軟件工程第6章用戶界面設(shè)計

1、6.5用戶界面設(shè)計用戶界面（UI）也稱人機界面（Human Computer In terface，簡稱HCI）,它是交互式應(yīng)用軟 件系統(tǒng)的門面。隨著計算機應(yīng)用的不斷拓廣，軟件的用戶界面作為人機接口起著越來越重要的作用，界面設(shè)計日益受到重視。設(shè)計用戶界面要充分考慮到人的因素，如用戶的特點、用戶怎 樣學(xué)會與系統(tǒng)交互工作、用戶怎樣理解系統(tǒng)產(chǎn)生的輸出信息以及用戶對系統(tǒng)有什么期望等。還 要考慮界面的風(fēng)格，可用的軟、硬件技術(shù)及應(yīng)用本身產(chǎn)生的影響。所以現(xiàn)在在做軟件產(chǎn)品時， 越來越重視心理學(xué)在軟件設(shè)計中的作用，要充分考慮用戶的心理，盡量使得用戶界面的設(shè)計符 合用戶的需要。用戶界面應(yīng)具備的特性1、可使用性用戶

2、界面的可使用性是用戶界面設(shè)計最重要的也是最基本的目標(biāo)，它包括：1） 使用的簡單性：用戶界面應(yīng)能方便地處理各種經(jīng)常進行的交互對話。問題的輸入格式應(yīng)當(dāng)易 于理解，附加的信息量少；能直接處理制定媒體上的信息和數(shù)據(jù)，且自動化程度高；操作簡便；能按用戶要求的表格或圖形輸出，或反饋計算結(jié)果到用戶指定的媒體上。2） 用戶界面中所用術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)化和一致性：所有專業(yè)術(shù)語都應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化；軟件技術(shù)用語應(yīng)符合軟件工程規(guī)范；應(yīng)用領(lǐng)域的術(shù)語應(yīng)符合軟件面向?qū)I(yè)的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；在輸入、輸出說明里，同 一術(shù)語的含義應(yīng)完全一致。3）擁有HELP幫助功能：用戶應(yīng)能從HELP功能中獲知軟件系統(tǒng)的所有規(guī)格說明和各種操作命 令的用法，HELP功

3、能應(yīng)能聯(lián)機調(diào)用，為用戶隨時提供幫助信息。4） 快速的系統(tǒng)響應(yīng)和低的系統(tǒng)成本：在使用較多硬件設(shè)備并與許多其它軟件系統(tǒng)聯(lián)結(jié)時，會引入較大的系統(tǒng)開銷。用戶界面應(yīng)在此情況下有較快的響應(yīng)速度和較小的系統(tǒng)開銷。5） 用戶界面應(yīng)具有容錯能力：即應(yīng)當(dāng)具有錯誤診斷、修正錯誤以及出錯保護的功能。2、靈活性1）考慮到用戶的特點、能力、知識水平，應(yīng)當(dāng)使用戶界面能夠滿足不同用戶的要求。因此，對不同的用戶，應(yīng)有不同的界面形式。 其運行抉擇和涉及到的復(fù)雜算法對初學(xué)者可以是隱蔽 的，他們可以不考慮抉擇和算法問題而正常使用這個軟件；但對于高級用戶，可保留實施運 行抉擇和選擇算法的權(quán)利。2）用戶可以根據(jù)需要制定和修改界面方式。在

4、需要修改和擴充系統(tǒng)功能的情形下，能夠提供 動態(tài)的對話方式，如修改命令、設(shè)置動態(tài)的菜單等。3）系統(tǒng)能夠按照用戶的希望和需要，提供不同詳細(xì)程度的系統(tǒng)響應(yīng)信息，包括反饋信息、提 示信息、幫助信息、出錯信息等等。4）與其他軟件系統(tǒng)應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)的界面。為了使得用戶界面具有一定的靈活性，需要付出一定代價。這要求系統(tǒng)的設(shè)計更加復(fù)雜，而且 有可能降低軟件的運行效率。3、復(fù)雜性和可靠性1）用戶界面的復(fù)雜性： 用戶界面的規(guī)模和組織的復(fù)雜程度就是界面的復(fù)雜性。 在完成預(yù)定功能 的前提下， 應(yīng)當(dāng)使得用戶界面越簡單越好。 但也不是把所有功能和界面安排成線性序列就一 定簡單。假如系統(tǒng)有 64個功能，安排成線性序列，有 64

