CN104063212B - 创建用户界面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了操作具有控制屏幕以便提供程序控制的数据处理系统的方法。提供第一和第二程序图形用户界面（GUI）以及运行时库。该第一程序GUI包括第一GUI描述和对输入到该第一程序GUI的数据或从该第一程序GUI输出的数据进行操作的第一方法。该第二程序GUI包括第二GUI描述和对输入到该第二程序GUI的数据或从该第二程序GUI输出的数据进行操作的第二方法。该运行时库包括第一和第二方法。该数据处理系统组合第一GUI描述和第二GUI描述，以便不重新编译运行时库地提供复合GUI。

Description

创建用户界面的方法

技术领域

本发明涉及创建用户界面的方法。

背景技术

基于计算机的控制系统用在多种多样的状况下。例如，现代测量仪器经常使用通用计算机来构建，以便控制收集，处理和向用户显示相关信息的各种输入、输出和计算模块。用户与仪器之间的用户界面通常是显示数据和使用户可以经由键盘和/或定位设备输入指定输入和所希望输出的命令的某种形式图形用户界面。

在一些“合成”仪器中，仪器包括经由可以包括互联网和无线链路的网络与控制数据处理系统连接的物理部分。实际控制程序运行在某个远程地点上的传统数据处理系统上或在诸如智能电话、平板电脑等的多种手持设备的某一种上。每种设备都存在设备的计算能力及其显示屏的尺寸选成的不同显示局限性。因此，为每种可能控制设备提供图形用户界面的任务给人们带来严峻的挑战。

控制计算机程序、真实世界的机械或电气系统、或仪器的图形用户界面（GUI）通常使用市场供应的编程环境来创建。该编程环境提供可用组件的列表，编程人员从这个列表中选择组件，并将所涉及的组件安排在窗体上，以定义图形用户界面的布局。用户然后将规定组件的交互和输入数据源的代码写成程序。最后，将程序编译成装载到主计算机上的执行程序。一旦创建了执行程序，通常必须返回到编程环境，对源代码和布局文件加以改变，然后重新编译程序对非程序开发人员所预期的图形用户界面加以改变。

新用户界面通常使用编程环境从头开始创建，或从以前的设计中复制源代码并为新应用修改该代码来创建。这个过程是冗长乏味的，耗时的，并且易于出错的。另外，该过程需要在编程环境和相关计算机语言两者下受过训练的编程人员。仪器或程序的最终用户通常缺乏这样的技能。因此，如果图形用户界面的用户想创建新图形用户界面，则该用户通常必须与编程人员协作。另外，在新图形用户界面的概念化与其以最终用户可以利用的形式实现之间存在显著的时间延迟。因此，对创建新图形用户界面和修改现有图形用户界面有抵触。

发明内容

本发明包括操作具有控制屏幕以便提供程序控制的数据处理系统的方法。提供第一和第二程序GUI以及运行时库（runtime library）。该第一程序GUI包括第一GUI描述和对输入到第一程序GUI的数据或从第一程序GUI输出的数据进行操作的第一方法。该第二程序GUI包括第二GUI描述和对输入到那个第二程序GUI的数据或从那个第二程序GUI输出的数据进行操作的第二方法。该运行时库包括第一和第二方法。该数据处理系统组合第一GUI描述和第二GUI描述，以便不重新编译运行时库地提供复合GUI。

在本发明的一个方面，第一GUI具有来自数据处理系统的外部源的信号输入或向数据处理系统的外部源提供输出，复合GUI也具有信号输入和/或提供那些输出。

在本发明的另一个方面，该数据处理系统通过显示第一GUI和第二GUI组合第一GUI描述和第二GUI描述，并对用户选择第一GUI和将第一GUI拖放到第二GUI作出响应。

在本发明的又一个方面，第二GUI占据控制屏幕上的第一区域，该数据处理系统自动改变第一GUI的尺寸，以便第一GUI和第二GUI都占据第一区域。

在本发明的再一个方面，第一GUI包括通过小部件显示区表征的小部件（widget），并且该小部件响应第一GUI描述和第二GUI描述的组合自动改变小部件显示区的尺寸。

附图说明

图1和2例示了为了观看和/或控制仪器已经构建好的两个GUI；

图3例示了从图1和2中的GUI中创建的复合GUI；

图4例示了各种元素被重新排列和尺寸重新改变之后显示在图3中的复合GUI；以及

图5A–5C例示了当可用显示区对于第一窗体来说过于有限时改变窗体的图形元素。

具体实施方式

在本发明中，通过提供不需要编程人员和传统编程环境来修改现有控制程序或通过组合现有程序的一些部分创建新程序的系统，显著简化了为仪器提供GUI的任务。这显著减少了为仪器创建要运行在不同控制数据处理系统上的多个GUI所需的工作。

