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通用IFS模型中的状态模型研究

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  【摘 要】首先,介绍了IFS模型(信息模型、状态模型和功能模型),提出了基于IFS模型、数据驱动技术和四层软件开发技术等构建管理信息系统(MIS)及其界面原理。然后,详细描述了状态模型(用户界面)的抽象和从状态模型到用户界面生成的机理。
  【关键词】IFS模型;用户界面;状态模型
  随着计算机技术的发展,特别是面向对象软件工程设计方法的出现,许多界面工程设计和生成的模型和方法被提了出来,总体来说,界面模型大致分为概念模型和陈述模型两种。其中,概念模型着重描述了界面构成以及界面元素间的逻辑控制关系,为抽象界面模型到实际界面的转换提供了良好的理论基础;陈述模型是从捕捉需求开始,通过交互式任务的分解,试图最终通过对界面的构成描述,以解决界面设计的所有问题。但前者属于概念的,其应用依赖于设计者的认识和实现,而后者又难以满足用户界面复杂性和个性化的需求,同时也都不能解决应用系统的灵活性不足问题。
  本文提出了基于IFS模型的用户界面研究。IFS模型构建系统用户界面时,利用功能模型(F)和信息模型(I)获取界面相关的功能和数据信息及系统的逻辑结构,用状态模型(S)规划和描述系统界面,用参数表控制这些模型(IFS模型),使系统可复用性更强,更灵活,克服了概念模型和陈述模型出现的不足。
  1、IFS模型
  我们通过对管理信息系统作为研究对象进行抽象,抽象出其系统模型,描述管理信息系统的信息结构、界面等,并能够满足各类信息处理的应用需求(系统功能)。我们将这些系统模型分为信息模型(Information Model)、功能模型(Function Model)、状态模型(Status Model)三类,即IFS模型。在构建管理信息系统时,利用功能模型(F)和信息模型(I)获取界面相关的功能和数据信息及系统的逻辑结构,状态模型就是用来描述应用系统展现给用户的界面。
  状态模型就是用户对用户界面的抽象模型,是管理信息系统的界面与人机交互的基础,主要用于描述系统的人机交互的界面,包括两个方面功能:a)将系统的数据信息在人机界面上显示;b)在人机界面上提供对数据实施处理的事件。状态模型是应用系统展现给用户的界面的模型。
  2、数据驱动技术
  对于管理信息系统来说,对数据的操作是最基本的功能,如对数据表中记录的增加、删除、替换、查找等这些操作的功能都是不变的,变化的是操作的对象——数据表不同。通过编程可以实现系统对数据库的基本操作,在这些基本操作的基础上,通过抽象将这些基本操作中不变的部分作为可复用的对象提取出来,作为固定的代码写到程序中,我们定义这些基本操作为元操作。将变化的部分,即操作的对象——数据表的名称作为变量放到一个控制数据表中,在实际编程中调用这些操作时就不需要修改程序代码,,只需修改数据表中的相关参数就可以实现变化了,这样就实现了用数据来控制操作功能。即为数据驱动。
  我们在传统软件开发的二层开发模式(程序语言+数据库MIS管理信息系统)上,增加了元操作部分和模型部分,提出四层开发模式。采用四层开发模式开发出的应用系统以数据驱动为基础,用数据驱动的方法建立起许多个模型,通过将不同的模型组合起来就可以构造出具有较好灵活性的管理信息系统。数据驱动技术是贯穿着通用性管理信息系统软件开发的每一个阶段。
  3、狀态模型(Status Model)的抽象
  状态模型的获得就是对应用系统的界面进行抽象,就是将系统界面基本的、固定不变的部分和不稳定的、易变化的部分分别抽象出来,系统界面上的基本的、固定不可变化的部分是界面框架,系统界面上的不稳定的、可变化的部分则是数据和数据处理功能等。
  在软件开发的时候,我们通过设定输入初始参数,调整控制参数表,实现系统功能;软件开发完成后,当系统需求发生变化的时候,通过调整参数控制表中的相关参数,从而改变系统功能界面。
  构建通用性应用系统界面关键的一步就是通过对系统界面的特征及功能抽象归纳出系统界面的各种状态模型。我们认为,状态模型的抽象必须遵守以下几个原则:
  1)状态模型必须能够表现数据模型的特征。系统界面通常需要对一些数据(信息)进行显示,其显示的数据应以信息模型为依据;
  2)状态模型必须提供对数据处理(和功能模型有关)的触发器。通常界面上都有一些命令按钮,所以状态模型需要提供数据处理功能的入口;
  3)状态模型的可变性、灵活性。状态模型的可变性、灵活性,才能使系统的界面(状态模型)即可以在开发MIS管理信息系统中做到复用,也可以在开发新的系统复用。通过对参数的控制(数据驱动)实现状态模型的可变性、灵活性的。
  4、界面生成机理研究
  状态模型的框架(基础结构)是稳定的不变的,可以通过程序代码构造;状态模型(系统界面)上数据显示和数据处理功能等是可变的不稳定的——作为控制参数,通过访问控制参数对获得系统界面,这样构成的系统界面是灵活的可复用的。
  软件开发的四层模式中元操作——状态模型——系统界面的系统结构,元操作库是构建模型的基础,是管理信息系统软件中最基本的操作。状态模型通过访问控制参数表,获得界面显示信息和功能信息,将应用系统界面显示在屏幕上。
  至此,我们完成了我们从状态模型向用户界面生成的机理过程。
  5、总结
  状态模型的抽象获取是通过对用户界面的抽象过程,而用户界面则是多种多样的,变化万千的,因此状态模型库的构建则是一个长期积累过程。实际程序开发中,界面通常是利用已有的状态模型构建不同的界面需求,但当发现已有的状态模型不能适应新的界面需求时,则需要构建新的状态模型适应需求,并加入到状态模型库中。
  作者简介:
  刘丽,1981年10月出生,云南昆明市人,讲师,硕士,主要研究方向为信息管理和网络信息技术。
  (作者单位:辽宁装备制造职业技术学院)

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