数据库系统与人机交互系统课程

1、3.1 数据库系统数据库系统3.2 人机交互系统综述人机交互系统综述3.3 DSS的人机交互形式的人机交互形式3.4 DSS人机界面的设计人机界面的设计3.5 DSS人机界面研究的人机界面研究的 现状及问题现状及问题3.1 数据库系统数据库系统 DSSDSS数据库系统的设计特点数据库系统的设计特点 如果按数据的主要用途来分类的话如果按数据的主要用途来分类的话, , 在制订一个决策的全过在制订一个决策的全过程中程中, , 主要用到两类数据主要用到两类数据: : 一类是驱动一个决策过程所用的一类是驱动一个决策过程所用的数据数据；另一类是决策制订过程中所要用到的各种数据。另一类是决策制订过程中所要用

2、到的各种数据。 从数据管理的角度来看从数据管理的角度来看, , 由于前一种数据比较零散由于前一种数据比较零散, , 难以把难以把握握, , 数据管理的难度很大数据管理的难度很大, , 所以一般所以一般DSSDSS中的数据库管理系中的数据库管理系统不涉及这一类数据的管理问题。统不涉及这一类数据的管理问题。DSSDSS中所说的数据库和数中所说的数据库和数据库管理系统主要是对后一种数据而言。据库管理系统主要是对后一种数据而言。 DSSDSS中数据的主要用途是中数据的主要用途是支持决策制订过程支持决策制订过程, , 因此它与一因此它与一般通用数据库中的数据不同般通用数据库中的数据不同: :首先首先,

3、,DSSDSS中的数据是和决策过程密切相关的中的数据是和决策过程密切相关的, ,一切数一切数据都经过适当的加工、浓缩（保证数据的一致性、完据都经过适当的加工、浓缩（保证数据的一致性、完整性、准确性等）。整性、准确性等）。其次其次, ,由于由于DSSDSS一般面向高层决策一般面向高层决策, , 所以除了内部数据所以除了内部数据外外, , 还要用到大量的外部数据还要用到大量的外部数据 ( (如市场需求量、产品如市场需求量、产品价格、同行竞争者的竞争力分析数据价格、同行竞争者的竞争力分析数据, , 等等等等) )。 DSSDSS中的数据库管理系统除了要具备一般数据库管理系统的功中的数据库管理系统除了

4、要具备一般数据库管理系统的功能（描述、管理、维护数据库、数据通信）外能（描述、管理、维护数据库、数据通信）外, ,系统设计时要系统设计时要着重考虑以下几方面问题着重考虑以下几方面问题: : l. 面向决策支持过程组织和管理数据面向决策支持过程组织和管理数据 DSS 中数据库的设置必须满足各种层次、各种类型、不同决策中数据库的设置必须满足各种层次、各种类型、不同决策者的决策过程对数据者的决策过程对数据的要求。的要求。DSSDSS中的数据库管理系统应能中的数据库管理系统应能根根据决策活动的需要据决策活动的需要, , 把有关的数据面向决策过程组织起来。把有关的数据面向决策过程组织起来。因因此此, ,

5、 设计数据库系统时设计数据库系统时, , 系统的结构、数据库管理系统的功能系统的结构、数据库管理系统的功能选择等选择等, ,都必须围绕着决策支持过程来进行。都必须围绕着决策支持过程来进行。 2. 面向模型、面向模型生成来使用数据面向模型、面向模型生成来使用数据 DSS 的一个特点是数据与模型的有机结合的一个特点是数据与模型的有机结合, 模型是模型是 DSS 的重的重要组成部分。在制订决策过程中要组成部分。在制订决策过程中, 总要用到各种模型总要用到各种模型 , 包括定包括定量的、定性的量的、定性的, 等等。模型必须和所需要的数据相匹配等等。模型必须和所需要的数据相匹配, 才能才能被用于决策过程

6、。所以被用于决策过程。所以, DSS中数据结构的选择中数据结构的选择, 必须考虑到必须考虑到和有关模型的匹配问题和有关模型的匹配问题, 应最大地满足各种模型对数据结构应最大地满足各种模型对数据结构的要求。的要求。 3. 数据描述方式要面向不同的决策者数据描述方式要面向不同的决策者 DSS 的用户由各层次的决策者和参与决策制订过程的有关的用户由各层次的决策者和参与决策制订过程的有关人员构成人员构成, 由于用户的背由于用户的背景不一致景不一致, ,使用计算机的能力往往使用计算机的能力往往也有很大差别也有很大差别, , 因此因此DSSDSS中数据库的人机界面必须设计成中数据库的人机界面必须设计成用户

7、所熟悉的形式。用户所熟悉的形式。数据描述画面应对决策者是透明的数据描述画面应对决策者是透明的, ,使用他们熟悉的语言和术语使用他们熟悉的语言和术语, ,一般一般 DSS DSS 中使用数据的量都中使用数据的量都比较大比较大, , 按用户习惯设计人机界面按用户习惯设计人机界面, , 并尽可能方便用户使并尽可能方便用户使用用, ,这一点非常重要。这一点非常重要。3.2 人机交互系统综述人机交互系统综述 一、人机交互系统定义及作用一、人机交互系统定义及作用 定义：定义：实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为人机交实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为人机交互系统。互系统。 基本作用：基本作用：人

8、机交互系统是决策支持系统人机交互系统是决策支持系统不可缺少的重要组不可缺少的重要组成部分，是连接人与系统的中间纽带；它把用户与数据库、成部分，是连接人与系统的中间纽带；它把用户与数据库、模型库、知识库和方法库有机地连成一个整体。模型库、知识库和方法库有机地连成一个整体。 决策者要对各库进行操作和控制时，一方面要向系统提供决策者要对各库进行操作和控制时，一方面要向系统提供信息、提出任务要求；另一方面系统在解答任务时也可能向信息、提出任务要求；另一方面系统在解答任务时也可能向人索取所需要的补充信息。人索取所需要的补充信息。二、二、DSSDSS中人机交互系统应满足的要求中人机交互系统应满足的要求 (

