第6章 界面表示模型与实现
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第6章 系统设计
（5）物理系统配置方案设计 ● 系统工作模式设计 ● 硬件配置 ● 软件设计 ● 网络设计方案 （6）系统实施方案及说明
真题1.模块结构图中，表示模块的符号是(
A)
A.矩形框
B.箭头 C.空心圆
D.实心圆
真题2.如果数据流程图呈束状结构，则称它为( B )
A.变换型数据流程图 B.事务型数据流程图
D.可变性原则，经济性原则，可操作性原则，可扩展性原则
真题1. 为提高模块的独立性，应通过低___耦合___和高内聚的原则
、运行和维护阶段】
真题1. 从开发内容的角度看，系统设计可以划分为___逻辑___设计和物理 设计两个层面。
真题2. 模块的导出类型分事务型和___变换___型。
真题3. 数据库设计的全过程包括用户需求分析、概念结构设计、___逻辑 结构___设计、物理结构设计、数据库的实施、数据库实施、运行与维护等 六个阶段。
一种度量。也就是说，内聚是对模块内各处理动作组合强度的一
种度量。一个模块的内直接调用同一个低层模块的模 块的个数。 扇出系数是指直接隶属于一个模块的模块个数，即一个模 块直接调用其它模块的个数。
（3）作用范围与控制范围。判断的作用范围是指所有受该判断 影响的模块；模块的控制范围是指模块本身及其所有下属模块 。作用范围应在控制范围之内。
次输入得到多次利用,保证系统的一致性和完整性。 （2）灵活性和可维护性原则。系统应灵活，对环境的变化有很
强的适应性。因此要求尽量采用模块化结构，提高各部分的独 立性，尽量减少各个子系统之间的数据依赖性，可维护性是灵 活性的一个方面。 （3）可靠性原则。是指系统受外界干扰时的抵御力与恢复能力。 衡量系统可靠性的指标有平均故障时间、平均维护时间、安全 保密性和抗病毒能力等。 （4）经济性原则。提高效益、降低成本。硬件上不必过分追求 先进。
第六章 系统分析
3. 数据字典的条目 数据字典中的条目有以下六种形式： (1) 数据项。是数据处理中基本的不可分割的逻辑单位。 (2) 数据结构。 用以描述数据流/数据存储的逻辑组成。 (3) 数据流。 (4) 数据存储。 (5) 处理功能。 (6) 外部实体。
6.3.3 功能分析
功能分析是对数据流程图中处理过程的功能作详细的说明。从逻辑上进行分析， 处理功能可归纳为三类，即数据的输入和输出处理、算术运算、逻辑判断。 常采用决策树、决策表及结构化语言等作为描述功能分析的工具。 1.决策树 决策树又称判定树，是一种呈树状的图形工具，适合于描述处理中具有 多种策略，要根据若干条件的判定，确定所采用策略的情况。左端圆圈为树 根表示决策结点；由决策结点引出的直线，形似树枝，称为条件技，每条树 枝代表一个条件；中间的圆圈称为条件结点；右端的实心圆表示决策结果。 决策树中条件结点以及每个结点所引出条件技的数量依具体问题而定。 决策树的优点是清晰、直观；缺点是当条件多，而且互相组合时，不容 易清楚地表达判断过程。
6.1.2 系统分析阶段的任务与团队
系统分析阶段的主要任务是要对现有系统进行详细调查，充分掌握现有系统的 作用环境和真实情况，完成用户需求分析，在此基础上建立新系统的逻辑 模型。
1. 系统分析师：他们的主要任务是研究用户对信息系统的需求；评价该企业开 发计算机化信息系统的可行性；进行系统分析与设计，负责对新系统的安 装、测试和技术文件的编写。 2. 业务人员：参与开发工作的业务人员，应当由来自企业信息系统部门的用户 代表组成，业务骨干且具备计算机知识。提出、解释和梳理用户的业务需 求，介绍业务流程含义，对原型评估和反馈。 3. 计算机技术专家：有些开发项目需要聘请专门的计算机技术专家参与系统分 析过程，如审计专家、通信专家、安全专家等，加强某些方面的设计。
人机交互—复习资料
《人机交互》单选10 * 2 分填空10 * 2 分简答6 * 5分综合3 * 10 分绪论1、什么是人机交互，主要研究内容，经历的阶段（P1）人机交互技术（HCI）：是指关于设计、评价和实现供人们使用的交互式计算机系统，并围绕相关的主要现象进行研究的学科。
