今天的消費(fèi)者已經(jīng)習(xí)慣了快速的創(chuàng)新步伐。移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序可以快速開發(fā)和更新，因此總有一些新東西可以吸引消費(fèi)者——這一現(xiàn)實(shí)提高了他們的期望。不幸的是，對(duì)于汽車制造商而言，開發(fā)車載信息娛樂 （IVI） 系統(tǒng)的傳統(tǒng)方法通常具有開發(fā)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。IVI 更新可能需要數(shù)月甚至數(shù)年。結(jié)果？汽車音響主機(jī)的開發(fā)成本高昂且耗時(shí)，在它們首次進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)已經(jīng)有些過時(shí)了。

不為所動(dòng)，消費(fèi)者經(jīng)常拒絕這些系統(tǒng)，使原始設(shè)備制造商處于不穩(wěn)定的境地。那么汽車原始設(shè)備制造商如何才能獲得市場(chǎng)認(rèn)可呢？他們和他們的一級(jí)供應(yīng)商如何在不依賴不符合汽車安全和安保要求的移動(dòng)技術(shù)的情況下快速構(gòu)建有吸引力、有競(jìng)爭(zhēng)力和安全的信息娛樂系統(tǒng)？一個(gè)有效的解決方案是依賴分層的軟件架構(gòu)。

通過分層軟件架構(gòu)，開發(fā)人員可以創(chuàng)建獨(dú)立的組件來解決整個(gè)系統(tǒng)功能的特定部分。這些組件通過定義明確且穩(wěn)定的接口進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)高性能實(shí)現(xiàn)。這種方法不僅需要了解需求，還需要完全了解用戶體驗(yàn) （UX）。最成功的軟件項(xiàng)目通過允許 UX 設(shè)計(jì)指導(dǎo)和規(guī)定實(shí)施過程的所有步驟來引領(lǐng) UX。

用戶體驗(yàn)優(yōu)先

現(xiàn)代應(yīng)用程序的一個(gè)重要要求是它們看起來直觀漂亮，帶有有意義的動(dòng)畫和簡(jiǎn)單、易于識(shí)別的圖形和圖標(biāo)。這使得應(yīng)用程序易于使用、易于識(shí)別并吸引消費(fèi)者。這對(duì)于在全球銷售的產(chǎn)品尤其重要，因?yàn)橛脩艚缑姹仨氁子诜g成不同的語言并適應(yīng)不同的文化。

他們通常需要在具有各種屏幕尺寸和方向的不同設(shè)備上運(yùn)行。現(xiàn)代 UI 工具包有能力應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。帶有 CSS、iOS Swift 或 Qt 工具包的 HTML5 是非常流行的選擇，用于干凈地構(gòu)建解決應(yīng)用程序外觀和感覺的軟件層。

無論使用哪種工具包，使用 UX 設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)汽車項(xiàng)目都可以使這一切成為可能——而且比使用更傳統(tǒng)的方法更容易。現(xiàn)代 UX 設(shè)計(jì)支持直觀、實(shí)用的工作流程，允許用戶快速完成他們需要做的事情，而無需通過學(xué)習(xí)說明手冊(cè)來實(shí)際“了解”應(yīng)用程序的工作原理。這通常通過使用簡(jiǎn)單的層次結(jié)構(gòu)組織應(yīng)用程序、將專家級(jí)功能隱藏在訪問級(jí)別之后以及從流行的移動(dòng)電話應(yīng)用程序的流動(dòng)方式中吸取教訓(xùn)來實(shí)現(xiàn)。

此工作流的實(shí)施需要一個(gè)軟件架構(gòu)，該架構(gòu)為最頂層的“外觀”提供編程主干。為了使復(fù)雜的外觀和感覺變得簡(jiǎn)單，必須選擇一種系統(tǒng)化的方法，以允許用戶在應(yīng)用程序中的頁面或項(xiàng)目組之間切換、導(dǎo)航、到達(dá)“設(shè)置”、被打斷，然后輕松找到返回的路徑重點(diǎn)。使用狀態(tài)機(jī)架構(gòu)可以提供所需的靈活性，同時(shí)保持所需的穩(wěn)健性和可測(cè)試性。

