GUI

在图形用户界面中，计算机画面上显示窗口、图标、按钮等图形，表示不同目的之动作，用户通过鼠标等指针设备进行选择。

1、概念简介

GUI即人机交互图形化用户界面设计。纵观国际相关产业在图形化用户界面设计方面的发展现状，许多国际知名公司早已意识到GUI在产品方面产生的强大增值功能，以及带动的巨大市场价值，因此在公司内部设立了相关部门专门从事GUI的研究与设计，同业间也成立了若干机构，以互相交流GUI设计理论与经验为目的。随着中国IT产业，移动通讯产业，家电产业的迅猛发展，在产品的人机交互界面设计水平发展上日显滞后，这对于提高产业综合素质，提升与国际同等业者的竞争能力等等方面无疑起了制约的作用。

GUI是一种结合计算机科学、美学、心理学、行为学，及各商业领域需求分析的人机系统工程，强调人—机—环境三者作为一个系统进行总体设计。　　

这种面向客户的系统工程设计其目的是优化产品的性能，使操作更人性化，减轻使用者的认知负担，使其更适合用户的操作需求，直接提升产品的市场竞争力。

2、组成结构

桌面

在启动计算机时，桌面显示在界面中最底层。桌面也指代“桌面环境”，包括窗口、文件浏览器。通过在桌面上重叠显示窗口，可以实现多任务化。一般的界面中，桌面上放有各种应用程序和数据的图标，用户可以依此开始工作。桌面与既存的文件夹构成里面相违背，所以要以特殊位置的文件夹的参照形式来定义内容。墙纸，即桌面背景。可以设置为各种图片和各种附件，成为视觉美观的重要因素之一。

视窗

视窗又称窗口，是图形用户界面中设置的基本单元。应用程序和数据在窗口内实现一体化。在窗口中，用户可以在窗口中操作应用程序，进行数据的管理、生成和编辑。通常在窗口四周设有菜单、图标，数据放在*。在窗口中，根据各种数据/应用程序的内容设有标题栏，一般放在窗口的最上方，并在其中设有最大化、最小化（隐藏窗口，并非消除数据）、最前面、缩进（仅显示标题栏）等动作按钮。

单一文件界面

在窗口中，一个数据在一个窗口内完成的方式。在这种情况下，数据和显示窗口的数量是一样的。若要在其他应用程序的窗口使用数据，将相应生成新的窗口。因此窗口数量多，管理复杂。

多文件界面

在一个窗口之内进行多个数据管理的方式。这种情况下，窗口的管理简单化，但是操作变为双重管理。

标签

多文件界面的数据管理方式中使用的一种界面，将数据的标题在窗口中并排，通过选择标签标题显示必要的数据，这样使得接入数据方式变得更为便捷。上述中，多文件界面主要是微软视窗系统采用。而在其他环境中，通常多是单文件界面，所以无所谓单一/多文件界面的称呼问题。

菜单

菜单是将系统可以执行的命令以阶层的方式显示出来的一个界面。一般置于画面的最上方或者最下方，应用程序能使用的所有命令几乎全部都能放入。重要程度一般是从左到右，越往右重要度越低。命定的层次根据应用程序的不同而不同，一般重视文件的操作、编辑功能，因此放在最左边，然后往右有各种设置等操作，最右边往往设有帮助。一般使用鼠标的第一按钮进行操作。在Windows中，菜单既是Windows的缓存区的资源，还是用户的控件,它是RES资源的一部分，他不同于Windows中的任何代码。

即时菜单

即时菜单（又称功能表、上下文菜单（ContextMenu））与应用程序准备好的层次菜单不同，在菜单栏以外的地方，通过鼠标的第二按钮调出的菜单称为“即时菜单”。根据调出位置的不同，菜单内容即时变化，列出所指示的对象目前可以进行的操作。

图标

图示（Icon），亦作图标，广义上指所有有指示作用的标志，在中文中一般指电脑屏幕的桌面上用来指示用户运行各种操作的图像，作为字符显示的重要辅助。图标的大小多数都是一个正方形的像素矩阵，从16×16到256×256等不同大小。亦有一些系统可以使用矢量的图标，甚或一些大至512×512的图像矩阵。图标显示在管理数据的应用程序中的数据，或者显示应用程序本身。数据管理程序，即在文件夹中用户数据的管理、进行特定数据管理的程序的情况下，数据通过图标显示出来。通常情况下显示的是数据的内容或者与数据相关联的应用程序的图案。另外，点击数据的图标，一般可以之间完成启动相关应用程序以后再显示数据本身这两个步骤的工作。应用程序的图标只能用于启动应用程序。