狭义的讲，它主要是研究人与计算机之间的信息交换，它主要包括人到计算机和计算机到人的信息交换两部分。
研究内容：（P2）人机交互界面表示模型与设计方法2)可用性分析与评估3)多通道交互技术4)认知与智能用户界面5)群件6)WEB设计7)移动界面设计经历的阶段：（P3）命令行界面交互阶段2)图形用户界面交互阶段3)自然和谐的人机交互阶段认知和认知基础1、视觉感知（P5）视觉感知可分为两个阶段：1）受到外部刺激接受信息阶段2）解释信息阶段人机交互设计时需要清楚这两个阶段及其影响，需要注意的是，一方面，眼睛和视觉系统的物理特性决定了人类无法看到某些事物；另一方面，视觉系统解释处理信息时对不完全信息发挥一定的想象力。
人的感知：视觉，听觉和触觉感知。
（P9）3、认知过程有哪些？对界面设计的原则（p18-22）1）感知和识别（根据人的关注特点，在设计人机交互界面时具体应注意的问题有：A. 用户应能不费力地区别图标或其他图形表示的不同含义；B.文字应清晰易读，且不受背景干扰C. 声音应足够响亮而且可辨识，应使用户能够容易理解输出的语言及其含义；D. 在使用触觉反馈时，反馈应可辨识，以便用户能识别各种触觉标的的含义等。
）2）注意（根据人的注意特点，在设计人机交互界面时应做到：A. 信息的显示应醒目，如使用彩色，下划线等进行强调；B. 避免在界面上安排过多的信息，尤其要谨慎使用色彩，声音和图像，过多的使用这类表示易导致界面混杂，分散用户的注意力；C. 界面要朴实，朴实的界面更容易使用。
）3）记忆（考虑人的记忆特点，进行交互设计时应该注意的问题有：应考虑用户的记忆能力，勿使用过于复杂的任务执行步骤；由于用户长于“识别”而短于“回忆”，所在设计界面时，应使用菜单、图标，且它们的位置应保持一致；为用户提供多种电子信息的编码方式，并且通过颜色、标志、时间戳、图标等，帮助用户记住它们的存放位置。
VFP第六章对象模型和事件模型
第六章对象模型与事件模型从程序设计的方法来看，Visual FoxPro不仅支持结构化的程序设计，而且支持面向对象的程序设计(object-oriented programming，简称OOP)，并提供了许多相关的可视化的开发工具。
6.1 面向对象的程序设计概述面向对象的程序设计是通过对类、子类和对象等的设计来体现的。
类（class）和对象（object）的关系密切，但并不相同。
类定义了对象特征以及对象外观和行为的模板，它刻划了一组具有共同特性的对象。
对象是类的一个实例，包括了数据和过程（操作）。
例如“汽车”就是一个类，它抽取了各种汽车的共同特性，而每一部具体的汽车就是一个对象，它是“汽车”这个类的一个实例。
在一个运行表单上的控件就是一个对象。
在Visual FoxPro中，应用程序对象主要指表单、表单集，以及表单中所包含的多个控件。
表单（form）就是用户在Windows环境下所看到的各种窗口与对话框；表单集(formset)是指包含一个或多个表单的集合，表单集中的表单可以统一处理；控件(control)对象是放在一个表单上用以显示数据、执行操作或使表单更易阅读的一种图形化对象，如文本框、标签或命令按钮等。
在Visual FoxPro中，系统提供了一些类，用户也可以根据需要自定义类。
基类（base class）是Visual FoxPro 系统提供的内部定义的类，可用作其他用户自定义类的基础。
用户自定义类（user-defined class）与Visual FoxPro 基类相似，但由用户定义，并且可用来派生子类。
在面向对象的程序设计中，通过类可以简化应用程序的设计，因为类具有继承性、多态性、封装性、抽象性等特点。
继承性（inheritance）说明了子类延用父类特征的能力。
如果父类特征发生改变，则子类将继承这些新特征。
例如，如果为一个编辑控件添加了一个新属性IsBold，那么以此控件为基础派生的子类也将拥有IsBold属性。
软件工程导论第6章(第4版)
二. 人机界面设计
人机界面设计是接口设计的一个重要的组成部 分。对于交互式系统来说，人机界面设计和数据设 计、体系结构设计及过程设计一样重要。
1.指导规则
