軟件工程第10章課件

第10章 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面（Human-ComputerInterface，簡稱HCI）又稱人-機(jī)接口或用戶界面，它是用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換信息的媒介，更是用戶使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合操作環(huán)境。設(shè)計(jì)用戶界面不僅需要計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論和知識，而且需要認(rèn)知心理學(xué)以及人-機(jī)工程學(xué)、語言學(xué)等學(xué)科的知識。本章討論人的因素、人機(jī)界面風(fēng)格、人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程和人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則。第10章 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面（Human-Computer110.1人的因素所謂“人的因素”有三層含義：①人對感知過程的認(rèn)識，包括視覺、閱讀時(shí)的認(rèn)知心理、記憶、歸納與演繹推理等；②用戶已有的技能和行為方式；③用戶所要求完成的整個(gè)任務(wù)以及用戶對人機(jī)交互部分的特殊要求。10.1人的因素所謂“人的因素”有三層含義：210.1.1人類感知基礎(chǔ)感官是人類認(rèn)知客觀世界的初始通道。因此，設(shè)計(jì)人機(jī)界面要充分考慮視覺、觸覺和聽覺的作用，這樣才能使用戶有效地從系統(tǒng)獲取信息，并存入記憶中，并通過大腦用歸納和演繹的方法進(jìn)行推理。大多數(shù)人機(jī)界面都在可視介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)，此時(shí)，用戶總是眼腦并用，并根據(jù)所顯示的內(nèi)容、體積、形狀、顏色、方向、移動和其他表現(xiàn)解釋所獲可視信息。如何表示這些可視信息是設(shè)計(jì)“友好”界面的關(guān)鍵。10.1.1人類感知基礎(chǔ)感官是人類認(rèn)知客觀世界的初始通道310.1.1人類感知基礎(chǔ)閱讀——從正文中提取信息仍為大多數(shù)界面的主要活動。人們首先對可視的句式（patterns）進(jìn)行解碼，然后在大腦內(nèi)檢索字或短語的意思。這個(gè)過程的快慢受到眼球運(yùn)動模式的控制，字號、字體、行長、大小寫、位置和顏色等諸多因素也會直接影響到信息提取的難易程度。10.1.1人類感知基礎(chǔ)閱讀——從正文中提取信息仍為大多410.1.1人類感知基礎(chǔ)人腦的組成：短期記憶系統(tǒng)（Short?TermMemory，STM）長期記憶系統(tǒng)（Long?TermMemory，LTM）。感官輸入（視、聽、觸）一開始放在“緩沖區(qū)”中，隨即存入STM，STM中的信息可立即重用。但緩沖區(qū)的大小、STM中信息可重用的時(shí)間間隔都十分有限。知識—指語法、語義信息，一般存在LTM中，它們是人對事物做出反應(yīng)的依據(jù)。因此，系統(tǒng)分析員在說明人機(jī)界面時(shí)，若對STM和（或）LTM有什么過分要求，必將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。10.1.1人類感知基礎(chǔ)人腦的組成：510.1.1人類感知基礎(chǔ)大多數(shù)人遇到問題時(shí)并不進(jìn)行形式的演繹和歸納推理，而是使用一組啟發(fā)式策略。這組策略是從以往對類似問題的處理中逐漸獲得的。因此，設(shè)計(jì)人機(jī)界面時(shí)還應(yīng)便于用戶積累有關(guān)交互工作的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要注意這些啟發(fā)式策略的一致性，不宜受特殊交互領(lǐng)域的影響。10.1.1人類感知基礎(chǔ)大多數(shù)人遇到問題時(shí)并不進(jìn)行形式的610.1.2用戶的技能用戶本身的技能，個(gè)性上的差異，行為方式的不同，都會對人機(jī)界面造成影響。終端用戶的技能，直接影響到他從人機(jī)界面上獲取信息、對系統(tǒng)做出反應(yīng)、以及使用啟發(fā)式策略與系統(tǒng)和諧地進(jìn)行交互的能力。大多數(shù)情況下，特定領(lǐng)域的知識比廣泛的教育和智慧更重要。此外，每個(gè)人的個(gè)性又往往與思維方式或認(rèn)知方式相聯(lián)系。因此理想的人機(jī)界面應(yīng)針對具有典型個(gè)性的特定的一類用戶設(shè)計(jì)，不過目前在這方面可供人機(jī)界面設(shè)計(jì)人員參考的經(jīng)驗(yàn)還很貧乏。10.1.2用戶的技能用戶本身的技能，個(gè)性上的差異，行為710.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用軟件系統(tǒng)，大多數(shù)情況下是為了追求速度、效率、精度或降低成本，使那些原來由手工或其他方式完成的任務(wù)能自動（或半自動）地完成。因任務(wù)本身基本不變，用戶自然要求人機(jī)界面能提供一個(gè)他早已熟悉，并感到親切自然的環(huán)境。10.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用軟件系統(tǒng)，810.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求任務(wù)千差萬別，但大致可分為下面幾類：1．