9、1) 交互为决策者提供进一步理解决策问题的过程。交互为决策者提供进一步理解决策问题的过程。DSSDSS通通过交互向决策者展示问题的各个侧面并通过交互使问题逐过交互向决策者展示问题的各个侧面并通过交互使问题逐步深化步深化, ,使决策者对问题的结构认识逐步深入、细化、清使决策者对问题的结构认识逐步深入、细化、清晰晰, ,使决策问题得以求解使决策问题得以求解, ,交互是一个交互是一个启发启发用户思维的过程。用户思维的过程。 (2) 交互给决策者一种交互给决策者一种“身临其境身临其境”的感受的感受, 使决策者在使用使决策者在使用 DSS 时感觉到只是借助于计算机系统提供的一些信息进行时感觉到只是借助于

10、计算机系统提供的一些信息进行决策决策, 而不是计算机代替决策者作出决策。而不是计算机代替决策者作出决策。 决策所需考虑的因素多种多样决策所需考虑的因素多种多样, 任何一个决策者在不了解决任何一个决策者在不了解决策过程的情况下都不会随意地作出决策策过程的情况下都不会随意地作出决策,决策者一方面不会决策者一方面不会盲目承担决策带来的风险盲目承担决策带来的风险, 另一方面也不能失去决策参与感另一方面也不能失去决策参与感和主角感。否则即使是一个好的建议和主角感。否则即使是一个好的建议, 决策者也不会接受。决策者也不会接受。 (3) (3) 交互提供交互提供 DSS DSS 适应适应新新的决策问题及环境

11、的手段的决策问题及环境的手段, ,通过通过交互交互, ,决策者可以构造新的决策问题决策者可以构造新的决策问题, ,增加新的模型及与模增加新的模型及与模型有关的概念、数据和知识型有关的概念、数据和知识, , 以适应新的环境变化的要求。以适应新的环境变化的要求。DSSDSS可以根据用户操作过程的记录可以根据用户操作过程的记录, ,适当调整自己的界面系适当调整自己的界面系统统。 (4) 交互为决策者提供交互为决策者提供控制控制的权力。决策问题不同于自的权力。决策问题不同于自然科学问题然科学问题, 既要考虑客观因素又要考虑人文因素的影既要考虑客观因素又要考虑人文因素的影响响, 需要根据决策者的个人决策

12、风格、偏好、随机制约需要根据决策者的个人决策风格、偏好、随机制约因素等作出决策。因素等作出决策。 (5) (5) 交互接口的有效性直接交互接口的有效性直接影响影响DSSDSS的有效性。的有效性。DSSDSS面对的用面对的用户是管理人员户是管理人员, , 而不是计算机专业人员而不是计算机专业人员, , 用户接口不友好用户接口不友好, , 管理人员面对计算机不知道如何操作管理人员面对计算机不知道如何操作, , 失去了他往日拥有的失去了他往日拥有的在专业领域内的权威性在专业领域内的权威性, , 成了外行成了外行, , 陷于窘境易产生不愿意陷于窘境易产生不愿意使用计算机的消极心理使用计算机的消极心理,

13、 , 即产生所谓的计算机焦虑症。由此即产生所谓的计算机焦虑症。由此使决策者宁可不使用使决策者宁可不使用DSSDSS来寻求支持来寻求支持, , 而人为支持。而人为支持。 三、三、DSSDSS中人机交互系统的任务中人机交互系统的任务(l) 提供提供 DSS 的的控制机构控制机构 , 允许决策者控制允许决策者控制 DSS 的运行、控制的运行、控制数据库和模型库的工作；数据库和模型库的工作；(2) 向决策者提供向决策者提供多种多种型式的型式的交互形式交互形式 , 供决策者能够方便地使供决策者能够方便地使用；用；(3) 产生产生输入输入/ 输出输出, 决策者应能正确地输入数据和有关参数决策者应能正确地输

14、入数据和有关参数, 系系统应能正确地输出系统运行的结果给决策者；统应能正确地输出系统运行的结果给决策者；(4) 具有具有反馈、帮助、提示反馈、帮助、提示功能；功能；(5) 适应性适应性, 随着环境和需求的变化随着环境和需求的变化, 界面应能容易扩充和完整；界面应能容易扩充和完整；(6) 保密保密, 决策问题是个高层次的管理问题决策问题是个高层次的管理问题, 某一项决策的制定某一项决策的制定将对单位、行业乃至国家产生较大的影响将对单位、行业乃至国家产生较大的影响, DSS 的人机界面的人机界面必须提供保密机构必须提供保密机构, 只有经过核定的用户才能使用只有经过核定的用户才能使用 DSS 系统。

15、系统。 人机交互系统除完成上述任务外人机交互系统除完成上述任务外,还应具备以下功能：还应具备以下功能：(1) 在在规定的问题域内理解用户的要求规定的问题域内理解用户的要求, 启示用户输入必要的资料、启示用户输入必要的资料、数据数据, 给用户提供方便的输入方式；给用户提供方便的输入方式；(2) 协调系统各组成单元的协调系统各组成单元的通信通信与运行；与运行；(3) 向用户提供向用户提供系统的运行状态系统的运行状态, 引导决策过程引导决策过程, 并根据用户的要并根据用户的要求调用系统的方法库、知识库选择合适的模型。启动求调用系统的方法库、知识库选择合适的模型。启动MBMS和和DBMS运行运行, 组

