軟件工程電子教案市公開(kāi)課獲獎(jiǎng)?wù)n件

1、第四章 軟件設(shè)計(jì)概述軟件設(shè)計(jì)任務(wù)軟件設(shè)計(jì)基本概念模塊化設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)需要處理問(wèn)題設(shè)計(jì)文檔及其復(fù)審第1頁(yè)第1頁(yè)什么是設(shè)計(jì)？把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為處理方案創(chuàng)造性過(guò)程；處理方案描述也稱(chēng)為設(shè)計(jì)。第2頁(yè)第2頁(yè)設(shè)計(jì)和需求有什么不同？張君和李麗想建一棟新居子。他們需求下列：三個(gè)小孩有玩?？臻g，并獨(dú)立擁有各自睡房一間主人臥房一個(gè)廚房冬天可取暖，夏天可制冷室內(nèi)通水通電等等第3頁(yè)第3頁(yè)設(shè)計(jì)和需求有什么不同？設(shè)計(jì)師方案:屋子樓上有四間睡房，樓下有一間客房，一間廚房，一個(gè)玩具房和一個(gè)雜物室等等。尚有其它方案嗎？第4頁(yè)第4頁(yè)軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)階段設(shè)計(jì)者必須同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員要求概要設(shè)計(jì)書(shū)詳細(xì)設(shè)計(jì)書(shū)設(shè)計(jì)者迂回于各種活動(dòng)中：理解需求提出

2、也許方案測(cè)試方案也許性向用戶(hù)描述各種也許向編程人員提供設(shè)計(jì)文檔第5頁(yè)第5頁(yè)軟件設(shè)計(jì)內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)定義軟件部件間關(guān)系接口設(shè)計(jì)軟件內(nèi)部、外部及與人之間通信數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)信息模型 軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)過(guò)程設(shè)計(jì)軟件組件過(guò)程性描述第6頁(yè)第6頁(yè)軟件設(shè)計(jì)任務(wù)分析模型 設(shè)計(jì)模型 設(shè)計(jì)文檔回答How to do?能夠分為概要設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)包括數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)接口設(shè)計(jì)過(guò)程設(shè)計(jì)第7頁(yè)第7頁(yè)分解和模塊化系統(tǒng)設(shè)計(jì)辦法：功效分解：將功效作為組件面向數(shù)據(jù)分解：基于外部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)面向事件分解：基于系統(tǒng)必須處理事件外部輸入設(shè)計(jì)：基于系統(tǒng)用戶(hù)輸入面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)：定義對(duì)象類(lèi)及其互相聯(lián)系第8頁(yè)第8頁(yè)分解層次化第9頁(yè)第9頁(yè)模塊和模塊化模塊

3、化：當(dāng)系統(tǒng)每項(xiàng)功效正好由一個(gè)輸入輸出都明擬定義組件完畢時(shí)候，我們稱(chēng)這個(gè)系統(tǒng)模塊化。模塊表示能夠用計(jì)算機(jī)程序代碼實(shí)現(xiàn)，相對(duì)獨(dú)立單一數(shù)據(jù)處理功效，因此模塊有時(shí)也叫功效模塊。進(jìn)一步明確模塊是擁有明擬定義輸入、輸出和特性程序?qū)嶓w。第10頁(yè)第10頁(yè)設(shè)計(jì)辦法選擇應(yīng)該允許不同設(shè)計(jì)者使用他們喜歡技巧，只要他們文檔能讓其它設(shè)計(jì)者明白就能夠了。設(shè)計(jì)方法選擇又是取決于設(shè)計(jì)者偏好，而更多時(shí)候取決于系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)或數(shù)據(jù)。第11頁(yè)第11頁(yè)軟件設(shè)計(jì)中涉及問(wèn)題抽象（abstract）與細(xì)化(refinement)抽象：分層次考慮和處理問(wèn)題(數(shù)據(jù)和過(guò)程)細(xì)化：從高到低逐步分解過(guò)程信息隱藏對(duì)其它模塊隱藏模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)和過(guò)程第12頁(yè)第

