Anwendungsprogramme `verlassen' zunehmend den Schreibtisch und werden stattdessen in einer Vielzahl unterschiedlicher Umgebungen eingesetzt. Bei der Entwicklung einer Anwendung ist es unmöglich vorherzusehen in welchen Umgebungen sie einmal verwendet werden wird. Ein gutes Beispiel hierfür liefern Web Anwendungen. Auf sie greift der Nutzer mit unterschiedlichen Browsern zu. Die Umgebungen aus denen auf Anwendungen zugegriffen wird, sind zunehmend keine typischen Schreibtisch Umgebungen mehr, sondern sogenannte post-desktop Umgebungen. In ihnen werden viele verschiedene Interaktionsgeräte jenseits von Tastatur, Maus und Bildschirm verwendet und sogar Föderationen aus mehreren Geräten zur Interaktion mit einer einzigen Anwendung. Post-desktop Umgebungen verfügen in der Regel nicht über eine schnelle Netzwerkverbindung, so dass der Nutzer störende Latenzzeiten bei der Interaktion mit Anwendungen in Kauf nehmen muss.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der System Infrastruktur, die notwendig ist, um sicherzustellen, dass Anwendungen komfortabel in beliebigen post-desktop Umgebungen verwendet werden können. Dabei ist das Ziel, die vorhandene System Infrastruktur des Webs zu erweitern. Im einzelnen heißt das, es müssen i) die neuartigen Interaktionsgeräte in post-desktop Umgebungen unterstützt werden, ii) Mittel bereitgestellt werden, um mit der Dynamik dieser Umgebungen, in denen Ressourcen nur noch lose gekoppelt sind, umzugehen, und iii) die vom Nutzer empfundene Latenz bei der Interaktion muss reduziert werden.

Im Hinblick auf diese Ziele liefert die vorliegende Arbeit folgende Beiträge.

Ein neues theoretisches Modell zur Beschreibung und zum besseren Verständnis des Problems der Verwendung von Anwendungen in post-desktop Umgebungen.

Um die unterschiedlichen Ressourcen in post-desktop Umgebungen zu nutzen, muss eine Anwendung gleichzeitig Eingabedaten von beliebigen Ressourcen verarbeiten und die Ausgabe an den Benutzer modifizieren können. Existierende Ansätze unterstützen nur jeweils einen der beiden Aspekte gleichzeitig. Entweder sind sie optimiert für die Verarbeitung von Eingabe, wobei sie auf eine Pipeline-Architektur zurückgreifen und dann keine Möglichkeiten zur Modifikation der Ausgabe zur Verfügung stellen, oder, sie sind optimiert für die Modifikation der Ausgabe. In diesem Fall können sie lediglich Eingabedaten von Maus und Tastatur verarbeiten. Diese Arbeit schlägt einen Ansatz vor, der diese Beschränkungen aufhebt. Mit dem Konzept der Interaktionsstrategien, umgesetzt im MundoMonkey System kann man, dank der Anbindung der MundoCore Middleware, Eingabedaten beliebiger Quellen flexibel verarbeiten und gleichzeitig die Ausgabe zum Benutzer unter Verwendung der mächtigen DOM Schnittstelle des Webbrowsers modifizieren. Dieser Ansatz wurde evaluiert, indem mehrere Interaktionsstrategien für ausgewählte post-desktop Umgebungen implementiert wurden. So z.B. eine Strategie für sprachbasierte Interaktion mit Webseiten, die sich in einer Studie gegenüber herkömmlichen Ansätzen als überlegen herausstellte.

In post-desktop Umgebungen muss mit Ressourcendynamik umgegangen werden. Ressourcen erscheinen und verschwinden in diesen Umgebungen. Der Nutzer muss die Möglichkeit haben, die verwendeten Anwendungen und Ressourcen effizient zu kontrollieren. Diese Arbeit stellt ein funktional vollständiges meta UI vor, das es dem Nutzer ermöglicht, Anwendungen und die post-desktop Umgebung zu kontrollieren, was mit bisher existierenden Ansätzen nicht möglich ist. Das vorgestellte MineManager meta UI ist das erste, das ermöglicht, ein digitales meta UI vollständig synchron mit den physischen Veränderungen in der Umgebung zu halten. Eine Implementierung für das iPhone und die MundoCore Middleware, genannt MineExplorer, wurde evaluiert. Studien haben die Tauglichkeit des Konzeptes belegt.

Das Problem der Latenz bei der Interaktion mit Web Anwendungen wurde schon in zahlreichen anderen Arbeiten behandelt. Der in dieser Arbeit vorgeschlagene Ansatz MundoProxy ist der erste, der in mobilen Umgebungen eingesetzt werden kann und der zudem keine Änderungen bei der Implementierung des back-ends der Webanwendung oder der Webanwendung selbst voraussetzt. Unabhängigkeit von der Webanwendung wird durch die Verwendung von intelligenten Vorhersagealgorithmen, die zukünftige Nutzeranfragen auf Basis vorhergehender Anfragen vorhersagen, erreicht. Die Eigenheiten mobiler Umgebungen werden durch den Huckepack Ansatz adressiert, der es ermöglicht die Netzwerkbandbreite und Batterielaufzeit des Mobilgeräts effizient zu nutzen. Die Evaluierung zeigt, dass sich mit diesem Ansatz die vom Benutzer bemerkte Latenz um bis zu $25\%$ reduzieren lässt.

Schließlich beschreibt diese Arbeit das MundoWeb System, das alle drei oben beschriebenen Komponenten in eine abwärtskompatible Erweiterung der Web Infrastruktur integriert, die die Anforderungen zur Interaktion in post-desktop Umgebungen erfüllt.