16、合生成所需的模型及其参数；组合生成所需的模型及其参数；(4) 给用户提供一个给用户提供一个交互对话的环境交互对话的环境 , 使用户能充分了解系统使用户能充分了解系统的运行情况、运算结果和推理结论。同时的运行情况、运算结果和推理结论。同时, 用户在决策过程用户在决策过程中能够干预系统运行中能够干预系统运行,改变系统的运行方向；改变系统的运行方向；(5) 给用户提供某些必要的提示给用户提供某些必要的提示, 启发用户顺利地利用系统为启发用户顺利地利用系统为决策者服务决策者服务,而当系统而当系统内部具有的功能和知识不能有效地支内部具有的功能和知识不能有效地支持用户时持用户时, ,它能与用户讨论新的求解

17、途径；它能与用户讨论新的求解途径；(6) 用户需要时，可按用户的要求产生用户需要时，可按用户的要求产生直观明确的输出表达形直观明确的输出表达形式式。四、人机交互的三元素四、人机交互的三元素 一个人机交互的计算机系统一个人机交互的计算机系统, , 要能很好地实现计算机与要能很好地实现计算机与用户之间的人机交互用户之间的人机交互, , 通常须考虑三个元素：通常须考虑三个元素：人的因素、人的因素、交互设备、交互软件交互设备、交互软件（实现人机对话的软件）（实现人机对话的软件）。 其中人的因素指的是用户操作模型其中人的因素指的是用户操作模型, , 交互设备是计算机交互设备是计算机系统的物质基础系统的物

18、质基础, , 交互软件则是展示各种交互功能的核交互软件则是展示各种交互功能的核心。心。 1. 交互设备交互设备 人们通过各种交互设备向系统输入各种命令、数据人们通过各种交互设备向系统输入各种命令、数据, 以至图形、以至图形、图像、声音信息等。交互设备又向用户输出处理结果及提示、图像、声音信息等。交互设备又向用户输出处理结果及提示、出错信息等。出错信息等。交互设备构成了交互计算机系统进行人机对话的交互设备构成了交互计算机系统进行人机对话的基础基础。交互的输入输出设备通常可分为许多类交互的输入输出设备通常可分为许多类, 主要的有数字和主要的有数字和字母输入输出设备、图形和图像输入输出设备字母输入输

19、出设备、图形和图像输入输出设备, 其它还有声音、其它还有声音、触感及专用输入输出设备等。触感及专用输入输出设备等。数字和字母输入输出设备是当前主要采用的交互设备数字和字母输入输出设备是当前主要采用的交互设备, 其其中有字符显示终端、打印机、键盘。中有字符显示终端、打印机、键盘。 图形和图像输入输出设备有图形图像显示器与键盘、鼠图形和图像输入输出设备有图形图像显示器与键盘、鼠标器标器 , 或数字化仪。其它的图形输入设备还有操纵杆、跟或数字化仪。其它的图形输入设备还有操纵杆、跟踪球、光笔、方向旋钮等。图像输入采用摄像机、扫描仪踪球、光笔、方向旋钮等。图像输入采用摄像机、扫描仪等，图等，图像、图形的

20、输出设备有绘图仪、硬拷贝机、高分辨像、图形的输出设备有绘图仪、硬拷贝机、高分辨率打印机等。率打印机等。 2. 交互软件交互软件 交互软件是交互计算机系统的核心交互软件是交互计算机系统的核心, 它向用户提供各种交互它向用户提供各种交互功能功能, 以满足系统预期要求。以满足系统预期要求。交互软件和所有软件一样可分交互软件和所有软件一样可分为系统软件和应用软件为系统软件和应用软件。 在系统软件方面在系统软件方面, , 许多分时操作系统均采用命令语言的对话许多分时操作系统均采用命令语言的对话方式向用户提供操作界面方式向用户提供操作界面, , 这类操作系统如这类操作系统如UNIXUNIX等。一些高等。一

21、些高级语言的解释程序或编译程序也采用交互式解释执行级语言的解释程序或编译程序也采用交互式解释执行, , 也有也有采用编辑、编译、调试等交互式集成程序设计环境的采用编辑、编译、调试等交互式集成程序设计环境的( (如如Turbo Pascal)Turbo Pascal)。 在应用软件方面在应用软件方面, 交互人机界面已成为其主要部分之一交互人机界面已成为其主要部分之一, 并成并成为衡量应用软件功能强弱的一个重要指标。目前多数应用系为衡量应用软件功能强弱的一个重要指标。目前多数应用系统往往根据自身的特点来开发人机界面统往往根据自身的特点来开发人机界面, 在交互应用在交互应用系统中系统中, ,这一部分

22、占了相当大的工作量。这一部分占了相当大的工作量。3. 人的因素人的因素 人的因素指的是用户操作模型，它与用户的各种特征有关。人的因素指的是用户操作模型，它与用户的各种特征有关。 用户的年龄、文化程度、工作经历和职务不同，对操作使用户的年龄、文化程度、工作经历和职务不同，对操作使用的要求也各不相同。如，普通用户要求交互系统界面友用的要求也各不相同。如，普通用户要求交互系统界面友好、易操作，好、易操作，程序员和录入人员要求系统响应时间快些，程序员和录入人员要求系统响应时间快些，军军事及机要部门要求可靠安全事及机要部门要求可靠安全, , 生产系统要求交互系统坚生产系统要求交互系统坚固、简便。固、简便

23、。 五、人机交互技术发生的变化及发展趋势五、人机交互技术发生的变化及发展趋势 人机交互技术发生的变化：人机交互技术发生的变化：(1)用户界面的具体形式而言，用户界面的具体形式而言，经历了经历了批处理、批处理、 (文本文本)菜单、菜单、图形界面、多媒体用户界面、多通道用户界面和虚拟现实图形界面、多媒体用户界面、多通道用户界面和虚拟现实系统。系统。虚拟交互设计虚拟交互设计虚拟车间虚拟车间虚拟驾驶虚拟驾驶c虚拟装配虚拟装配视频实例： 虚拟装配 虚拟现实在船舶建造行业的仿真应用 Oculus Rift+专用空战手柄五、人机交互技术发生的变化及发展趋势五、人机交互技术发生的变化及发展趋势 人机交互技术发