4、12頁(yè)抽 象抽象是對(duì)詳細(xì)對(duì)象（問(wèn)題）進(jìn)行概括，抽出這一類(lèi)對(duì)象公共性質(zhì)并加以描述過(guò)程。先注意問(wèn)題本質(zhì)及描述，另一方面是實(shí)現(xiàn)過(guò)程或細(xì)節(jié)。數(shù)據(jù)抽象：描述某類(lèi)對(duì)象屬性或狀態(tài)（對(duì)象互相區(qū)別物理量）。代碼抽象：描述某類(lèi)對(duì)象共有行為特性或含有功效。抽象實(shí)現(xiàn)：通過(guò)類(lèi)申明。第13頁(yè)第13頁(yè)模塊化設(shè)計(jì)好處信息隱藏從不同角度了解系統(tǒng)將難以處理問(wèn)題獨(dú)立出來(lái)；抽象層次經(jīng)過(guò)逐層分析來(lái)了解問(wèn)題允許不同模塊采取不同設(shè)計(jì)方法第14頁(yè)第14頁(yè)模塊化設(shè)計(jì)把大型軟件按照要求原則劃分成一個(gè)個(gè)較小、相對(duì)獨(dú)立但又互相關(guān)聯(lián)模塊主要指導(dǎo)思想：分解模塊獨(dú)立性第15頁(yè)第15頁(yè)分解（Decomposition）模塊化是為了使一個(gè)復(fù)雜大型程序能被人智

5、力所管理設(shè)函數(shù)c(x)定義問(wèn)題x復(fù)雜程度，函數(shù)E(X)擬定處理問(wèn)題x需要工作量（時(shí)間）。對(duì)于兩個(gè)問(wèn)題P1 和P2，假如顯然第16頁(yè)第16頁(yè)模塊化依據(jù)人類(lèi)處理普通問(wèn)題時(shí)一個(gè)有趣規(guī)律： C (P1+P2)C (P1)+C (P2) E (P1+P2)E (P1)+E (P2) 結(jié)論：各個(gè)擊破把復(fù)雜問(wèn)題分解成容易處理小問(wèn)題，本來(lái)問(wèn)題也就容易處理了第17頁(yè)第17頁(yè)問(wèn)題提出假如無(wú)限分割軟件，最后為了開(kāi)發(fā)軟件而需要工作量也就小得能夠忽略了。？第18頁(yè)第18頁(yè)模塊數(shù)與開(kāi)發(fā)工作量關(guān)系模塊數(shù)接口成本最小成本區(qū)M軟件開(kāi)發(fā)工作量總成本模塊成本第19頁(yè)第19頁(yè)模塊劃分基本原則概括了把軟件劃分為模塊時(shí)要遵守準(zhǔn)則，也是判

6、斷模塊結(jié)構(gòu)是不是合理原則。但是到當(dāng)前為止，沒(méi)有統(tǒng)一原則判斷一個(gè)系統(tǒng)化分成幾種模塊是最優(yōu)。第20頁(yè)第20頁(yè)模塊劃分四項(xiàng)基本原則1.模塊獨(dú)立性強(qiáng)塊內(nèi)聯(lián)系強(qiáng) 塊間聯(lián)系弱2.高內(nèi)聚模塊內(nèi)部各成份之間3.低耦合一個(gè)模塊與其它模塊之間4.公共（共享）模塊多個(gè)模塊公用第21頁(yè)第21頁(yè)模塊獨(dú)立性為何模塊獨(dú)立性很重要？有效模塊化軟件容易開(kāi)發(fā)出來(lái)獨(dú)立模塊比較容易測(cè)試和維護(hù)人獨(dú)立性強(qiáng)如何？人沒(méi)有獨(dú)立性，什么都依賴(lài)別人如何？第22頁(yè)第22頁(yè)內(nèi)聚、耦合定義內(nèi)聚是模塊功效強(qiáng)度（一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素彼此結(jié)合緊密程度）度量。耦合是對(duì)軟件內(nèi)部塊間聯(lián)系度量。 一個(gè)模塊內(nèi)部各個(gè)元素之間聯(lián)系越緊密，則它內(nèi)聚性就越高，相對(duì)地，它與其它

