軟件工程第十二章

軟件工程第十二章第一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1人的因素所謂“人的因素”有三層含義：①人對(duì)感知過(guò)程的認(rèn)識(shí)，包括視覺(jué)、閱讀時(shí)的認(rèn)知心理、記憶、歸納與演澤推理等；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(duì)人機(jī)交互部分的特殊要求。由于用戶通過(guò)界面與程序（系統(tǒng)）交互，因此只有充分考慮了人的因素，對(duì)話才能和諧、流暢，否則系統(tǒng)內(nèi)部無(wú)論設(shè)計(jì)得多么合理，整個(gè)系統(tǒng)也將表現(xiàn)得不夠友善。第十二章人機(jī)界面設(shè)計(jì)2第二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1.1人類感知基礎(chǔ)人通過(guò)感官認(rèn)識(shí)客觀世界，因此，設(shè)計(jì)人機(jī)界面要充分考慮視覺(jué)、觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的作用，這樣才能使用戶有效地從系統(tǒng)獲取信息，并存入人的記憶中，然后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)（例如打印輸出的報(bào)告、圖表，終端屏幕或顯示面板等）。此時(shí)，用戶總是眼腦并用，根據(jù)所顯示內(nèi)容的體積、形狀、顏色、方向、移動(dòng)和其他種種表征解釋所獲可視信息。很好地表示這些可視信息是設(shè)計(jì)“友好”界面的關(guān)鍵。12.1人的因素3第三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三人類感知基礎(chǔ)(續(xù))閱讀——從正文中提取信息仍為大多數(shù)界面的主要活動(dòng)。用戶從界面提取到的信息，需存儲(chǔ)起來(lái)供以后回憶和使用。此外，用戶不得不記住諸如命令、操作順序、選件、出錯(cuò)現(xiàn)場(chǎng)等各種信息。目前人們普通認(rèn)為，人腦由一個(gè)短期記憶系統(tǒng)和一個(gè)長(zhǎng)期記憶系統(tǒng)組成。大多數(shù)人遇到問(wèn)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(duì)類似問(wèn)題的處理中逐漸獲得的。12.1人的因素4第四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1.2用戶的技能除了感知這個(gè)基本因素外，用戶本身的技能、個(gè)性上的差異、行為方式的不同都可能對(duì)人機(jī)界面造成影響，一個(gè)為工程師所接受的界面對(duì)普通用戶可能完全不合適，甚至兩個(gè)受教育和背景情況相似的人因個(gè)性的差異也可能對(duì)同一界面的評(píng)價(jià)有所不同。大多數(shù)情況下，特定領(lǐng)域的知識(shí)比廣泛的教育和智能更重要。理想的人機(jī)界面應(yīng)針對(duì)具有典型個(gè)性的特定的一類用戶設(shè)計(jì)，不過(guò)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。12.1人的因素5第五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.1.3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)一般很少是為完成某個(gè)全新的任務(wù)。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。盡管每個(gè)應(yīng)用所要求的具體任務(wù)千差萬(wàn)別，但大致可分為下面幾類：通信型任務(wù)對(duì)話型任務(wù)認(rèn)知型任務(wù)控制型任務(wù)12.1人的因素6第六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.2人機(jī)界面風(fēng)格人機(jī)界面的風(fēng)格大致經(jīng)過(guò)了四代的演變：最早，界面方式是命令和詢問(wèn)方式，通信完全以正文形式并通過(guò)用戶命令和用戶對(duì)系統(tǒng)詢問(wèn)的響應(yīng)來(lái)完成。第二代界面是簡(jiǎn)單的菜單式。第三代界面是面向窗口的點(diǎn)選界面。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(lái)，使用戶可同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)（以用戶的觀點(diǎn)）。第十二章人機(jī)界面設(shè)計(jì)7第七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過(guò)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(wèn)題；（４）借助ＣＡＳＥ工具構(gòu)造界面原型；（５）真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型；（６）評(píng)估界面質(zhì)量。第十二章人機(jī)界面設(shè)計(jì)8第八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.1界面設(shè)計(jì)的有關(guān)模型在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)過(guò)程中先后涉及四個(gè)模型：由軟件工程師創(chuàng)建的設(shè)計(jì)模型；由人機(jī)工程師（或軟件工程師）創(chuàng)建的用戶模型；終端用戶對(duì)未來(lái)系統(tǒng)的假想；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到的系統(tǒng)映象。一般來(lái)說(shuō)，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，導(dǎo)出一個(gè)協(xié)調(diào)一致的界面。