in Microsoft Windows verwendet wird , und der Aqua-Umgebung, die in macOS verwendet wird . Im Vergleich zu den X-basierten Desktop-Umgebungen, die für Unix-ähnliche Betriebssysteme wie Linux und FreeBSD verfügbar sind , haben die proprietären Desktop-Umgebungen von Windows und macOS relativ feste Layouts und statische Funktionen mit hochintegrierten "nahtlosen" Designs, die darauf abzielen, meist konsistente Kundenerfahrungen über alle Installationen hinweg.

Microsoft Windows dominiert den Marktanteil unter den Personalcomputern mit einer Desktop-Umgebung. Computer mit Unix-ähnlichen Betriebssystemen wie macOS, Chrome OS, Linux, BSD oder Solaris sind viel seltener; Ab 2015 gibt es jedoch einen wachsenden Markt für kostengünstige Linux-PCs mit dem X Window System oder Wayland mit einer breiten Auswahl an Desktop-Umgebungen. Zu den beliebtesten gehören Googles Chromebooks und Chromeboxes , Intels NUC , der Raspberry Pi usw.

Auf Tablets und Smartphones ist die Situation umgekehrt, wobei Unix-ähnliche Betriebssysteme den Markt dominieren, darunter iOS (von BSD abgeleitet), Android , Tizen , Sailfish und Ubuntu (alle von Linux abgeleitet). Microsofts Windows Phone , Windows RT und Windows 10 werden auf einer viel kleineren Anzahl von Tablets und Smartphones verwendet. Die Mehrheit der auf Handheld-Geräten dominierenden Unix-ähnlichen Betriebssysteme verwendet jedoch nicht die X11-Desktop-Umgebungen, die von anderen Unix-ähnlichen Betriebssystemen verwendet werden, sondern verlässt sich stattdessen auf Schnittstellen, die auf anderen Technologien basieren.

Desktopumgebungen für das X Window System

Eine kurze Zeitleiste der beliebtesten modernen Desktop-Umgebungen für Unix-ähnliche Betriebssysteme (graue Logos zeigen an, wann die Entwicklung des Projekts begann, während farbige Logos die erste Version des Projekts anzeigen)

Auf Systemen, die das X Window System ausführen (typischerweise Systeme der Unix-Familie wie Linux , die BSDs und formale UNIX- Distributionen), sind Desktop-Umgebungen viel dynamischer und können an die Benutzeranforderungen angepasst werden. In diesem Zusammenhang besteht eine Desktop-Umgebung typischerweise aus mehreren separaten Komponenten, darunter einem Fenstermanager (wie Mutter oder KWin ), einem Dateimanager (wie Files oder Dolphin ), einer Reihe von grafischen Themen , zusammen mit Toolkits (wie GTK+ und Qt ) und Bibliotheken zum Verwalten des Desktops. Alle diese einzelnen Module können ausgetauscht und unabhängig voneinander konfiguriert werden, um den Benutzern zu entsprechen, aber die meisten Desktop-Umgebungen bieten eine Standardkonfiguration, die mit minimalem Benutzer-Setup funktioniert.

Einige Window-Manager – wie IceWM , Fluxbox , Openbox , ROX Desktop und Window Maker – – enthalten relativ spärliche Desktop-Umgebungselemente, wie einen integrierten Spatial-File-Manager , während andere wie evilwm und wmii solche Elemente nicht bereitstellen. Nicht der gesamte Programmcode, der Teil einer Desktop-Umgebung ist, hat Auswirkungen, die für den Benutzer direkt sichtbar sind. Einige davon können Low-Level-Code sein. KDE stellt beispielsweise sogenannte KIO- Slaves bereit, die dem Benutzer Zugriff auf eine Vielzahl von virtuellen Geräten ermöglichen. Diese I/O-Slaves sind außerhalb der KDE-Umgebung nicht verfügbar.

1996 wurde KDE angekündigt, 1997 folgte die Ankündigung von GNOME . Xfce ist ein kleineres Projekt, das ebenfalls 1996 gegründet wurde und sich auf Geschwindigkeit und Modularität konzentriert, genau wie LXDE, das 2006 gestartet wurde. Ein Vergleich der Desktop-Umgebungen von X Window System zeigt die Unterschiede zwischen den Umgebungen. GNOME und KDE wurden normalerweise als dominante Lösungen angesehen, und diese werden immer noch oft standardmäßig auf Linux-Systemen installiert. Jeder von ihnen bietet:

Für Programmierer eine Reihe von Standard-APIs, eine Programmierumgebung und Richtlinien für die Benutzeroberfläche .
Für Übersetzer eine Infrastruktur für die Zusammenarbeit. KDE und GNOME sind in vielen Sprachen verfügbar.
Für Künstler ein Arbeitsplatz, um ihre Talente zu teilen.
Für Ergonomiespezialisten die Chance, das Arbeitsumfeld zu vereinfachen.
Für Entwickler von Drittanwendungen eine Referenzumgebung für die Integration. OpenOffice.org ist eine solche Anwendung.
Für Benutzer eine vollständige Desktop-Umgebung und eine Suite wichtiger Anwendungen. Dazu gehören ein Dateimanager, ein Webbrowser, ein Multimedia-Player, ein E-Mail-Client, ein Adressbuch, ein PDF-Reader, ein Fotomanager und eine Anwendung für Systemeinstellungen.

