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『簡體書』系统架构:复杂系统的产品设计与开发

書城自編碼: 2938896
分類: 簡體書→大陸圖書→計算機/網絡软件工程/开发项目管理
作者: [美]爱德华·克劳利
國際書號(ISBN): 9787111551430
出版社: 机械工业出版社
出版日期: 2016-12-01
版次: 1 印次: 1
頁數/字數: 469/450000
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 893

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內容簡介:
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。
關於作者:
作 者 介 绍Edward F. CrawleyEdward 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MIT的航空航天学及工程系统学教授。他从MIT取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于1996~2003年担任MIT航空航天学系的主管。他与其他人共同主导了一项国际协作,以推动工程学教育的改革。Crawley是《Rethinking Engineering Education: The CDIO Approach》一书的第一作者。Crawley于2003~2006年担任剑桥-MIT研究所(Cambridge-MIT Institute)的执行董事,这是由MIT与剑桥大学合办的机构,受到英国政府及业界的资助。该机构的目标是了解大学如何有效地发挥创新与经济增长引擎的作用,以及如何推广这种效用。Crawley博士创立了多家公司,其中包括产品研发与生产公司ACX、生物分子探测器公司BioScale、互联网广告投放公司Dataxu,以及针对企业的能源投资组合分析公司Ekotrope。2003~2012年,他任职于轨道科学公司(Orbital Sciences Corporation)的董事会。Crawley教授是AIAA(American Institute of Aeronautics and Astronautics,美国航天航空学会)及英国皇家航空学会(Royal Aeronautical Society)的会员,也是瑞典皇家工程科学院(Royal Swedish Academy of Engineering Science)、英国皇家工程学院(Royal Academy of Engineering)、中国工程院(Chinese Academy of Engineering)及美国国家工程院(National Academy of Engineering)的成员。Bruce G. CameronBruce Cameron是咨询公司Technology Strategy Partners(TSP)的创始人,也是MIT System Architecture Lab的董事。Cameron博士从多伦多大学(University of Toronto)取得学士学位,从MIT取得硕士学位。身为TSP的合伙人,Cameron博士为系统架构、产品研发、技术策略及投资评估提供咨询服务。他曾在60多家高科技、太空、运输及消费品行业的财富500强企业任职,其中包括英国石油公司(British Petroleum,BP)、戴尔(Dell)、诺基亚(Nokia)、卡特比勒(Caterpillar)、安进(AMGEN)、威瑞森(Verizon)及美国国家航空航天局(National Aeronautics and Space Administration,NASA)。Cameron博士在MIT的斯隆管理学院(Sloan School of Management)及工程学院(School of Engineering)讲授系统架构与技术策略课程。Cameron博士曾经开办MIT Commonality Study,这是由30多家公司所组成的研究项目,持续了8年。Cameron博士原来曾经在高科技企业和银行任职,并构建了用来管理复杂研发计划的高级分析工具。在早期职业生涯中,他曾经是MDA Space Systems的系统工程师,并参与过一些航空设备的构建工作,这些设备目前还在轨道中运行。他是多伦多大学董事会的前成员。Daniel SelvaDaniel Selva是康奈尔大学(Cornell)机械与航天工程系(Mechanical and Aerospace Engineering)的副教授。他从加泰罗尼亚大学(Polytechnic University of Catalonia,UPC)、法国国立高等航空航天学院(Supaero)及MIT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(knowledgeengineering)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(Earth Science Decadal Survey)、Iridium GeoScan Program及NASA的跟踪与数据中继卫星系统(Tracking and Data Relay Satellite System,TDRSS)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。他也是Best Paper及Hottest Article奖项的获得者。Selva在2004~2008年就职于法属圭亚那(French Guiana)库鲁(Kourou)的阿利安太空公司(Arianespace),是阿丽亚娜5型火箭发射团队(Ariane 5 Launch team)的成员,专门从事设备的数据处理与制导、导航及控制工作。他以前曾经在Cambrian Innovation公司研发供轨道卫星使用的新型生物机电系统,并在惠普公司从事银行网络的监控工作。他是财富管理公司NuOrion Partners的顾问团成员。