24、生的变化：人机交互技术发生的变化：(1)用户界面的具体形式而言，用户界面的具体形式而言，经历了经历了批处理、批处理、(文本文本)菜单、菜单、图形界面、多媒体用户界面、多通道用户界面和虚拟现实图形界面、多媒体用户界面、多通道用户界面和虚拟现实系统。系统。 (3)计算机输出信息的形式而言计算机输出信息的形式而言，经历了以符号为主的字，经历了以符号为主的字符命令语言、以视觉感知为主的图形用户界面、兼顾听符命令语言、以视觉感知为主的图形用户界面、兼顾听觉感知的多媒体用户界面和综合运用多种感观觉感知的多媒体用户界面和综合运用多种感观(包括触觉包括触觉等等)的虚拟现实系统。的虚拟现实系统。 (4)人机界面

25、中的信息维度而言人机界面中的信息维度而言，经历了一维信息，经历了一维信息(主要指主要指文本流文本流)、二维信息、二维信息(主要是二维图形技术，利用了色彩、主要是二维图形技术，利用了色彩、形状、纹理等维度信息形状、纹理等维度信息)、三维信息、三维信息(主要是三维图形技术，主要是三维图形技术，但显示技术仍利用二维平面为主但显示技术仍利用二维平面为主)和多维信息和多维信息(多通道的多多通道的多维信息维信息)空间。空间。 发展趋势发展趋势 基于字符方式的命令语言式界面基于字符方式的命令语言式界面图形图形用户界面用户界面虚拟现实和多通道用户界面虚拟现实和多通道用户界面 未来人机交互技术的发展趋势是：未来

26、人机交互技术的发展趋势是：追求追求 “人机和谐人机和谐”的多维信息空间和的多维信息空间和“基于基于自然交互方式自然交互方式”的人机交互风格。的人机交互风格。 3.3 DSS的人机交互形式的人机交互形式 QA方式（方式（Question and Answer） 菜单方式菜单方式 命令语言命令语言 表格填充表格填充 自然语言自然语言 窗口窗口 Help技术技术 可视化技术可视化技术 基于多媒体技术的基于多媒体技术的DSS人机界面人机界面一、一、Q QA A方式（方式（Question and AnswerQuestion and Answer） DSS向用户提出问题，并提供可能的几种答案，由用户向

27、用户提出问题，并提供可能的几种答案，由用户根据它的判断进行选择回答。根据它的判断进行选择回答。 QA方式较适合初学者，方式较适合初学者，仅需要输入简单的字符或用仅需要输入简单的字符或用鼠标（光标）在屏幕上选择它的答案。鼠标（光标）在屏幕上选择它的答案。对于有经验的用对于有经验的用户户，QA方式显得较繁琐，它往往需要一步一步地执方式显得较繁琐，它往往需要一步一步地执行，才能到达最后的目标。行，才能到达最后的目标。 在在DSS人机界面设计中，人机界面设计中，QA方式多用于一些重要操作方式多用于一些重要操作出现时的确认动作。出现时的确认动作。Q QA A方式举例方式举例二、菜单方式二、菜单方式 菜单

28、的定义：菜单的定义：菜单是计算机提供给用户的一组可供选择的菜单是计算机提供给用户的一组可供选择的操作集合。操作集合。 由于菜单的选项一般不多由于菜单的选项一般不多, , 用户容易做出清楚的选择用户容易做出清楚的选择, , 这这是菜单的最大好处，因此，菜单仍是菜单的最大好处，因此，菜单仍是目前常用的一种人机是目前常用的一种人机界面交互方式。界面交互方式。 菜单结构设计的关键在于：菜单结构设计的关键在于： 确定任务菜单选项和结构；确定任务菜单选项和结构； 菜单的选项数目。菜单的选项数目。 DSS人机交互界面中菜单可分为人机交互界面中菜单可分为单级菜单单级菜单和多级菜单。和多级菜单。 多级菜单需要考

29、虑三个因素：多级菜单需要考虑三个因素： 菜单项的安排菜单项的安排 一般将只有一般将只有相同动作属性的操作组成一相同动作属性的操作组成一组组（例如都是文件操作：剪切、复制、（例如都是文件操作：剪切、复制、粘贴等）或将粘贴等）或将使用频率大体相同的菜单使用频率大体相同的菜单设置于一组设置于一组。 菜单深度（级数）菜单深度（级数） 菜单深度一般不宜太深，在菜单深度一般不宜太深，在DSS人机人机界面中，界面中，三级菜单通常是最大的限度，三级菜单通常是最大的限度，二级菜单是一种推荐选择；二级菜单是一种推荐选择； 菜单宽度（广度）菜单宽度（广度） 一般，每个菜单包含一般，每个菜单包含48个选项较合适。个选

30、项较合适。 当菜单很大时，当菜单很大时，倾向于宽度应优先于倾向于宽度应优先于深度。深度。 优点：优点：易学习、记忆量少、易掌握。易学习、记忆量少、易掌握。 缺点：缺点：提供的项数有限，受屏幕大小的限制。灵活性和效率提供的项数有限，受屏幕大小的限制。灵活性和效率较差，可能不十分适合于专家用户。较差，可能不十分适合于专家用户。 对于专家型用户，菜单表示需提供对于专家型用户，菜单表示需提供“快捷快捷”功能功能，常用的快常用的快捷功能有捷功能有“提前键入提前键入”和和“直接访问直接访问”等等。 多级菜单最好能提供菜单推进（多级菜单最好能提供菜单推进（Forward）回溯（回溯（Backward）的功能

