机电一体化概论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:赵再军 编

出品人:

页数:223

译者:

出版时间:2004-8

价格:20.00元

装帧:

isbn号码:9787308038409

丛书系列:

图书标签:

• 机电一体化
• 自动化
• 控制工程
• 机械工程
• 电气工程
• 系统工程
• 传感器
• 执行器
• PLC
• 机器人

《工程实践中的人机交互设计》 一、 引言 在现代科技飞速发展的浪潮中，技术与人的融合已不再是遥不可及的愿景，而是深入影响我们日常生活方方面面的现实。从我们每天使用的智能手机、家用电器，到工业生产线上的精密设备、交通运输工具的驾驶舱，乃至医疗领域的诊断仪器，一切都在追求更高效、更直观、更人性化的交互体验。而“人机交互设计”正是在这样的背景下应运而生，并日益成为衡量产品成功与否的关键因素之一。 本书《工程实践中的人机交互设计》旨在系统地阐述人机交互设计的基本原理、核心方法以及在各类工程领域的实际应用。我们希望通过深入浅出的讲解，带领读者穿越纷繁复杂的技术表象，直抵设计核心，理解如何才能真正创造出让用户喜爱、易于使用且安全可靠的工程产品。本书并非仅仅停留在理论层面，而是强调“实践”二字，通过丰富的案例分析和方法论的介绍，帮助读者将理论知识转化为解决实际工程问题的能力。 二、 设计的基石：理解用户与情境 任何优秀的设计都始于对用户的深刻理解。在工程实践中，用户并非一个抽象的概念，而是拥有特定需求、目标、技能水平、认知能力以及情感倾向的具体个体或群体。他们使用产品的目的、环境以及他们所处的具体情境，都直接影响着产品的可用性和用户满意度。 本书将首先聚焦于用户研究。我们不仅仅满足于收集表面数据，而是深入探讨如何运用多种研究方法，如访谈、问卷调查、焦点小组、用户观察、可用性测试等，来挖掘用户的深层需求、痛点以及隐性期望。我们将学习如何绘制用户画像（Persona），以生动形象的方式刻画目标用户，帮助设计团队建立共情，从而在设计过程中始终将用户置于核心地位。 同时，情境分析也是不可或缺的一环。用户在何种环境中，以何种方式，在何种时间段内使用产品？是嘈杂的工厂车间，明亮的办公室，还是昏暗的家中？是双手被占用的情境，还是需要快速响应的紧急情况？理解这些情境的细微差别，将帮助我们避免设计出在实际应用中显得格格不入甚至适得其反的产品。本书将介绍情境访谈、情境地图等工具，帮助读者全面分析用户的使用情境。 三、 构建交互的桥梁：界面设计与信息架构 一旦我们对用户和情境有了透彻的理解，下一步便是如何将这些洞察转化为具体的设计方案。这包括界面设计和信息架构。 信息架构（IA）是关于如何组织、结构化和标记内容，以便用户能够轻松地找到信息并理解他们在哪里。在复杂的工程系统中，信息过载是常见的挑战。本书将深入讲解信息架构的基本原则，如清晰的导航、一致的分类、标签的有效性等。我们将探讨如何进行卡片分类（Card Sorting）等用户研究方法来指导信息架构的构建，以及如何设计有效的网站地图（Sitemap）和流程图，确保用户能够高效地访问和处理所需信息。 界面设计（UI Design）则关注的是用户与产品之间的视觉和交互层面的沟通。这包括视觉元素的布局、颜色、字体、图标、控件的设计，以及交互流程的响应。本书将详细阐述可用性原则，如可见性、反馈、限制、一致性、错误预防等，这些原则是构建易于学习和使用的界面的基石。我们将学习如何运用设计模式（Design Patterns），即在特定场景下被反复验证的、有效的解决方案，来提升设计效率和用户体验。此外，我们还将探讨响应式设计（Responsive Design）的理念，以及如何在不同尺寸和类型的设备上提供一致且优化的交互体验。 四、 优化交互的流程：交互设计原则与方法 界面是用户看到的，而交互设计（IxD）则关乎用户如何与界面进行互动，以及产品如何响应用户的行为。一个流畅、直观的交互流程能够极大地提升用户体验。 本书将深入讲解交互设计的核心原则，例如：映射（Affordance）——对象所暗示的可用性，让用户能够直观地理解如何操作；反馈（Feedback）——系统对用户操作的及时响应，让用户了解操作是否成功；可见性（Visibility）——让用户能够清楚地看到系统的状态和可用的选项；限制（Constraints）——通过限制用户的操作来引导其行为，防止错误发生。 