第六章-对话子系统

§1引言§2对话设计中的技术问题§3对话系统的软件结构§4用户界面设计第六章对话子系统§1引言任何一种结构的DSS，均离不开对话子系统。对话子系统的设计与计算机软件/硬件的发展水平密切相关。1.人机交互与对话管理2.人机交互的方式3.人机交互的功能4.用户界面的演进CH61.人机交互与对话管理CH6人机交互涉及决策者和DSS双方的需求和能力之间的配合。人机交互的机制如右图所示。决策问题表达语言显示之解读内容处理计划与行动方案其它知识心智模式使用者人机互动数据模型知识个案推理DSS系统功能行动语言输出显示输入指令所谓对话管理，就是针对人机交互的需求所进行的控制和管理。实现对话管理的形式有多种。一种可行的方案包含以下几个部分：用户界面组件及样版设备驱动器指令译码器使用型态库数据库界面模型库界面对话管理上述各个部分之间的关系见下图。CH6CH6输入模型库界面数据库界面用户界面组件与样版设备驱动器指令译码器使用型态库数据输出控制机制输入控制输出控制一种可行的对话管理方案2.人机交互的方式人机交互的方式有以下几种：菜单(Menu)互动命令语言(Command)互动问答(Q/A)对话互动表格互动(Form-basedInteraction)对象操控方式(ObjectManipulation)其它互动方式——如，语言、自然语言、红外线遥控等特殊方式。CH6CH6各种交互方式的比较项目菜单指令问答表格对象互动速度中快慢中中正确性高易错中中高学习时间短长短中短亲和性高对专家有效高中高使用者掌控性中高中低中弹性小大小低超媒体高主导者系统使用者系统系统双方3.人机交互的功能人机交互是通过用户界面实现的，其功能主要从使用和维护两个角度来考虑。⑴从使用的角度能让用户了解各个模型的情况包括模型的数量、功能、运行要求等；能让用户了解现有数据的情况包括数据模式、完整性、数值等；能让用户了解现有方法的情况包括方法的类型、应用条件等；CH6可回答What-if之类的问题如，可用D或A得到任意的分析、预测的结果，当存在多种求解方法时，用户有权选择任意一种，……，等等；可按用户的要求，输出任意形式的结果——表格、图形等；具有存储反馈信息（如用户对所使用模型的评价及修改意见等）的能力。CH6⑵从维护的角度能帮助了解DSS的运行情况，分析存在的问题，找出解决方法；能报告模型的使用情况——包括使用次数、结果满意程度、用户的评价信息等；支持临时或者局部地修改模型或运行模型，以便与实际情况进行比较，发现DSS的问题；提供统计分析工具——以便分析偏差的规律，发现模型/方法存在的问题；CH6提供M/A之间的不同组合方式，以便于比较哪种更好；[上述标准用于DSS检验、评估]能通过会话修改系统；能检查用户的修改要求，提醒、纠正不一致的操作；能根据要求，自动、迅速地修改系统——如，登记新模型、建立各种联系（M或A之间）。[上述标准用于DSS修改]CH64.用户界面的演进CH6技术环境开发方式成本第一代文字主机，DOS个别设计高第二代图形Windows用组件库中第三代多媒体WindowsVisual互动开发低§2对话设计中的技术问题对话设计总的原则——用户友好的接口/界面。为此，要明确设计中所涉及的用户的类型：开发者与非开发者开发者看到的→整体的技术系统；用户看到的→只是用户界面。因此，开发过程中，开发者与用户的交流十分重要！CH6新用户与熟练用户熟练用户——具备一定的计算机方面的知识、概念，懂得如何从DSS获取支持，无需更多的解释、培训等；新用户，恰好与上述情形相反。长期用户与临时用户临时用户——只针对特定的决策问题使用DSS，无需重复性的工作（决策过程），如各种查询系统。命令的常用与否很重要。长期用户——命令的常用与否不重要。CH6在考虑了上述问题的基础上，进行对话设计时，要进一步考虑以下问题：一致性问题一致性，指与DSS、计算机等有关的概念的一致性。为取得一致性，通常要确定一个标准。对话协定问题即关于对话过程的一些规范，如：所用的对话形式、出错信息的格式、各种提示信息的显示位置、限制输入的格式等。CH6屏幕设计问题非结构化一类的问题，类如显示内容及其位置、色彩、显示格式等（详见第四节）。反馈与辅助问题反馈，通常是DSS响应后得到的结果，如果响应时间很长，需给与适当的提示。辅助，其形式包括辅助命令、说明之类的一般辅助以及出错说明等——一般，联机Help最为理想（无需外部文档）。CH6出错控制问题好的会话系统的标准是：人为错误控制到最少；具有令人满意的出错控制功能。一般，出错控制功能包括：预防错误：系统尽可能提供特定的命令/提示，以避免用户出错；出错检查：一旦出错，能查出错误所在；错误修正：直接提示，以修正输入错误；出错恢复：完好的系统，能恢复已执行过的操作。CH6响应时间问题响应时间——从用户输入命令到系统给出结果的时间间隔。影响响应时间的因素有：容量、用户数量、问题的复杂程度、软硬件性能等。会话方式问题会话方式见第一节。通常，一个DSS中，常同时使用几种会话方式。CH6§3对话系统的软件结构CH6对话子系统的功能（参见第一节）涉及到软硬件两个方面，其软件的结构如右图所示。