7、模塊之間耦合就會(huì)減低，而模塊獨(dú)立性就越強(qiáng)。第23頁(yè)第23頁(yè)內(nèi)聚與耦合內(nèi)聚和耦合是相互關(guān)聯(lián)。在程序結(jié)構(gòu)中各模塊內(nèi)聚程度越高，模塊間耦合程度就越低。但這也不是絕正確。軟件概要設(shè)計(jì)目標(biāo)是力爭(zhēng)增加模塊內(nèi)聚，盡也許降低模塊間耦合，但增加內(nèi)聚比降低耦合更主要，應(yīng)該把更多注意力集中到提升模塊內(nèi)聚程度上來(lái)。第24頁(yè)第24頁(yè)內(nèi)聚等級(jí)劃分 弱 強(qiáng)低內(nèi)聚 中內(nèi)聚 高內(nèi)聚 第25頁(yè)第25頁(yè)低 內(nèi) 聚.偶然性?xún)?nèi)聚模塊內(nèi)各部分沒(méi)有聯(lián)絡(luò)，或者即使有聯(lián)絡(luò)，這種聯(lián)絡(luò)也很渙散。 .邏輯性?xún)?nèi)聚這種模塊把幾個(gè)相關(guān)功效組合在一起，每次調(diào)用時(shí)，由傳送給模塊鑒定參數(shù)來(lái)確定該模塊應(yīng)執(zhí)行哪一個(gè)功效。這種模塊是單入口多功效模塊。類(lèi)似有錯(cuò)誤處理模

8、塊。它接受犯錯(cuò)信號(hào)，對(duì)不同類(lèi)型錯(cuò)誤打印出不同犯錯(cuò)信息。第26頁(yè)第26頁(yè)低 內(nèi) 聚.時(shí)間性?xún)?nèi)聚時(shí)間內(nèi)聚又稱(chēng)為典型內(nèi)聚。這種模塊大多為多功效模塊，但模塊各個(gè)功效執(zhí)行與時(shí)間相關(guān)，通常要求所有功效必須在同一時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行。比如初始化模塊和終止模塊。第27頁(yè)第27頁(yè)中 內(nèi) 聚.過(guò)程性?xún)?nèi)聚假如一個(gè)模塊內(nèi)處理是相關(guān)，并且必須以特定順序執(zhí)行，則稱(chēng)這個(gè)模塊為過(guò)程內(nèi)聚模塊。 .通訊性?xún)?nèi)聚假如一個(gè)模塊內(nèi)各功效部分都使用了相同輸入數(shù)據(jù)，或產(chǎn)生了相同輸出數(shù)據(jù)，則稱(chēng)之為通信內(nèi)聚模塊。第28頁(yè)第28頁(yè)高 內(nèi) 聚.順序性?xún)?nèi)聚假如一個(gè)模塊內(nèi)處理元素和同一個(gè)功效密切相關(guān)，并且這些處理必須順序執(zhí)行（通常一個(gè)處理元素輸出數(shù)據(jù)作為下一個(gè)

9、處理元素輸入數(shù)據(jù)）.功效性?xún)?nèi)聚一個(gè)模塊中各個(gè)部分都是某一詳細(xì)功效必不可少構(gòu)成部分，或者說(shuō)該模塊中所有部分都是為了完畢一項(xiàng)詳細(xì)功效而協(xié)同工作，緊密聯(lián)系，不可分割。則稱(chēng)該模塊為功效內(nèi)聚模塊。 第29頁(yè)第29頁(yè)七種內(nèi)聚優(yōu)劣評(píng)分功效內(nèi)聚 10分順序內(nèi)聚 9分通信內(nèi)聚 7分過(guò)程內(nèi)聚 5分時(shí)間內(nèi)聚 3分邏輯內(nèi)聚 1分偶然內(nèi)聚 0分高內(nèi)聚低內(nèi)聚第30頁(yè)第30頁(yè)邏輯內(nèi)聚模塊 判斷調(diào)用模塊讀一個(gè)記錄寫(xiě)一個(gè)記錄被調(diào)用模塊第31頁(yè)第31頁(yè)常見(jiàn)內(nèi)聚類(lèi)型第32頁(yè)第32頁(yè)常見(jiàn)內(nèi)聚類(lèi)型第33頁(yè)第33頁(yè)耦 合對(duì)一個(gè)軟件結(jié)構(gòu)內(nèi)不同模塊之間互連程度度量。耦合強(qiáng)弱取決于模塊間接口復(fù)雜程度、調(diào)用模塊方式以及哪些信息通過(guò)接口。在軟件設(shè)