通信型任務(wù)（communicationtask）：使信息從生產(chǎn)者傳遞到使用者的活動。2．對話型任務(wù)（dialoguetask）：使用戶能指揮和控制與系統(tǒng)交互的活動。3．認(rèn)知型任務(wù)（cognitivetask）：獲得信息即可執(zhí)行的活動，或與系統(tǒng)功能關(guān)聯(lián)的活動。4．控制型任務(wù)（controltask）：允許用戶對信息及其他任務(wù)處理的順序進(jìn)行控制的活動。具體開發(fā)這些任務(wù)時(shí)，將用到用戶界面設(shè)計(jì)技術(shù)——任務(wù)分析和建模。10.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求任務(wù)千差萬別，但大致可分910.2人機(jī)界面風(fēng)格人機(jī)界面的風(fēng)格——四代。第一代界面——命令和詢問方式。通信完全以正文形式并通過用戶命令和用戶對系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。例如：D>runprog1.exe/debug='on'/out=pl/in=t1/alloc=1000kRUNALLOCATIONTOBEQUEUED?>>yesAUTOMATICCHECKPOINTINGINTERVAL?>>5缺點(diǎn)：易出錯(cuò)、不友好，且不易于學(xué)習(xí)。10.2人機(jī)界面風(fēng)格人機(jī)界面的風(fēng)格——四代。1010.2人機(jī)界面風(fēng)格第二代界面——簡單的菜單式，例如：chooseprogramoptionthatisdesired:1=inputdatamanually2=inputdatafromexistingdatafile3=performsimplifiedanalysis4=performdetailedanalysis5=producetabularoutput6=producegraphicaloutput7=otheroptionsclassesselectoption?_這種方式與命令行方式相比不易出錯(cuò)，但使用起來仍然乏味。10.2人機(jī)界面風(fēng)格第二代界面——簡單的菜單式，例如：1110.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面——面向窗口的點(diǎn)選界面（pointandpickinterface）亦稱為WIMP界面，即：窗口（windows）、四位一體，圖標(biāo)（icons）、形成桌面菜單（menus）、（desktop）指示器（pointingdevice）10.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面——面向窗口的點(diǎn)選界面1210.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面的優(yōu)點(diǎn)1．能同時(shí)顯示不同種類的信息，使用戶可在幾個(gè)工作環(huán)境中切換而不丟失幾個(gè)工作之間的聯(lián)系，窗口使用戶能自如地執(zhí)行許多通信型和認(rèn)知型任務(wù)。2．用戶通過下拉式菜單（pull?downmenu）可方便地執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)。3．引入圖標(biāo)、下拉式菜單、按鈕和滾動條技術(shù)，可大大減少鍵盤輸入，這對那些不精于打字的用戶無疑提高了交互效率，極大地推動了計(jì)算機(jī)應(yīng)用。10.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面的優(yōu)點(diǎn)1310.2人機(jī)界面風(fēng)格第四代界面：最新一代HCI，把第三代HCI技術(shù)與超文本、多任務(wù)概念結(jié)合起來，使用戶可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)（以用戶的觀點(diǎn)）。第四代界面已出現(xiàn)在許多工作站和高性能PC機(jī)上。10.2人機(jī)界面風(fēng)格第四代界面：1410.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程可分為下面幾個(gè)步驟：1）創(chuàng)建系統(tǒng)功能的外部模型；2）確定為完成此系統(tǒng)功能人和計(jì)算機(jī)應(yīng)分別完成的任務(wù)；3）考慮界面設(shè)計(jì)中的典型問題；4）借助CASE工具構(gòu)造界面原型；5）實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型；6）評估界面質(zhì)量。10.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程可分為下面幾個(gè)步1510.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過程中先后涉及四個(gè)模型：1）由軟件工程師創(chuàng)建的設(shè)計(jì)模型（designmodel），2）由人機(jī)工程師（或軟件工程師）創(chuàng)建的用戶模型（usermodel），3）終端用戶對未來系統(tǒng)的假想（systemperception或user'smodel）4）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象（systemimage）。一般來說，這四個(gè)模型之間差別很大，界面設(shè)計(jì)時(shí)要充分平衡四者之間的差異，設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致的界面。