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第八章用户界面与可视化《信息存储与检索》本章目录第一节引言第二节信息检索用户第三节用户界面设计第四节信息可视化第五节信息检索的可视化《信息存储与检索》第一节引言用户界面是信息检索者与信息检索系统之间的交流媒介。信息检索是一个无法给以精确描述的过程，当用户面对一个信息检索系统时，他们对要以什么样的方式达到目的通常只有一个模糊的概念，因而用户界面应该在信息需求的理解和表述方面为用户提供指导和帮助。此外，它还应指引用户构造查询，选择恰当的信息源，理解检索结果，以及保持对检索进展状况的控制。与信息检索的其他方面相比，人机交互界面更不易于被用户所理解，其原因主要是因为人比计算机系统复杂得多，而且计量和描述人们的想法和行为也困难得多。《信息存储与检索》第一节引言用户界面有两层含义：第一层含义是系统给用户的一种视觉呈现，是用户自己能看到、感觉到的东西，主要表现为文本字符、图形图像、窗口菜单、表框等视觉要素的组合；第二层含义是指人与计算机之间传递、交换信息的媒介和平台，是用户使用计算机检索系统的综合操作环境。在用户界面的后台运行的是系统的核心程序，这些程序控制着数据结构、算法等，它们对于用户而言完全透明，用户无需关心这些后台的运行机制，用户更加关心其视觉呈现。《信息存储与检索》8.2.1用户及其种类用户是人机系统的使用者，由于计算机的广泛普及，其用户范围也遍布各个领域。我们必须要了解各种用户的习性、技能、知识和经验，以便预测不同类别的用户对人机界面有什么不同的需要和反应，为人机交互系统的分析设计提供依据，使设计出的人机交互系统更加适合各类用户的使用。按照用户使用计算机的频度，用户对计算机系统熟练程度以及用户对应用领域专业知识的水平，可以把用户分为新手用户、平均用户、专家用户和偶然用户4种类型。《信息存储与检索》8.2.2信息存取的交互模型(1)以信息需求为出发点；(2)选择查询系统及作为查询对象的信息集合；(3)构造查询(4)向系统提交查询(5)接收以信息检索词形式表达的查询结果(6)查看、评价并说明查询结果(7)结束查询，或者(8)重构查询并返回第四步是否信息需求查询终止提交查询评价结果接受结果查询重构完成？《信息存储与检索》8.2.3用户检索行为对界面设计的影响构成信息检索的主要因素有用户行为、检索任务、系统性能和检索结果。针对不同类型、不同性质的检索任务，用户也会选择不同策略和技巧。用户对检索结果的满意程度可能会导致用户重新构造检索提问式，寻求帮助或选择其他的检索系统。《信息存储与检索》8.3.1用户界面设计的原则有效的人机交互界面都应该包含些什么呢？业内专家BenShneiderman是这样描述的：设计出色的、有效的计算机系统应该使用户自信其有能力完成工作任务，能够熟练的进行各项操作，并对系统情况了然于心。在一个设计优秀的交互系统中，界面几乎是不存在的，用户可以专心于他们的工作、研究或是爱好。按照BenShneiderman的说法，设计合理的界面能在用户群中产生一些正面的积极的情绪，如成就感（success）、能力感（competence）、驾驭感（mastery）以及清晰感（clarity）。为实现这些目标和过程，人们总结了8条有关用户界面设计原则的“黄金规则”。这些规则对于信息检索具有非常重要的意义，同时它们的应用应视具体界面的运行情况而定。《信息存储与检索》8.3.1用户界面设计的原则（1）尽可能保证一致性（2）符合普遍可用性（3）提供说明性的反馈信息（4）降低工作存储器负载（5）预防错误（6）允许轻松的反向操作（7）支持内部控制点（8）减少短时记忆《信息存储与检索》8.3.2用户界面的种类和风格（一）按照界面元素类型划分按照界面元素类型划分，用户界面可以划分为字符用户界面和图形用户界面。