概念驱动设计：《软件设计的要素》读书笔记

最近看《软件设计的要素》提出的思想还是有一些启发，看完做点总结回顾随便也简单分享。

概述

《软件设计的要素》由麻省理工学院教授丹尼尔·杰克逊（Daniel Jackson）所著，该书从概念的角度重新诠释软件设计的本质，提出了以“概念”为核心的设计方法论。其核心是通过定义、组合和映射概念，构建清晰、灵活且可靠的软件系统。这一理论不仅适用于专业设计师，也为普通用户理解软件提供了新视角。

• iPod 的成功之处：歌曲，把选择、购买、下载和播放音乐的每一步操作体验都放在了统一的歌曲概念之下。改变了人们听音乐的渠道，简化了非必要步骤，从下载盗版音乐/转录 CD 光盘里的音乐 >上传至个人的播放设备>开始播放音乐。

  
  

• Zoom 的成功之处：会议链接，它允许一个人提前创建会议，然后将链接发送给其他人，其他人甚至没有 Zoom 账号也可以选择加入会议。

  
  

• Photoshop 的成功之处：图层概念，它允许进行非破坏性编辑，让 Photoshop 占据了图像编辑软件的主导地位。

  
  

概念驱动设计

作者认为软件设计的核心应围绕"概念"展开，而非单纯功能实现。帖子、用户、朋友、标签、点赞、评论、回复几个核心概念构成 Facebook 产品。

概念是用户与系统交互的认知模型，好的设计需通过概念呈现系统的整体逻辑和一致性。

软件设计的挑战不仅是将软件的概念模型传递给用户，以使用户的心智模型可以与程序员保持一致，而且是将概念模型当作设计主题本身。有了正确的概念模型，软件就会易于理解，从而易于使用。概念简单就易用，复杂就难以理解。软件产品实际的概念模型与用户理解的概念模型，一致时能方便使用。而不一致时，就很难正确使用。

软件设计在三个层次上实现：

• 物理层次，包括设计按键、布局和手势，这个层次对应用户的物理和认知能力；

• 语言层次，包括设计与用户交流的图标、提示信息和术语；

• 概念层次，包括将底层行为设计为一系列概念。

较低的两个层次，即物理层次和语言层次，主要关注用户界面中的概念表达。

核心理论

1. 概念的定义和作用

• 概念的定义：概念是软件设计的核心，它包括名称、目的、状态、操作和操作原则。操作原则展示了如何通过操作实现目的，是理解概念的关键。

• 概念的作用：概念可以表示单个软件、一类软件，甚至可以区分不同的软件。概念的复杂性是合理的，可以作为业务定义的核心，确定成本和收益，分离关注点，并在各种软件中重复使用。

• 案例：例如，苹果公司的废纸篓概念，它是一个杀手级概念，但也有设计缺陷。废纸篓的设计缺陷在于它在某些情况下无法完全删除文件，导致用户困惑。

2. 概念的组合

• 自由组合：概念彼此独立，仅受一些记录的约束，这些约束是为了确保概念对事物观点的一致性。

• 合作组合：概念共同工作，通过自动化提供新的功能。

• 协同组合：概念更加紧密地交织在一起，一些概念可以帮助另一些概念实现目的。

• 案例：废纸篓与文件夹的协同组合是一个经典例子。废纸篓可以删除文件夹中的文件，而文件夹可以组织文件，这种协同组合为用户提供了强大的功能。

3. 概念的映射

概念到用户界面的映射：概念需要映射到具体的用户界面，将操作映射为单击按键等手势，并将概念状态映射到各种显示视图。

案例：Gmail 的标签概念，系统给邮件添加了标签，界面将标签与会话相关联，这虽然简化了视觉外观，但影响了 Gmail 的可用性。

设计方法

1. 确定概念：首先确定软件需要哪些概念，一个概念是应该独立地被理解、设计和实现的。这种独立性是概念的简单性和可重用性的关键。然后确定概念之间的协通方式，通过概念协同将概念简化。

2. 概念依赖关系图：绘制概念依赖关系图，以简洁地了解软件中的概念及它们的关系。每次在设计中添加概念时，仔细考虑它依赖哪些概念。这并不是说一个概念需要依赖另一个概念才能正确运行，而是说只有当一个概念存在时，包含另一个概念才有意义。概念依赖关系图简要概括了软件的概念和概念存在的理由。概念依赖关系图有助于规划设计和构造软件的顺序、识别概念分组以及解释概念结构。

3. 实践步骤

• 在设计软件时，考虑一次设计一两个概念。在开始时，确定一些初始概念，这些概念将构成所有后续概念的基础。

• 绘制概念依赖关系图，以简洁地了解软件中的概念及它们的关系。每次在设计中添加概念时，请仔细考虑它依赖哪些概念。通常依赖的概念越多越好，因为这意味着该概念的用途更广泛。