10.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過程中先后1610.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型設(shè)計(jì)模型主要考慮軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)和過程性描述，界面設(shè)計(jì)一般只作為附屬品；用戶模型概括了終端用戶的大致情況，只有對假想用戶的情況有所了解，才能設(shè)計(jì)出有效的用戶界面；系統(tǒng)假想是終端用戶主觀想象的系統(tǒng)映象，它描述了期望系統(tǒng)能提供的操作，至于這些描述的準(zhǔn)確程度，則完全依賴于用戶的情況和他對軟件的熟悉程度；系統(tǒng)映象是系統(tǒng)的外部特征（指界面形式和感觀）與所有支撐信息（書、手冊）的總和，一般來說，若系統(tǒng)映象能與系統(tǒng)假想吻合，用戶即對系統(tǒng)感到滿意并能有效地使用它。10.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型設(shè)計(jì)模型主要考慮軟件的數(shù)據(jù)1710.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型為了達(dá)到上述模型間的統(tǒng)一，建立設(shè)計(jì)模型時(shí)應(yīng)充分考慮用戶模型中給出的信息，系統(tǒng)映象必須準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的語法和語義信息?？傊?，只有了解用戶、了解任務(wù)，才能設(shè)計(jì)出好的用戶界面。10.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型為了達(dá)到上述模型間的統(tǒng)一，1810.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析有兩種途徑。一種是從實(shí)際出發(fā)，通過對原有處于手工或半手工狀態(tài)下的應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，將其映射為在人機(jī)界面上執(zhí)行的一組類似的任務(wù)。另一種是通過研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，導(dǎo)出一組與設(shè)計(jì)模型、用戶模型和系統(tǒng)假想相協(xié)調(diào)的用戶任務(wù)。10.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析有兩種途徑。1910.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析采用的技術(shù)：逐步求精技術(shù)——可把任務(wù)不斷劃分為子任務(wù)，直至對每個(gè)任務(wù)的表達(dá)都十分清楚。面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)——可識別出與應(yīng)用有關(guān)的所有客觀的對象以及與對象關(guān)聯(lián)的動作。10.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析采用的技術(shù)：20界面設(shè)計(jì)一旦每個(gè)任務(wù)或動作定義清晰，界面設(shè)計(jì)即可開始。界面設(shè)計(jì)首先要完成下列工作：1．確定任務(wù)的目標(biāo)和含義；2．將每個(gè)目標(biāo)/含義映射為一系列特定動作；3．說明這些動作將來在界面上執(zhí)行的順序；4．指明各個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)，即上述各動作序列中每個(gè)動作在界面上執(zhí)行時(shí)界面呈現(xiàn)的形式；5．定義控制機(jī)制，即便于用戶修改系統(tǒng)狀態(tài)的一些設(shè)置和操作；6．說明控制機(jī)制怎樣作用于系統(tǒng)狀態(tài)；7．指明用戶應(yīng)怎樣根據(jù)界面上反映出的信息解釋系統(tǒng)的狀態(tài)。界面設(shè)計(jì)一旦每個(gè)任務(wù)或動作定義清晰，界面設(shè)計(jì)即可開2110.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題設(shè)計(jì)人機(jī)界面，必須考慮四個(gè)方面：系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間；用戶求助機(jī)制；錯(cuò)誤信息處理；命令方式。1）系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間指當(dāng)用戶執(zhí)行了某個(gè)控制動作后（如，點(diǎn)擊鼠標(biāo)器等），系統(tǒng)做出反應(yīng)的時(shí)間（指輸出信息或執(zhí)行對應(yīng)的動作）。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過長、不同命令在響應(yīng)時(shí)間上的差別過于懸殊，用戶將難以接受。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題設(shè)計(jì)人機(jī)界面，必須考慮四個(gè)2210.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題2）用戶都希望得到聯(lián)機(jī)幫助。