基于感知控制论的移动设备用户界面建模方法及支持工具研究

Nowadays，as a diversity of mobile devices has been entering the customer market，user interface developers are facing a new challenge, that is, how to satisfy the technical limitation of the devices under the premise of achieving the "the ease of use" for users in the process of development. To address this challenge, part of research effort on user interface software has focused on how to make user interfaces "writing once, and running anywhere" on an abstract level, by providing available modeling methods and supporting tools. However, the question addressing how to meet the usability requirements of user interfaces remains open...This project is a pilot research conceived with the overall objective to overcome the obstacle encountered in the realization of user interfaces under the context of mobile devices. The purpose of the project can be considered as two folds: to explore an innovative approach to interaction modeling with the consideration of usability based on perceptual control theory on the one hand; to propose a process framework with the supporting tools necessary on the other hand, in order to provide a seamless realization for modeling and implementing a usable user interface. To achieve these goals, the characteristics of this project can be summarized from following theoretical, methodological and technical aspects. From a view of theory, a new approach to task analysis based on perceptual theory will be adopted to conceptualize the context of usage that includes users, tasks and equipment. Furthermore, the conceptualization of the context provides a collection of essential concepts for constructing user-oriented interaction models. From a view of methodology, an information architecture based on multi-agents will be proposed for the data-based representation of the interaction structure among users, services provided by systems, and the peripheral environment surrounding the users. From a view of techniques, it will be explored that the way how to map the user-oriented interaction models into implementation-oriented user interface models by means of the proposed information architecture.. .In general teams this project will contribute to the aspects of providing high-quality user interfaces, and reducing the effort of development and, as a result, it is of the significant sense of research and the widely applied values if it could be set up.

各种移动设备在进入市场的同时给用户界面的开发者带来新的挑战：如何在保持易于使用的前提下满足不同设备的物理限制。今天界面工具研究旨在提供建模方法和支持工具，使得界面可在抽象层次上描述一次，便可到处运行。然而，如何对满足界面的可用性需求提供有效支持仍是一个开放问题。本项目拟针对移动设备的环境，创造性地将感知控制理论（PCT）应用于交互建模和过程框架，旨在探索增强可用性的建模方法、技术和工具。其主要特征在于几个方面：理论上，研究如何采用PCT任务分析的观点来概念化使用环境（用户、任务和设备）的特征，在此基础上探索一种面向用户的交互模型；方法上，研究如何提出一个多代理信息架构，以基于数据的方式表示用户、服务和环境之间的交互结构；技术上，研究如何通过多代理信息架构，将面向用户的交互模型映射为面向实现的界面模型。本项研究的开展对提供高质量的用户界面、减少开发努力具有重要的科学研究意义和广泛的应用前景。

各种移动设备在进入市场的同时给用户界面的开发者带来新的挑战：如何在保持易于使用的前提下满足不同设备的物理限制。今天界面工具研究旨在提供建模方法和支持工具，使得界面可在抽象层次上描述一次，便可到处运行。然而，如何对满足界面的可用性需求提供有效支持仍是一个开放问题。. 本项目针对移动设备的环境，创造性地将感知控制理论（PCT）应用于交互建模和过程框架，旨在探索增强可用性的建模方法、技术和工具。理论上，研究如何采用PCT任务分析的观点，探索一种面向用户的交互模型；方法上，研究如何提出一种增强用户界面可用性的界面开发方法，以有效、高效地提供高质量用户界面；技术上，研究如何实现上述界面开发方法，满足界面的可用性需求。. 项目主要在三个方面取得了重要进展：任务模型方面，从任务的结构和功能两方面研究，提出了基于PCT的任务分析(PCTBTA)方法和面向状态的、基于感知控制的扩展并行任务树分析法，有效地描述了动态环境中，用户、系统和周围环境的交互过程。界面开发方法方面，提出了基于模型和模式的界面开发框架(MPBUID)和界面模式的形式化描述语言GUIDPML，在保证界面可用性的同时，增加了生成界面的自动化程度。模式组织和推荐对成功设计有重要意义，提出的基于范畴论的界面模式语言，从高级抽象层次描述模式集合，对其实现有效组织；提出的基于协同过滤的界面模式推荐方法，将设计目标和上下文需求融入推荐方法中，提高推荐结果的准确性。界面开发工具原型方面，开发了PCTBTA任务模型的设计工具和MPBUID支持工具原型；应用模式的技术上，提出了界面模式的实现和应用机制，以及基于界面模式的界面软件架构和模式库概念，使设计与实现的不一致易于避免，且降低了开发者工作量，提高了界面可用性和开发效率。. 本项研究对提供高质量的用户界面、减少开发努力具有重要的科学研究意义和广泛的应用前景。