5、種界面，用戶不得不記憶大量的單 一的命令， 比較難用。 但是， 可以把系統(tǒng)的功能和界面按其相關(guān)性和重要性， 進行邏輯劃分， 組織成樹型結(jié)構(gòu)，把相關(guān)的命令放在同一分支上。例如， 64 個功能和界面組織成 8*8 的樹 型層次結(jié)構(gòu)，每一層次包含的命令具有短期記憶的最佳數(shù)目 7-2 到 7+2。2）用戶界面的可靠性： 用戶界面的可靠性是指無故障使用的間隔時間。 用戶界面應(yīng)能保證用戶 正確、可靠地使用系統(tǒng)，保證有關(guān)程序和數(shù)據(jù)的安全性。用戶界面的風(fēng)格用戶界面的風(fēng)格大致經(jīng)過了四代的演變。1、最早，在圖形顯示、鼠標(biāo)、高速工作站等技術(shù)出現(xiàn)之前，現(xiàn)實可行的界面方式只能是命令和 詢問方式， 通信完全以正文形式并通

6、過用戶命令和用戶對系統(tǒng)詢問的響應(yīng)來完成。 盡管每個 命令的詢問都不復(fù)雜，但對用戶來說容易出錯、不友善并難于學(xué)習(xí)。2、第二代界面是簡單的菜單式。這種方式與命令行方式相比不易出錯，但使用起來仍然乏味。 比如由某個選擇進入另一層選擇時，只能逐級進行，不能一步到位。3、第三代界面是面向窗口的點選界面。隨著硬件的發(fā)展， 軟件工程師逐漸認(rèn)識到人的因素對界面設(shè)計的影響。這類界面也稱為 WIMP界面，即窗口（ wi ndows ）、圖標(biāo)（ico ns）、菜單（me nus）、 指示器（pointing device、四位一體，形成桌面（desktop、的概念。第三代界面給用戶帶來 種種便利： 能同時顯示不同種

7、類的信息， 使用戶可在幾個工作環(huán)境中切換而不丟失幾個工作 之間的聯(lián)系（如，在一個窗口寫源代碼，在另一窗口中檢查輸出結(jié)果，在第三個窗口中修改 處理描述等） ；用戶通過下拉式菜單（ pull-down menu ）可方便執(zhí)行控制型和對話型任務(wù)；引 入圖標(biāo)、下拉式菜單、按紐和滾動桿技術(shù)，可大大減少鍵盤輸入，這對那些不精于鍵盤打字 的用戶來說無疑提高了交互效率。4、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，使用戶可同時執(zhí)行多個 任務(wù)（以用戶的觀點） 。例如，某位作家可一方面用桌面印刷系統(tǒng)對已完成的一章做拼寫檢 查，另一方面又在數(shù)據(jù)庫中檢查資料，為新題目搜集素材，同時又用鍵盤

8、錄入一個新章節(jié)。 在所有這些任務(wù)的執(zhí)行過程中， 工作站本身還完成一些諸如監(jiān)督電子郵件、 維護日歷等后臺 任務(wù)。第四代界面已出現(xiàn)在許多工作站和高性能 PC 機上。界面設(shè)計的基本類型如果從用戶與計算機交互的角度來看，用戶界面設(shè)計的類型主要有問題描述語言、數(shù)據(jù)表 格、圖形與圖標(biāo)、菜單、對話以及窗口等。每一種類型都有不同的特點和性能。菜單，又稱選單，是由系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置好的，顯示于屏幕上的一組或幾組可供用戶選用的命令。對話，也稱對話框，是系統(tǒng)在必要時顯示于屏幕上的一個矩形區(qū)域內(nèi)的圖形和正文信息。 通過對話，實現(xiàn)用戶和系統(tǒng)之間的通信。分為：必須回答式、無需回答式、警告式（又根據(jù)警 告的內(nèi)容，可以必須回答，也

9、可以無需回答）窗口，指屏幕上的一個矩形區(qū)域，在圖形學(xué)中叫做視圖區(qū)（ viewport ）。用戶可以通過窗口 顯示，觀察其工作領(lǐng)域內(nèi)的全部或一部分內(nèi)容，并可以對所顯示的內(nèi)容進行各種系統(tǒng)預(yù)先規(guī)定 好的正文和圖形操作。在選用界面形式的時候，應(yīng)當(dāng)考慮每種類型的優(yōu)點和限制。從幾方面來考察、抉擇：1）使用的難易程度：對于沒有經(jīng)驗的用戶，該界面使用的難度有多大2）學(xué)習(xí)的難易程度：學(xué)習(xí)該界面的命令和功能的難度有多大3）操作速度：在完成一個指定操作時，該界面在操作步驟、擊鍵和反應(yīng)時間等方面效率有多高4）復(fù)雜程度：該界面提供了什么功能、能否用新的方式組合這些功能以增強界面功能5）控制：人機交互時，是由計算機還是由