10、計(jì)中應(yīng)該追求盡也許渙散耦合系統(tǒng)第34頁(yè)第34頁(yè)耦合七種類(lèi)型（低高）1.非直接耦合：假如兩個(gè)模塊之間沒(méi)有直接關(guān)系，它們之間聯(lián)系完全是通過(guò)主要模塊控制和調(diào)用來(lái)實(shí)現(xiàn)，這就是非直接耦合。2.數(shù)據(jù)耦合：假如一個(gè)模塊訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)模塊時(shí)，彼此之間是通過(guò)數(shù)據(jù)參數(shù)（不是控制參數(shù)、公共數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部變量）來(lái)互換輸入、輸出信息，則稱(chēng)這種耦合為數(shù)據(jù)耦合。3.標(biāo)識(shí)（特性）耦合 ：假如一組模塊通過(guò)參數(shù)表傳遞統(tǒng)計(jì)信息，就是標(biāo)識(shí)耦合。事實(shí)上，這組模塊共享了這個(gè)統(tǒng)計(jì)，它是某一類(lèi)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)，而不是簡(jiǎn)樸變量。這要求這些模塊都必須清楚該紀(jì)錄結(jié)構(gòu)，并按結(jié)構(gòu)要求對(duì)此統(tǒng)計(jì)進(jìn)行操作。第35頁(yè)第35頁(yè)耦合七種類(lèi)型（續(xù)）4.控制耦合 ：假如一

11、個(gè)模塊通過(guò)傳遞開(kāi)關(guān)、標(biāo)志、名字等控制信息，明顯控制選擇另一模塊功效，就是控制耦合。 5.外部耦合 ：一組模塊都訪(fǎng)問(wèn)同一全局簡(jiǎn)樸變量而不是同一全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且不是通過(guò)參數(shù)表傳遞該全局變量信息，則稱(chēng)之為外部耦合。 6.公共耦合 ：若一組模塊都訪(fǎng)問(wèn)同一個(gè)公共數(shù)據(jù)環(huán)境，則它們之間耦合稱(chēng)為公共耦合。公共數(shù)據(jù)環(huán)境能夠是全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、共享通信區(qū)、內(nèi)存公共覆蓋區(qū)等。7.內(nèi)容耦合：假如一個(gè)模塊能夠直接調(diào)用另一模塊中數(shù)據(jù)，或者允許一個(gè)模塊直接轉(zhuǎn)移到另一個(gè)模塊中去，則稱(chēng)它們間耦合為內(nèi)容耦合。第36頁(yè)第36頁(yè)弱 耦 合數(shù)據(jù)耦合非直接耦合模塊2模塊1模塊4模塊3特性耦合（參數(shù)表傳遞數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）第37頁(yè)第37頁(yè)公 共 耦

12、 合第38頁(yè)第38頁(yè)公 共 耦 合公共耦合會(huì)引起下列問(wèn)題：1.所有公共耦合模塊都于某一個(gè)公共數(shù)據(jù) 環(huán)境內(nèi)部各項(xiàng)物理安排相關(guān)，若修改某個(gè)數(shù)據(jù)大小，將會(huì)影響到所有模塊。2.無(wú)法控制各個(gè)模塊對(duì)公共數(shù)據(jù)存取，嚴(yán)重影響軟件模塊可靠性和適應(yīng)性。3.公共數(shù)據(jù)名使用，明顯減少了程序可讀性。第39頁(yè)第39頁(yè)內(nèi) 容 耦 合假如出現(xiàn)下列情況之一，兩個(gè)模塊間就發(fā)生了內(nèi)容耦合：一個(gè)模塊訪(fǎng)問(wèn)另一個(gè)模塊內(nèi)部數(shù)據(jù)一個(gè)模塊不通過(guò)正常入口而轉(zhuǎn)到另一個(gè)模塊內(nèi)部?jī)蓚€(gè)模塊有一部分程序代碼重疊（只也許出現(xiàn)在匯編程序中）一個(gè)模塊有多個(gè)入口（這意味著一個(gè)模塊有幾種功效）第40頁(yè)第40頁(yè)(a)進(jìn)入另一模塊內(nèi)部（b）模塊代碼重疊（c）多入口模塊