T.Mandel在《用户界面设计要素》中，提出了3 条指导规则： 让用户驾驭软件，不是软件驾驭用户 减少用户的记忆 保持界面的一致性
2. 应该考虑的设计问题
4. 人机界面设计指南
（3） 数据输入指南 尽量减少用户的输入动作。 保持信息显示和数据输入之间的一致性。 允许用户自定义输入。 交互应该是灵活的，可调整成用户喜欢的输入方式。 使在当前动作语境中不适用的命令不起作用。 让用户控制交互流。 对所有输入动作都提供帮助。 消除冗余的输入。
三. 过程设计
1.过程设计的目的与任务 目的 确定模块采用的算法和块内数据结构，用某种 选定的表达工具给出清晰的描述。 任务：编写软件的“过程设计说明书” 为每个模块确定采用的算法 (模块的详细过程性 描述) 确定每一模块使用的数据结构 确定模块接口的细节 (包括对系统外部的接口和 用户界面，对系统内部其他模块的接口，以及关 于模块输入数据、输出数据及局部数据的全部细 节）
三. 过程设计
2.过程设计的原则与方法
清晰第一的设计风格 结构化的控制结构 结构程序设计的经典定义为： “如果一个程序的代码块仅仅通过顺序、选择和循环这3 种基本控制结构进行连接，并且每个代码块只有一个入口和 一个出口，则称这个程序是结构化的。” 结构程序设计技术是一种实现在逻辑上正确描述每个模 块的功能，并且使设计出的处理过程尽可能简明易懂的关键 技术，是过程设计的逻辑基础。 逐步细化的实现方法 例：在一组数中找出其中的最大数
(4) 命令交互 命令行现在仍然是许多高级用户偏爱的交互方式。在 多数情况下，用户既可以从菜单中选择软件功能，也可以 通过键盘命令序列调用软件功能。 在提供命令交互方式时，必须考虑下列设计问题： 是否每个菜单选项都有对应的命令? 采用何种命令形式?有3种选择：控制序列(例如Ctrl+P)， 功能键和键入命令。 学习和记忆命令的难度有多大?忘记了命令怎么办? 用户是否可以定制或缩写命令? 在理想的情况下，所有应用软件都有一致的命令使用 方法。
matlab7从入门到精通-[中国IT联盟www.ciun.in]第6章 matlab - 讲义
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6.3.2 仿真结果分析 为了观察仿真结果的变化轨迹可以采用3种方法。 （1）把输出结果送给Scope模块或者XY Graph模块。 Scope模块显示系统输出量对于仿真时间的变化曲线，XY Graph模块显示送到该模块上的两个信号中的一个对另一 个的变化关系。 （2）把仿真结果送到输出端口并作为返回变量，然后使用 MATLAB命令画出该变量的变化曲线。 （3）把输出结果送到To Workspace模块，从而将结果直接 存入工作空间，然后用MATLAB命令画出该变量的变化曲 线。
（3）保存选项（Save options） 在保存选项栏中的“Format”下拉列表中有矩阵、结构和包 含时间的结构3种选择。“Limit data points to last”用来限 定保存到工作空间中的数据的最大长度。 输出选项（Output options）有： ① Refine output（细化输出） output ② Produce additional output（产生附加输出） ③ Produce specified output only（仅在指定的时刻产生输 出）
6.3.3 系统仿真实例 【例6.3】有初始状态为0的二阶微分方程 y" + 1.5y' + 10y = 2u'(t) + 10u(t)，其中u(t)是单位阶跃函数，试建立 系统模型并仿真。 方法1：用微分/积分器直接构造求解微分方程的模型。 把原微分方程改写为 y" = 2u' (t) + 10u(t) − 1.5y' − 10y u经微分作用得u'，y"经积分作用得y'，y'再经积分模块作用就得y，而u'、 u、y'和y经代数运算又产生y"，据此可以建立系统模型并仿真。 （1）利用Simulink模块库中的基本模块建立系统模型 （2）设置系统仿真参数。 在模型编辑窗口的 Simulation stop time栏把仿 真的停止时间设置为5。 （3）仿真操作。
第6章统一建模语言UML