10、人發(fā)起和控制對話6）開發(fā)的難易程度：該界面設(shè)計是否有很大難度，開發(fā)工作量有多大界面設(shè)計的一般問題設(shè)計任何一個人機界面，一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)時間、用戶求助機制、錯誤信息處理和命令 方式四個方面。1、系統(tǒng)響應(yīng)時間 系統(tǒng)響應(yīng)時間指當(dāng)用戶執(zhí)行了某個控制動作后（例如，按回車鍵、點擊鼠標(biāo)等） ，系統(tǒng)做出 反應(yīng)的時間 （指輸出所期望的信息或執(zhí)行對應(yīng)的動作） 。系統(tǒng)響應(yīng)時間過長是交互式系統(tǒng)中用戶 抱怨最多的問題，當(dāng)幾個應(yīng)用系統(tǒng)分時運行時尤甚。除了響應(yīng)時間的絕對長短外，用戶對不同 命令在響應(yīng)時間上的差別亦很在意，若過于懸殊，用戶將難以接受。2、用戶求助機制幾乎每一位交互式系統(tǒng)的用戶都希望得到聯(lián)機幫助， 即在不切

11、換環(huán)境的情況下解決疑惑的問 題。目前流行的聯(lián)機求助系統(tǒng)有兩類：集成式和疊加式。集成式求助一般都與軟件設(shè)計同時考 慮，上下文敏感，即可供用戶選擇的求助詞與正在執(zhí)行的動作密切相關(guān)，整個求助過程快捷而 友好；疊加式求助一般是軟件完成后附上一個受限的聯(lián)機用戶手冊，用戶為查找某項指南時不 得不瀏覽大量無關(guān)信息。顯然集成式求助機制優(yōu)于疊加式求助機制。除此之外，設(shè)計求助子系 統(tǒng)時， 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。3、錯誤信息處理任何錯誤和警告信息對用戶不啻是“壞消息” ，若此類信息不是很清楚

12、地表明含義，用戶接 到后只能徒增煩惱。試想，當(dāng)用戶看到這樣一行顯示：severe system failure - 14A一定會牢騷滿腹。原因是盡管能從某個地方查出 14A 的含義，可設(shè)計者為什么不就在此處指明 呢？一般來說，出錯信息應(yīng)選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語描述，同時還應(yīng)盡可能提供一些有 關(guān)錯誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯信息時，若輔以聽覺（如鈴聲） 、視覺（專用顏色）刺激， 則效果更佳。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， 隨著面向窗口的點選界面的出 現(xiàn)，鍵盤命令雖不再是唯一交互形式，但許多有經(jīng)驗的熟練的軟件人員仍喜歡這一方式，更多 的情形是菜單與鍵盤命令并

13、存，供用戶選用。除此之外，許多系統(tǒng)提供批命令機制，用戶可設(shè) 計并存儲一個命令序列，供日后多次使用。數(shù)據(jù)輸入界面設(shè)計數(shù)據(jù)輸入是指所有供計算機處理的數(shù)據(jù)的輸入。 數(shù)據(jù)輸入界面是系統(tǒng)的一個重要組成部分， 它常占用戶的極大部分使用時間。一個好的數(shù)據(jù)輸入界面設(shè)計應(yīng)盡可能方便有效地進行數(shù)據(jù)輸 入。數(shù)據(jù)輸入的一般規(guī)則 數(shù)據(jù)輸入界面的目標(biāo)是盡量簡化用戶的工作，并盡可能減少輸入的出錯率。為此，在設(shè)計 時要考慮盡可能減少用戶的記憶負(fù)擔(dān)，使界面具有預(yù)見性和一致性，防止用戶輸入錯誤，以及 盡可能增加數(shù)據(jù)自動輸入。在軟件設(shè)計的范圍，可以通過以下方式來減少用戶輸入的工作量，對共同的輸入內(nèi)容設(shè)置 默認(rèn)值（缺省值） ；使用代

14、碼或縮寫；自動填入已輸入過的內(nèi)容或需要重復(fù)輸入的內(nèi)容；如果輸 入內(nèi)容是來自一個有限的備選集，可以采用列表選擇（下拉列表框 ）或指點方式。數(shù)據(jù)輸入屏幕應(yīng)當(dāng)設(shè)計成盡量與輸入格式相匹配。數(shù)據(jù)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)根據(jù)它們的使用頻率，或 它們的重要性，或它們的輸入次序進行組織。如果分組應(yīng)與用戶商量。 下面是數(shù)據(jù)輸入對話設(shè)計的一般規(guī)則，在具體應(yīng)用時還應(yīng)當(dāng)考慮設(shè)計的環(huán)境。1）確認(rèn)輸入：只有當(dāng)用戶按下輸入的確認(rèn)鍵時，才確認(rèn)輸入。這有助于在輸入過程中一旦出現(xiàn) 錯誤能及時糾錯。2）交互動作：在表項之間自動地跳躍/轉(zhuǎn)換并不總是可取的，尤其是對于不熟練的用戶，往往會被搞得無所適從，要使用 TAB 鍵或回車鍵控制在表項間的移動。3

