基于设计特征和参数化的工程化界面设计模式研究

论文摘要

各类软件复用技术、界面开发方法和各种界面设计知识的深入研究和广泛实践,必将促使界面的工程化开发迈向一个新台阶。这集中表现在以下三个方面:一,各种软件复用技术为领域无关的界面设计知识复用体的产生提供了理论指导;二,各种界面工程方法的研究为界面工程化开发提供了强有力的支撑;三,已有的界面设计知识理论为建立合理、有效的工程化界面知识复用体奠定了基础。本文在已有的研究成果基础上,以工程化界面开发为目的,提出了基于设计特征和参数化的工程化界面设计模式,对界面开发中的界面构件簇的产生问题、界面设计知识支持工程化界面开发问题、形式化地规范界面设计知识问题以及界面设计知识和基于模型的界面开发集成的问题,给出了相应的解决方案。（1）针对界面开发中的界面构件簇产生问题,提出了一种基于设计特征的模式模型方法。为了增强设计可变性的管理,提出了设计特征理论。其中,设计特征是对设计知识的抽象和提取。基于设计特征的模式是常用的设计方案。“设计特征-设计特征值”机制的可变性表现在两个方面:一是通过常用的设计特征值的变化,建立常用的设计方案;二是建立常用设计方案的参数化机制,任何一次对某一方案的参数配置均获得一个构件,多次配置可以获得多个构件,体现了模式本身的复用能力。与领域特征方法比较,基于设计特征的模式模型不仅注重对设计知识的复用,而且能够建立有效的构件簇生产机制,为建立界面构件簇产生机制提供了理论依据。（2）针对当前界面设计知识缺乏统一的实现框架,难以支持界面工程化开发问题,提出了工程化界面设计模式（Engineering User Interface Pattern,EUIDP）。通过分析界面展示单元（Presentation Unit,PU）,提取界面展示单元的设计特征:内部模型特征、展示模型特征和操作模型特征。在识别以上界面设计特征的特征值基础上,通过规范常用的界面展示单元PU,形成了工程化界面设计模式EUIDP模式概念,此模式以定制可用的界面展示单元为目的,并以静态参数的形式,体现可获得的界面展示单元的静态和动态特征。基于各个界面设计特征值集合,提出了一系列工程化界面设计模式。作为一种新的界面知识复用体,该模式与其它界面设计知识相比,结构统一,而且涵盖了界面设计需求的所有信息,易于工具集成,能够有效支持界面工程化开发。（3）针对当前界面设计知识缺乏严格的形式化规范问题,设计了一种规范EUIDP的方法,建立了相关的模式规范机制。首先,形式化规范各个内部模型特征及其上能够向用户提供的操作:其次,形式化规范各个展示特征及其上可以向用户提供的操作;接着,在前两者基础上规范操作模型;最后通过添加相应的约束,组合内部模型特征规范和展示模型特征规范,形成各种用户可用的工程化界面设计模式规范。该规范方法为进一步扩充工程化界面设计模式提供了可能。另外,各种精确的、工程化界面设计模式EUIDP语义规范避免了许多不成熟设计的发生。（4）针对当前各种界面设计知识在支持模型开发方面缺乏贯穿性,致使模型间的映射难以解决的问题,本文借助工程化界面设计模式EUIDP的贯穿特性,将工程化界面设计模式EUIDP和基于模型的界面开发模型集成,提出了基于工程化界面设计模式的多设备界面开发模型（EngineeringMulti-device User Interface,EMDUI）,进一步设计了工程化界面设计模式EUIDP支持的抽象数据模型、任务模型、设备模型、用户界面交互模型和用户界面展示模型。设计了工程化界面设计模式在EMDUI模型和工具产品AUI（Automatic User Interface）的界面定制过程。与其它界面设计知识相比,工程化界面设计模式易于集成到基于模型的界面开发中,从而为工程化界面开发提供了可能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 应用符号说明
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 软件复用技术
• 1.2.2 界面工程研究
• 1.2.3 可重用界面设计知识
• 1.3 存在的问题
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 论文的组织
• 第2章 设计特征以及工程化界面设计模式
• 2.1 特征理论
• 2.1.1 特征与基于特征的构件模型
• 2.1.2 特征依赖
• 2.1.3 特征模型的不足
• 2.2 设计特征理论
• 2.2.1 设计特征
• 2.2.2 设计特征模型
• 2.2.3 基于设计特征的模式
• 2.2.4 基于设计特征的构件模型
• 2.3 界面设计特征理论
• 2.3.1 界面展示单元
• 2.3.2 界面设计特征模型
• 2.3.3 界面设计特征值
• 2.3.4 界面设计特征值集合
• 2.4 工程化界面设计模式
• 2.4.1 工程化界面设计模式
• 2.4.2 工程化界面设计模式分类
• 2.4.3 工程化界面设计模式的冻点和热点
• 2.4.4 工程化界面设计模式的特点
• 2.5 本章小结
• 第3章 界面设计特征规范
• 3.1 内部模型规范及向用户提供的操作
• 3.1.1 内部模型总体结构
• 3.1.2 汇集内部模型
• 3.1.3 查询条件对象
• 3.1.4 控制参数对象
• 3.1.5 用例组
• 3.1.6 组合对象
• 3.2 展示模型规范及向用户提供的操作
• 3.2.1 展示模型总体结构
• 3.2.2 自由格式展示模型
• 3.2.3 表格展示模型
• 3.2.4 对象组展示模型
• 3.2.5 树形展示模型
• 3.2.6 图形展示模型
• 3.2.7 菜单展示模型
• 3.2.8 多页组合展示模型
• 3.3 操作模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 工程化界面设计模式规范
• 4.1 汇集自由格式模式
• 4.2 汇集对象组模式
• 4.3 汇集树形模式
• 4.3.1 汇集对象属性约束
• 4.3.2 模式相关参数
• 4.3.3 汇集树形模式
• 4.4 汇集表格模式
• 4.5 汇集图形模式
• 4.6 查询对象自由格式模式
• 4.7 控制参数自由格式模式
• 4.8 用例组自由格式模式
• 4.8.1 模式相关参数
• 4.8.2 用例自由模式规范
• 4.9 用例组树形模式
• 4.10 用例组菜单模式
• 4.11 组合Tab模式
• 4.12 本章小结
• 第5章 工程化界面设计模式和基于模型的多设备界面开发
• 5.1 基于工程化界面设计模式的多设备界面开发模型
• 5.1.1 抽象数据模型
• 5.1.2 任务模型
• 5.1.3 设备模型
• 5.1.4 用户界面交互模型
• 5.1.5 用户界面表示模型
• 5.1.6 目标平台上的实际的用户界面
• 5.2 工程化界面设计模式在平台产品AUI上的定制
• 5.2.1 内部模型定制
• 5.2.2 内部模型操作和交互关系定制
• 5.2.3 展示模型静态参数和操作定制
• 5.2.4 用户界面
• 5.3 不同设备的用户界面生成
• 5.3.1 多设备界面
• 5.3.2 个人计算机界面布局和布局树
• 5.3.3 移动设备界面布局
• 5.4 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表
• 附录 英文论文