13、ABABEnty1enty2內(nèi) 容 耦 合第41頁(yè)第41頁(yè)內(nèi)容耦合 0分公共耦合 1分外部耦合 3分控制耦合 5分特性耦合 7分?jǐn)?shù)據(jù)耦合 9分非直接耦合 10分高耦合低耦合七種耦合優(yōu)劣評(píng)分第42頁(yè)第42頁(yè)關(guān)于耦合設(shè)計(jì)原則盡也許使用數(shù)據(jù)（特性）耦合少用控制耦合限制公共環(huán)境耦合范圍完全不用內(nèi)容耦合第43頁(yè)第43頁(yè)建立公共（共享）模塊 建立公共模塊目的是減少冗余，減少不必要重復(fù)工作，劃出某項(xiàng)功效成為一個(gè)能被幾種模塊共同利用模塊。也就模塊結(jié)構(gòu)圖形態(tài)是中層寬敞，上下小。 例：球場(chǎng)，田徑場(chǎng)第44頁(yè)第44頁(yè)哪種設(shè)計(jì)方案更加好呢？第45頁(yè)第45頁(yè)自頂向下和自底向上設(shè)計(jì)自頂向下頂層開(kāi)始逐步分解由底向上 選擇關(guān)鍵

14、部分先設(shè)計(jì)擴(kuò)展到整個(gè)系統(tǒng)第46頁(yè)第46頁(yè)兩種設(shè)計(jì)辦法比較3.假如在可行性上出現(xiàn)問(wèn)題，能夠較早發(fā)覺(jué)3.需要進(jìn)行詳細(xì) 可行性論證2.整體測(cè)試也許在模塊接口間發(fā)覺(jué)不一致等問(wèn)題2.整體測(cè)試較易通過(guò)1.也許造成較大重新設(shè)計(jì)1.易于修改和擴(kuò)展由底向上設(shè)計(jì)自頂向下設(shè)計(jì)第47頁(yè)第47頁(yè)4.4.1 協(xié)同設(shè)計(jì)誰(shuí)最適當(dāng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)某首先？ 如何使組內(nèi)組員互相理解別人設(shè)計(jì)？ 如何協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)組件使整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一第48頁(yè)第48頁(yè)4.4.2 用戶(hù)(人機(jī))界面設(shè)計(jì)讓用戶(hù)駕馭軟件，不是軟件駕馭用戶(hù) 減少用戶(hù)記憶 保持界面一致性第49頁(yè)第49頁(yè) 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 人機(jī)界面通常也稱(chēng)為用戶(hù)界面。（Human ComputerInterface

15、，簡(jiǎn)稱(chēng)HCI）界面設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)方面：設(shè)計(jì)軟件構(gòu)件之間接口設(shè)計(jì)模塊和其它非人信息生產(chǎn)者和消費(fèi)者界面設(shè)計(jì)人（如用戶(hù)）和計(jì)算機(jī)間界面 第50頁(yè)第50頁(yè) 界面設(shè)計(jì)原則分析用戶(hù)類(lèi)型應(yīng)用程序和界面分離一致性盡也許降低用戶(hù)工作提供反饋犯錯(cuò)處理和幫助功效增加可視化圖形表示第51頁(yè)第51頁(yè)界面設(shè)計(jì)-黃金規(guī)則在相關(guān)界面設(shè)計(jì)中三條黃金原則：置于用戶(hù)控制之下減少用戶(hù)記憶承擔(dān)保持界面一致 第52頁(yè)第52頁(yè)黃金規(guī)則：置于用戶(hù)控制之下 Mandel定義一組允許用戶(hù)操作控制原則：以不逼迫用戶(hù)進(jìn)入不必要或不希望動(dòng)作方式來(lái)定義交互方式提供靈活交互允許用戶(hù)交互能夠被中斷和撤消當(dāng)技能級(jí)別增長(zhǎng)時(shí)能夠使交互流水化并允許定制交互使用戶(hù)

