[发明专利]一种用于分析和设计人机交互逻辑的离散事件系统方法

说明书

本发明属于人机交互技术领域，具体为一种用于分析和设计人机交互逻辑的离散事件系统方法。所述方法包含三个部分：结合对象系统流程图的离散事件系统自动机建模算法，对应增广自动机建模算法和基于增广自动机模型的人机交互逻辑改进算法。改进算法的思想是结合对象系统情况，对对象系统的每个离散状态进行分析，以确定不确定操作发生与否，并进行必要的报警，可增强系统的安全性和鲁棒性。

技术领域

本发明属于人机交互技术领域，具体为一种用于分析和设计人机交互逻辑的离散事件系统方法。

背景技术

人机交互是指人与系统之间使用某种对话语言，以一定的交互方式，为完成确定任务的人与系统之间的信息交换过程，人机交互功能主要依靠可输入输出的外部设备和相应的软件来完成。当前设计人机交互系统时通常以系统的功能需求为导向，构建系统的功能流程图，进而对对象系统进行功能实现，在系统实现过程中往往假设用户完全按照正确的方式进行人机交互，而忽略了用户本身操作的多样性与不确定性，以及用户的这些不确定操作对系统造成的影响，甚至安全隐患。本发明提出的用于人机交互逻辑设计的离散事件动态系统方法可用来分析用户操作的不确定性，并改善人机交互逻辑，降低甚至消除以往方法中存在的各种安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于公开一种用于分析和设计人机交互逻辑的离散事件系统方法，主要内容包括：以对象系统的功能需求为导向建立功能流程图，在此基础上构建相应的自动机模型。基于自动机模型，分析用户操作的不确定性，并进而得到增广自动机模型，该模型包含用户所有可能的不确定操作。在此基础上，研究用户的不确定操作对人机系统产生的不同影响，据此改善人机交互逻辑，提高人机交互系统的安全性和鲁棒性。

系统自动机模型G＝(Q,Σ,δ,Γ)建立过程如下：

步骤1.定义用户的操作事件，其集合标记为Σ_p，根据实际系统中操作事件可否禁止，分为可控事件集合Σ_p,c和不可控事件集合Σ_p,uc；定义对象系统的数据流事件，其集合标记为Σ_m，因此人机交互系统的驱动事件集合为Σ＝Σ_p∪Σ_m。

步骤2.依据对象系统的功能流程图，明确并定义系统由事件驱动所能到达的所有状态，其集合标记为Q。

步骤3.定义变迁函数δ:Q×Σ→Q。变迁δ(q,σ)＝q'表示系统在q状态下由事件σ(σ∈Σ)驱动到达状态q'，以对象系统的功能流程图为基础，根据驱动事件集合Σ和状态集合Q定义功能流程图中蕴含的所有变迁。

步骤4.定义活动事件函数Γ:Q→2^Σ。Γ(q)表示当对象系统处于q状态时，功能流程图中允许发生的所有驱动事件的集合，称为q状态下的活动事件集合。

基于上述自动机模型，构建增广自动机G_ex＝(Q,Σ,δ∪δ_un,Γ∪Γ_un)，其算法如下：

步骤1.针对所定义的任意用户操作事件σ_p∈Σ_p，确定事件发生后的目标状态q_m，用户操作事件集合Σ_p中所有用户操作事件的目标状态集合标记为Q_m。

步骤2.给定任意状态q，针对用户的不确定操作事件σ_p∈Σ_p(也即在原自动机G＝(Q,Σ,δ,Γ)不属于集合Γ(q)中的用户操作事件，所有不确定操作事件集合标记为Γ_un(q))，定义不确定变迁δ_un(q,σ_p)＝q_m，q_m为其对应的目标状态。针对Γ_un(q)中所有不确定操作及其所对应的目标状态重复上述操作，完成所有不确定变迁的定义，进入步骤3。