• 在考虑概念的原型或构建顺序时，可以参考概念依赖关系图，以便在任何时候都有一个一致的子集。

• 要探索简化软件的方法，可以评估一致的子集，并估计每个子集带来的价值。也许会存在只需付出一小部分成本却可以带来大部分价值的子集。

• 在编写用户手册或开发帮助指南时，使用概念依赖关系图，以最有效和最合理的顺序呈现概念。

设计原则

1. 概念的设计原则

专一性原则（Specificity Principle）

• 定义：概念与目的应该一一对应，即每个概念应该有且只有一个明确的目的。

• 重要性：这有助于保持概念的清晰性和简洁性，避免概念过载和冗余。

• 案例：Photoshop 的图层概念，其目的是组织和管理图像的不同部分，而不是用于其他无关的功能。

一致性原则（Consistency Principle）

• 定义：概念之间的操作和行为应该保持一致，避免冲突和不兼容的情况。

• 重要性：一致性有助于用户形成正确的心智模型，减少学习成本和使用困惑。

• 案例：在操作系统中，文件夹的概念在不同应用中（如文件管理器、邮件客户端）的行为应该保持一致，如创建、删除、移动等操作。

熟悉性原则（Familiarity Principle）

• 定义：尽量使用用户熟悉的概念，避免引入过于复杂或新颖的概念。

• 重要性：熟悉的概念可以降低用户的学习成本，提高软件的可用性。

• 案例：Gmail 的标签概念，虽然与传统的文件夹概念有所不同，但通过类比和解释，用户可以快速理解其用途。

完整性原则（Integrity Principle）

• 定义：概念的设计应该完整，不能有缺失或冗余的部分。

• 重要性：完整的概念可以确保软件功能的全面性和一致性，避免用户在使用过程中遇到意外行为。

• 案例：Google Drive 的同步概念，不同类型文件的处理方式应该统一，以确保用户在不同场景下都能获得一致的体验。

目的性原则（Purposefulness Principle）

• 定义：每个概念都应该有一个明确的目的，不能是无目的的概念。

• 重要性：明确的目的有助于用户理解概念的用途，避免概念的滥用和误用。

• 案例：旧版本的 Photoshop 中的裁剪概念，其目的不明确，导致用户困惑和资源浪费。

2. 用户界面设计原则

映射原则（Mapping Principle）

• 定义：概念的操作和状态应该清晰地映射到用户界面上，用户可以通过界面上的元素（如按钮、菜单）进行操作。

• 重要性：清晰的映射有助于用户理解和使用软件，减少操作的复杂性。

• 案例：Gmail 的标签概念，用户可以通过界面上的标签按钮进行邮件的分类和管理。

一致性原则（Consistency Principle）

• 定义：用户界面中的概念和操作应该保持一致，避免用户在不同界面或功能中遇到不一致的行为。

• 重要性：一致性有助于用户形成统一的心智模型，减少学习成本和使用困惑。

• 案例：在 Word 中，保存文件的操作在不同界面（如主界面、打印界面）中应该保持一致，用户可以通过相同的快捷键或按钮进行操作。

反馈原则（Feedback Principle）

• 定义：用户界面应该提供及时的反馈，告知用户操作的结果和状态。

• 重要性：及时的反馈有助于用户了解操作的效果，减少操作的不确定性。

• 案例：在用户删除文件时，系统会弹出确认对话框，告知用户文件将被永久删除，避免误操作。

灵活性原则（Flexibility Principle）

• 定义：用户界面应该提供足够的灵活性，允许用户根据自己的需求进行操作。

• 重要性：灵活性可以满足不同用户的需求，提高软件的可用性和用户满意度。

• 案例：在 Excel 中，用户可以通过多种方式（如手动输入、拖动填充柄）进行数据的输入和处理。

  
  

3. 物理设计原则

物理能力原则（Physical Capability Principle）

• 定义：设计应考虑用户的物理能力，如手指的灵活性、视觉的清晰度等，确保用户能够轻松地进行操作。

• 重要性：物理能力原则有助于提高用户的操作效率和舒适度，减少操作的疲劳感。

• 案例：手机应用的按键设计，按键的大小和间距需要适中，以适应用户手指的大小和灵活性。

认知能力原则（Cognitive Capability Principle）

• 定义：设计应考虑用户的认知能力，如记忆、注意力等，确保用户能够理解和记住操作方式。

• 重要性：认知能力原则有助于提高用户的操作效率和准确性，减少操作的错误率。

• 案例：在用户进行复杂操作时，系统会提供逐步的引导和提示，帮助用户完成操作。

物理一致性原则（Physical Consistency Principle）

• 定义：物理设计中的元素（如按键、手势）应该保持一致，避免用户在不同界面或功能中遇到不一致的操作方式。

• 重要性：物理一致性原则有助于用户形成统一的操作习惯，减少学习成本和使用困惑。

• 案例：在不同应用中，返回上一级的操作通常使用相同的手势（如左滑），以保持一致性。

总结

丹尼尔·杰克逊在《软件设计的要素》中通过概念的定义、作用、组合、映射、设计方法、特性、设计缺陷的原因以及概念的重用等方面，详细阐述了概念在软件设计中的重要性。他强调概念应该是具体的、熟悉的和完整的，并通过多个实际案例，如苹果的废纸篓、Gmail 的标签、Photoshop 的图层等，生动地展示了这些理论和方法在实际软件设计中的应用。这些理论和方法不仅为软件设计师提供了新的视角，也为用户理解软件设计提供了有价值的参考。将软件设计从技术实现层面提升到概念系统的高度，强调设计哲学与工程实践的结合，为构建可靠、易用且创新的软件提供了方法论框架。

转自个人公众号：停下想想