现在参照图1和2，图1和2例示了为了观看和/或控制仪器已经构建好的两个GUI。在本例中监视的系统包括测量特定组件中的电流的探针和测量系统输出的电压的探针。图1例示了监视电流和输出电压的GUI。GUI40包括作为时间的函数显示电流的图形显示组件41、和示出电压的当前值的条状图形42。该系统还包括通过风扇速度、风扇电压和风扇电流表征的风扇。图2例示了监视风扇性质的单独GUI。尤其，风扇GUI50包括作为时间的函数显示风扇速度的图形显示组件51、和两个条状图形。条状图形52示出了当前时间风扇电压的数值，条状图形53示出了当前时间风扇电流的数值。

上面讨论的两个GUI的用户想构建包括这些GUI两者的特征的第三GUI。在本发明中，用户将两个GUI显示在相同屏幕上，并将显示在图2中的GUI拖放到显示在图1中的GUI中，以创建显示在图3中的组合GUI60。

为了简化如下讨论，将组合形成新GUI的两个GUI称为分GUI。将组合两个分GUI所得的GUI称为复合GUI。复合GUI可以是全新GUI，或像上面例子中的情况那样，是GUI之一的扩增形式。

每个GUI可以视作具有通常用像XML那样的语言编写的界面定义组件、和包括定义在界面定义组件中的组件使用的各种方法的运行时组件。运行时系统还包括在运行时解释界面定义组件，以便提供这些方法用于创建GUI和执行与那个GUI相联系的各种功能的数据的解释器。本发明基于如下观察：通过合并分GUI的界面定义组件以及使每个GUI的运行时组件包括在复合GUI的运行时组件中，可以组合具有这种组织的两个分GUI来提供复合GUI。

在本发明的一个方面，各种GUI的运行时组件包括在为感兴趣的应用的所有可能GUI服务的运行时库中，因此，只需合并界面定义组件来提供复合GUI。如果如下面所更详细讨论，两个分GUI在组合复合GUI的时候正在运行，则即使两个GUI不共享单个运行时库，运行时环境在存储器中也将具有所有必要库例程。可以将两个单独运行时库视作分两个部分装载到存储器中的单个库。

通常，GUI由许多组件个体构成。这些组件的一些在GUI中具有可视表示。在如下讨论中将具有可视表示的组件称为小部件。例如，表示示波器的小部件在GUI中具有看起来像示波器屏幕的可视表示。图形显示组件41和51是作为时间的函数提供数量的显示的小部件的例子。条状图形42，52和53也是小部件的例子。

生成GUI的底层控制应用程序也可以包括在GUI中没有可视表示的组件。例如，将信号转换成加以处理向示波器小部件提供输入的数字流的模拟-数字转换器不是通常为仪器控制程序显示在GUI中的组件，因此，不是这种定义下的小部件。

在一般情况下，一个小部件具有与该小部件提供的处理相联系的一种或多种方法、输入、输出、和GUI显示组件。该显示组件取决于在用像XML那样的语言编写的运行时文件中提供的参数。在如下讨论中将这个运行时文件中决定小部件的外观和行为的条目称为运行时小部件外观输入。小部件的实际地点和外观通过运行时库中使用运行时小部件外观输入的方法来控制。解释器在运行时对这个文件进行操作，以便向每个小部件提供有关小部件在GUI中显示自身的地方的信息。

每个分GUI包括对于构成那个GUI的各种小部件包含显示组件的界面定义组件。运行时界面定义组件包括小部件外观输入，通常用像XML那样的说明性语言编写。为了合并两个GUI，必须合并GUI的GUI显示定义组件，以便为复合GUI提供GUI显示定义组件。如果运行时库已经包括在两个分GUI中进行处理所需的所有方法，则分GUI将不会变更运行时库地正确起作用。

为了合并两个GUI，必须变更至少一个GUI中各种组件的位置。另外，必须缩小可用于每个GUI的显示空间，因为相同显示屏现在必须容纳两个GUI。在本发明的一个方面，合并两个GUI的编辑器使用户可以彼此相对地放置两个GUI，并定义可用于每个GUI的空间。这是合并两个GUI的最简单形式。如下面所更详细说明，在GUI中放置小部件的其它形式可以在复合GUI的外观方面提供更大灵活性。