* 窗口 1 包含 *
列表框
按钮 菜单
*
/
（2）泛化关系
UML中的泛化关系就是通常所说的继承关系，它是 通用元素和具体元素之间的一种分类关系。 在UML中，用一端为空心三角形的连线表示泛化关 系，三角形的顶角紧挨着通用元素。
汽车 车厢
客车 客车车厢 载客
货车 货车车厢 载货
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（3）依赖关系
/
2．用例
自动售货机系统 售货
顾客
供货
取货款
供货人
收银员
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2．用例
概括地说，用例具有以下特点：
– 用例代表某些用户可见的功能，实现一个具体的 用户目标。 – 用例由执行者激活，并提供确切的值给执行者。 – 用例可大可小，但它必须是对一个具体的用户目 标实现的完整描述。
注意：用例是一个类，它代表一类功能而不 是使用该功能的某个具体实例。
/
2．UML的表示法
UML由视图、图、模型元素、通用机制和扩展机制 组成。 （1）视图
– UML视图有：静态视图、用例视图、实现视图、部署视图、 状态视图、活动视图、交互视图、模型管理视图8种。
（2）图
– 共五类图：用例图、静态图、行为图、交互图、实现图。
（3）模型元素 （4）通用机制 （5）扩展机制
/
保险单填写 界面 系统内部
保险单
客户
Oracle界面 数据库界面 {abstract}
Sybase界面
6.2.3 构件图和配置图
1．构件图 构件图代表的是实现环境中的软件模块。类 图和包图对软件的逻辑设计建模，而构件图 模拟的是实现视图，是实际的软件模块。 2．配置图 配置图描述处理器、硬件设备和软件构件在 运行时的架构，它显示系统硬件的物理拓扑 结构，以及在此结构上执行的软件。
第6章 面向对象与统一软件开发过程
图6-27确定了“账户管理”包包含几个由其他包中的类所Байду номын сангаас用的类，即“买 主账户管理”和“卖主账户管理”都使用“账户管理”包的“账户”类。
在分析阶段，从多个不同的分析类中抽取共享和公用的行为时应该使用泛 化。例如，“账单”和“订单”类有相似的职责。二者都是针对一般对象，如 “贸易”类的泛化，如图6-28所示。
下面给出了“取款”用况实现的事件流。 （1）银行储户选择“取款”并向“ATM接口”表明身份。 （2）“ATM接口”请求“事务管理”取款，“事务管理”负责将提取现金 的整个动作序列作为原子事务执行，以便从账户中扣除取款金额并将现金分发 给银行储户。 （3）“事务管理”请求“账户管理”取款，“账户管理”决定能否取出现 金。如果可以取款，则从账户中扣除取款的金额并返回应答； （4）“事务管理”授权“ATM接口”分发货币。 （5）“ATM接口”将现金分发给银行储户。
用况模型分析模型（概念性类元间的协作）设计模型（类元）
2．捕获用况
捕获用况是统一过程的第1个活动。 将功能性需求表示为用况模型中的用况，参与者在用况交互时使用系统， 系统的参与者和用况组成用况模型。
参与者可以是与系统发生交互的人活着其他系统活着外部硬件。参与者通 过执行用况与系统通信 用况规定了一个动作序列，系统执行用况并对特定参与者参数可见结果。
设计模型通过使用分析模型作为主要输入而被创建，其中要定义类元、类元 之间的关系及实现这些用况的动作，它相对于分析模型更加注重实际。分析模型 中的用况实现可跟踪到设计模型中的用况实现，图6-5给出了类的进一步细分。
图6-6给出了ATM基本的设计类图，该图比分析模型的类图展现了更多的细节。
图6-7给出了“取款”用况的部分顺序图。
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用户动作标识符 在UAN的表示模型中有一些常用的已经预定义 的符号，用来表示常见的用户界面的交互动作。如 ：
move_mouse(x,y) 移动鼠标至(x,y)； release_button(x,y) 在(x,y)位置释放鼠标按钮； hightLight(icon) 使icon高亮显示； de_highlight(icon) 取消icon的高亮显示。