16、隔離內(nèi)部技術(shù)細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)應(yīng)允許用戶(hù)和出現(xiàn)在屏幕上對(duì)象直接交互第53頁(yè)第53頁(yè)黃金規(guī)則：減少用戶(hù)記憶承擔(dān) Mandel定義了一組設(shè)計(jì)原則，使界面能夠減少用戶(hù)記憶承擔(dān)：減少對(duì)短期記憶要求建立故意義缺省定義直覺(jué)性捷徑界面視覺(jué)布局應(yīng)當(dāng)基于真實(shí)世界隱喻以不斷進(jìn)展方式揭示信息第54頁(yè)第54頁(yè)第55頁(yè)第55頁(yè)缺省值第56頁(yè)第56頁(yè)黃金規(guī)則：保持界面一致 用戶(hù)應(yīng)以一致方式展示和獲取信息：所有可視信息組織均按照均按照貫穿所有屏幕顯示所保持設(shè)計(jì)原則輸入機(jī)制被約束到有限集合，在整個(gè)應(yīng)用中被一致地使用從任務(wù)到任務(wù)導(dǎo)航機(jī)制被一致地定義和實(shí)現(xiàn)Mandel定義了一組幫助保持界面一致性設(shè)計(jì)原則：允許用戶(hù)將當(dāng)前任務(wù)放入故意義語(yǔ)境在

17、應(yīng)用系列內(nèi)保持一致性如過(guò)去交互模型已建立起了用戶(hù)盼望，除非有迫不得已理由，不要改變它第57頁(yè)第57頁(yè)界面設(shè)計(jì)- 用戶(hù)友好性設(shè)計(jì) 用戶(hù)友好性普通屬軟件性能特性，它獨(dú)立于所有詳細(xì)功效，卻影響著所有功效重用性。 用戶(hù)友好性應(yīng)表達(dá)在與用戶(hù)有接口軟件特性上。 用戶(hù)友好性主線(xiàn)目的是為了軟件可重用性、可維護(hù)性。第58頁(yè)第58頁(yè)用戶(hù)友好性標(biāo)志可操作性健壯性易學(xué)習(xí)性可擴(kuò)展性 第59頁(yè)第59頁(yè) 系統(tǒng)閉合等級(jí)：極限閉合等級(jí): 15秒復(fù)雜閉合等級(jí)： 415秒簡(jiǎn)樸閉合等級(jí)： 24 秒最簡(jiǎn)樸閉合等級(jí): 12 秒瞬時(shí)響應(yīng): 1秒界面設(shè)計(jì)- 反饋?lái)憫?yīng)時(shí)間(系統(tǒng)延遲)第60頁(yè)第60頁(yè)用戶(hù)界面設(shè)計(jì)-界面設(shè)計(jì)模型設(shè)計(jì)用戶(hù)界面要考慮

18、四種模型：軟件工程師創(chuàng)建設(shè)計(jì)模型 人員工程師創(chuàng)建用戶(hù)模型 終端用戶(hù)對(duì)未來(lái)系統(tǒng)假想系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后得到系統(tǒng)映象四種模型可能相差甚遠(yuǎn)，界面設(shè)計(jì)人員任務(wù)就是消除這些差距，導(dǎo)出一致界面表示第61頁(yè)第61頁(yè)用戶(hù)界面設(shè)計(jì)過(guò)程用戶(hù)界面設(shè)計(jì)過(guò)程包含四種不同框架：用戶(hù)、任務(wù)和環(huán)境分析及建模界面設(shè)計(jì)界面結(jié)構(gòu)界面確認(rèn)第62頁(yè)第62頁(yè)用戶(hù)分析偶然型生疏型純熟型專(zhuān)家型新手對(duì)系統(tǒng)有理解中級(jí)用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)有理解經(jīng)慣用戶(hù)用戶(hù)類(lèi)型:第63頁(yè)第63頁(yè)影響用戶(hù)行為特性原因人-機(jī)匹配性人固有技能人固有弱點(diǎn)用戶(hù)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)盼望和態(tài)度第64頁(yè)第64頁(yè)用戶(hù)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要求讓用戶(hù)靈活地使用適應(yīng)不同類(lèi)型用戶(hù)系統(tǒng)行為及效果對(duì)用戶(hù)透明用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)盼望和