在一个实施例中，每个分GUI生成当作单个图像来对待的可视显示。在运行时重新采样或重新绘制该图像，以便适合复合GUI中那个分GUI的可用空间。这是用于生成GUI60的方法。虽然这个实施例的实现相对较直截了当，但如果图像具有相当大的空白区，则结果可能未达到最佳，因为这个区域被牺牲掉，以便在显示器中为小部件个体提供更大空间。更进一步，复合GUI中小部件的排列是固定的，因此，不能彼此相对移动来提供更有意义的排列。

在本发明的另一个方面，响应显示器中每个小部件的可用空间变更与那个小部件相联系的图像。用于移动GUI的编辑器还使GUI内的小部件个体可以相对于GUI中的其它小部件地移动位置。由于在编辑过程中不变更小部件的输入和输出，所以只需变更复合GUI的界面定义组件中与小部件的位置有关的信息。

在本发明的另一个方面，构成GUI的小部件对于它们的显示组件没有固定尺寸。而是，每个小部件响应可用于那个小部件的空间调整它的显示组件。可用空间通过组合界面定义组件中的信息和正在运行应用程序的显示屏的尺寸来定义。有关显示屏的尺寸的信息在运行时提供，在为可以在肖像模式与风景模式之间变更它们的取向的移动设备运行应用程序期间可以加以改变。当改变取向时，再次解释界面定义组件，以便向小部件提供有关小部件如何在屏幕上显示自身的新信息。小部件如何显示自身的细节是那个小部件特有的，并且是那个小部件在运行时库中的方法的一部分。

现在参照图4，图4例示了各种小部件的位置被变更和尺寸被调整以便提供更有效显示之后显示在图3中的复合GUI。尤其，作为时间的函数显示信号的两个图形小部件已经被分组在一起，条状图形也被分组在一起。定义各种文字条目的标记小部件已经发生了移动，以及字体大小被调整成比仅仅将整个复合GUI小部件重新采样或重新绘制成较小尺寸的情况更可读。

在本发明的一个方面，运行时解释器和传递显示器的尺寸的库函数向小部件提供可用于每个小部件的空间。该小部件然后为并入GUI中提供它的显示图像。例如，小部件可以通过如上所讨论，在运行时为那个小部件重新采样或重新绘制图像，在运行时缩放它的显示以便填充提供给那个小部件的空间。倘若可用空间大于某个预定空间，则重新采样或重新绘制做法效果良好。但是，如果可用空间变得太小，则用户难以解释所得图像。

在本发明的另一个方面，如果可用空间小于预定最小值，则小部件生成保护显示器提供的有用数据的简略显示。现在参照图5A–5C，图5A–5C例示了当可用空间变得太小时改变显示风格，以便将它的图像仅仅重新采样或重新绘制成较小尺寸和仍然具有可读小部件图像的滑动条小部件。图5A例示了当有足够的空间可用于观看小部件图像时，滑动条小部件的小部件图像。尤其，该小部件图像由标记“shut-off T”、设置关闭温度的滑动条图像81、最小和最大温度标记、和关闭温度的当前值，即，100C组成。图5B示出了仅仅重新采样或重新绘制以便为显示在更有限空间中提供较小图像时的小部件图像。在这种情况下，文本变得太小以至于难以阅读，滑动条本身变得太小以至于难以在屏幕上用触摸手势操作。图5C例示了用在显示空间太有限以至于难以使用显示在图5A中的图像时的可替代滑动条小部件。该可替代滑动条小部件示出了具有通过滑动条控制的数量和当前值的方框。为了变更数值，用户选择该方框并使用弹出键盘键入新值。

这里，当因为正在组合两个分GUI所以必须在缩小空间中操作新GUI时，对每个小部件提供可用空间，每个小部件又无需用户调整显示器地生成适当大小显示。本发明的这个方面还使相同GUI可以无需为每种显示可能性提供单独GUI显示组件地运行在具有不同显示区和取向的不同设备上。

如上所述，在运行时解释复合GUI的界面定义组件。因此，倘若适当编辑器可用，则可以无需重新编译底层代码地在任何时候进行复合GUI定义组件的实际组合。事实上，可以在GUI正在运行的同时进行GUI的组合，因为GUI的输入和输出随着GUI移动。在生成新界面定义组件之后，编辑器也可以保存那个文件，以便提供将在不存在编辑器的情况下工作的新GUI。