按钮

菜单中，利用程度高的命令用图形表示出来，配置在应用程序中，成为按钮。应用程序中的按钮，通常可以代替菜单。一些使用程度高的命令，不必通过菜单一层层翻动才能调出，极大提高了工作效率。但是，各种用户使用的命令频率是不一样的，因此这种配置一般都是可以由用户自定义编辑。

回收站

为了实现文件删除的“假安全”功能而设置了“回收站”（垃圾桶）功能。在文件删除的时候，暂时将其移动到系统特定的地方，一旦用户发现删除错误，还可以将其找回，从而实现防止错误删除的目的。在麦金塔系统中，垃圾桶不仅可以删除文件，还可以进行各种各样对象的删除功能，如将可移动硬盘从系统中移出，将光盘从光驱中取出等等。

应用程序启动器

图形界面上启动应用程序有很多方式，有好几种操作系统都采用菜单形式的程序启动器。NEXTSTEP和MacOSX中有一种称为dock的操作面板型的工具，可以存放各种文件和应用程序的信息，并通过鼠标点击调出。4

3、任务管理

在图形用户界面中，用户操作是以窗口为单位的。除了MDI和MacOS以外，大多都是“窗口数量=任务数量”。因此在看整体界面的时候，怎样进行任务管理是很重要的。Windows等操作系统中，最常用的方式是在桌面上设置一个棒状的”任务栏“，放置各种窗口的图标和标题，确保系统的可操作性和可视性，方便对窗口进行管理。其他的方法包括，在桌面上的菜单中添加各个窗口管理菜单，在桌面上显示任务的图标，用虚拟桌面的方式表面增加桌面的数量等等。在MacOSX系统中使用Dock进行任务管理，但是还有Exposé进行窗口一览显示模式的功能。

4、界面操作

指针设备的操作

图形用户界面的基本操作是，用指针设备（一般是鼠标）进行指示操作，然后使用设备上的按钮（通常为两到三个）进行动作的激活。因此“位置”和“指示”都非常明了，从而实现可视操作。指示的内容根据位置而不同。在数据管理应用程序中，第一按钮进行指针所在位置数据的选择，而两次连续按钮（所谓“双击”）可以调出预制的应用程序开始处理数据。第二按钮通常用来显示即时菜单。第二按钮调出的菜单可以再用第一按钮进行选择打操作。第三按钮在XWindowSystem中比较常用。另外，最近四键、五键鼠标相继问世，各个按钮可以在操作系统中进行动作定义。

图形用户界面与键盘

和命令用户界面一样，键盘在图形用户界面仍是一个重要的设备。键盘不仅可以输入数据的内容，而且可以通过各种预先设置的“快捷键”等键盘组合进行命令操作达到和菜单操作一样的效果，并极大提高工作效率。

图形用户界面与各种设备

除了上述的设备以外，手写板等操作，特别是在图像数据操作中也扮演重要的角色。

触摸屏图形用户界面

现在还有很多一些用户界面，直接用手指、或者特殊的笔端触摸触摸屏上显示的按钮、图标进行各种操作，已经非常普及，如自动取款机，汽车导航、媒体播放器、游戏机等等，一般操作简捷，直观。苹果公司的iPhone手机还有装有支持多点触控的操作系统。

5、发展历史

XeroxAlto(1973)

第一个使用现代图形界面的个人电脑是XeroxAlto，设计于1973年，该系统并未商用，主要用于研究和大学。1973年4月，XeroxPARC(施乐公司帕洛阿尔托研究中心)开发了第一个GUI（graphicaluserinterface）图形用户界面，并研发出了第一台使用Alto操作系统的个人电脑，Alto首次将所有的元素都集中到现代图形用户界面中，它相当小，但却有着强大的处理图像信息和分享信息的能力，拥有“所见即所得”的文档编辑器，内置了大量的字体和文字格式。另外，XeroxPARC还开发了一种名为Smalltalk的程序语言和环境，它拥有自己的GUI环境（包括了弹出菜单、视窗、图标），计算机图形界面的新纪元开启了。

