系统架构复杂系统的产品设计与开发

本书首先讲解了什么是系统，什么是系统架构，并从形式和功能两个方面讲解了如何分析系统。之后开始讲解如何创建良好的系统架构。在将概念演化为架构的过程中，架构师需要对系统进行分解，以看清这些组件的结构以及它们之间的交互情况，因此需要根据一些衡量指标来构建权衡空间，以便使用优化算法找出优势较大的架构。

本书由系统架构领域3位领军人物亲笔撰写，该领域资深专家Norman R. Augustine作序推荐，Amazon全五星评价。

【全书共分四部分】

第一部分（第1~3章）的重点是引出系统架构。第1章通过一些范例来展示架构理念，指出良好的架构，并给出本书的概要；第2章列出进行系统分析必备的思路；第3章给出分析系统架构所用的思维模式。

第二部分（第4~8章）着重对架构进行分析。第4章讨论系统的形式；第5章讨论系统的功能；第6章讲解形式与功能之间的映射，并以此给出系统架构的定义；第7章研究如何从独立于解决方案的功能陈述中衍生出系统；第8章演示怎样把这些概念汇聚成一套架构。

第三部分（第9~13章）讲解如何为复杂的系统定义架构。第9章从任务和可交付成果这两方面来概述架构师的职责；第10章探讨如何把组织机构方面的接口当成在架构中减少歧义的契机；第11章讲述如何用系统化的方式来捕获利益相关者的需求，并把它们转换成系统目标；第12章提出一些能够帮助架构师更有创意地构思并选择概念的手段；第13章讲述在开发系统时管理复杂度的一些办法。

第四部分（第14~16章）探寻帮助架构师做决策的各种计算方法及工具所具备的潜力。第14章把系统架构的过程当成一种决策制定的过程来进行讲解；第15章讲解如何对架构权衡空间中的信息进行综合；第16章演示怎样把架构决策编码成一套模型，使计算机可以根据该模型自动生成权衡空间并对其进行探索。

Edward Crawley，是俄罗斯莫斯科斯科尔科沃科学与技术学院的校长，也是麻省理工学院航空航天学及工程系统学教授。他从麻省理工学院获得航空与航天专业的学士学位及硕士学位，并获得航空航天结构专业的博士学位。Crawley教授是美国航天航空学会及英国皇家航空学会的会员，也是瑞典皇家工程科学院、英国皇家工程学院、中国工程院及美国国家工程院的成员。

Bruce Cameron，是咨询公司Technology Strategy Partners的创始人，也是MIT System Architecture Lab的董事。Cameron博士从多伦多大学获得学士学位，从麻省理工学院获得硕士学位。Cameron博士在麻省理工学院的斯隆管理学院及工程学院讲授系统架构与技术策略课程，是多伦多大学董事会的前成员。

Daniel Selva，是康奈尔大学机械与航天工程系的副教授。他从加泰罗尼亚大学、法国国立高等航空航天学院及麻省理工学院获得电气工程与航空工程学位。Selva教授的研究重点是在设计活动的初期运用系统架构、知识工程与机器学习工具。他的研究成果运用于NASA的地球科学十年调查、Iridium GeoScan Program及NASA的跟踪与数据中继卫星系统等项目。在这些项目中，他利用架构分析技术来为系统架构师和管理者提供支持。

系统架构原则

译者序

推荐序

前言

致谢

作者介绍

第一部分系统思维

第1章系统架构简介2

1.1复杂系统的架构2

1.2良好架构的优势2

1.3学习目标5

1.4本书结构6

1.5参考资料7

第2章系统思维8

2.1简介8

2.2系统与涌现8

2.2.1系统8

2.2.2涌现10

2.3任务一：确定系统及其形式与功能13

2.3.1形式与功能13

2.3.2工具-过程-操作数：这是人类的标准思维模式吗16

2.4任务二：确定系统中的实体及其形式与功能16

2.4.1具备形式与功能的实体17

2.4.2确定如何将系统初步分解为恰当的实体18

2.4.3用整体思维找出系统中的潜在实体19

2.4.4集中注意力，找出系统中的重要实体21

2.4.5为实体创建抽象或从实体中发现抽象22

2.4.6定义系统的边界，并将其与外围环境隔开24

2.5任务三：确定实体之间的关系25

2.5.1关系的形式与功能25

2.5.2外部接口28

2.6任务四：涌现28

2.6.1涌现的重要性28

2.6.2系统故障29

2.6.3预测涌现物30

2.6.4涌现物依赖于实体及其关系31

2.7小结32

2.8参考资料33

第3章思考复杂的系统34

3.1简介34

3.2系统中的复杂度34

3.2.1复杂度34

3.2.2引入TeamXT这一范例系统35

3.3系统的分解38

3.3.1分解38

3.3.2体系39

3.3.3层级分解39

3.3.4简单的系统、复杂度适中的系统以及复杂的系统41

3.3.5原子部件42

3.4特殊的逻辑关系43

3.4.1类/实例关系43

3.4.2特化关系43

3.4.3递归44

3.5对复杂系统进行思索44

3.5.1自顶向下及自底向上式的思考44

3.5.2交替思考45

3.6架构展示工具：SysML与OPM45

3.6.1视图与投射45

3.6.2SysML46

3.6.3OPM46

3.7小结49

3.8参考资料50

第二部分系统架构的分析

第4章形式53

4.1简介53

4.2架构中的形式53

4.2.1形式53

4.2.2用解析表示法来表现形式：对象56

4.2.3形式的分解57

4.3对架构中的形式进行分析58

4.3.1定义系统58

4.3.2确定形式实体59

4.3.3把泵作为复杂度适中的系统来分析61

4.4对架构中的形式关系进行分析63

4.4.1形式关系63

4.4.2空间/拓扑形式关系65

4.4.3用图和图表来展现形式关系：OPM67

4.4.4用表格及类似矩阵的视图来展现形式关系：DSM70

4.4.5连接性的形式关系71

4.4.6其他的形式关系74

4.5形式环境75

4.5.1伴生系统、整个产品系统及系统边界75

4.5.2使用情境77

4.6软件系统中的形式77

4.6.1软件系统：信息形式及其二元性77

4.6.2软件中的形式实体与形式关系79

4.6.3软件系统所在的整个产品系统、软件系统的边界及使用情境81

4.7小结82

4.8参考资料82

……