31、，即的功能，即提供多级菜单的路径图提供多级菜单的路径图（菜单图，导航图）菜单图，导航图）。菜单方式举例菜单方式举例（一级菜单）一级菜单）二级菜单二级菜单弹出菜单弹出菜单三、命令语言三、命令语言 命令语言命令语言是一组动词、名词、限定语和连接词的短语集合，是一组动词、名词、限定语和连接词的短语集合，它将待操作的内容用简洁的几个单词表示出来，单词的组合它将待操作的内容用简洁的几个单词表示出来，单词的组合符合一定的语法规范。符合一定的语法规范。 优点：优点：具有简洁、精确、灵活、效率高等优点，适合于功能具有简洁、精确、灵活、效率高等优点，适合于功能少的系统。少的系统。 缺点：缺点：有许多规范和约定，

32、需要用较长时间来记忆和学习，有许多规范和约定，需要用较长时间来记忆和学习，没有经过培训的用户是很难用命令语言去操作系统的。没有经过培训的用户是很难用命令语言去操作系统的。 DSS人机界面中不提倡过多地使用命令语言。人机界面中不提倡过多地使用命令语言。 命令语言命令语言方式方式四、表格填充四、表格填充 优点优点：较符合人们的认知习惯；仅有：较符合人们的认知习惯；仅有数个固定内容的表项可以通过缺省值数个固定内容的表项可以通过缺省值选择进行；两张表中有相同内容的项选择进行；两张表中有相同内容的项可以通过复制得到。可以通过复制得到。 缺点缺点：在单屏中只能设计有限条目的：在单屏中只能设计有限条目的表格

33、。表格。 DSS人机界面设计中，人机界面设计中，表格填充更多表格填充更多的适用于的适用于数据的录入数据的录入（如，（如，数据库中数据库中表记录的录入）表记录的录入）和和数据输入内容较多数据输入内容较多的情况。的情况。表格填充方式举例表格填充方式举例五、自然语言五、自然语言 自然语言是指自然语言是指用人类交流的语言同用人类交流的语言同计算机进行交互。计算机进行交互。 尽管语言是人与计算机通信的最自然方尽管语言是人与计算机通信的最自然方式，但目前关于自然语言的交互形式的式，但目前关于自然语言的交互形式的研究尚处于初级阶段。到目前为止，自研究尚处于初级阶段。到目前为止，自然语言的输入和输出问题计算机

34、技术还然语言的输入和输出问题计算机技术还未很好地解决未很好地解决。 它是人机界面发展的最终交互方式。它是人机界面发展的最终交互方式。六、窗口六、窗口 窗口分为瓦片窗口和重叠窗口窗口分为瓦片窗口和重叠窗口。 瓦片窗口中瓦片窗口中，每个窗口的内容都显示，每个窗口的内容都显示出来，但子窗口数受屏幕的限制。出来，但子窗口数受屏幕的限制。 重叠窗口中重叠窗口中，子窗口显示在不同的平，子窗口显示在不同的平面上，最先出现的窗口被后来进入的面上，最先出现的窗口被后来进入的窗口所覆盖。窗口所覆盖。瓦片窗口瓦片窗口重叠窗口重叠窗口七、七、HelpHelp技术技术 分为分为在线帮助（在线帮助（On-line He1

35、p）和和离线帮助（离线帮助（Off-line Help）形式形式。 在线帮助在线帮助是指将给用户的帮助信息编在软件中，当用户需是指将给用户的帮助信息编在软件中，当用户需要借助于帮助信息时，直接通过软件操作获得。要借助于帮助信息时，直接通过软件操作获得。 离线帮助离线帮助是将给用户的帮助信息装在某些介质中，如，纸是将给用户的帮助信息装在某些介质中，如，纸本、磁带和录象带，用户在需要帮助时，通过阅读这些介本、磁带和录象带，用户在需要帮助时，通过阅读这些介质而得到帮助信息。质而得到帮助信息。 在线帮助又分为在线帮助又分为上下文无关在线帮助上下文无关在线帮助和和上下文有关在线帮助。上下文有关在线帮助。

36、 上下文无关在线帮助指上下文无关在线帮助指所给用户的帮助所给用户的帮助信息与当前用户操作无关信息与当前用户操作无关，是全部的信是全部的信息或用户指定的信息息或用户指定的信息。如，。如，按按F1键可得键可得到全部信息帮助。到全部信息帮助。 上下文有关在线帮助是指上下文有关在线帮助是指用户在某些操用户在某些操作时，通过设置作时，通过设置He1p状态或按某一功能状态或按某一功能键的形式而自动得到与当前操作相关的键的形式而自动得到与当前操作相关的信息。信息。 Help技术设计的一般原则：技术设计的一般原则： （1）前后提示意思应一致；）前后提示意思应一致； （2）使用用户可以理解的语言提供帮助；）使用

37、用户可以理解的语言提供帮助； （3）提示要给出例子；）提示要给出例子； （4）含有用户使用错误的修正方法；）含有用户使用错误的修正方法； （5）在用户进行一个可能引起不可恢复的破坏操作时，警）在用户进行一个可能引起不可恢复的破坏操作时，警告用户；告用户； （6）提供帮助索引；）提供帮助索引； （7）提示尽量做成上下文有关的方式，以使用户得到即时）提示尽量做成上下文有关的方式，以使用户得到即时帮助。帮助。上下文无关上下文无关在线帮助在线帮助上下文有关上下文有关在线帮助在线帮助HelpHelp技术示例技术示例八、可视化技术八、可视化技术 可视化是一种计算和处理的方法。可视化是一种计算和处理的方法。