聯(lián)機(jī)求助系統(tǒng)有兩類：集成式和疊加式。①集成式求助一般都與軟件設(shè)計(jì)同時(shí)考慮，上下文敏感，整個(gè)求助過程快捷而友好；②疊加式求助一般是在軟件完成后附上一個(gè)受限的聯(lián)機(jī)用戶手冊。此外，還要考慮諸如幫助范圍（僅考慮部分還是全部功能）、用戶求助的途徑、幫助信息的顯示、用戶如何返回正常交互工作及幫助信息本身如何組織等一系列問題。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題2）用戶都希望得到聯(lián)機(jī)幫助2310.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題3）錯(cuò)誤信息處理出錯(cuò)信息應(yīng)選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語描述，同時(shí)還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯(cuò)誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯(cuò)信息時(shí)，若輔以聽覺（如鈴聲）、視覺（專用顏色）刺激，則效果更佳。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題3）錯(cuò)誤信息處理2410.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題4）命令方式鍵盤命令曾經(jīng)一度是用戶與軟件系統(tǒng)之間最通用的交互方式，隨著面向窗口的點(diǎn)選界面的出現(xiàn)，鍵盤命令雖不再是唯一的交互形式，但許多有經(jīng)驗(yàn)的熟練的軟件人員仍喜愛這一方式，更多的情形是菜單與鍵盤命令并存，供用戶自由選用。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題4）命令方式2510.3.4實(shí)現(xiàn)工具用戶界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過程，直至與用戶模型和系統(tǒng)假想一致為止。修改設(shè)計(jì)創(chuàng)建新界面原型用戶評審界面創(chuàng)建界面原型1初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員分析用戶評審意見界面設(shè)計(jì)完畢圖12-3-1界面設(shè)計(jì)演進(jìn)過程10.3.4實(shí)現(xiàn)工具用戶界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過程，直至與用2610.3.4實(shí)現(xiàn)工具為支持這種迭代式設(shè)計(jì)，大量的用戶界面快速原型工具涌現(xiàn)出來：用戶界面工具箱（userinterfacetoolkits）或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)（userinterfacedevelopmentsystems）。這些工具通過提供現(xiàn)成的模塊和對象，包括窗口、菜單、設(shè)備交互、出錯(cuò)信息和命令等。10.3.4實(shí)現(xiàn)工具為支持這種迭代式設(shè)計(jì)，大量的用戶界面2710.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則與標(biāo)準(zhǔn)人機(jī)界面設(shè)計(jì)得好壞與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有直接的關(guān)系，本節(jié)從一般可交互性、信息顯示和數(shù)據(jù)輸入三個(gè)方面簡單介紹一些界面設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。10.4.1一般可交互性提高可交互性的措施：1．在同一用戶界面中，所有的菜單選擇、命令輸入、數(shù)據(jù)顯示和其他功能應(yīng)始終保持同一種形式和風(fēng)格；2．通過向用戶提供視覺和聽覺上的反饋，保持用戶與界面間的雙向通信；10.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則與標(biāo)準(zhǔn)人機(jī)界面設(shè)計(jì)得好壞與設(shè)計(jì)2810.4.1一般可交互性提高可交互性的措施：3.對所有可能造成損害的動作，堅(jiān)持要求用戶確認(rèn)，例如，提問“你確實(shí)要刪除…？”；4．對大多數(shù)動作應(yīng)允許恢復(fù)（UNDO）；5．盡量減少用戶記憶的信息量；6．提高對話、移動和思考的效率，即最大可能地減少擊鍵次數(shù)，縮短鼠標(biāo)移動的距離，避免使用戶產(chǎn)生無所適從的感覺；7．用戶出錯(cuò)時(shí)采取寬容的態(tài)度；8．按功能分類組織界面上的活動；9．提供上下文敏感的求助系統(tǒng)；10．用簡短的動詞和動詞短語提示命令。10.4.1一般可交互性提高可交互性的措施：2910.4.2信息顯示信息顯示的形式和方式的一些原則：1．僅顯示與當(dāng)前上下文有關(guān)的信息；2．采用簡單明了的表達(dá)方式，避免用戶置身于大量的數(shù)據(jù)中；3．采用統(tǒng)一的標(biāo)號、約定俗成的縮寫和預(yù)先定義好的顏色；4．允許用戶對可視環(huán)境進(jìn)行維護(hù)，如放大、縮小圖象；10.4.2信息顯示信息顯示的形式和方式的一些原則：3010.4.2信息顯示信息顯示的形式和方式的一些原則：5．只顯示有意義的出錯(cuò)信息；6．用大、小寫，縮進(jìn)和按意群分組等方法提高可理解性；7．