目錄
目录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 21.1 复杂系统的架构 21.2 良好架构的优势 21.3 学习目标 51.4 本书结构 61.5 参考资料 7第2章 系统思维 82.1 简介 82.2 系统与涌现 82.2.1 系统 82.2.2 涌现 102.3 任务一:确定系统及其形式与功能 132.3.1 形式与功能 132.3.2 工具-过程-操作数:这是人类的标准思维模式吗 162.4 任务二:确定系统中的实体及其形式与功能 162.4.1 具备形式与功能的实体 172.4.2 确定如何将系统初步分解为恰当的实体 182.4.3 用整体思维找出系统中的潜在实体 192.4.4 集中注意力,找出系统中的重要实体 212.4.5 为实体创建抽象或从实体中发现抽象 222.4.6 定义系统的边界,并将其与外围环境隔开 242.5 任务三:确定实体之间的关系 252.5.1 关系的形式与功能 252.5.2 外部接口 282.6 任务四:涌现 282.6.1 涌现的重要性 282.6.2 系统故障 292.6.3 预测涌现物 302.6.4 涌现物依赖于实体及其关系 312.7 小结 322.8 参考资料 33第3章 思考复杂的系统 343.1 简介 343.2 系统中的复杂度 343.2.1 复杂度 343.2.2 引入Team XT这一范例系统 353.3 系统的分解 383.3.1 分解 383.3.2 体系 393.3.3 层级分解 393.3.4 简单的系统、复杂度适中的系统以及复杂的系统 413.3.5 原子部件 423.4 特殊的逻辑关系 433.4.1 类实例关系 433.4.2 特化关系 433.4.3 递归 443.5 对复杂系统进行思索 443.5.1 自顶向下及自底向上式的思考 443.5.2 交替思考 453.6 架构展示工具:SysML与OPM 453.6.1 视图与投射 453.6.2 SysML 463.6.3 OPM 463.7 小结 493.8 参考资料 50第二部分 系统架构的分析第4章 形式 534.1 简介 534.2 架构中的形式 534.2.1 形式 534.2.2 用解析表示法来表现形式:对象 564.2.3 形式的分解 574.3 对架构中的形式进行分析 584.3.1 定义系统 584.3.2 确定形式实体 594.3.3 把泵作为复杂度适中的系统来分析 614.4 对架构中的形式关系进行分析 634.4.1 形式关系 634.4.2 空间拓扑形式关系 654.4.3 用图和图表来展现形式关系:OPM 674.4.4 用表格及类似矩阵的视图来展现形式关系:DSM 704.4.5 连接性的形式关系 714.4.6 其他的形式关系 744.5 形式环境 754.5.1 伴生系统、整个产品系统及系统边界 754.5.2 使用情境 774.6 软件系统中的形式 774.6.1 软件系统:信息形式及其二元性 774.6.2 软件中的形式实体与形式关系 794.6.3 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 814.7 小结 824.8 参考资料 82第5章 功能 835.1 简介 835.2 架构中的功能 845.2.1 功能 845.2.2 把功能视为过程加操作数 845.2.3 用解析表示法来展现功能 855.3 分析对外展现的功能和价值 895.3.1 对外界展现的主要功能 895.3.2 与价值有关的操作数 905.4 对内部功能进行分析 935.4.1 内部功能 935.4.2 确定内部功能 945.5 分析功能交互及功能架构 975.5.1 功能交互与功能架构 975.5.2 确定功能交互 985.5.3 价值通路 1005.5.4 涌现与细分 1015.5.5 软件系统中的功能架构 1025.6 与价值相关的次要外部功能及内部功能 1055.7 小结 1065.8 参考资料 107第6章 系统架构 1086.1 简介 1086.2 系统架构:形式与功能 1096.2.1 形式与功能之间的映射 1096.2.2 确定形式与过程之间的映射 1146.2.3 形式结构承载并展现功能交互 1166.2.4 确定形式结构是如何承载功能和性能的 1186.3 系统架构中的非理想因素、支持层及接口 1196.3.1 系统架构中的非理想因素 1196.3.2 系统架构中的支持功能及支持层 1206.3.3 形式与功能中的系统接口 1216.4 操作行为 1236.4.1 操作者 1246.4.2 行为 1246.4.3 操作成本 1266.5 用各种表示法来推究系统架构 1276.5.1 能够对系统架构进行简化的几种方式 1276.5.2 用投射法来表示系统的架构 1286.5.3 把过程投射到对象 1296.5.4 把过程和操作数投射到形式 1306.6 小结 1336.7 参考资料 134第7章 与特定解决方案无关的功能和概念 1357.1 简介 1357.1.1 正向工程与更加复杂的系统 1357.1.2 对与特定解决方案无关的功能和概念所做的介绍 1367.2 确定与特定解决方案无关的功能 1387.3 概念 1407.3.1 作为一种观念的概念 1407.3.2 对概念构想有所帮助的框架 1427.3.3 构想概念时所应依循的步骤 1447.3.4 为概念命名
內容試閱