（1）字符用户界面（CharacterUserInterface,CUI）是一种命令驱动的界面形式，是人机界面的早期形式。（2）图形用户界面（GraphicUserInterface，GUI）是当前人机界面的主流，也是现有信息检索系统用户界面的主流。图形界面经常使用窗口、菜单等技术，界面尽可能符合用户一般生理和心理的需求特点。《信息存储与检索》8.3.2用户界面的种类和风格（二）按人机交互形式划分按照人机交互形式划分，现有的用户界面主要有以下几种风格：命令语言、菜单选择、表格填充、直接操纵、和自然语言5种。（三）按信息检索过程的不同阶段划分按照信息检索过程的不同阶段，可以将检索界面划分为作为检索起点的界面、作为检索过程的界面和作为结果显示的界面三种。《信息存储与检索》8.3.3窗口管理与系统举例（1）InfoGrid布局图8-2用于信息存取界面的单屏布局图示资料来源：B.Ricardo,R.Berthier著，王知津等译.2005.现代信息检索.北京：机械工业出版社《信息存储与检索》8.3.3窗口管理与系统举例（2）SuperBook布局图8-3用于显示长篇手册检索结果的SuperBook界面《信息存储与检索》8.3.3窗口管理与系统举例（3）DLITE界面图8-4DLITE界面《信息存储与检索》8.3.3窗口管理与系统举例（4）SketchTrieve界面图8-5SketchTrieve界面《信息存储与检索》8.3.4用户界面的评价从用户界面设计的角度来看，人们在能力、偏好方面存在着极大的不同。人们的这些差别中，有些对于信息存取界面是非常重要的，包括相对空间能力和记忆、推理能力、口头表达能力以及(潜在的)个性差别。人们对界面技术采取接受还是拒绝态度，其年龄和文化背景都会对此有所影响。对于有些用户来说，界面更新是有效的，并能使人方便地进行操作；但对于另一些用户，就有可能是不适宜的或是令人讨厌的了。因此，软件设计应该考虑到界面风格的灵活性，而且也不能认为新的功能对任何用户都具有同等的效用。《信息存储与检索》8.4.1什么是信息可视化信息可视化可以被定义为，以使用抽象数据的交互式可视化的表示形式来放大认识。（用户界面设计）也就是利用计算机支撑的、交互的、对抽象数据的可视表示，以便增强人们对这些抽象信息的认知。需要说明一点，信息可视化与科学可视化的区别在于数据的抽象特征。对于科学可视化来说，由于其涉及的问题多为连续变量，因此三维表示必不可少。然而对于信息可视化，其涉及的典型问题多为对数据的模式、趋势、聚类、异常或差异的分析。《信息存储与检索》8.4.2信息可视化的作用人类已经在很大程度上习惯于接受图像和可视化信息。如果设计得好的话，图片和图形会是很有表现力的。对于某些类型信息的传递，可视化的表达方式要比其他方法更快也更有效。试想一下，对一个人相貌的文字描写与这个人的照片之间会有什么区别；一个包含一组数字及其关系的表格与表示同一信息的散点图之间的又有什么差别。《信息存储与检索》8.5.1信息检索可视化的优势信息检索的可视化处理可以将人们的认知负担转变为感知任务可以将复杂的信息空间转变为可视化导航可以帮助用户从检索结果中抽取信息《信息存储与检索》8.5.2原始信息提供的可视化原始信息是指尚未收录在信息检索系统中的信息，即信息的原始状态。原始信息包括信息资源的各种类型，如文本、图像、图形、声频、视频、动画等。原始信息提供的可视化即对原始信息本身的可视化。从信息资源的特征出发，原始信息可视化可分为：一维信息可视化、二维信息可视化、三维信息可视化、多维信息可视化、时间序列信息可视化、层次信息可视化和网状信息可视化7种类型。《信息存储与检索》8.5.3检索结果提供的可视化（一）检索结果可视化的类型（1）文献数据库检索结果提供的可视化（2）事实与数值数据库检索结果提供的可视化（3）多煤体数据库检索结果提供的可视化（二）检索结果可视化的主要方法（1）基于分类的文档簇法（2）基于超链接法（3）基于语义内容法