人机交互界面表示模型

界面反馈
界面状态
then highlight(icon) show_outline(icon)
then highlight(bin)
then hide(icon) show_bin_full()
if intersect(icon, x,y) icon=selected
if intersect(bin,x,y) if intersect(bin,x2,y2)
3 方法 Methods
GOAL: ICONSIZE-WINDOW . [select . GOAL: USE-CLOSE-METHOD . . MOVE-MOUSE-TO-WINDOW-HEADER . . POP-UP-MENU . . CLICK-OVER-CLOSE-OPTION . GOAL: USE-L7-METHOD . . PRESS-L7-KEY]
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。
UAN实例-单通道交互
任务：drag and drop a file to the recycle bin
结构模型
主要从系统的角度来表示人机交互界面。 状态转换网络(STN-State Transition Network) 产生式规则 (Production Rule)。
事件-对象模型
面向对象的表示模型，它将人机交互活动归结为事 件与对象的相互作用。
如何由界面的行为表示模型转换到系统的结构模型。
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第6章 人机界面的表示模型
人机交互技术编写组
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目的
在界面设计的早期阶段，建立一种用户 界面表示模型
用形式化的设计语言来分析和表达用户任 务以及用户和系统之间的交互情况；
使界面表示模型能方便地映射到实际的设 计实现。
主要内容
行为模型
从用户和任务的角度考虑，描述人机交互界面 介绍GOMS，UAN及LOTOS模型。
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6.1.3 UAN
UAN-用户行为符号（User Action Notation） UAN是一种符号语言，主要描述用户的行为序 列以及在执行任务时所使用的界面对象。 虽然UAN是一种行为模型，但它又在一定程度 上描述了系统行为，因而它兼有行为模型和结 构模型的一些特点。
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6.1.1 GOMS模型的四个要素
4 选择 Selection
是用户要遵守的规则，用来确定在特定环境 下所要使用的方法。
当有多个方法可供选择时，GOMS需要根据 用户、系统的状态、目标的细节来预测要选 择哪种方法。
选择（用户状态、系统状态、目标细节）
用户Sam:
Rule 1: Use the CLOSE-METHOD unless another rule applies Rule 2: If the application is GAME, use L7-METHOD
>>://Enabling OPRATOR:拾取棋子 OPRATOR:放置棋子
GOAL:对弈方走
>>://Enabling OPRATOR:拾取棋子 OPRATOR:放置棋子
*GOAL:打谱
[]://Choice OPRATOR:加速 OPRATOR:减速 OPRATOR:暂停 OPRATOR:恢复
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6.1 行为模型
行为模型的研究内容
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。
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6.1.1 GOMS模型的四个要素
GOMS模型
用来分析和建立用户行为的模型。 用“分而治之”思想，将一个用户任务进行
de_highlight(icon) 取消
icon的高亮显示。
– £ 按下鼠标； – ¢ 释放鼠标； – ! 使对象高亮显示； – -! 取消对象的高亮显示
– Display 显示图形对象； – Erase 取消显示对象。
UAN预定义的条件标志符
while(condition) TASK
当条件condition为真时，循环执行任务TASK；
实验一：交互式绘图程序设计
参照所讲的例子，使用.net设计一个交互式绘 图程序框架。设计内容至少应包括例子中的内 容，并尽可能给出一个具体的程序实现。 实验报告要求：
以电子版的形式，详细描述框架的全部内容。对各 个交互组件的设计，给出必要的说明。
对完成的设计，写出自己的主要ห้องสมุดไป่ตู้题和心得体会。
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UAN总结
UAN模型更接近于实现，界面状态和界面反馈 用一般的程序语言描述，实现起来比较方便， 当然这种描述由于接近于程序语言，因此设计 时需要一定的编程基础 UAN模型在精确刻画各成分之间的各种平行和 串行的时序关系方面尚显不足，任务之间的时 序关系没有明确表示出来，当所描述的界面使 用多种输入设备和有若干可选交互路径时，比 较繁琐。
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UAN预定义的动作标志符
用户动作标志符：
• 用户动作标志符：
move_mouse(x,y) 移 动 鼠标至(x,y)
– ~[x,y]，在某个图形对象
上移动鼠标；
release_button(x,y) 在 (x,y)位置释放鼠标按钮；
highlight(icon) 使icon高 亮显示；
6.2 结构模型
6.2 结构模型
状态转换网络-State Transit Network
用结构化的方法来描述人机交互的一般过程， 是一种图示化的结构
产生式规则-Production Rule
形式化语言的描述，这种结构的方法从理论 上可以引导界面设计者及界面工具的设计者 进行有效的设计。
6.2.1 产生式规则
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GOMS模型的四个要素之间的关系
目标 (Goal)：层次结构 操作 (Operator)：基本动作 方法 (Method)：由目标和完成目标的基本操 作复合而成。 选择规则 (Selection)：由用户、系统状态和 目标决定的。
GOMS的局限性
