基于面向对象Petri网的用户界面描述方法的研究

对于人机交互要求比较多的应用系统,用户主要通过用户界面与系统进行交互,一个系统能否被接受在很大程度上取决于其用户界面的质量。因此,对用户界面的交互行为进行抽象描述在整个软件开发过程中非常重要,可以更好地概括现实世界,方便人机交互,同时便于支持自动化的工程实现。 但一般用户界面的抽象描述方法主要针对界面的布局和风格,缺乏对用户界面交互行为描述的支持。还有的界面描述方法通过多个模型从应用系统的不同侧面建模用户界面的相关信息,使得模型之间的映射比较复杂。因此,如何增强模型对应用系统中用户界面交互行为的支持程度、简单直观地建模用户界面成为软件开发过程中的一个重要问题。 本文首先分析了Petri网的基本特点,用Petri网建模用户界面静态特性和动态行为的优势,以及已经提出的基于Petri网描述用户界面的模型的优点和存在的问题;接着对Petri网的定义进行扩展,提出了一种面向对象Petri网的形式化定义,并且完善了面向对象Petri网所应具有的各种面向对象特征;然后定义了面向对象Petri网的结构和执行语义与用户界面静态特性和动态行为之间的对应关系,并基于此对应关系提出了一种基于面向对象Petri网的用户界面描述方法,以改善其它模型中存在的问题;最后通过学生信息管理实例对该建模方法进行了验证。 面向对象Petri网综合了Petri网和面向对象两种思想的优点。Petri网作为一种形式化的开发工具,具有严格的数学语义,可以方便的对系统进行分析和验证,以解决面向对象技术缺乏形式化的描述和分析验证问题。面向对象技术具有抽象、继承、封装和多态等特性,可以有效地解决用Petri网建模时的状态空间“爆炸”、修改维护困难等问题。因此通过面向对象Petri网可以将用户界面的静态表示和交互行为描述较好地结合在一起,更简单直观地描述系统的用户界面及其交互行为建模过程,降低人机交互建模的复杂度,增强建模系统的可验证性、可重用性、可维护性。