我们还将介绍一系列实用的交互设计方法： 用户故事（User Stories）：从用户的角度出发，描述他们使用产品时想要达成的目标，为设计提供清晰的方向。 用例（Use Cases）：详细描述用户与系统之间交互的步骤和场景，帮助理解复杂的交互流程。 线框图（Wireframes）：低保真度的界面布局图，用于快速勾勒页面结构和元素的位置，便于早期讨论和迭代。 原型设计（Prototyping）：创建可交互的模型，模拟真实产品的用户体验，用于测试和验证设计方案。我们将介绍不同保真度的原型（低保真、高保真）及其适用场景。 交互流程图（Interaction Flow Diagrams）：可视化展示用户在完成特定任务时，在不同界面和状态之间的跳转路径。 五、 评估与迭代：确保持续优化 设计并非一蹴而就，而是一个持续优化和迭代的过程。可用性评估（Usability Evaluation）是确保设计成功的关键环节。 本书将详细介绍各种可用性评估方法： 启发式评估（Heuristic Evaluation）：由专家根据一系列公认的可用性原则（如尼尔森十大可用性原则）对界面进行审查。 专家评审（Expert Reviews）：邀请在该领域有经验的专家对设计进行评估。 可用性测试（Usability Testing）：邀请真实用户在特定场景下使用产品，观察他们的行为，收集反馈，发现设计中的问题。我们将深入探讨如何设计可用性测试任务，招募合适的被试者，以及如何分析和报告测试结果。 A/B测试（A/B Testing）：将同一界面的两个或多个版本呈现给不同的用户群体，比较哪个版本表现更好。 通过有效的评估，我们可以发现设计中的不足之处，并有针对性地进行改进。本书强调迭代设计的重要性，即根据用户反馈和评估结果不断调整和优化设计方案，以期达到最佳的用户体验。 六、 特定工程领域的应用 人机交互设计并非孤立存在，而是广泛应用于各个工程领域，为提高产品性能、用户满意度和安全性做出贡献。本书将精选几个代表性的工程领域，深入探讨人机交互设计在该领域的具体挑战和解决方案： 工业自动化与控制系统：在恶劣的工作环境、高风险的操作场景下，清晰直观的界面、可靠的反馈机制以及有效的信息展示至关重要。我们将探讨如何为操作员设计高效、安全的控制界面，以及如何处理复杂的报警和故障信息。 医疗设备：在生死攸关的医疗环境中，产品的易用性、可靠性直接关系到患者的生命安全。本书将分析医疗设备用户（医生、护士、患者）的特殊需求，以及如何设计符合严格安全标准的交互界面。 智能家居与物联网设备：随着智能家居的普及，如何让普通用户轻松控制复杂的智能设备，实现家庭自动化，是交互设计面临的重要课题。我们将探讨面向大众用户的简化交互模型和直观的控制方式。 交通运输系统：汽车仪表盘、飞机驾驶舱、列车控制系统等，都对人机交互设计有着极高的要求。本书将分析这些系统中信息量大、响应时间敏感的特点，以及如何设计能够帮助用户做出快速准确决策的交互系统。 七、 未来趋势与挑战 人机交互设计领域正不断向前发展，新的技术和趋势层出不穷。本书将展望未来，探讨一些前沿的交互范式和技术，例如： 语音交互（Voice User Interface, VUI）：自然语言处理技术的进步使得语音交互日益普及，本书将探讨语音交互的设计原则和挑战。 增强现实（AR）与虚拟现实（VR）：这些沉浸式技术为交互设计带来了新的可能性，但也伴随着新的挑战。 情感化设计（Emotional Design）：如何通过设计触动用户的情感，创造更具吸引力和粘性的产品。 人工智能（AI）在交互中的应用：AI如何辅助用户，提供个性化服务，以及如何设计人机协作的智能系统。 同时，本书也将探讨人机交互设计在未来可能面临的挑战，如数据隐私与安全、可访问性（Accessibility）的普及、伦理考量以及跨文化设计等。 八、 结论 《工程实践中的人机交互设计》是一本致力于连接理论与实践的著作。我们相信，通过掌握人机交互设计的核心理念和方法，每一位工程师都能设计出更符合用户需求、更易于使用、更具竞争力的工程产品。本书不仅为初学者提供了坚实的基础，也为有经验的从业者提供了深入的洞见和启发。我们期望本书能够激发读者对人机交互设计的热情，并在未来的工程实践中不断探索和创新，最终为用户创造更美好的技术体验。