GOMS没有描述错误处理的过程，它假设用户按正确的方 式进行人机交互，只针对专家用户。 任务间只有顺序和选择关系。选择关系通过非形式化的 附加规则描述，实现起来也比较困难。 任务是面向目标的，忽略了任务的问题本质及用户的个 体差异。
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6.1.2 LOTOS
LOTOS -Language Of Temporal Ordering Specification
是一种标准形式描述语言，适于描述具有并发、 交互、反馈和不确定性等特点的并发系统中的 行为。
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LOTOS基本思想
把系统的外部行为看作有时序关系的交互序列组成。 认为系统由一系列进程组成，进程同环境之间通过称为 关口 (gates)的交互点进行交互。 认为两个以上进程在执行同一个外部可见的行为时会发 生交互操作，进行数据交换、信息传递、协调同步等操 作。 进程行为用行为表达式来描述，复杂行为由行为表达式 通过LOTOS算符组合而成。 将LOTOS思想用于人机交互行为模型时，用进程之间的 约束关系来描述交互子任务之间的关系。
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LOTOS模型的基本算符
(交替Interleaving) T1 || T2 T1和T2两个任务相互独立, 可按任意顺序执行, 永远不会同步。 (选择Choice) T1 [] T2 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。 (同步Synchronization) T1 | [a1,...,an] | T2 任务T1，T2必须在动作(a1,……，an)处保持同步 (禁止Deactivation) T1 [> T2 一旦T2任务被执行，T1便无效(不活动) (允许Enabling)T1 >> T2 当T1成功结束后才允许T2执行
用户行为
mouse_down(x,y)
drag_icon(x,y) mouse_up(x,y)
界面反馈
then highlight(icon) show_outline(icon) then highlight(bin) then hide(icon) show_bin_full()
界面状态
if intersect(icon,x,y) icon=selected
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G-U-L模型
G-U-L模型。
运用GOMS原理为基础进行任务分解，建立基本的 行为模型。
原子操作由UAN模型描述 运用LOTOS算符来表示任务目标之间的时序关系。
中国象棋的G-U-L模型描述
思考题 中国象棋的G-U-L模型描述
任务分解，建立基本的行为模型 用LOTOS算符表示的时序关系 由UAN模型描述的原子操作
层次细化。
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6.1.1 GOMS模型的四个要素
GOMS模型的四个要素
目标 (Goal) 操作 (Operator) 方法 (Method) 选择规则 (Selection)
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6.1.1 GOMS模型的四个要素
1 目标 Goals
目标就是用户执行任务最终想要得到的结果, 它可以在不同的层次中进行定义。
GOAL:退出
中国象棋程序的 GOMS和
LOTOS行为模 型描述
LOTOS总结
LOTOS与GOMS结合，可以清楚地描述任务的目标层 次及各目标之间的约束关系。 依然无法描述目标异常结束，未涉及任务选择规则。 可以构造自动化工具，自动进行错误检测，但它过于 形式化的记法比较晦涩难懂。 GOMS模型和LOTOS模型结合可以描述较高级的人机 交互任务。 对于原子任务，上述模型并没有给出一个比较清晰的 描述。 下面讨论的UAN模型主要用于原子目标的描述。
LOTOS实例
中国象棋的LOTOS任务分解实例
打谱
所谓打谱，就是看棋谱。 初学阶段，学习一些基础知识，如各兵种的特 点。 残局基本功训练 名家对局，掌握各种布局的特点
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LOTOS与GOMS的结合
LOTOS模型描述了任务间的时序关系，这些 时序约束关系能更好的描述GOMS中子目标之 间的关系。
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UAN模型的基本思想
标志符： 用户动作标志符 条件标志符 任务的表格表示
任务(task)：任务名称(the name of task)
用户行为
界面反馈
界面状态
界面被分解成一些类似层次结构的异步任务，每个任 务的实现都用表格来描述，用户动作的关联性和时序 关系由表格的行列对齐关系和从上到下、从左到右的 阅读顺序来确定。
用GOMS模型描述任务的分解过程，而用 LOTOS给出子任务之间的约束关系，这样就 可以增加两种表示模型的表示能力。
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GOAL:中国象棋
[>:// Deactivation GOAL:运行
|||: *GOAL:走棋 ACTION:自动记录棋谱
>>://Enabling GOAL:当前方走
产生式规则又称为上下文无关文法，将人机交 互对话看作是一种语言，运用基于语法的方法 来描述交互对话。 产生式规则是一种形式化语言，这些规则可用 于描述人机交互界面。
产生式规则的一般形式：
if intersect(bin,x,y) if intersect(bin,x,y)
UAN实例-多通道交互
任务：drag and drop a file to the recycle bin
用户行为
2D鼠标
语音
mouse_down(x,y)
drag_icon(x,y)
mouse_up(x,y)
Pronounce Move_to_ recycle_bin
2 操作 Operators
操作是任务分析到最低层时的行为，是用户为 了完成任务所必须执行的基本动作。
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6.1.1 GOMS模型的四个要素
3 方法 Methods
方法是描述如何完成任务目标的过程。 是用来确定子目标序列及完成这些目标所需要的 操作。
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6.1.1 GOMS模型的四个要素