面板间的关系 Jacob Eisenstein创立了两种新的抽象描述来描 述基于面板的用户界面表现模型。
面板关系
面板
并列面板 嵌套面板 依赖面板
父子面板
自由面板
依赖于服务的面板
面板面板
原子面板
自动显现
用户驱动
依赖性面板
面板关系分类
面板种类
界面描述语言一般分为两类：命令式语言 (Imperative Language)和陈述式语言 (Declarative Language)。命令式语言要求编程人 员明确的指定如何执行任务，陈述性语言要求编程 人员只需指定任务要做什么，陈述性语言要比命令 式的语言更为抽象。 下面介绍几种常见的陈述性语言。
单击 按钮 按钮 按钮 按钮 按钮
移动
单击
释放
移动
按钮交互对象行为
6.3.4 交互框架
标题栏 下拉菜单栏 工具栏 树 形 菜 单 栏 最小 最大 关闭 化 化
WorkSpace:工作空间
状态栏
桌面应用框架
下拉菜单示例
工具栏示例
状态栏示例
树形菜单示例
标签页方式工作区示例
6.3.5 MVC模式和基于Struts的实现 MVC把一个应用的输入、处理、输出流程按照 模型 (model)、视图（View）和控制（Controller ）的方式进行分离，形成模型层、视图层、控制层 三个层次。
选择‘ ’ text 主菜单 text 子菜单 弹出
text 子菜单
ESC
Normal Finish
选择‘ paint 弹出paint 子菜单
paint 子菜单
ESC Normal Finish
分层的状态图实例
6.1.3 行为模型和结构模型的转换 一般来说行为模型主要对设计起指导作用，在 此基础上，设计人员再进行结构模型（如状态转换 网络等）的创建，这个过程很大程度上取决于设计 人员的经验和对行为模型的理解。 整体框架 转换算法 实例应用
GOMS（ Goal, Operator, Method, Selection ） 目标操作方法和选择行为模型是在交互系统中 用来分析用户复杂性的建模技术，用于建立用户行 为模型。它采用“分而治之”的思想，将一个任务 进行多层次的细化，通过目标 (Goal)、操作 (Operator)、方法 (Method) 以及选择规则 (Selection rule) 四个元素来描述用户行为。
S0 运 行 正 常 结 束 事 件
外部事件0
外部事件1
退出正常结束事件 S1 S2 F
最高层目标状态转换
运行 S00 0 外部事件 外部事件 1
走棋正常结束事件
打谱正常结束事件
产生运行正常结束事件
产生运行正常结束事件
S01 打谱正常结束事件 S03
S02
走棋正常结束事件 S04
“运行”目标状态转换
click
arc2
click
arc3
click
arc4
CE
click click
curve2
dclick
curve3
基于鼠标画图工具状态转换网
扩展状态转换网络（State Charts）
graphics子菜单 选择‘ graphics ’ 弹出graphics 子菜单 Normal Finish ESC
中国象棋
运行
[>
退出
走棋
|||
*打谱
当前方走
>>
对弈方走 加 速
[]
减 速
[]
暂 停
[]
恢 复
拾取棋子
>>
放置棋子
中国象棋LOTOS的图形描述
UAN（User Action Notion） 用户行为标注是一种简单的符号语言，着眼于 用户和界面两个交互实体的描述，主要描述用户的 行为序列以及在执行任务时所用的界面。 UAN模型的标识符主要有两种：用户动作标识 符和条件选择标识符。
Struts结构
•
暂态关系符号：
Choice：t1 [] t2 [] … [] tn Concurrent（Independent Concurrency）：t1 ||| t2 ||| … ||| tn 带信息交换的Concurrent：t1 |[]| t2 |[]| …|[]| tn Disabling：t1 [> t2 Enabling：t1 >> t2 >> …>> tn 带信息交换的Enabling：t1 []>> t2 []>> …[]>> tn Independence：t1 |=| t2