Xerox8010Star(1981)

这是第一台全集成桌面电脑，包含应用程序和图形用户界面（GUI），一开始叫TheXeroxStar，后改名为ViewPoint，最后又改名为GlobalView。

AppleLisaOfficeSystem1(1983)

又称LisaOS，这里的OS是OfficeSystem的缩写，苹果开发这款机器的初衷是作为文档处理工作站。不幸的是，这款机器的寿命并不长，很快被更便宜的Macintosh操作系统取代。LisaOS几个升级包括1983年的LisaOS2,1984年的LisaOS7/73.1。

VisiCorpVisiOn(1984)

VisiOn是为IBMPC开发的第一款桌面GUI，该系统面向大型企业，价格昂贵，使用基于鼠标的GUI，它内置安装程序与帮助系统，但尚未使用图标。

MacOSSystem1.0(1984)

System1.0是最早的Mac操作系统GUI，已经拥有现代操作系统的几项特点，基于窗体,使用图标。窗体可以用鼠标拖动，文件与文件夹可以通过拖放进行拷贝。

AmigaWorkbench1.0(1985)

一经发布，Amiga就领先时代。它的GUI包含诸如彩******形（四色:黑，白，蓝，橙），初级多任务，立体声以及多状态图标（选中状态和未选中状态）。

Windows1.0x(1985)

1985年，微软终于在图形用户界面大潮中占据了一席之地，Windows1.0是其第一款基于GUI的操作系统。使用了32x32像素的图标以及彩******形，其最有趣的功能是模拟时钟动画图标。

IRIX3(1984)

64位IRIX操作系统是为Unix设计的，它的一个有趣功能是支持矢量图标，这个功能远在MaxOSX面世前就出现了。

Windows2.0x(1987)

这个版本的Windows操作系统中对Windows的管理有了很大改进，Windows可以交叠，改变大小，最大化或最小化。

OS/21.x(releasedin1988)

OS/2最早由IBM和微软合作开发，然而1991年，随着微软将这些技术放到自己的Windows操作系统，两家公司决裂，IBM继续开发OS/2，OS/2使用的GUI被称为“PresentationManager（展示管理）”，这个版本的GUI只支持单色，以及固定图标。

NeXTSTEP/OPENSTEP1.0(1989)

SteveJobs心血来潮，想为大学和研究机构设计一款完美的电脑，他的这个设想后来造就了一家叫做NeXTComputer的公司。第一台NeXT计算机于1988年发布，不过到了1989年随着NeXTSTEP1.0GUI的发布才取得显著进展，该GUI后来演变成OPENSTEP。该GUI的图标很大，48x48像素，包含更多颜色，一开始是单色的，从1.0开始支持彩色，下图中已经可以看到现代GUI的影子。

OS/21.20(1989)

OS/2的下一个小版本在很多方面都做了改进，图标看上去更好看，窗体也显得更平滑。

Windows3.0(1990)

到Windows3.0,微软真正认识到GUI的威力，并对之进行大幅度改进。该操作系统已经支持标准或386增强模式，在增强模式中，可以使用640K以上的扩展内存，让更高的屏幕分辨率和更好的图形成为可能，比如可以支持SVGA800x600或1024x768。同时，微软聘请SusanKare设计Windows3.0的图标，为GUI注入统一的风格。

AmigaWorkbench2.04(1991)

该版GUI包含很多改进，桌面可以垂直分割成不同分辨率和颜色深度，在现在看来似乎有些奇怪。默认的分辨率是640x256，不过硬件支持更高的分辨率。

MacOSSystem7(1991)

MacOS7是第一款支持彩色的GUI，图标中加入了微妙的灰，蓝，黄阴影。

Windows3.1(1992)

该版本的Windows支持预装的TrueType字体，第一次使Windows成为可以用于印刷的系统。Windows3.0中，只能通过Adobe字体管理器（ATM）实现该功能。该版本同时包含一个叫做HotdogStand的配色主题。配色主题可以帮助某些色盲患者更容易看清图形。

OS/22.0(1992)

这是第一个获得世界认可并通过可用性与可访问性测试的GUI，整个GUI基于面向对象模式，每个文件和文件夹都是一个对象，可以同别的文件，文件夹与应用程序关联。它同时支持拖放式操作以及模板功能。

Windows95(1995)