38、它它将抽象的符号表示成具体的几何关系将抽象的符号表示成具体的几何关系, ,使研究者能亲眼看见他们所模拟和计使研究者能亲眼看见他们所模拟和计算的结果。算的结果。 可视化技术可视化技术将数据以图的方式直观地将数据以图的方式直观地显示出来。图形技术是可视化的一个显示出来。图形技术是可视化的一个基础。基础。八、可视化技术八、可视化技术 可视化是一种计算和处理的方法。可视化是一种计算和处理的方法。它将抽象的符号表示成它将抽象的符号表示成具体的几何关系具体的几何关系, ,使研究者能亲眼看见他们所模拟和计算使研究者能亲眼看见他们所模拟和计算的结果。的结果。 可视化技术可视化技术将数据以图的方式直观地显示出来

39、。图形技术将数据以图的方式直观地显示出来。图形技术是可视化的一个基础。是可视化的一个基础。n 编程本身的一个重要进展也是可视化，编程本身的一个重要进展也是可视化，如微软的如微软的Visual StudioVisual Studio系列。系列。编程的可视编程的可视化大大提高了软件开发，尤其是交互界面化大大提高了软件开发，尤其是交互界面开发的效率。开发的效率。九、基于多媒体技术的九、基于多媒体技术的DSSDSS人机界面人机界面 目前，关于多媒体技术对目前，关于多媒体技术对DSS人机界面的支持的研究与开人机界面的支持的研究与开发，在国内外尚不多。发，在国内外尚不多。 基于多媒体技术的基于多媒体技术的

40、DSS人机界面的开发与应用将成为人机界面的开发与应用将成为DSS研究的热点。研究的热点。3.4 DSS人机界面的设计人机界面的设计一、友好界面设计的一般准则一、友好界面设计的一般准则二、二、DSS人机界面设计工具人机界面设计工具三、界面规范化设计三、界面规范化设计一、友好界面设计的一般准则一、友好界面设计的一般准则 1. 维护的一致性维护的一致性 （1）界面中的功能区必须保持相对固定）界面中的功能区必须保持相对固定, 以使用以使用户产生空间上的统一性；户产生空间上的统一性； （2）使经常用到的信息和提示位置一致；）使经常用到的信息和提示位置一致； （3）保留界面底部几行或小区域来显示系统状）保

41、留界面底部几行或小区域来显示系统状态和错误信息；态和错误信息； （4）滚屏和翻页采用习惯的方式控制）滚屏和翻页采用习惯的方式控制, 例如例如, PgDn 翻下一页翻下一页, PgUp 翻上一页等；翻上一页等； （5）图形、窗口、菜单表格应用一个标题来标明）图形、窗口、菜单表格应用一个标题来标明它的内容和功能；它的内容和功能； （6）色彩及特定图形在界面中的含义须前后一致。）色彩及特定图形在界面中的含义须前后一致。 2. 使错误校正简单、迅速使错误校正简单、迅速 （1）错误信息应用非技术性语言显示）错误信息应用非技术性语言显示 , 信息的含义应当对初信息的含义应当对初学者和有经验用户都很明确学者

42、和有经验用户都很明确 ; （2）错误信息应当指明何种错误发生了且如何改正错误；）错误信息应当指明何种错误发生了且如何改正错误； （3）当发生单个字符错误时）当发生单个字符错误时, 用户只需重新打入正确字符用户只需重新打入正确字符, 即即可修正错误可修正错误; （4）任何操作过程中）任何操作过程中, “取消取消”功能必须提供，功能必须提供， 使用户可以使用户可以回到对话过程的上一回到对话过程的上一 步操作。步操作。 3. 减少输入工作减少输入工作 (1) 默认值。在输入可预知的情况下，设置默认值默认值。在输入可预知的情况下，设置默认值 ; (2) 对需要重复输入的数据提供复制功能。对需要重复输入

43、的数据提供复制功能。 4. 精心设计以防止错误发生精心设计以防止错误发生 （1）对那些不允许用户输入的区域，进行保护；）对那些不允许用户输入的区域，进行保护； （2）设计中，对于图形和色彩的使用尽量用人们习惯的认识，）设计中，对于图形和色彩的使用尽量用人们习惯的认识，避免产生二义性。避免产生二义性。 5. 提供适当的反馈提供适当的反馈（1）当用户选择某项进行操作时）当用户选择某项进行操作时, 用亮条标识它；用亮条标识它；（2）告诉用户他的输入已经被接受或发送。）告诉用户他的输入已经被接受或发送。n6. 对一些重要操作提供确认对一些重要操作提供确认 7. 为主要信息提供图形标识为主要信息提供图形

44、标识（1）利用亮条标注重要信息；）利用亮条标注重要信息；（2）对于某个重要的显示条目采用闪炼）对于某个重要的显示条目采用闪炼方式显示；方式显示；（3）利用色块区分一般和重要的信息。）利用色块区分一般和重要的信息。 8. 提供可用的在线帮助系统提供可用的在线帮助系统二、二、DSSDSS人机界面设计工具人机界面设计工具 DSS人机界面设计工具可以分为三类：人机界面设计工具可以分为三类：（1）数据库软件，它们具有数据库的）数据库软件，它们具有数据库的创建、修改、查询、打印、统计等功创建、修改、查询、打印、统计等功能，同时界面还能提供菜单语句。特能，同时界面还能提供菜单语句。特点是可以很快地建立界面原

45、型，但界点是可以很快地建立界面原型，但界面的档次不高。面的档次不高。(2) 以高级语言为代表的界面开发工具。以高级语言为代表的界面开发工具。如，如，C语言的图形功语言的图形功能及函数功能强，可用能及函数功能强，可用C语言作为主语言开发语言作为主语言开发DSS界面。界面。 (3) 基于图形工具的界面开发基于图形工具的界面开发，图形工具有两种，一种是由商，图形工具有两种，一种是由商用软件本身包含的图形内核软件用软件本身包含的图形内核软件（如，（如，Macromedia公司的公司的Dreamweaver和微软的和微软的FrontPage ）；另一种是由用户自己）；另一种是由用户自己经过一定时间的工作