前言我们写这本书,是为了阐述一种强大的思想。越来越多的人已经开始有了这种思想,这就是“系统的架构”(architecture of a system)。从电网的架构到移动支付系统的架构,很多领域都出现了系统架构的思维。架构就是系统的DNA,也是形成竞争优势的基础所在。拥有系统架构师这一头衔的专业人士,现在已经超过10万人,此外还有更多的人以其他身份参与架构工作。对于强大的思想,其边界一般都比较模糊。我们发现许多同事、客户和同学都能够意识到系统架构问题,但他们对这个词的用法有所区别。这个词一般用来区分两个已有的系统,例如“这两种山地自行车的架构不同”。系统的架构到底是由什么组成的?这个话题通常会引发巨大的争论。在某些领域中,架构用来指代一项能够在抽象层面上区分两类系统的决策,例如“封包交换的架构”(packet-switched architecture)与“电路交换的架构”(circuit-switched architecture)。而在另外一些领域中,这个词则用来在忽略某些小细节的情况下描述整体的实现,例如“我们的软件是用来充当服务架构的”。我们的目标是阐述架构思维的强大之处,并且使其边界变得更加明晰。架构思维的强大,源自它能够使我们在项目的早期阶段权衡各种架构、展望后续的发展情况,并发现各种约束以及对提升项目价值较为重要的机遇。如果架构把全部细节都包括进去,那么我们就无法在各种粗略的想法之间轻易跳跃,但如果架构中缺少了重要的价值驱动力,那它又显得没有意义。我们写本书时所持有的理念与Eberhardt Rechtin相同,都认为架构师应该是专才,而非通才。我们想在书中描述系统架构的分析与构建过程,也想展示系统架构的“科学性”。与产品设计规范相比,本书的措辞在某种程度上较为宽松一些,因为我们要处理的系统更加复杂。产品研发人员所重视的是设计问题,而我们要强调的则是系统中的各个部件如何才能凝聚成一个连贯的整体,我们重视的是这个奇妙的涌现过程。我们把过去的经验融入了本书中。我们有幸参与了许多复杂系统的早期研发工作,这些系统遍布通信、运输、移动广告、财经、机器人、医疗设备等各个领域,其复杂程度也各有不同,从农具到国际空间站,我们都接触过。此外,书中的案例研究还涉及混合动力车(hybrid car)及商用飞机(commercial aircraft)等其他领域的系统架构师所总结出的一些经验。我们认为,本书必须要能够应对当前系统架构师所面临的各项挑战,因为只有这样,才能推进系统架构的发展。本书的核心受众有两类人,一类是专业的架构师,另一类是工程学的学生。系统架构这一理念,是相关行业的从业者从实践和尝试中得来的,这些从业者运用自身的智慧,试着总结出一些经验,以应对研发新系统时所面临的挑战。本书的一部分目标读者是进行架构决策的资深专业人士。这些专业人士包括高级技术人员,也包括软件、电子、工业用品、航空、汽车及消费用品等科技产业中的管理人员。本书的另一部分目标读者是工程学的学生。本书是根据过去15年间我们在麻省理工学院讲授研究生课程时的教学经验而写成的,其中有很多学生后来成了私人企业和政府部门中的佼佼者,对此我们深感荣幸。架构思维不仅可以帮助我们理解系统当前的运作方式,而且对于科技组织的管理来说,这也应该是一项必备的能力。致谢我们要感谢使本书得以面世的诸位人士。首先,感谢Bill Simmons、Vic Tang、Steve Imrich、Carlos Gorbea和Peter Davison,他们在本书的相关章节中提供了自己的专业意见,并对本书的初稿做了点评。Norman R. Augustine为本书撰写了推荐序,并帮助我们成形系统架构方面的想法,为此我们深表感激。感谢评审者Chris Magee、Warren Seering、Eun Suk Suh、Carlos Morales、Michael Yukish及Ernst Fricke给我们提供了明确的意见,并帮我们指出了未能传达出关键思想的那些段落。还要感谢很多匿名评审者,他们给出的反馈意见使我们能够对本书加以改进。感谢OPM(Object Process Methodology,对象过程方法)的研发者Dov Dori,他是我们的优秀合作伙伴。感谢Pat Hale为我们在MIT的教学活动提供支持并对本书初稿给出反馈。感谢MIT系统设计与管理2011班(MIT System Design and Management Class of 2011)的63位同学详细阅读本书的每一章,并给出大量建议。尤其要感谢Erik Garcia、Marwan Hussein、Allen Donnelly、Greg Wilmer、Matt Strother、David Petrucci、Suzanne Livingstone、Michael Livingstone及Kevin Somerville。感谢MIT图书馆的Ellen Finnie Duranceau帮我们明智地选择了出版社。本书的编写得益于历届的研究生,他们所贡献的内容以各种形式出现在本书中。除了上面提到的那些人之外,还要感谢Morgan Dwyer、Marc Sanchez、Jonathan Battat、Ben Koo、Andreas Hein及Ryan Boas。感谢Pearson团队的Holly Stark、Rose Kernan、Erin Ault、Scott Disanno及Bram van Kempen为本书的出版所付出的辛勤劳动。最后,感谢Crawley的妻子Ana、Cameron的妻子Tess,以及Selva的妻子Karen,感谢你们在周末和假期对我们著书工作的理解,使我们不至于把它拖成一本“永远都写不完的书”。—Edward Crawley Bruce Cameron Daniel Selva马萨诸塞州剑桥市

 

 

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