15、）明確取消：如果用戶中斷了一個輸入序列，已經(jīng)輸入的數(shù)據(jù)不要立即丟棄。這樣才能對一個 也許是錯誤的取消動作進行重新思考。4）確認(rèn)刪除：為避免錯誤的刪除動作可能造成的損失，在鍵入了刪除命令后，必須進行特別的 確認(rèn)，然后才執(zhí)行刪除操作。例如，可以用Delete you sure？ Y/N 來確認(rèn)。5）提供反饋：若一個屏幕上可容納若干輸入內(nèi)容，可將用戶先前輸入的內(nèi)容仍保留在屏幕上， 以便用戶能夠隨時查看，明確下一步應(yīng)進行的操作。6）允許編輯：在一個文件輸入過程中或輸入完成后，允許用戶對其編輯，以修改他們正在輸入 的數(shù)據(jù)或回去修改他們以前輸入的數(shù)據(jù)。應(yīng)采納一種前后一致的編輯方式。7）提供復(fù)原（undo）

16、:應(yīng)允許用戶恢復(fù)輸入以前的狀態(tài)。這在編輯和修改錯誤的操作中經(jīng)常用 到。8） 自動格式化:用戶可以采用自由格式進行輸入。例如，用PB 進行數(shù)據(jù)庫設(shè)計時，某個字段 假設(shè)是currency，可以規(guī)定格式：Y *.*。輸入對空格應(yīng)不敏感。9 ）提示輸入的范圍:應(yīng)當(dāng)顯示有效回答的集合及其范圍。例如，顯示“請輸入1-10 之間的整數(shù)”。數(shù)據(jù)顯示界面設(shè)計進行數(shù)據(jù)輸出顯示設(shè)計，應(yīng)當(dāng)了解數(shù)據(jù)顯示的要求，解決應(yīng)該顯示哪些數(shù)據(jù)，屏幕上一次顯 示多少信息的問題。畫面顯示信息過少，則用戶需不斷切換屏幕才能找到所需的數(shù)據(jù)；畫面顯 示過多，則發(fā)生“只見森林，不見樹木”的現(xiàn)象。因此，顯示的信息對于用戶任務(wù)來說應(yīng)當(dāng)是 適當(dāng)?shù)模?/p>

17、不要過于擁擠。1）選擇顯示內(nèi)容應(yīng)當(dāng)考慮的準(zhǔn)則*只顯示必需的數(shù)據(jù)，與用戶需求無直接關(guān)系的一律省略*在一起使用的數(shù)據(jù)應(yīng)顯示在一起*顯示出的數(shù)據(jù)應(yīng)與用戶執(zhí)行的任務(wù)有關(guān)* 每一屏數(shù)據(jù)的數(shù)量，包括標(biāo)題、欄題等，不應(yīng)超過整個屏幕面積的30%利用這些規(guī)則， 并根據(jù)用戶要求， 將數(shù)據(jù)分組， 然后將每組數(shù)據(jù)按一定的結(jié)構(gòu)形式來安排， 總的目的是使得用戶感到使用方便，通過結(jié)構(gòu)形式便于了解數(shù)據(jù)項的含義。2）安排顯示結(jié)構(gòu)的規(guī)則* 以一種邏輯方式把數(shù)據(jù)分組。比如，數(shù)據(jù)都與某一目標(biāo)有關(guān)，或所有數(shù)據(jù)都擁有同一屬 性等。此外，還可以根據(jù)使用頻率、操作順序或功能來分組，這取決于用戶的需要。*安排數(shù)據(jù)要考慮是否有益于用戶的使用。關(guān)鍵詞和識別符應(yīng)安排在顯示部分的左上角， 其余數(shù)據(jù)可按其重要性、使用頻率、正常使用順序來安排。*列表組織數(shù)據(jù)。根據(jù)一個或多個關(guān)鍵因素將數(shù)據(jù)分類，使得每組數(shù)據(jù)同屬同一類型。*如果需要，可顯示數(shù)據(jù)的抽象特性，并用圖表說明這些特性的趨勢、聯(lián)系和區(qū)別。顯示設(shè)計要使得相關(guān)的數(shù)據(jù)成組地出現(xiàn)， 并由用戶與系統(tǒng)的會話來控制。 若不使用覆蓋技 術(shù)，則可根據(jù)