用窗口（在適合的情況下）分隔不同種類的信息；8．用“類比”手法，生動形象地表示信息；9．合理劃分并高效使用顯示屏。10.4.2信息顯示信息顯示的形式和方式的一些原則：3110.4.3數(shù)據(jù)輸入用戶與系統(tǒng)交互的大部分時(shí)間用于輸入命令，提供數(shù)據(jù)或系統(tǒng)要求的其他輸入信息。目前，鍵盤仍為最常用的輸入設(shè)備，但鼠標(biāo)、數(shù)字化儀、甚至語言識別系統(tǒng)正迅速成為替代品。數(shù)據(jù)輸入的一般準(zhǔn)則：1．盡量減少用戶輸入的動作；2．保證信息顯示方式與數(shù)據(jù)輸入方式的協(xié)調(diào)一致；10.4.3數(shù)據(jù)輸入用戶與系統(tǒng)交互的大部分時(shí)間用于輸入命3210.4.3數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入的一般準(zhǔn)則：3.允許用戶定做輸入格式；4．采用靈活多樣的交互方式，允許用戶自選輸入方式；5．隱藏當(dāng)前狀態(tài)下不可選用的命令；6．允許用戶控制交互過程；7．為所有輸入動作提供幫助信息；8．去除所有無實(shí)際意義的輸入，盡量采用缺省值。10.4.3數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)輸入的一般準(zhǔn)則：3310.4.4人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)人們普遍認(rèn)識到，迫切需要推行用戶界面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這將給開發(fā)者和終端用戶雙方都帶來便利。目前，最通用的界面標(biāo)準(zhǔn)是X?Windows系統(tǒng)，它定義了人機(jī)界面設(shè)計(jì)的語法和語義，提供了一套用于創(chuàng)建顯示（display）、窗口（window）和圖形（graphics）的工具，以及有關(guān)資源處理（resourcehandling）、設(shè)備交互（deviceinteraction）和事件處理（eventhandling）的一套協(xié)議。10.4.4人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)人們普遍認(rèn)識到，迫切需要推行用戶34第10章 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面（Human-ComputerInterface，簡稱HCI）又稱人-機(jī)接口或用戶界面，它是用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)交換信息的媒介，更是用戶使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的綜合操作環(huán)境。設(shè)計(jì)用戶界面不僅需要計(jì)算機(jī)科學(xué)的理論和知識，而且需要認(rèn)知心理學(xué)以及人-機(jī)工程學(xué)、語言學(xué)等學(xué)科的知識。本章討論人的因素、人機(jī)界面風(fēng)格、人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程和人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則。第10章 人機(jī)界面設(shè)計(jì)人機(jī)界面（Human-Computer3510.1人的因素所謂“人的因素”有三層含義：①人對感知過程的認(rèn)識，包括視覺、閱讀時(shí)的認(rèn)知心理、記憶、歸納與演繹推理等；②用戶已有的技能和行為方式；③用戶所要求完成的整個(gè)任務(wù)以及用戶對人機(jī)交互部分的特殊要求。10.1人的因素所謂“人的因素”有三層含義：3610.1.1人類感知基礎(chǔ)感官是人類認(rèn)知客觀世界的初始通道。因此，設(shè)計(jì)人機(jī)界面要充分考慮視覺、觸覺和聽覺的作用，這樣才能使用戶有效地從系統(tǒng)獲取信息，并存入記憶中，并通過大腦用歸納和演繹的方法進(jìn)行推理。大多數(shù)人機(jī)界面都在可視介質(zhì)上實(shí)現(xiàn)，此時(shí)，用戶總是眼腦并用，并根據(jù)所顯示的內(nèi)容、體積、形狀、顏色、方向、移動和其他表現(xiàn)解釋所獲可視信息。如何表示這些可視信息是設(shè)計(jì)“友好”界面的關(guān)鍵。10.1.1人類感知基礎(chǔ)感官是人類認(rèn)知客觀世界的初始通道3710.1.1人類感知基礎(chǔ)閱讀——從正文中提取信息仍為大多數(shù)界面的主要活動。人們首先對可視的句式（patterns）進(jìn)行解碼，然后在大腦內(nèi)檢索字或短語的意思。這個(gè)過程的快慢受到眼球運(yùn)動模式的控制，字號、字體、行長、大小寫、位置和顏色等諸多因素也會直接影響到信息提取的難易程度。10.1.1人類感知基礎(chǔ)閱讀——從正文中提取信息仍為大多3810.1.1人類感知基礎(chǔ)人腦的組成：短期記憶系統(tǒng)（Short?TermMemory，STM）長期記憶系統(tǒng)（Long?TermMemory，LTM）。感官輸入（視、聽、觸）一開始放在“緩沖區(qū)”中，隨即存入STM，STM中的信息可立即重用。但緩沖區(qū)的大小、STM中信息可重用的時(shí)間間隔都十分有限。知識—指語法、語義信息，一般存在LTM中，它們是人對事物做出反應(yīng)的依據(jù)。因此，系統(tǒng)分析員在說明人機(jī)界面時(shí)，若對STM和（或）LTM有什么過分要求，必將導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。