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**评价四：作为入门教材的适用性探讨** 尽管内容涉及面广且深度足够，这本书在结构上依然保持了对初学者的友好度。它没有一上来就抛出复杂的矩阵运算或高阶微分方程，而是选择了一条更加直观的路径，从最基本的机械结构与传感器原理开始，逐步构建起完整的控制链条。对于大学本科生或者希望转型的技术人员来说，这本书提供了一个非常坚实且完整的知识地基。作者在解释概念时所使用的类比和生活化示例，极大地降低了理解门槛。我特别赞赏它对实验验证环节的重视，强调了理论模型与实际物理世界之间必然存在的误差和约束，这对于培养严谨的工程思维至关重要。它成功地平衡了学术的严谨性与教学的易懂性，是构建系统化知识体系的优秀起点。

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**评价二：阅读体验与结构设计上的感受** 这本书的装帧和排版设计非常人性化，大量的图表和流程图的穿插使用，极大地减轻了阅读过程中的认知负担。很多复杂的原理，通过精心绘制的示意图一目了然，这在技术教材中是非常难得的。不同章节之间的过渡自然流畅，没有那种生硬的章节切换感，仿佛是在阅读一本精心编排的技术手册，而不是枯燥的教科书。作者似乎非常懂得如何引导读者的注意力，总能在关键概念出现时，用不同字体或加粗的方式进行强调，帮助读者抓住重点。此外，每章末尾的总结和习题设计也相当巧妙，它们并非简单的知识点重复，而是引导读者进行批判性思考和应用性推理。整体而言，这是一次非常愉快的阅读体验，它让技术学习变成了一种探索和发现的过程，而不是单纯的知识灌输。

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**评价五：作者的学术态度与资料的严谨性** 这本书的引用和参考文献列表显示了作者深厚的学术底蕴和严谨的治学态度。所引用的国内外经典文献和最新的研究成果比例得当，确保了理论的权威性和时效性。在每一个关键理论推导或公式引用处，作者都标注了清晰的来源，这体现了对知识产权和学术规范的尊重。更难能可贵的是，书中对一些经典理论的局限性也进行了坦诚的分析，而不是一味地歌颂其完美性。例如，在讨论PID控制的局限性时，作者没有回避它在处理非线性系统时的不足，并顺势引入了更先进的控制方法作为对比。这种全面、客观、不偏不倚的学术立场，使得读者在学习知识的同时，也能培养起审视和批判既有理论的科学精神。整本书的专业性和可信度非常高。

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**评价一：对技术深度与广度的深入探讨** 这本书在很多方面都展现了扎实的理论基础和前沿的技术视野，尤其是它对不同学科交叉融合的阐述，令人印象深刻。书中对复杂系统的分析方法，从系统建模到实际控制的每一步都讲解得细致入微，使得即便是初次接触这些复杂概念的读者也能逐步掌握核心要领。作者的叙述逻辑清晰，循序渐进，不会让人在晦涩的公式和理论中迷失方向。我尤其欣赏它在算法实现和硬件接口设计上的深入探讨，这不仅仅是停留在理论层面，更是提供了解决实际工程问题的路线图。通过阅读，我对如何将机械的精确运动与电子信号的智能处理有机结合有了更深刻的理解，这对于理解现代工业自动化流程至关重要。它提供的案例分析既有经典范例的重现，也有对新兴技术应用的展望，显示出作者对该领域发展脉络的精准把握。这本书的价值在于它成功架起了一座理论与实践之间的桥梁，让读者在掌握基础知识的同时，也具备了解决实际工程挑战的能力。

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**评价三：对未来趋势把握的独到见解** 这本书的视角显然是超越了当前的行业标准，它不仅梳理了基础理论，更是在描绘未来智能制造和自动化系统的发展蓝图。作者对于“智能化”的理解非常到位，不仅仅局限于简单的反馈控制，而是深入探讨了机器学习在优化控制策略中的潜力，以及边缘计算如何赋能实时决策。书中关于信息物理系统（CPS）的讨论，虽然篇幅不算最大，但见解独到，提出了许多值得业界深思的挑战和机遇。对于希望站在技术前沿的工程师和研究人员来说，这本书提供的思维框架比具体的代码或电路图更有价值。它促使我们思考，下一代的机电系统将如何自我感知、自我诊断和自我优化。这种前瞻性使得这本书的保质期更长，它不是一本容易过时的参考书，而是一个持续发展的思想平台。

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