46、开发出的图形工具。经过一定时间的工作开发出的图形工具。三、界面规范化设计三、界面规范化设计 DSS人机界面规范化设计的四个层次：人机界面规范化设计的四个层次： 1. 嵌入式界面设计嵌入式界面设计 它将人机界面所涉及到的输入输出及有关数据流、操作它将人机界面所涉及到的输入输出及有关数据流、操作流控制，一起编入源程序。程序未明确区分界面部分语句流控制，一起编入源程序。程序未明确区分界面部分语句和应用部分语句。和应用部分语句。 嵌入式界面设计的界面友好性、可操作性较差，并且缺乏嵌入式界面设计的界面友好性、可操作性较差，并且缺乏工程化的观点，界面开发处于手工状态工程化的观点，界面开发处于手工状态, 效

47、率很低。效率很低。2 . 过程化界面设计过程化界面设计 过程化界面设计是将界面设计中一些与交互作用有关的功过程化界面设计是将界面设计中一些与交互作用有关的功能有意地分开，使他们形成一能有意地分开，使他们形成一 个个 一一 个的子程序或子过程，个的子程序或子过程，当界面需要调用它们的时候，就对其进行反复调用。当界面需要调用它们的时候，就对其进行反复调用。 这种方式在一定程度上减少编程量，并且有一些工具化思这种方式在一定程度上减少编程量，并且有一些工具化思想，但由于它是一种与过程有关的子程序，因此只能适用想，但由于它是一种与过程有关的子程序，因此只能适用于某个应用于某个应用DSS中，一般采用中，一

48、般采用 dbase III 或或 FoxBASE编制编制的的DSS系统，是利用这种方式进行开发的。系统，是利用这种方式进行开发的。3. 工具箱（工具箱（ToolKit）技术技术 工具箱技术是将人机界面中常用的界面工具箱技术是将人机界面中常用的界面构件放在一个编码库中构件放在一个编码库中。 当应用界面需要完成某种界面功能时，当应用界面需要完成某种界面功能时，直接从工具箱中调用界面构件，以符合直接从工具箱中调用界面构件，以符合界面构件的参数形式，将构件与应用程界面构件的参数形式，将构件与应用程序在编码级进行结合。序在编码级进行结合。 4 . 用户界面管理系统（用户界面管理系统（User Inter

49、face Management System，UIMS） 用户界面管理系统是一种用来用户界面管理系统是一种用来描述描述、设计设计、实现实现和和评价评价DSS人机界面的管理系统。人机界面的管理系统。 它提供界面设计中所需的各种工具及有关的检查与评价它提供界面设计中所需的各种工具及有关的检查与评价手段，可帮助获得高质量的人机界面。手段，可帮助获得高质量的人机界面。UIMS实现人机界实现人机界面与应用程序的分离。面与应用程序的分离。DSS中中UIMS的功能：的功能：（1）支持多种硬设备；）支持多种硬设备；（2）具有丰富的图形系统，并且与硬件无关；）具有丰富的图形系统，并且与硬件无关；（3）支持多种交

50、互形式；）支持多种交互形式；（4）支持恢复、帮助和出错信息；）支持恢复、帮助和出错信息；（5）允许用户按自己的设计，通过）允许用户按自己的设计，通过UIMS 所提供的接口描述所提供的接口描述工具，对所希望生成的界面进行描述。工具，对所希望生成的界面进行描述。 由于由于UIMS研究在计算机界也是一个新的方向，所以至今没研究在计算机界也是一个新的方向，所以至今没有一种用于有一种用于DSS的较完备的的较完备的UIMS产生。产生。3.5 国内外国内外DSS人机界面研究的人机界面研究的现状及问题现状及问题 一、国内外一、国内外DSS人机界面研究的现状人机界面研究的现状 二、国内二、国内DSS人机界面研究

51、存在的问题人机界面研究存在的问题一、国内外一、国内外DSSDSS人机界面研究的现状人机界面研究的现状 归纳为下列四方面：归纳为下列四方面：（1）关于）关于 DSS人机界面中人体工程学和人机界面理论的探讨。人机界面中人体工程学和人机界面理论的探讨。（2）DSS界面表示方式的研究界面表示方式的研究 , 将图形、表格、窗口、自然将图形、表格、窗口、自然语言等交互形式进行比较。语言等交互形式进行比较。（3）界面开发工具及用户界面管理系统。）界面开发工具及用户界面管理系统。（4）智能化）智能化DSS人机界面的评价。人机界面的评价。 近几年近几年, 人们开始讨论影响人们开始讨论影响DSS效能的认知和偏向效

52、能的认知和偏向, 并选择了并选择了一种叫做一种叫做MICRO-STATSTAT的统计软件包来对的统计软件包来对DSSDSS的人机界面进的人机界面进行研究。这种软件包具有较好的人机界面行研究。这种软件包具有较好的人机界面, , 有数据直接操作有数据直接操作和选择功能和选择功能, , 它易于学习它易于学习, , 并可支持半结构化的预测问题。并可支持半结构化的预测问题。 19891989年年, , KYDDKYDD设计了三种情形对设计了三种情形对DSSDSS中认知和偏向进行研究中认知和偏向进行研究, , 结果发现在结果发现在DSSDSS中由于决策者背景知识不一样和人脑神经心中由于决策者背景知识不一样