10.1.1人類感知基礎(chǔ)人腦的組成：3910.1.1人類感知基礎(chǔ)大多數(shù)人遇到問題時(shí)并不進(jìn)行形式的演繹和歸納推理，而是使用一組啟發(fā)式策略。這組策略是從以往對類似問題的處理中逐漸獲得的。因此，設(shè)計(jì)人機(jī)界面時(shí)還應(yīng)便于用戶積累有關(guān)交互工作的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)要注意這些啟發(fā)式策略的一致性，不宜受特殊交互領(lǐng)域的影響。10.1.1人類感知基礎(chǔ)大多數(shù)人遇到問題時(shí)并不進(jìn)行形式的4010.1.2用戶的技能用戶本身的技能，個(gè)性上的差異，行為方式的不同，都會對人機(jī)界面造成影響。終端用戶的技能，直接影響到他從人機(jī)界面上獲取信息、對系統(tǒng)做出反應(yīng)、以及使用啟發(fā)式策略與系統(tǒng)和諧地進(jìn)行交互的能力。大多數(shù)情況下，特定領(lǐng)域的知識比廣泛的教育和智慧更重要。此外，每個(gè)人的個(gè)性又往往與思維方式或認(rèn)知方式相聯(lián)系。因此理想的人機(jī)界面應(yīng)針對具有典型個(gè)性的特定的一類用戶設(shè)計(jì)，不過目前在這方面可供人機(jī)界面設(shè)計(jì)人員參考的經(jīng)驗(yàn)還很貧乏。10.1.2用戶的技能用戶本身的技能，個(gè)性上的差異，行為4110.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用軟件系統(tǒng)，大多數(shù)情況下是為了追求速度、效率、精度或降低成本，使那些原來由手工或其他方式完成的任務(wù)能自動（或半自動）地完成。因任務(wù)本身基本不變，用戶自然要求人機(jī)界面能提供一個(gè)他早已熟悉，并感到親切自然的環(huán)境。10.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求設(shè)計(jì)交互式應(yīng)用軟件系統(tǒng)，4210.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求任務(wù)千差萬別，但大致可分為下面幾類：1．通信型任務(wù)（communicationtask）：使信息從生產(chǎn)者傳遞到使用者的活動。2．對話型任務(wù)（dialoguetask）：使用戶能指揮和控制與系統(tǒng)交互的活動。3．認(rèn)知型任務(wù)（cognitivetask）：獲得信息即可執(zhí)行的活動，或與系統(tǒng)功能關(guān)聯(lián)的活動。4．控制型任務(wù)（controltask）：允許用戶對信息及其他任務(wù)處理的順序進(jìn)行控制的活動。具體開發(fā)這些任務(wù)時(shí)，將用到用戶界面設(shè)計(jì)技術(shù)——任務(wù)分析和建模。10.1.3任務(wù)與用戶的特殊要求任務(wù)千差萬別，但大致可分4310.2人機(jī)界面風(fēng)格人機(jī)界面的風(fēng)格——四代。第一代界面——命令和詢問方式。通信完全以正文形式并通過用戶命令和用戶對系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。例如：D>runprog1.exe/debug='on'/out=pl/in=t1/alloc=1000kRUNALLOCATIONTOBEQUEUED?>>yesAUTOMATICCHECKPOINTINGINTERVAL?>>5缺點(diǎn)：易出錯(cuò)、不友好，且不易于學(xué)習(xí)。10.2人機(jī)界面風(fēng)格人機(jī)界面的風(fēng)格——四代。4410.2人機(jī)界面風(fēng)格第二代界面——簡單的菜單式，例如：chooseprogramoptionthatisdesired:1=inputdatamanually2=inputdatafromexistingdatafile3=performsimplifiedanalysis4=performdetailedanalysis5=producetabularoutput6=producegraphicaloutput7=otheroptionsclassesselectoption?_這種方式與命令行方式相比不易出錯(cuò)，但使用起來仍然乏味。10.2人機(jī)界面風(fēng)格第二代界面——簡單的菜單式，例如：4510.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面——面向窗口的點(diǎn)選界面（pointandpickinterface）亦稱為WIMP界面，即：窗口（windows）、四位一體，圖標(biāo)（icons）、形成桌面菜單（menus）、（desktop）指示器（pointingdevice）10.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面——面向窗口的點(diǎn)選界面4610.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面的優(yōu)點(diǎn)1．能同時(shí)顯示不同種類的信息，使用戶可在幾個(gè)工作環(huán)境中切換而不丟失幾個(gè)工作之間的聯(lián)系，窗口使用戶能自如地執(zhí)行許多通信型和認(rèn)知型任務(wù)。2．用戶通過下拉式菜單（pull?downmenu）可方便地執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)。3．引入圖標(biāo)、下拉式菜單、按鈕和滾動條技術(shù)，可大大減少鍵盤輸入，這對那些不精于打字的用戶無疑提高了交互效率，極大地推動了計(jì)算機(jī)應(yīng)用。