In den frühen 2000er Jahren erreichte KDE seine Reife. Die Projekte Appeal und ToPaZ konzentrierten sich darauf, neue Fortschritte in die nächsten Hauptversionen von KDE bzw. GNOME zu bringen. Obwohl GNOME und KDE weitgehend ähnliche Ziele anstreben, unterscheiden sie sich in ihrer Herangehensweise an die Benutzerergonomie. KDE ermutigt Anwendungen zur Integration und Interoperabilität, ist hochgradig anpassbar und enthält viele komplexe Funktionen, während gleichzeitig versucht wird, vernünftige Standardeinstellungen festzulegen. GNOME hingegen ist präskriptiver und konzentriert sich auf die feineren Details wesentlicher Aufgaben und die allgemeine Vereinfachung. Dementsprechend zieht jeder eine andere Benutzer- und Entwicklergemeinschaft an. Technisch gesehen gibt es zahlreiche Technologien, die allen Unix-ähnlichen Desktop-Umgebungen gemeinsam sind, am offensichtlichsten das X Window System . Dementsprechend wurde das Projekt freedesktop.org als informelle Kollaborationszone mit dem Ziel gegründet, Doppelarbeit zu reduzieren.

Da sich GNOME und KDE auf Hochleistungscomputer konzentrieren, bevorzugen Benutzer von weniger leistungsstarken oder älteren Computern häufig alternative Desktop-Umgebungen, die speziell für Systeme mit geringer Leistung erstellt wurden. Zu den am häufigsten verwendeten leichten Desktop-Umgebungen gehören LXDE und Xfce ; beide verwenden GTK+ , das gleiche zugrunde liegende Toolkit, das GNOME verwendet. Die MATE- Desktop-Umgebung, eine Abzweigung von GNOME 2, ist in Bezug auf die Verwendung von RAM und Prozessorzyklen mit Xfce vergleichbar, wird jedoch oft eher als Alternative zu anderen leichtgewichtigen Desktop-Umgebungen angesehen.

Eine Zeitlang genossen GNOME und KDE den Status der beliebtesten Linux-Desktop-Umgebungen; Später wurden andere Desktop-Umgebungen immer beliebter. Im April 2011 führte GNOME mit seiner Version 3 ein neues Schnittstellenkonzept ein , während eine beliebte Linux-Distribution Ubuntu seine eigene neue Desktop-Umgebung, Unity, einführte . Einige Benutzer zogen es vor, das traditionelle Schnittstellenkonzept von GNOME 2 beizubehalten , was dazu führte, dass MATE als GNOME 2-Fork erstellt wurde.

Beispiele für Desktop-Umgebungen

Die häufigste Desktopumgebung auf PCs ist die Windows-Shell in Microsoft Windows . Microsoft hat erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Windows-Shell optisch ansprechend zu gestalten. Als Ergebnis hat Microsoft eingeführt Theme - Unterstützung in Windows 98 , die verschiedenen Windows XP visuellen Stilen , die Aero - Marke in Windows Vista , die Microsoft Design - Sprache (Codename "Metro") in Windows 8 und der Fluent - Design - System und Windows - Spotlight in Windows10 . Die Windows-Shell kann über Shell-Erweiterungen erweitert werden .

Mainstream-Desktop-Umgebungen für Unix-ähnliche Betriebssysteme verwenden das X Window System und umfassen KDE , GNOME , Xfce , LXDE und Aqua , die alle von Benutzern ausgewählt werden können und nicht ausschließlich an das verwendete Betriebssystem gebunden sind.

Es gibt auch eine Reihe anderer Desktop-Umgebungen, darunter (aber nicht beschränkt auf) CDE , EDE , GEM , IRIX Interactive Desktop , Suns Java Desktop System , Jesktop , Mezzo , Project Looking Glass , ROX Desktop , UDE , Xito , XFast . Darüber hinaus existiert FVWM-Crystal , das aus einer mächtigen Konfiguration für den FVWM Windowmanager , einem Theme und weiteren Adds besteht und insgesamt einen "Baukasten" zum Aufbau einer Desktop-Umgebung bildet.

X Window Manager , die eigenständig nutzbar sein sollen – ohne eine weitere Desktop-Umgebung – enthalten auch Elemente, die an typische Desktop-Umgebungen erinnern, allen voran Enlightenment . Weitere Beispiele sind OpenBox , Fluxbox , WindowLab , Fvwm sowie Window Maker und Afterstep , die beide Merkmal der Nextstep GUI Look and Feel. Neuere Versionen einiger Betriebssysteme machen sich jedoch selbst konfigurieren.

Der Amiga- Ansatz für die Desktop-Umgebung war bemerkenswert: Die ursprüngliche Workbench- Desktop-Umgebung in AmigaOS entwickelte sich im Laufe der Zeit zu einer ganzen Familie von Nachkommen und alternativen Desktop-Lösungen. Einige dieser Nachkommen sind Scalos, der Ambient- Desktop von MorphOS und der Wanderer- Desktop des Open-Source-Betriebssystems AROS . WindowLab enthält auch Funktionen, die an die Amiga-Benutzeroberfläche erinnern. Die Directory Opus- Software von Drittanbietern , die ursprünglich nur ein Navigations-Dateiverwaltungsprogramm war , entwickelte sich zu einem vollständigen Amiga-Desktop-Ersatz namens Directory Opus Magellan.

OS/2 (und Derivate wie eComStation und ArcaOS ) verwenden die Workplace Shell . Frühere Versionen von OS/2 verwendeten den Presentation Manager .

Das BumpTop- Projekt war eine experimentelle Desktop-Umgebung. Sein Hauptziel besteht darin, das 2D-Paradigma durch eine "reale" 3D-Implementierung zu ersetzen, bei der Dokumente frei über einen virtuellen Tisch hinweg manipuliert werden können.