设备驱动器及缓冲器管理数据结构管理器输出格式化程序输出构造器设备输出功能输入格式化程序设备输入功能响应构造器DSS其他子系统输出的数据结构I/O设备数据数据命令命令21345678设备输出命令独立于的设备输入“动作-目标”对设备专用命令用户输入其中：模块1、7是对话与其他部分的接口；模块2、6、8是对话的软件管理部分；模块3、4、5是对话的硬件管理部分。各个模块的功能为：模块1（输出格式化程序）：CH6模块１DBSMBSABS字符串属性值属性：大小、颜色、位置等。值与属性独立于输入设备。数据结构传送模块2（输出构造器）：模块2的功能示意图如下：可见，模块2是独立于硬件设备的。换句话说，在模块2看来，输出设备只有一个！CH6模块2数据结构模块3模块1形成相应的设备输出命令模块3（设备输出功能模块）：产生设备专用命令，亦即，隐含地建立了如下关系：模块4（设备驱动及缓冲管理模块）：形成专用I/O设备的输出命令。此时，可能有两种情形：⑴直接输出；⑵等用户输入（只是发出一个中断）。CH6输出表达式专用命令模块５（设备输出功能模块）：把来自具体设备的输入内容，传送到系统的逻辑输出设备上（模块６）。模块６（输入格式化程序）：把用户的输入转变成“动作-目标”对。其中：动作——指用户的输入动作（如，一次按键、选择一菜单相等）；目标——动作作用的对象。CH6模块7（响应构造器模块）：用一组“动作-目标”对，为DSS其他部分建立命令或数据。如，请求数据库更新一字段，该字段包含在输出表达式中，用户的输入是该字段的新值。模块8（数据结构管理器模块）：存储、检查对话所用到的数据结构（如描述输出的表达式的数据结构等）。CH6§4用户界面设计对话过程是通过用户界面完成的，因此用户界面设计是一个很重要的问题。1.用户界面的设计原则2.用户界面设计过程与影响因素3.图形用户界面(GUI)4.多媒体与超媒体用户界面CH61.用户界面的设计原则一个好的对话界面，要遵循下面几个原则：容错效率多样性方便性灵活性一致性引导性具体包括输入设计、输出设计、界面功能、使用者控制、交谈格式、协助与错误讯息等方面。相关内容与要求请参见第一节。CH62.用户界面设计过程与影响因素设计过程可分为三个阶段：对话风格的分析规划设计界面雏型修正完成实际界面设计时需要考虑的因素：使用者决策环境工作特性界面特性CH63.图形用户界面(GUI)⑴GUI的组件点选设备窗口(Windows)图示(icons)按钮(Buttons)热点(Hotspots)CH6不同点选设备的特性CH6触摸屏光笔鼠标数位板轨迹球游戏杆手眼协调屏幕可见度输入精确度空间需求学习难易程度长期使用舒适度绝对位置定位相对位置定位模拟其它设备适用度：点选快速点选绘图定位快目标定位慢目标拖动物件优劣劣优优劣优劣劣优优劣劣中中优劣劣优中劣优劣劣优优劣劣中中中优优劣中中劣优劣优中中中优优中优优劣中中优优优优中优中优优中优优优中优劣优劣优中劣中优劣中优优优中优劣中劣劣劣劣优劣优⑵GUI设计基本原则基本要求①配合使用者的心中印象或相似景象；②适当组织数据及功能；③有效的导览这些数据及功能；④外观有高度专业的质量；⑤互动顺序有亲切熟悉感。CH6基本原则①组织原则包括一致性、屏幕配置、彼此关系和可导览性。②经济原则包括简单、明了、区别和强调。③沟通原则包括可辨识性、可读性、字形、符号、视角及颜色等。CH6⑶GUI的设计过程找出使用者的偏好（需求）；分析需求，以配合系统功能进行设计；明确使用者将要使用的功能；根据使用需求，决定整体的界面风格；设计初步的用户界面；设计雏型并加以验证；确定规格并完成最终系统的设计方案。CH6⑷统计结果的显示可用表格，或图形（散布图、折线图、直方图、饼图等）。⑸颜色运用的一般原则用颜色聚集同类信息；用色要兼顾区别与和谐；显示重点用亮颜色，否则用暗色；选色要符合人们的经验；善用背景与前景；用色要有意义、前后一致、美观。CH6CH6优点缺点复杂画面中强调重点；区分不同显示区域；显示警告或特别信息；聚集相似信息；显示不同状态；建立愉快的显示。不必要的颜色刺激；产生信息超载；对色盲无效；可能会造成文化差异；产生视觉混淆；不同用户色彩敏感度不同。使用色彩的优缺点4.多媒体与超媒体用户界面⑴超媒体的特性超媒体是多媒体运用的一种方式，指文件中将不同媒体型态表现的数据（如文字、图形等）以链接的方式，加以组织起来。超媒体界面有三项特性：联结性：用链接组织不同的信息。多媒体性：链接的对象可跨不同媒体。固定性：要事先建立信息链接。CH6⑵不同媒体的特性CH6媒体特性使用要点文字含义精确、传送储存占空间较小。使用最多，但不易表现不同对象之关系。声音可与其它媒体并用，较温暖，但数据量大。和其它方式并用，以不怕干扰之环境较佳。静态影像可表现整体关系，但数据量大，有时不易突显重点。可和文字或其它媒体搭配。动画可表现时间过程及连续关系，但数据量很大。适用需要表现整个过程的场合。虚拟实境结合多样媒体，使用者有参与感，但成本高。适合需要实际操作（如飞行）之场合。