遵循用戶體驗(yàn)優(yōu)先的分層方法

遵循 UX 優(yōu)先的分層架構(gòu)方法是簡(jiǎn)化汽車 IVI 開發(fā)的一種方法，該汽車 IVI 在美學(xué)上吸引消費(fèi)者，同時(shí)提供廣受歡迎的功能。這種類型的方法包括可視化、表示、業(yè)務(wù)邏輯和通信層，依賴于組件來簡(jiǎn)化流程。

例如，可視化和表示層為用戶提供了一種與應(yīng)用程序交互的方式。但仍有實(shí)際功能的實(shí)現(xiàn)，例如，當(dāng)用戶界面想要在地址簿中顯示聯(lián)系人列表時(shí)，應(yīng)用程序必須從存儲(chǔ)中檢索此數(shù)據(jù)，無論是在數(shù)據(jù)庫中還是在連接的手機(jī)上，來自一個(gè)簡(jiǎn)單的文件，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接或其他地方。

所有應(yīng)用程序都必須實(shí)現(xiàn)某個(gè)邏輯塊，即“業(yè)務(wù)邏輯”層。例如，這就是農(nóng)業(yè)行業(yè)供應(yīng)商的算法確定是否以及在何處可以優(yōu)化噴灑在田間的產(chǎn)品水平的地方。組織此邏輯并將其與表示層和可視化層解耦對(duì)于應(yīng)用程序開發(fā)過程的有效性至關(guān)重要。對(duì)于旨在提供出色用戶體驗(yàn)的公司而言，這一層是他們最具差異化潛力的地方。

在開發(fā)過程中，必須“模擬”某些需要專門硬件或長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程的組件——用模擬功能代替。可以部署基于接口和插件的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，其中應(yīng)用程序的表示層通過一組明確的接口訪問業(yè)務(wù)邏輯，從而與這些層中的更改或正在進(jìn)行的開發(fā)過程隔離開來。然后可以在模擬數(shù)據(jù)和模擬的幫助下測(cè)試應(yīng)用程序的可用性。這一過程已被證明可以帶來更具成本效益、更實(shí)用、更完整和更好的應(yīng)用程序。

這就是通信層的用武之地。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，幾乎所有現(xiàn)代應(yīng)用程序都以某種方式進(jìn)行通信。汽車 IVI 通常使用 CANBus 層來確定各種車輛子系統(tǒng)的狀態(tài)，而醫(yī)療設(shè)備已經(jīng)驗(yàn)證和驗(yàn)證了通信庫，例如，可以使機(jī)器人手臂在手術(shù)期間執(zhí)行高度精確的運(yùn)動(dòng)。

此外，幾乎所有應(yīng)用程序都需要可更新，能夠提供有關(guān)其用途的信息以用于聚合和營(yíng)銷目的，或者僅需要在線數(shù)據(jù)庫訪問才能充分發(fā)揮作用。因此，將應(yīng)用程序邏輯的這一部分分組到通信層是一個(gè)合乎邏輯的選擇，并帶來了許多優(yōu)勢(shì)。

無需重寫應(yīng)用程序即可交換通信通道。安全和安?？梢约性谏贁?shù)幾個(gè)地方實(shí)施，從而最大限度地減少攻擊面。分層實(shí)現(xiàn)允許進(jìn)行優(yōu)化，使應(yīng)用程序“活著”，而重要的進(jìn)程在后臺(tái)發(fā)生。當(dāng)架構(gòu)建立在通信層上時(shí)，非阻塞通信模式更容易實(shí)現(xiàn)。

