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1989年第2期计算机辅助设计与图形学学报73

图形用户接口的自动生成与管理系统王搭国

(中国科学院软件研究所)

摘要：本文简要综述用户接口管理系统(UIMS)的特点、结构、历史和现状。侧重介绍用户接口的Secheim模型及TannerBuxton建设的UIMS模型，并简略介绍当前UIMS研究和开发中应解决的一些课题。最后，结合我们在SUN工作站上研制的图形用户接口的自动生成与管理系统，简述我们的一点体会。

一、用户接口生成工具概述

在交互系统中，人的囚素的重要性日益受到重视。过去，优化程序效率是最高目标，侧重对时间和存储空间的使用进行优化。随着硬件成本的下降和强有力的图形环境的不断推出，优化用户接口效率提高到日程上来。一个交互应用系统所提供的用户接口的好坏成为该系统能否成功地占据市场的关键。因此，研究适合于设计和实现良好的用户接口的方法和技术成为近年来一个重要的研究领域。目前，适用于用户接口生成的工具大致分为两类：

用户接口工兵

用户接口工兵

类属系统

用户接口管理系统

软件工具箱

应用框架

图1用户接口工具

1.软件工具箱由一些构件(buildingblock)组成，这些构件包括从低层的工作站管理(例如窗口、图形的处理、正文编辑等),到高层次的对话处理，范围很广。应用程序使用这些构件组合构成所需的用户接口。如News,Xwindow,MACToolbox。

2。应用框架由一些框架组成，这些框架

包含大多数可复用的用户接口，用户接口设计者只需填充框架或取代不适应要求的部分。如Macapp。

用户接口管理系统是一组软件工具的集合，支持用户接口的设计、规范描述、实现和评价。它不仅提供一组用户接口开发工其，而且还负责用户接口的开发和操纵，基于给出的用户接口的规范描述，UIMS自动生成用户接口。

二、UIMS的特点和结构

最早提及用户接口管理的基本概念的文献，是NewmanW.1968年“一个交互图形程序设计系统”〔1〕,在1982年6月SIGGRAPH召开的“图形输入交互技术”(GIIT)专题讨论会上阐明了UIMS的基本概念〔?〕。1983年11月在西德Secheim举行了“用户接口管理系统专题讨论会,其目标是找出评价及描述适用于UIMC设计的模型、原理、方法和任务〔3〕,1986年11月SIGGRAPH在西雅图又举行了一次“关于用户接口管理的软件工具”专题讨论会，目的在于通过讨论和交流，综合新的概念确定进一步的研究方向，集中讨论了用户接口

本文于1989年2月收到。

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工具的目标；用户接口设计所需要的工具(如何把人的因素集成于设计者的工具中);用户接口工具所处的软件环境(硬件设备，操作系统，窗口系统，对话管理和交互作用，分布式接口，并行及多种交互媒介等);UIMS支持的应用工具有什么样的内部模型(集中于UIMS的对话管理功能与应用之间的关系),以及标准化问题〔4〕。

UIMS相对于其它用户接口设计工具有以下儿个特点。

1.UIMS对应用的独立性。应用中用户与应用的对话部分从应用程序中分离出来并由一个独立的模块来管理。见图2。

对话描述应用模块可执行的应用图2一个应用的生成用户接口(UI)与应用适当地分离可以使应用程序员从对用户的动作和应答的细节管理中解脱出来，专心致力于应用问题。用户接口

对话描述应用模块

可执行的应用

图2一个应用的生成

独立性还可以带来其它一些好处，参见文献〔2〕。

2,UIMS与第四代语言的相似性。表现在用户接口设计者使用UIMS生成用户接口所要做的是按照UIMS所提供的UI规范，给出所需的用户接口的描述，而不是直接编码，UI规范层次越高，用户接口设计者所需的程序设计知识越少，也就越易于学习和使用。

3.UIMS的通用性和用户接口可定做。UIMS可以设计成适用于许多应用类型的通用工具，也可根据用户接口设计者的要求定做。它具有开放结构，允许灵活地扩充其它交互技术。

4.一个完善的UIMS可支持UI原型的快速设计，提供对UI开发生存周期各阶段的评价和测试的支持。

UIMS的结构，按照其控制位置可区分为：

1.内部控制：UIMS采用包含用户接口工具的过程库的形式，这些过程是在应用程序的控制下激活的。

2.外部控制：UIMS承担执行面向应用任务的各种操作处理的全部责任，控制仅在用户接口中，应用只被看作一组离散的功能模块，这些模块可由UIMS在需要时加以引用。