当前,人们使用各种不同类型的计算设备访问信息系统,设备的多样性使得用户界面(User Interface,以下简称UI)的开发面临新的挑战：(1)为访问相同的系统,如何为不同的设备开发具有一致用户体验的用户界面；(2)如何有效管理多个版本的UI开发带来的工程复杂性；(3)如何处理UI在不同设备之间迁移、分布和合并的技术复杂性。为此,人机交互(Human Computer Interaction,以下简称HCI)领域引入了基于模型的UI开发(Model-Based User Interface Development,下文简称MBUID)方法,试图在高级抽象层次上描述界面一次,然后通过转换便可在不同设备上到处运行。然而这种方法自动生成的界面可用性不高,界面开发也缺乏可复用性,直接导致该方法无法在工业界得到推广。近年来研究领域发现在基于模型的方法中使用可用性工具——用户界面设计模式(User Interface Design Pattern,下文简称UIDP)来改进模型的建立和转换过程可以解决该方法存在的问题。本文的工作围绕这一技术展开研究,具体的内容和创新成果如下：(1)在全面分析目前模型和模式结合方法的优缺点的基础上,提出了一个基于模型和模式的UI开发(Model & Pattern-Based User Interface Development,下文简称MPBUID)框架。该框架依据MBUID方法中成熟的卡梅隆参考框架(Cameleon Reference Framework,下文简称CRF),把界面开发分为四个层次：任务与概念模型、抽象UI、具体UI和最终界面。然后依据这四个层次对UIDP进行分类,在不同层次上建立模型及层次间模型转换中使用相应种类的UIDP。实践证明,使用MPBUID框架可提高(半)自动生成的UI的可用性和界面开发的可复用性。与其它的同类方法相比,MPBUID框架主要具有两个特点：能兼容目前出现的大多数MBUID方法的模型建立和转换技术；支持多设备UI的迭代开发。(2)给出了遵从MPBUID框架使用UIDP开发UI的过程。首先定义了在MPBUID框架中使用UIDP的一般过程。然后根据该框架定义的四个层次,分别描述各个层次中使用UIDP的方法。最后由一个实例研究说明该过程的可行性。(3)根据MPBUID框架的要求,研究了对目前存在的大量不同形式描述的UIDP的统一描述方法,进而提出了一个生产性的UI设计模式标记语言(Generative User Interface Design Pattern Markup Language,下文简称GUIDPML)。该语言的突出优点是它是生产性的,即可以直接应用于MPBUID框架的(半)自动化地建立和转换模型过程。(4)设计了一个MPBUID框架支持工具。该工具有助于简化依据MPBUID框架开发界面的过程,使得开发者易于学习和掌握利用MPBUID框架的界面开发技术,提高了UI生成的自动化程度和开发效率。总之,本文的研究工作试图通过改进在MBUID方法中使用UIDP这一技术,为MBUID方法在UI开发实践中的推广做出自己的一点贡献。