4 層架構(gòu)示例

以下是集成計(jì)算機(jī)解決方案版本的分層方法的概述，顯示了明確的功能分離，特別適用于必須遵守安全法規(guī)的所有項(xiàng)目。以這種方式進(jìn)行工程可以強(qiáng)制執(zhí)行非常適合集成和單元測(cè)試的干凈且可維護(hù)的軟件。

該架構(gòu)的四個(gè)獨(dú)立層由可測(cè)試和可模擬的接口定義。對(duì)從下層到上層的所有通信強(qiáng)制執(zhí)行松散耦合。這保證了后端與前端的獨(dú)立性。使用許多通用框架可以輕松實(shí)現(xiàn)所謂的信號(hào)。按照慣例，所有頂層都可以通過 API 和接口調(diào)用下面的層。這會(huì)創(chuàng)建自上而下的緊密耦合，確保確定性通信模式和應(yīng)用程序邏輯的執(zhí)行很重要。

這些是各個(gè)層的角色：

可視化層負(fù)責(zé)用戶在屏幕上看到并與之交互的所有內(nèi)容。它負(fù)責(zé)顯示所有文本、圖像、圖標(biāo)、主題、樣式、動(dòng)畫等。該層可以使用許多不同的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。（我們經(jīng)常推薦使用 Qt 框架，在這種情況下，這一層將使用 Qt 的 QtQuick 模塊來實(shí)現(xiàn)。）

表示層維護(hù)應(yīng)用程序和用戶界面狀態(tài)。它負(fù)責(zé)存儲(chǔ)屏幕上顯示的值。例如，刻度盤上設(shè)置的值存儲(chǔ)在表示層中，但顯示在可視化層中。表示層實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的工作流以及工作流與后端的所有交互（例如，如果來自后端的錯(cuò)誤消息到達(dá)，表示層邏輯在屏幕上顯示包含錯(cuò)誤消息的對(duì)話框）。

應(yīng)用邏輯層實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的業(yè)務(wù)邏輯。它負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫交互、來自后端的事件處理以及與前端的交互。該層處理實(shí)現(xiàn)用戶界面所需的“領(lǐng)域知識(shí)”。例如，對(duì)于當(dāng)前的應(yīng)用程序，這一層將實(shí)現(xiàn)“測(cè)試運(yùn)行”、“查看結(jié)果”、“用戶管理”的業(yè)務(wù)邏輯以及軟件需求規(guī)范中定義的幾乎所有其他任務(wù)。

通信層實(shí)現(xiàn)與硬件設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)或其他系統(tǒng)的通信。硬件合作伙伴通常負(fù)責(zé)為實(shí)際硬件提供接口，并使用共同開發(fā)的 API 實(shí)現(xiàn)必要的通信例程。這一層特別允許使用可模擬接口，這些接口可以在實(shí)際硬件完成并可用之前進(jìn)行獨(dú)立測(cè)試。

這種定義良好的架構(gòu)便于使用可重用代碼，并且層的解耦可以實(shí)現(xiàn) UX 設(shè)計(jì)人員、UI 實(shí)現(xiàn)、業(yè)務(wù)邏輯提供者和硬件合作伙伴之間的工作分工。它進(jìn)一步允許將任務(wù)輕松分配給正確的技能集?？傮w而言，這些特點(diǎn)大大降低了項(xiàng)目開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。此外，這種分層架構(gòu)方法允許公司更快地構(gòu)建原型，并立即與 UX 設(shè)計(jì)師一起迭代工作流程。

為了跟上消費(fèi)者的需求，汽車制造商必須加快構(gòu)建有吸引力、安全的信息娛樂系統(tǒng)的速度。依靠包含可重用代碼的分層軟件架構(gòu)，而不是依靠定義不太明確的移動(dòng)技術(shù)，可以顯著縮短上市時(shí)間，從而使汽車制造商能夠以創(chuàng)紀(jì)錄的速度沖過終點(diǎn)線。

審核編輯：郭婷