12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程9第九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三界面設(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(guò)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(duì)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。12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程10第十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.2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(guò)對(duì)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(guò)研究系統(tǒng)的需求規(guī)格說(shuō)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)。逐步求精和面向?qū)ο蠓治龅燃夹g(shù)同樣適用于任務(wù)分析:逐步求精技術(shù)可把任務(wù)不斷劃分為子任務(wù)，直至對(duì)每個(gè)任務(wù)的要求都十分清楚。采用面向?qū)ο蠓治黾夹g(shù)可識(shí)別出與應(yīng)用有關(guān)的所有客觀的對(duì)象以及與對(duì)象關(guān)聯(lián)的動(dòng)作。12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程11第十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三界面設(shè)計(jì)的工作一旦每個(gè)任務(wù)或動(dòng)作定義清楚，界面設(shè)計(jì)即可開(kāi)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(dòng)作；(３)說(shuō)明這些動(dòng)作將來(lái)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(dòng)作序列中每個(gè)動(dòng)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(shuō)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)。12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程12第十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.3界面設(shè)計(jì)的一般問(wèn)題設(shè)計(jì)任何一個(gè)人機(jī)界面一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、用戶求助機(jī)制、錯(cuò)誤信息處理和命令方式四個(gè)方面:系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間指當(dāng)用戶執(zhí)行了某個(gè)控制動(dòng)作后（例如，按回車(chē)鍵，點(diǎn)鼠標(biāo)等），系統(tǒng)作出反應(yīng)的時(shí)間（指輸出所期望的信息或執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作）。用戶都希望得到聯(lián)機(jī)幫助，即在不切換環(huán)境的情況下解決疑惑的問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，錯(cuò)誤信息應(yīng)選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)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，輸出錯(cuò)誤信息時(shí)，若輔以聽(tīng)覺(jué)（如鈴聲）、視覺(jué)（專用顏色）刺激，效果更佳。更多的情形是菜單與鍵盤(pán)命令并存，供用戶選用。12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程13第十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.3.4實(shí)現(xiàn)工具用戶界面設(shè)計(jì)是一個(gè)迭代過(guò)程。12.3人機(jī)界面設(shè)計(jì)過(guò)程14第十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則人機(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(jiǎn)單介紹一些界面設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)。第十二章人機(jī)界面設(shè)計(jì)15第十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4.1一般可交互性提高可交互性的措施有：(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(guò)向用戶提供視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上的反饋，保持用戶與界面間的雙向通信；(３)對(duì)所有可能造成損害的動(dòng)作，堅(jiān)持要求用戶確認(rèn)；(４)對(duì)大多數(shù)動(dòng)作應(yīng)允許恢復(fù)(ＵＮＤＯ)；(５)盡量減少用戶記憶上的負(fù)擔(dān)；(６)提高對(duì)話、移動(dòng)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(dòng)的距離，避免使用戶產(chǎn)生無(wú)所適從的感覺(jué)；(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(dòng)；(９)提供上下文敏感的求助系統(tǒng)；(10)用簡(jiǎn)短的動(dòng)詞和動(dòng)詞短語(yǔ)提示命令。12.