在运行时期间组合GUI的能力使正在第一GUI中观看DUT的用户可以迅速地生成更复杂GUI，以便考虑到第一GUI中的信息地探究DUT。用户仅仅启动提供附加信息的一个或多个GUI，并将组件拖放到使所有感兴趣信息一起在单个GUI中的复合GUI中。应该注意到，用户可以将组件个体从第二GUI拖放到第一GUI中，或用户可以将整个第二GUI拖放到第一GUI中。另外，用户可以从组合GUI中删除一个或多个组件。

如上所述，小部件自动改变它们的显示图像的尺寸的能力显著简化了组合GUI描述文件的任务。在本发明的一个方面，用规定GUI内每个小部件的次序的特殊“小部件”的措词定义GUI。一个这样的特殊小部件被称为VPanel，该VPanel规定GUI中小部件的垂直组织阵列。VPanel内的所有小部件按规定在GUI描述文件中的VPanel规定中的次序组织。另外，用于VPanel的方法自动划分可用于小部件的空间，并将那种分配传递给为每个小部件定义显示的小部件方法。VPanel内小部件的次序与小部件出现在VPanel说明中的次序相同。由于这些方法自动分配小部件的空间和位置，所以显著简化了GUI的GUI描述文件。其结果是，也显著简化了在复合GUI内组合和重新排序小部件的编辑任务。可以为以次序由说明中的次序决定的水平方式自动组织多个小部件定义类似的特殊小部件。

例如，显示在上述图形中的GUI的GUI描述文件如下：

图1

图2

图3

图4

应该注意到，解释GUI描述文件的解释器可以驻留在用户正在观看的数据处理系统上，或在与仪器连接的远程数据处理器或仪器的一部分上。例如，用户可以经由类似于万维网浏览器的观察器访问GUI。然后，实际描述文件、编辑器、和运行时库可以处在与观察器通信的服务器上。

上述实施例的一些要求当通过组合两个现有GUI创建新GUI时，必须改变GUI之一的组件的尺寸。在本发明的一个方面，每个GUI由自动改变自身尺寸以便适合可用空间的组件构成。在这个系统中，每个GUI包括布局描述和响应布局描述和可用空间生成GUI的运行时系统。布局描述如上所讨论用某种说明性语言编写。布局描述被组织成一个或多个容器。一个容器具有在该容器内的一个或多个子组件。一个容器可以具有也是容器的子件。该容器具有与那个容器相联系的定义空间。最外面容器具有由显示几何和运行时系统决定的空间。运行时系统自动将容器空间划分成多个分空间，并调整相应子组件的显示以便填充指定的分空间。本发明的这个方面详细描述在特此全文并入的同时待审专利申请13/838,087中。

上面讨论的VPanel组件是这样容器的一个例子。除非另有规定，在子组件，例如，仪表、迹线等之间均等划分运行时系统指定给那个容器的空间。当组合两个GUI时，由编辑器合并那些GUI的布局描述。例如，编辑器可以定义较大容器，然后包括每个分GUI作为那个容器的子件。每个分GUI现在具有显示自身的缩小空间。运行时系统自动改变那个GUI的组件的尺寸以便填充新空间。因此，用户无需分别应付改变组合尺寸使组件适合更有限空间的任务。

由于包括新组合GUI的GUI具有用可以编辑的描述性语言编写的相应布局文件，所以如果用户不满意提供的空间分配，则用户也可以编辑新布局文件来调整尺寸。

本发明还包括存储这样计算机指令的计算机可读存储介质，当那些指令被数据处理系统读取时，那些指令使数据处理系统可以执行本发明的方法。计算机可读存储介质被定义成按照35U.S.C.101构成可获得专利权的标的物的任何计算机可读存储介质。这样的存储介质包括像计算机非易失性计算机存储器和存储介质那样的非短暂存储介质。

提供本发明的上述实施例是为了例示本发明的各个方面。但是，要明白的是，可以组合在不同特定实施例中示出的本发明的不同方面来提供本发明的其它实施例。另外，本发明的各种变型可以从前述和附图中明显看出。于是，本发明只由所附权利要求书的范围限定。

Claims (18)

1.一种操作包含控制屏幕以便提供程序控制的数据处理系统的方法，所述方法包含：

提供第一程序图形用户界面(GUI)，其在所述控制屏幕上具有显示，所述第一程序GUI包含第一GUI描述和对输入到所述第一程序GUI的数据或从所述第一程序GUI输出的数据进行操作的第一方法；

