笔式用户界面敏捷开发工具及其应用

笔式用户界面软件是 Post-WIMP用户界面的一种主要形式，在普适计算环境下有着广泛的应用。笔式用户界面敏捷开发工具用可视化的方法支持用户界面的快速设计、减少手动开发的工作量，从而提高系统的开发效率。同时笔式用户界面软件敏捷开发工具还可以满足用户的个性化需求。具体来说，笔式用户界面敏捷开发工具就是通过场景和 UI 编辑来对用户需求建模并且通过 UI 来形象地展示。笔式用户界面软件敏捷开发工具采用基于场景设计的开发方法，设计结果形成 XML 格式的文档，通过解析这些 XML 文档自动生成基于 PBOP 平台的 C 代码。它可以将用户的业务逻辑层和系统应用层有效地分离，使得设计人员能够专注于业务逻辑和系统呈现，开发人员能够专注于具体应用逻辑的实现。 本文用到的主要理论与方法有：敏捷开发方法、模型驱动（MDA）开发方法、基于场景的设计方法、笔式用户界面PGIS范式、UI 形式化描述方法、代码生成模板。 本文通过对基于场景设计方法的研究分析，设计并实现了支持场景设计方法的场景设计工具。该工具将软件用户界面场景以图形形式展示给设计人员来发掘用户对软件用户界面的需求，同时又通过形式化的描述方法描述了场景的结构，使得代码生成工具能够根据场景形式化描述生成相应代码。通过定义笔式用户界面 PGIS 范式和它的形式化描述语言，使得 UI 编辑工具能够方便用户界面设计人员设计用户个性化的用户界面外观，并且形式化的描述语言能够方便代码生成工具生成笔式用户界面 UI 相关的代码结构。实践表明，笔式用户界面敏捷开发工具可以提高笔式用户界面软件的开发效率。 本文的主要工作有： 1、研究敏捷开发方法和 MDA 开发方法并提出通过实现 MDA 工具来实践敏捷开发方法。通过 MDA 工具来建立平台无关模型和平台相关模型之间的映射，帮助开发人员快速构建需求模型和搭建程序框架。 2、通过场景设计方法对用户的业务逻辑进行建模。通过场景树和状态迁移图的图形化表示帮助开发人员理解用户需求，通过场景的形式化描述方便代码生成工具抽取业务流程信息。 3、设计并实现了场景 UI 编辑器。通过场景 UI 编辑器可以直观地呈现应用系统的用户界面，并且通过修改 UI 属性可以满足用户对用户界面外观的个性化需求。引入了场景 UI 的形式化描述语言来帮助代码生成工具生成用户界面程序。 4、设计并实现了代码生成工具。通过解析场景形式化描述语言和场景 UI 形式化描述语言，抽取出有用信息，并通过定义好的程序模板将这些信息填入模板,从而提高了应用系统的开发效率。 5、以笔式 Email 系统作为一个应用实例串联使用笔式用户界面敏捷开发工具的流程。在此基础上介绍了几个实际的开发系统使用笔式用户界面敏捷开发工具设计的情况，以及对笔式用户界面敏捷开发工具未来的应用和改进做了展望。 关键词：笔式用户界面；用户界面设计工具；场景设计方法；UI 形式化描述与编辑；代码生成