19、態(tài)度提供聯(lián)機(jī)幫助功效人機(jī)交互盡也許和人際通信相同第65頁(yè)第65頁(yè)用戶(hù)技能方面使用需求應(yīng)讓系統(tǒng)去適應(yīng)用戶(hù)使用易于理解、掌握準(zhǔn)自然語(yǔ)言一致性系統(tǒng)設(shè)計(jì)用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)盼望和態(tài)度能通過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供演示及范例第66頁(yè)第66頁(yè)用戶(hù)習(xí)性方面使用需求系統(tǒng)應(yīng)讓用戶(hù)有耐心系統(tǒng)應(yīng)很好地對(duì)付人易犯錯(cuò)誤系統(tǒng)應(yīng)對(duì)不同用戶(hù)提供不同交互方式第67頁(yè)第67頁(yè)用戶(hù)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)方面使用需求系統(tǒng)應(yīng)能讓未經(jīng)專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練用戶(hù)使用系統(tǒng)能對(duì)不同經(jīng)驗(yàn)用戶(hù)做出不同反應(yīng)提供同一系統(tǒng)一致性，建立標(biāo)準(zhǔn)化人-機(jī)界面系統(tǒng)必須適應(yīng)用戶(hù)在應(yīng)用領(lǐng)域知識(shí)改變，提供動(dòng)態(tài)自適應(yīng)設(shè)計(jì)第68頁(yè)第68頁(yè)用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)盼望方面要求用戶(hù)界面應(yīng)提供形象、生動(dòng)、美觀布局顯示和操作環(huán)境系統(tǒng)處理

20、問(wèn)題應(yīng)盡也許簡(jiǎn)樸，提供學(xué)習(xí)機(jī)制系統(tǒng)應(yīng)對(duì)不同用戶(hù)提供不同交互方式第69頁(yè)第69頁(yè)人-機(jī)界面8種交互方式1 菜單界面 按顯示形象分類(lèi):正文菜單圖標(biāo)菜單正文圖標(biāo)混合菜單按屏幕位置和操作風(fēng)格分類(lèi):固定浮動(dòng)下拉式嵌入式第70頁(yè)第70頁(yè)圖標(biāo)式菜單菜單條彈出式菜單彈出式幫助文本第71頁(yè)第71頁(yè)下拉式菜單、瀑布式菜單瀑布式菜單第72頁(yè)第72頁(yè)第73頁(yè)第73頁(yè)第74頁(yè)第74頁(yè)第75頁(yè)第75頁(yè)2 對(duì)話(huà) 對(duì)話(huà)形式:(1)必須回答式(2)無(wú)需回答式(3)警告式 對(duì)話(huà)實(shí)現(xiàn)方式:(1)原則對(duì)話(huà)(2)定做式對(duì)話(huà)人-機(jī)界面8種交互方式第76頁(yè)第76頁(yè)3. 功效鍵4. 圖符界面5. 填表界面6. 命令語(yǔ)言界面7. 查詢(xún)語(yǔ)言界面

21、8. 自然語(yǔ)言界面人-機(jī)界面8種交互方式第77頁(yè)第77頁(yè)控制界面設(shè)計(jì)(1)用控制對(duì)話(huà)選擇操作命令(2)用菜單界面進(jìn)行控制(3)用功效鍵定義操作命令(4)用圖標(biāo)表示對(duì)象或命令第78頁(yè)第78頁(yè) 界面設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 界面設(shè)計(jì)過(guò)程環(huán)節(jié)：建立任務(wù)目的和意圖為每個(gè)目的和意圖制定特定動(dòng)作序列按在界面上執(zhí)行方式對(duì)動(dòng)作序列進(jìn)行規(guī)約指明系統(tǒng)狀態(tài)，即執(zhí)行動(dòng)作時(shí)界面表現(xiàn) 定義控制機(jī)制，即用戶(hù)可用改變系統(tǒng)狀態(tài)設(shè)備和動(dòng)作指明控制機(jī)制如何影響系統(tǒng)狀態(tài)指明用戶(hù)如何通過(guò)界面上信息解釋系統(tǒng)狀態(tài)第79頁(yè)第79頁(yè) 一、定義界面對(duì)象和動(dòng)作 為創(chuàng)建描述圖符圖形設(shè)計(jì)和放置、描述性屏幕文字定義、窗口規(guī)約和命名、菜單項(xiàng)規(guī)約屏幕布局提供基礎(chǔ)。 響應(yīng)時(shí)