提供第二程序GUI，其在所述控制屏幕上具有显示，所述第二程序GUI包含第二GUI描述和对输入到所述第二程序GUI的数据或从所述第二程序GUI输出的数据进行操作的第二方法；

提供具有所述第一和第二方法的运行时库；以及

使所述数据处理系统组合所述第一GUI描述和所述第二GUI描述，以便不重新编译所述运行时库地提供复合GUI，其在所述控制屏幕上具有显示，其中所述第一GUI通过第一程序显示且所述第二GUI通过第二程序显示，在对操作所述GUI的程序进行操作时组合所述第一GUI描述和所述第二GUI描述。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第一GUI具有来自所述数据处理系统的外部源的信号输入，以及所述复合GUI也包括所述信号输入。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一GUI具有第一GUI输出，以及其中所述复合GUI也包括所述第一GUI输出。

4.如权利要求1所述的方法，其中使所述数据处理系统组合所述第一GUI描述和所述第二GUI描述包含：

显示所述第一GUI和所述第二GUI，所述第一GUI包含多个小部件；以及

从所述第一GUI中选择所述小部件之一，并响应来自所述数据处理系统的用户的输入地拖放，并使所述小部件的所述之一移动到所述第二GUI中。

5.如权利要求4所述的方法，其中响应来自所述数据处理系统的用户的输入，将整个所述第一GUI移动到所述第二GUI中。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包含响应来自所述数据处理系统的用户的输入从所述复合GUI中删除组件。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述第二GUI占据所述控制屏幕上的第一区域，以及其中所述数据处理系统自动改变所述第一GUI的尺寸，以便所述第一GUI和第二GUI都占据所述第一区域。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述第一GUI包含通过小部件显示区表征的小部件，以及其中所述数据处理系统响应所述第一GUI描述和所述第二GUI描述的所述组合自动改变所述小部件显示区的尺寸。

9.如权利要求1所述的方法，其中所述第一GUI描述包含描述所述第一GUI的可视布局的说明性语言文件。

10.一种包含指令的计算机可读介质，该指令使具有控制屏幕的数据处理系统执行操作所述数据处理系统的方法，所述方法包含：

提供第一程序GUI，其在所述控制屏幕上具有显示，所述第一程序GUI包含第一GUI描述和对输入到所述第一程序GUI的数据或从所述第一程序GUI输出的数据进行操作的第一方法；

提供第二程序GUI，其在所述控制屏幕上具有显示，所述第二程序GUI包含第二GUI描述和对输入到所述第二程序GUI的数据或从所述第二程序GUI输出的数据进行操作的第二方法；

提供具有所述第一和第二方法的运行时库；以及

使所述数据处理系统组合所述第一GUI描述和所述第二GUI描述，以便不重新编译所述运行时库地提供复合GUI，其在所述控制屏幕上具有显示，其中所述第一GUI通过第一程序显示且所述第二GUI通过第二程序显示，在对操作所述GUI的程序进行操作时组合所述第一GUI描述和所述第二GUI描述。

11.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述第一GUI具有来自所述数据处理系统的外部源的信号输入，以及所述复合GUI也包括所述信号输入。

12.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述第一GUI具有第一GUI输出，以及其中所述复合GUI也包括所述第一GUI输出。

13.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中使所述数据处理系统组合所述第一GUI描述和所述第二GUI描述包含：

显示所述第一GUI和所述第二GUI，所述第一GUI包含多个小部件；以及

从所述第一GUI中选择所述小部件之一，并响应来自所述数据处理系统的用户的输入地拖放，使所述小部件的所述之一移动到所述第二GUI中。

14.如权利要求13所述的计算机可读介质，其中响应来自所述数据处理系统的用户的输入将整个所述第一GUI移动到所述第二GUI中。

15.如权利要求10所述的计算机可读介质，进一步包含响应来自所述数据处理系统的用户的输入从所述复合GUI中删除组件。

16.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述第二GUI占据所述控制屏幕上的第一区域，以及其中所述数据处理系统自动改变所述第一GUI的尺寸，以便所述第一GUI和第二GUI都占据所述第一区域。

17.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述第一GUI包含通过小部件显示区表征的小部件，以及其中所述数据处理系统响应所述第一GUI描述和所述第二GUI描述的所述组合自动改变所述小部件显示区的尺寸。

18.如权利要求10所述的计算机可读介质，其中所述第一GUI描述包含描述所述第一GUI的可视布局的说明性语言文件。