10.2人機(jī)界面風(fēng)格第三代界面的優(yōu)點(diǎn)4710.2人機(jī)界面風(fēng)格第四代界面：最新一代HCI，把第三代HCI技術(shù)與超文本、多任務(wù)概念結(jié)合起來，使用戶可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)（以用戶的觀點(diǎn)）。第四代界面已出現(xiàn)在許多工作站和高性能PC機(jī)上。10.2人機(jī)界面風(fēng)格第四代界面：4810.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程可分為下面幾個(gè)步驟：1）創(chuàng)建系統(tǒng)功能的外部模型；2）確定為完成此系統(tǒng)功能人和計(jì)算機(jī)應(yīng)分別完成的任務(wù)；3）考慮界面設(shè)計(jì)中的典型問題；4）借助CASE工具構(gòu)造界面原型；5）實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型；6）評估界面質(zhì)量。10.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程人機(jī)界面設(shè)計(jì)過程可分為下面幾個(gè)步4910.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過程中先后涉及四個(gè)模型：1）由軟件工程師創(chuàng)建的設(shè)計(jì)模型（designmodel），2）由人機(jī)工程師（或軟件工程師）創(chuàng)建的用戶模型（usermodel），3）終端用戶對未來系統(tǒng)的假想（systemperception或user'smodel）4）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象（systemimage）。一般來說，這四個(gè)模型之間差別很大，界面設(shè)計(jì)時(shí)要充分平衡四者之間的差異，設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致的界面。10.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過程中先后5010.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型設(shè)計(jì)模型主要考慮軟件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、總體結(jié)構(gòu)和過程性描述，界面設(shè)計(jì)一般只作為附屬品；用戶模型概括了終端用戶的大致情況，只有對假想用戶的情況有所了解，才能設(shè)計(jì)出有效的用戶界面；系統(tǒng)假想是終端用戶主觀想象的系統(tǒng)映象，它描述了期望系統(tǒng)能提供的操作，至于這些描述的準(zhǔn)確程度，則完全依賴于用戶的情況和他對軟件的熟悉程度；系統(tǒng)映象是系統(tǒng)的外部特征（指界面形式和感觀）與所有支撐信息（書、手冊）的總和，一般來說，若系統(tǒng)映象能與系統(tǒng)假想吻合，用戶即對系統(tǒng)感到滿意并能有效地使用它。10.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型設(shè)計(jì)模型主要考慮軟件的數(shù)據(jù)5110.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型為了達(dá)到上述模型間的統(tǒng)一，建立設(shè)計(jì)模型時(shí)應(yīng)充分考慮用戶模型中給出的信息，系統(tǒng)映象必須準(zhǔn)確地反映系統(tǒng)的語法和語義信息?？傊挥辛私庥脩?、了解任務(wù)，才能設(shè)計(jì)出好的用戶界面。10.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型為了達(dá)到上述模型間的統(tǒng)一，5210.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析有兩種途徑。一種是從實(shí)際出發(fā)，通過對原有處于手工或半手工狀態(tài)下的應(yīng)用系統(tǒng)的剖析，將其映射為在人機(jī)界面上執(zhí)行的一組類似的任務(wù)。另一種是通過研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說明，導(dǎo)出一組與設(shè)計(jì)模型、用戶模型和系統(tǒng)假想相協(xié)調(diào)的用戶任務(wù)。10.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析有兩種途徑。5310.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析采用的技術(shù)：逐步求精技術(shù)——可把任務(wù)不斷劃分為子任務(wù)，直至對每個(gè)任務(wù)的表達(dá)都十分清楚。面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)——可識別出與應(yīng)用有關(guān)的所有客觀的對象以及與對象關(guān)聯(lián)的動作。10.3.2任務(wù)分析與建模任務(wù)分析采用的技術(shù)：54界面設(shè)計(jì)一旦每個(gè)任務(wù)或動作定義清晰，界面設(shè)計(jì)即可開始。界面設(shè)計(jì)首先要完成下列工作：1．確定任務(wù)的目標(biāo)和含義；2．將每個(gè)目標(biāo)/含義映射為一系列特定動作；3．