•
单用户任务模型 单用户任务模型在CTT中表示为一棵树。
用户使用自动取款机的任务模型
6.1.2 结构模型 形式化语言的描述――产生式规则：
if condition then action 或 condition → action 或 condition：action
一般来说，组成界面描述的产生式规则很多， 规则定义的顺序并不重要，只要与规则中的条件相 匹配，就可以激活相应的动作。产生式规则系统可 以是事件引导的，也可以是状态引导的，或者两者 都有。
用户界面标记语言(UIML)
词汇 (表现)
逻辑
结构
内容
样式
行为
语言的基本表示结构
扩展界面标记语言(XIML) XIML由组件(Components)、关系(Relations) 和属性(Attributes)三部分构成。
XIML
组件
关系
属性
元素
声明
定义
XML语言的基本表示结构
XML用户界面语言XUL XUL提供了创建现代图形界面大多数元素的能 力。能够满足特定设备的普遍需求，对开发者来说 ，也已经足够强大，能够创建复杂的界面。
第6章 人机交互界面表示模型与实现
重点大学计算机专业系列教材
人机交互界面表示模型 界面描述语言 窗口系统 用户界面管理系统
6.1.1 行为模型 分析人员获取用户需求后，结合领域专家的意 见和指导，获取系统中需要完成的任务，对任务的 主要因素进行详细地分析，如任务的层次、发生条 件、完成的方法以及它们之间的关系等等。 下面就从模型的基本原理、实例、局限性等几 个方面详细介绍四种常见的行为模型。
条件选择标识符 除了表示动作的符号，UAN模型还包含表示条 件及选择的标识符，主要有以下几种： • while(condition) TASK 当条件condition为 真时，循环执行任务TASK； • if(condition) then TASK 如果条件condition 满足，则执行任务TASK； • iteration A* or A+ 表示迭代操作； • waiting 表示等待，可以等待一个条件满足， 也可以等待任务中的一个操作执行。
LOTOS（Language Of Temporal Ordering Specification） 时序关系说明语言是一种作为国际标准的形式 描述语言，它提供了一种通用的形式语义，可保证 描述不存在二义性，便于分析和一致性测试理论的 研究。 其基本思想是用一套形式化和严格的表示法来 刻画系统外部可见行为之间的时序关系，系统由一 系列进程组成，两个以上的进程在执行同一个外部 可见的行为时会发生交互，进行数据交换、信息传 递、协调同步等操作。
视图 显示
模型 鼠标
用户
控制
键盘
MVC模型
Struts的体系结构实现了MVC模式的概念，它将 这些概念映射到web应用程序的组件和概念中。
事件 HTTP 请求
控制器 Servlet
发送
商业逻辑 行为
前进
客户浏览器
Srutsconfig.xml -
更新 HTTP 请求
视图 Jsp
收到 < 标签 >
模型请求 状态
状态转换网络（State Diagrams）
转换
状态
源状态
目标状态
状态转换网络符号
简单状态转换网络
条件
源状态
动作
目标状态
带条件和动作的状态转换网络
click line1 Line Start CS Arc Curve
curve1
click
line2
dclick
line3 do-polyline
arc1
下面给出LOTOS模型中定义的基本算符： • T1 ||| T2（交替Interleaving）：T1和T2两 个任务相互独立执行，可按任意顺序执行，但永 远不会同步。 • T1 [] T2（选择Choice）：需要在T1，T2中 选择一个执行，一旦选择某一个后，必须执行它 直到结束，在这中间另一个再无执行机会。任务 如何来选择，并没有给出一定的形式化描述。
Desktop C Cx Cy Cz A
面板用户界面的数据结构表示
面板用户界面的绘制
面板用户界面的逻辑组织结构
面板内部的事件分发及响应方式 控制面板用户界面交互的核心模块可以看作是 一个事件处理中心，事件处理中心接收并解析用户 动作，然后将结果表现给用户。