人机界面的定义及其重要性

人机界面（Human—Machine Interface）是人与机器进行交互的操作方式，即用户与机器互相传递信息的媒介，其中包括信息的输入和输出。好的人机界面美观易懂、操作简单且具有引导功能，使用户感觉愉快，能增强兴趣，从而提高使用效率。

人机交互界面作为一个独立的、重要的研究领域，日益受到了世界各界的广泛关注，并成为20世纪90年代计算机行业的又一竞争领域。

人机界面可理解为广义的人机界面和狭义的人机界面，本章从广义的角度上，结合人机工程学、心理学、设计艺术等学科知识对人机系统中的人机界面设计进行探讨。

（一）广义人机界面

“系统”是由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。人机系统包括人—机—环境三个组成部分，它们相互联系构成一个整体。用模型来描述人机系统，如图7-1所示。

图7-1 人机系统模型

由图可见，操作过程的情况由显示器显示出来，作业者首先要感知显示器上指示信号的变化，然后分析，解释显示的意义并做出相应决策，再通过必要的控制方式操作过程的调整。这是一个封闭的人机系统，即闭环人机系统。

在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人—机界面，人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现机—人信息传递；人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过人脑的加工、决策，然后做出反应，实现人—机的信息传递。

（二）狭义人机界面

狭义人机界面是指计算机系统中的人机界面（Human-Computer Interface，HCI），又称人机接口、用户界面（User Interface），它是计算机科学中最年轻的分支之一。人机界面是计算机科学与人机工程学、心理学、图形艺术和认知科学的交叉研究领域，是人与计算机之间传递和交换信息的媒介，是计算机系统向用户提供的综合操作环境。近年来，随着软件工程学的迅速发展，新一代计算机技术研究的推动，以及网络技术的突飞猛进，人机界面设计和开发已成为国际计算机界最为活跃的研究方向。(www.xing528.com)

计算机系统是由计算机硬件、软件和人共同构成的人机系统，人与硬件、软件结合而构成了人机界面，如图7-2所示。其工作过程是：人—机界面为用户提供观感形象（look and feel），支持用户应用知识、经验、感知和思维等获取界面信息，并使用交互设备完成人—机交互，如向系统输入命令、参数等，计算机将处理所接受的信息，通过人—机界面向用户回送响应信息或运行结果。

图7-2 人—计算机系统的组成示意图

对于人机界面设计师而言，他的作用是协调好计算机硬件界面与软件界面之间的关系，可用图7-3解释。

图7-3 计算机系统中的界面设计

在图7-3中，界面设计师处理的是人与硬件界面、人与软件界面的关系，而硬件界面与软件界面之间的关系则通过计算机技术来解决。

总之，人机界面是介于用户和计算机系统之间，是人与计算机之间传递、交换信息的媒介，是用户使用计算机系统的综合操作环境。

（三）人机交互

人机交互（Human-Computer Interaction）是人机界面学的一个分支，是指用户与计算机系统相互之间的通信。实现人与计算机之间通信的硬、软件系统即为交互系统。这里的“交互”即信息交换，包括计算机通过输出或显示设备给人提供信息，以及人通过输入设备向计算机输入有关信息。信息交换的形式有多种方式，如键盘、鼠标、显示屏幕上的符号或图形，也可以是声音、姿势或身体的动作等。

人机交互技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。美国21世纪信息技术计划中的基础研究内容为四项：软件、人机界面、网络和高性能计算。其中，人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其他工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一，而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。日本也提出了FPIED21（Future Personalized Information Environment Development）计划，其目标就是要开发21世纪个性化的信息环境。我国973、S-863、十五计划均将人机交互列为主要内容。