說明這些動作將來在界面上執(zhí)行的順序；4．指明各個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)，即上述各動作序列中每個(gè)動作在界面上執(zhí)行時(shí)界面呈現(xiàn)的形式；5．定義控制機(jī)制，即便于用戶修改系統(tǒng)狀態(tài)的一些設(shè)置和操作；6．說明控制機(jī)制怎樣作用于系統(tǒng)狀態(tài)；7．指明用戶應(yīng)怎樣根據(jù)界面上反映出的信息解釋系統(tǒng)的狀態(tài)。界面設(shè)計(jì)一旦每個(gè)任務(wù)或動作定義清晰，界面設(shè)計(jì)即可開5510.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題設(shè)計(jì)人機(jī)界面，必須考慮四個(gè)方面：系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間；用戶求助機(jī)制；錯(cuò)誤信息處理；命令方式。1）系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間指當(dāng)用戶執(zhí)行了某個(gè)控制動作后（如，點(diǎn)擊鼠標(biāo)器等），系統(tǒng)做出反應(yīng)的時(shí)間（指輸出信息或執(zhí)行對應(yīng)的動作）。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過長、不同命令在響應(yīng)時(shí)間上的差別過于懸殊，用戶將難以接受。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題設(shè)計(jì)人機(jī)界面，必須考慮四個(gè)5610.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題2）用戶都希望得到聯(lián)機(jī)幫助。聯(lián)機(jī)求助系統(tǒng)有兩類：集成式和疊加式。①集成式求助一般都與軟件設(shè)計(jì)同時(shí)考慮，上下文敏感，整個(gè)求助過程快捷而友好；②疊加式求助一般是在軟件完成后附上一個(gè)受限的聯(lián)機(jī)用戶手冊。此外，還要考慮諸如幫助范圍（僅考慮部分還是全部功能）、用戶求助的途徑、幫助信息的顯示、用戶如何返回正常交互工作及幫助信息本身如何組織等一系列問題。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題2）用戶都希望得到聯(lián)機(jī)幫助5710.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題3）錯(cuò)誤信息處理出錯(cuò)信息應(yīng)選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語描述，同時(shí)還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯(cuò)誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯(cuò)信息時(shí)，若輔以聽覺（如鈴聲）、視覺（專用顏色）刺激，則效果更佳。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題3）錯(cuò)誤信息處理5810.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題4）命令方式鍵盤命令曾經(jīng)一度是用戶與軟件系統(tǒng)之間最通用的交互方式，隨著面向窗口的點(diǎn)選界面的出現(xiàn)，鍵盤命令雖不再是唯一的交互形式，但許多有經(jīng)驗(yàn)的熟練的軟件人員仍喜愛這一方式，更多的情形是菜單與鍵盤命令并存，供用戶自由選用。10.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問題4）命令方式5910.3.4實(shí)現(xiàn)工具用戶界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過程，直至與用戶模型和系統(tǒng)假想一致為止。修改設(shè)計(jì)創(chuàng)建新界面原型用戶評審界面創(chuàng)建界面原型1初步設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)人員分析用戶評審意見界面設(shè)計(jì)完畢圖12-3-1界面設(shè)計(jì)演進(jìn)過程10.3.4實(shí)現(xiàn)工具用戶界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過程，直至與用6010.3.4實(shí)現(xiàn)工具為支持這種迭代式設(shè)計(jì)，大量的用戶界面快速原型工具涌現(xiàn)出來：用戶界面工具箱（userinterfacetoolkits）或用戶界面開發(fā)系統(tǒng)（userinterfacedevelopmentsystems）。這些工具通過提供現(xiàn)成的模塊和對象，包括窗口、菜單、設(shè)備交互、出錯(cuò)信息和命令等。10.3.4實(shí)現(xiàn)工具為支持這種迭代式設(shè)計(jì)，大量的用戶界面6110.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則與標(biāo)準(zhǔn)人機(jī)界面設(shè)計(jì)得好壞與設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)有直接的關(guān)系，本節(jié)從一般可交互性、信息顯示和數(shù)據(jù)輸入三個(gè)