Windows3.x之后，微软对整个用户界面进行了重新设计，这是第一个在窗口上加上关闭按钮的Windows版本。图标被赋予了各种状态（有效，无效，被选中等），那个著名的“开始”按钮也是第一次出现。对操作系统和GUI而言，这是微软的一次巨大飞跃。

OS/2Warp4(1996)

IBM终于争气地推出了OS/2Warp4。桌面上可以放置图标，也可以自己创建文件和文件夹，并推出一个类似Windows回收站和Mac垃圾箱的文件销毁器，不过一旦放进去进不能再恢复。

MacOSSystem8(1997)

该版本的GUI支持默认的256******标，MacOS8最早采用了伪3D图标，其灰蓝色彩主题后来成为MacOSGUI的标志。

Windows98(1998)

图标风格和Windows95几无二致，不过整个GUI可以使用超过256色进行渲染，Windows资源管理器改变巨大，第一次出现活动桌面。

KDE1.0(1998)

KDE是Linux的一个统一图形用户界面环境。

GNOME1.0(1999)

GNOME桌面主要为RedHatLinux开发，后来也被别的Linux采用。

MacOSX(2001)

2000年初，苹果宣布推出其Aqua界面，2001年，推出全新的操作系统MacOSX。默认的32x32,48x48被更大的128x128平滑半透明图标代替。该GUI一经推出立即招致大量批评，似乎用户都如此大的变化还不习惯，不过没过多久，他们呢就接受了这种新风格，如今这种风格已经成了MacOS的招牌。

WindowsXP(2001)

每一次微软推出重要的操作系统版本，其GUI也必定有巨大的改变，WindowsXP也不例外，这个GUI支持皮肤，用户可以改变整个GUI的外观与风格，默认图标为48x48，支持上百万颜色。

KDE3(2002)

自1.0版发布以来，KDE有了长足的改进，对所有图形和图标进行了改进并统一了用户体验。

WindowsVista(2007)

这是微软向其竞争对手做出的一个挑战，Vista中同样包含很多3D和动画，自Windows98以来，微软一直尝试改进桌面，在Vista中，他们使用类似饰件的机制替换了活动桌面。

MacOSXLeopard(2007)

对于第六代MaxOSX，苹果又一次对用户界面做出改进。基本的GUI仍是Aqua，但看上去更3D一些，也包含了3D停靠坞以及很多动画与交互功能。

KDE(v4.0Jan.2009,v4.2Mar.2009)

KDE4的GUI提供了很多新改观，如动画的，平滑的，有效的窗体管理，图标尺寸可以很容易调整，几乎任何设计元素都可以轻松配置。相对前面的版本绝对是一个巨大的改进。

6、GUI应用程序

LinuxGUI

Linux是一种类UNIX操作系统。在UNIX发展的早期，类UNIX操作系统根本没有图形操作界面，只有字符工作模式。后来随着GUI的发展，在类UNIX操作系统上开发了XWindows系统，使类UNIX系统有了图形用户界面。虽然图形用户界面操作简单，但是字符操作方式仍然沿用至今，主要是因为以下几个方面：

1.在字符操作方式下可以高效的完成所有的任务，尤其是系统管理任务。

2.系统管理任务通常在远程进行，而远程登陆后进入的是字符工作方式。

3.由于使用字符界面不用启动图形工作环境，大大地节省了系统资源开销。图形界面是指像Windows那样的操作界面，计算机画面上显示窗口、图标、按钮等图形表示不同目的的动作，用户通过鼠标等指针设备进行选择。字符界面是指字符界面就是操作系统或应用软件的界面,和操作都是字符实现，类似我们在Windows里面的允许的界面差不多。在字符界面中是通过键盘输入操作命令控制操作系统实现操作的。

WindowsGUI

1980年3月，苹果公司的创始人史蒂夫·乔布斯在一次会议上介绍了他在硅谷施乐公司参观时发现的一项技术--图形用户界面(GUI，GraphicUserInterface)技术，微软公司总裁比尔·盖茨听了后，也意识到这项技术潜在的价值，于是带领微软公司开始了GUI软件--Windows的开发工作。

在net中，可以使用C#开发两种形式的GUI应用程序，WinForms和WebForms.

WinForms应用程序开发：传统的Windows桌面应用程序，像VB6一样对控件进行拖拽和编码。

WebForm应用程序开发：ASP.NET应用程序，类似于Windows应用程序开发。