53、和人脑神经心理的限制理的限制, ,它们对它们对DSSDSS存在的认识偏向是较难以改变存在的认识偏向是较难以改变, ,因此因此DSS DSS 系统应该具有柔性和智能性系统应该具有柔性和智能性, ,提供给决策者以合适的工具提供给决策者以合适的工具, ,从从而防止决策者犯一些常见的数据访问和处理错误。而防止决策者犯一些常见的数据访问和处理错误。 19871987年年, ,Ting-Peng LiangTing-Peng Liang开发了一种叫做自适应的人机界面开发了一种叫做自适应的人机界面, , 他根据系统应随着环境的变化而变化的原则来设计人机界面。他根据系统应随着环境的变化而变化的原则来设计人机界

54、面。自适应式界面研究将控制的自适应装置分为三类自适应式界面研究将控制的自适应装置分为三类: :固定式固定式, , 动态式和无格式动态式和无格式。 固定式固定式规定了一种输出格式或对话风格；规定了一种输出格式或对话风格；动态式动态式由用户选择由用户选择系统提供有限的可选择的界面方式；系统提供有限的可选择的界面方式；无格式无格式是通过对一包括是通过对一包括所有界面格式的固定菜单的选择来确定界面。同时寻找到一所有界面格式的固定菜单的选择来确定界面。同时寻找到一种种“用户偏爱用户偏爱”的测量方式的测量方式, , 根据用户操作界面的过程根据用户操作界面的过程, ,系系统进行界面的变化。统进行界面的变化。

55、 将用户界面管理系统（将用户界面管理系统（UIMSUIMS）引入引入DSSDSS人机界面中的设计人机界面中的设计, ,将将DSSDSS人机界面看作一个独立的、有工具支持的问题来进行探人机界面看作一个独立的、有工具支持的问题来进行探讨。有人提出，以用户任务形式组织系统讨。有人提出，以用户任务形式组织系统, , 设立任务管理系设立任务管理系统调度各个子管理系统统调度各个子管理系统, ,利用利用UIMSUIMS外控方式作为任务管理系外控方式作为任务管理系统的实现手段统的实现手段, ,使各个子系统间能以最小的代价取得协调一使各个子系统间能以最小的代价取得协调一致致, ,利用各个子系统提供的内嵌式高级语

56、言调用功能接口利用各个子系统提供的内嵌式高级语言调用功能接口, ,以以UIMSUIMS的内控方式实现进一步的功能集成。的内控方式实现进一步的功能集成。 良好的人机界面应满足如下要求：良好的人机界面应满足如下要求： (1) 多样性多样性 : 可同时支持有经验或无经验的用户。可同时支持有经验或无经验的用户。 (2) 容错容错: 有较好的错误修复能力。有较好的错误修复能力。 (3) 有效性有效性: 完成某一任务仅需较少的努力。完成某一任务仅需较少的努力。 (4) 便利性便利性: 提供友好的访问功能路径。提供友好的访问功能路径。 (5) 柔性柔性: 可通过多种路径进行某个操作。可通过多种路径进行某个操

57、作。 (6) (6)一致性一致性: : 最少的用户培训和非期望动作。最少的用户培训和非期望动作。 (7) (7)帮助帮助: : 提供较好的帮助和错误信息提示。提供较好的帮助和错误信息提示。 一些国内外关于一些国内外关于 DSS 人机界面的研究成果：人机界面的研究成果： (l) 从认知角度分析从认知角度分析 DSS 用户的特点用户的特点, 并通过试验证并通过试验证明了决策者的领域知识、系统经验、智能、认识风明了决策者的领域知识、系统经验、智能、认识风格及性别极大地影响着格及性别极大地影响着 DSS 的效能。的效能。 (2) 研究并提出了面向用户的研究并提出了面向用户的 DSS 接口选择标准。接口

58、选择标准。 (3)开发了智能开发了智能 DSS 人机交互接口单元。人机交互接口单元。 (4) 将接口分为胞元和块的概念进行描述并在将接口分为胞元和块的概念进行描述并在 Sun Sparc Station 300 实现了面向政策分析的实现了面向政策分析的 DSS。 (5)“山西省整体发展专家系统山西省整体发展专家系统” 的接口研究。的接口研究。 (6) (6)从理论上提出了决策环境模型从理论上提出了决策环境模型EMDEMD的思想的思想, ,是一种是一种从技术实现角度描述从技术实现角度描述DSSDSS人机界面的形成。人机界面的形成。 二、国内二、国内DSSDSS人机界面研究存在的问题人机界面研究存

59、在的问题 DSS 人机界面的研究存在许多问题人机界面的研究存在许多问题, 可以分为下列几个方面：可以分为下列几个方面： (1)对对DSS支持的对象支持的对象决策者的认知风格缺乏研究决策者的认知风格缺乏研究。决策。决策者进行决策者进行决策, 完成预期的目的完成预期的目的, 其决策思维过程是一个复杂的其决策思维过程是一个复杂的过程过程, 往往我们强调左脑型理性思维决策往往我们强调左脑型理性思维决策, 而对产生灵感、顿而对产生灵感、顿悟的右脑型决策探讨不深。悟的右脑型决策探讨不深。在设计在设计DSS人机界面时人机界面时, 过份强过份强调功能性、模型化、逻辑性调功能性、模型化、逻辑性, 而对界面的可用性、直觉性、而对界面的可用性、直觉性、友好性则未引起足够的注意。友好性则未引起足够的注意。 (2) 界面交互形式单一、乏味界面交互形式单一、乏味。 DSS人机界面的最终使用对人机界面的最终使用对象是非计算机专业的管理决策人员象是非计算机专业的管理决策人员 , 他们对他们对 DSS 系统所涉及系统所涉及的多项技术和实现不感兴趣的多项技术和实现不感兴趣, 而对界面的外观表现而对界面的外观表现(即输入即输入/ 输出输出) 很关心。界