一种人机界面组件组装方法的研究

    随着计算机技术的发展，用户对计算机系统的要求越来越高，特别是人机交互系统。用户除了要求人机交互界面美观、使用方便、反应快捷外，还要求人机交互系统具有可靠性，抗故障能力以及可以动态配置等。

    近年来人机界面设计方面问题受到了越来越多研究者的重视。在组件组装方面，王娇艳等人将组件建模方法应用于工程项目中，通过调用Creator的Plugin插件，结合底层的Open Flight API编程语言，从而实现了由模型组件重组新模型的功能，实现了非专业人员的二次建模，简化了建模过程。文献通过组装仿真应用系统，实现仿真模型组件的价值，通过组合具有可重用和互操作能力的仿真模型组件构了一个功能可定制和大小可伸缩的目标系统。文献[3]研究了MIS管理组件设计及其在煤矿安全管理系统中的应用。

    在人机界面设计方面，文献[4]将嵌入式图形用户界面(GUI)技术引入到现代雷达控制系统的人机界面设计中，采用嵌入式GUI进行人机界面设计后，能够提高设备的开发效率、丰富人机交互信息。文献[5]对过程控制系统中的人类因素进行了分析，进行了人机交瓦设计研究。文献[6]分析了基于技能、规则和知识行为的生态界面，并将其应用于工业生产中。然而，由于人机界面设计的复杂性和多变性，人机界面组件组装方面的研究较少，文中基于领域组件技术，给出一种人机界面组件的组装方法和基于组件组装的系统设计方法，以实现目标系统的快速构建。

1 组件组装与领域组件

    1．1组件组装的概念

    组件组装技术是软件组件技术的关键技术之一。组件组装可以用公式表示为：

    应用程序=组件+组装语言， (1)

    组装语言=组装操作+粘连逻辑。(2)

    式(1)将组件组装解释为采用某种组装语言将组件组装成为一个系统或者更高级别组件的过程。参与组装的组件称为成员组件，生成的组件称为复合组件。式(2)将组装语言解释为采用合适组装操作组装组件的过程，如果无法实现无缝组装则借助粘连逻辑辅助实现组装。

    1．2领域组件

    (1)领域组件。领域组件是指受特定领域约束的组件，也就是组件在特定领域中的应用。由于领域自身特点，领域组件比组件受到更多的限制，但是，领域组件也减少了组件的不确定性，主要表现在以下方面：

    ①组件粒度：主要取决于特定领域相关业务逻辑的特性。

    ②组件环境：与普通组件相比环境更单一和稳定。

    ③业务逻辑：与普通组件相比业务逻辑更规范化和标准化。

    (2)领域应用框架。从领域工程角度来看，领域应用框架反映了一个软件系统族的体系结构，并且提供了创建该软件系统的基本构造方式，通过领域应用框架与组件组装应用程序的连接如图1所示。

图1 组件与框架连接

2 人机界面组件组装模型

    不是任何界面组件都可以直接进行封装构成目标系统的。能够进行封装操作的组应满足特定的约束。另外，利用组件封装构成目标系统的软件开发与普通的软件开发过程也不一样，它具有特定的设计开发模型。也就是说基于组件封装构成目标系统的人机交互系统没计模刑和人机界面组件组装模型是有机结合的整体。

    2．1 人机交互系统设计模型

    基于组件组装的人机交互系统设计与传统的人机界面设计有所不同。在传统的人机交互系统设计中，确定系统需求之后，要分析一个个的人机交互界面，再进行相应的界面设计。在基于组件组装的人机交互系统设计中，利用一种自主开发的辅助开发工具实现人机交互界面的设计。辅助开发工具的功能类似于一种画图软件。当需要设计一个人机交互系统界面时，利用辅助开发工具设计界面样式。系统提供组件库中已有组件的样式(即组件运行时的快照)，设计时可以直接利用已有组件的样式构成目标系统的界面。

    如果组件库中不存在需要的界面组件，则可以利用辅助工具提供的画图功能生成一个新的界面组件的样式，用来生成目标系统界面。辅助系统会根据目标系统界面用到的框架组件样式、界面组件样式以及新生成的界面组件样式生成一个设计文件，这个文件中标示了系统需要的框架组件编号、界面组件编号、需要新开发组件编号、界面切换顺序等信息。实际目标系统可以根据这个设计文件进行开发和构建。利用辅助工具设计人机界面的具体设计过程如图2所示，具体步骤如下：

图2 人机界面设计模型