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則16第十六頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4.2信息顯示若在人機(jī)界面上給出的信息不完全、有二義性或難以理解，用戶肯定不滿意。信息顯示的形式和方式可以有多種多樣，下面是一些帶有普遍指導(dǎo)意義的原則：(１)僅顯示與當(dāng)前上下文有關(guān)的信息；(２)避免因數(shù)據(jù)過(guò)于費(fèi)解造成用戶煩惱；(３)采用統(tǒng)一的標(biāo)號(hào)、約定俗成的縮寫(xiě)和預(yù)先定義好的顏色；(４)允許用戶對(duì)可視環(huán)境進(jìn)行維護(hù)，如放大、縮小圖像；(５)只顯示有意義的出錯(cuò)信息；(６)用大、小寫(xiě)，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(dòng)形象地表示信息；(９)合理劃分并高效使用顯示屏。12.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則17第十七頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.4.3數(shù)據(jù)輸入用戶與系統(tǒng)交互的大部分時(shí)間用于鍵入命令，提供數(shù)據(jù)或系統(tǒng)要求的其他輸入信息。目前，鍵盤(pán)仍為最常用的輸入設(shè)備，但鼠標(biāo)、數(shù)字儀、甚至語(yǔ)言識(shí)別系統(tǒng)正迅速成為替代品。關(guān)于數(shù)據(jù)輸入，應(yīng)注意：①盡量減少用戶輸入的動(dòng)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；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(guò)程；⑦為所有輸入動(dòng)作提供幫助信息；⑧刪除所有無(wú)實(shí)現(xiàn)意義的輸入。12.4人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)的原則18第十八頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.5人機(jī)界面標(biāo)準(zhǔn)人們普遍認(rèn)識(shí)到，迫切需要推行用戶界面設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這將給開(kāi)發(fā)者和終端用戶雙方都帶來(lái)便利。對(duì)開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，因大家都按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，每次為新應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)界面時(shí)可重用原有的模塊和對(duì)象，這將大大提高界面的生產(chǎn)率和質(zhì)量。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，一旦掌握了某個(gè)系統(tǒng)的界面，再學(xué)習(xí)新的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)就會(huì)感到親切自然，直觀易懂。第十二章人機(jī)界面設(shè)計(jì)19第十九頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三12.6支持界面設(shè)計(jì)的CASE工具人們期望能否不必一點(diǎn)一滴瑣碎地編寫(xiě)界面，而把主要精力集中在要解決的問(wèn)題上；此外在同一平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的應(yīng)用程序最好能有一致的界面風(fēng)格，相似的任務(wù)總在相似外貌的界面運(yùn)行，使用戶在操作應(yīng)用程序時(shí)感到得心應(yīng)手，并對(duì)其結(jié)果有信心。下面介紹的界面輔助生成工具正適合這一要求。它基于對(duì)象和事件驅(qū)動(dòng)的機(jī)制，能輔助生成面向?qū)ο箫L(fēng)格的圖形用戶界面。第十二章人機(jī)界面設(shè)計(jì)20第二十頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三界面輔助生成工具該工具把一般應(yīng)用程序定義用戶界面時(shí)必需的界面元素，如窗口，窗口中的控件(例如命令按鈕、對(duì)話框等)預(yù)定義為對(duì)象，并預(yù)測(cè)每個(gè)對(duì)象可能需要作出響應(yīng)的事件(例如單擊鼠標(biāo)或按鍵等)，將這些預(yù)定義的對(duì)象組織成對(duì)象庫(kù)，每個(gè)對(duì)象有自己的屬性、方法和事件過(guò)程。12.6支持界面設(shè)計(jì)的CASE工具21第二十一頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三控件工具框12.6支持界面設(shè)計(jì)的CASE工具22第二十二頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三放置命令按鈕12.6支持界面設(shè)計(jì)的CASE工具23第二十三頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三屬性窗口12.6支持界面設(shè)計(jì)的CASE工具24第二十四頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三代碼窗口12.6支持界面設(shè)計(jì)的CASE工具25第二十五頁(yè)，共二十七頁(yè)，編輯于2023年，星期三創(chuàng)建界面的步驟為一個(gè)應(yīng)用程序創(chuàng)建界面的大致步驟為：(1)為應(yīng)用程序創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)窗口；(2)用工具框向每個(gè)窗口添加控件；(3)用菜單設(shè)計(jì)窗口為窗口定義菜單欄；(4)用屬性欄設(shè)置窗口和控件的屬性；(5)用代碼窗口編寫(xiě)事件和通用過(guò)程(實(shí)為應(yīng)用程序設(shè)計(jì))；(6)測(cè)試和調(diào)