22、間、命令和動(dòng)作結(jié)構(gòu)、錯(cuò)誤處理和幫助設(shè)施等設(shè)計(jì)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)在精化設(shè)計(jì)模型時(shí)考慮。第80頁(yè)第80頁(yè)二、導(dǎo)航方式層次線(xiàn)性第81頁(yè)第81頁(yè)混合式網(wǎng)絡(luò)式二、導(dǎo)航方式第82頁(yè)第82頁(yè)三、數(shù)據(jù)輸入界面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)輸入規(guī)則明確輸入明確動(dòng)作明確取消確認(rèn)刪除提供反饋允許編輯提供復(fù)原（Undo）自由格式提醒輸入范圍第83頁(yè)第83頁(yè)四、數(shù)據(jù)顯示界面設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示規(guī)則只顯示必要數(shù)據(jù)在一起使用數(shù)據(jù)顯示在一起顯示出數(shù)據(jù)應(yīng)與用戶(hù)執(zhí)行任務(wù)相關(guān)每一屏數(shù)據(jù)數(shù)量不應(yīng)超出整個(gè)屏幕面積30%屏幕布局規(guī)則盡也許少用代碼和縮寫(xiě)多個(gè)顯示畫(huà)面，應(yīng)建立統(tǒng)一格式提供明了標(biāo)題、標(biāo)欄及其它提醒信息遵照用戶(hù)習(xí)慣采取顏色、字符大小、下劃線(xiàn)、不同字體等方式強(qiáng)化主要數(shù)據(jù)

23、第84頁(yè)第84頁(yè)第85頁(yè)第85頁(yè)第86頁(yè)第86頁(yè)第87頁(yè)第87頁(yè)第88頁(yè)第88頁(yè)五、實(shí)現(xiàn)工具 用戶(hù)界面工具箱 用戶(hù)界面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)(UIDS): 采用預(yù)包裝軟件構(gòu)件來(lái)結(jié)構(gòu)用戶(hù)界面 UIDS固有機(jī)制:管理輸入設(shè)備確認(rèn)用戶(hù)輸入處理錯(cuò)誤和顯示犯錯(cuò)信息提供反饋(如自動(dòng)輸入響應(yīng))提供幫助和提醒處理窗口、域和窗口內(nèi)滾動(dòng)建立應(yīng)用軟件和界面間連接將應(yīng)用程序與界面管理功效分開(kāi)允許用戶(hù)定制界面 第89頁(yè)第89頁(yè)六、設(shè)計(jì)評(píng)估-界面設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)周期初步設(shè)計(jì)創(chuàng)建原型#n界面修改設(shè)計(jì)用戶(hù)評(píng)估界面設(shè)計(jì)者研究評(píng)估結(jié)果創(chuàng)建原型#1界面第90頁(yè)第90頁(yè)HELP系統(tǒng)設(shè)計(jì) HELP系統(tǒng)設(shè)計(jì)不屬于界面設(shè) 計(jì)范圍，涉及系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)，是 結(jié)構(gòu)級(jí)用

24、戶(hù)友好性設(shè)計(jì)。第91頁(yè)第91頁(yè) 幫助方式： 操作指南文檔 (植入系統(tǒng)、未植入系統(tǒng)) 基于幫助文獻(xiàn)要求性幫助 (命令級(jí)幫助) 闡明性幫助 嵌入系統(tǒng)要求性幫助 嵌入培訓(xùn)功效智能幫助系統(tǒng)HELP系統(tǒng)設(shè)計(jì)第92頁(yè)第92頁(yè)設(shè)計(jì)模板和復(fù)用Design with reuse, design for reuse第93頁(yè)第93頁(yè)并發(fā)系統(tǒng)設(shè)計(jì)如何確保同時(shí)執(zhí)行組件間對(duì)共享數(shù)據(jù)一致性 ？第94頁(yè)第94頁(yè)并發(fā)處理（順序執(zhí)行）1、 組件1查詢(xún)X是否為空。2、 組件1被告知X不為空。3、 組件2查詢(xún)X是否為空。4、 組件2被告知X不為空。5、 組件1出棧，刪除最后一個(gè)元素。6、 組件2想出棧，但X已為空，系統(tǒng)進(jìn)入非法狀態(tài)。 第95頁(yè)第95頁(yè)并發(fā)處理1、組件1問(wèn)詢(xún)棧X是否為空。2、組件1被告知棧X不為空。3、組件2問(wèn)詢(xún)棧X是否為空。4、組件2被告知棧X不為空。5、組件1出棧，刪去最后一個(gè)元素，并鎖住棧X。6、組件2想出棧