係統架構 pdf epub mobi txt 電子書 下載2025

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本書由係統架構領域3位領軍人物親筆撰寫，該領域資深專傢Norman R. Augustine作序推薦，Amazon全五星評價。

全書共分四部分。

第一部分（第1~3章）的重點是引齣係統架構。第1章通過一些範例來展示架構理念，指齣良好的架構，並給齣本書的概要；第2章列齣進行係統分析必備的思路；第3章給齣分析係統架構所用的思維模式。

第二部分（第4~8章）著重對架構進行分析。第4章討論係統的形式；第5章討論係統的功能；第6章講解形式與功能之間的映射，並以此給齣係統架構的定義；第7章研究如何從獨立於解決方案的功能陳述中衍生齣係統；第8章演示怎樣把這些概念匯聚成一套架構。

第三部分（第9~13章）講解如何為復雜的係統定義架構。第9章從任務和可交付成果這兩方麵來概述架構師的職責；第10章探討如何把組織機構方麵的接口當成在架構中減少歧義的契機；第11章講述如何用係統化的方式來捕獲利益相關者的需求，並把它們轉換成係統目標；第12章提齣一些能夠幫助架構師更有創意地構思並選擇概念的手段；第13章講述在開發係統時管理復雜度的一些辦法。

第四部分（第14~16章）探尋幫助架構師做決策的各種計算方法及工具所具備的潛力。第14章把係統架構的過程當成一種決策製定的過程來進行講解；第15章講解如何對架構權衡空間中的信息進行綜閤；第16章演示怎樣把架構決策編碼成一套模型，使計算機可以根據該模型自動生成權衡空間並對其進行探索。

Edward Crawley是俄羅斯莫斯科斯科爾科沃科學與技術學院的校長，也是麻省理工學院航空航天學及工程係統學教授。他從麻省理工學院獲得航空與航天專業的學士學位及碩士學位，並獲得航空航天結構專業的博士學位。Crawley教授是美國航天航空學會及英國皇傢航空學會的會員，也是瑞典皇傢工程科學院、英國皇傢工程學院、中國工程院及美國國傢工程院的成員。

Bruce Cameron是谘詢公司Technology Strategy Partners的創始人，也是MIT System Architecture Lab的董事。Cameron博士從多倫多大學獲得學士學位，從麻省理工學院獲得碩士學位。Cameron博士在麻省理工學院的斯隆管理學院及工程學院講授係統架構與技術策略課程，是多倫多大學董事會的前成員。

Daniel Selva是康奈爾大學機械與航天工程係的副教授。他從加泰羅尼亞大學、法國國立高等航空航天學院及麻省理工學院獲得電氣工程與航空工程學位。Selva教授的研究重點是在設計活動的初期運用係統架構、知識工程與機器學習工具。他的研究成果運用於NASA的地球科學十年調查、Iridium GeoScan Program及NASA的跟蹤與數據中繼衛星係統等項目。在這些項目中，他利用架構分析技術來為係統架構師和管理者提供支持。

目錄
係統架構原則
譯者序
推薦序
前言
緻謝
作者介紹
第一部分係統思維
第1章　係統架構簡介……2
1.1　復雜係統的架構……2
1.2　良好架構的優勢……2
1.3　學習目標……5
1.4　本書結構……6
1.5　參考資料……7
第2章　係統思維……8
2.1　簡介……8
2.2　係統與湧現……8
2.2.1　係統……8
2.2.2　湧現……10
2.3　任務一：確定係統及其形式與功能……13
2.3.1　形式與功能……13
2.3.2　工具-過程-操作數：這是人類的標準思維模式嗎……16
2.4　任務二：確定係統中的實體及其形式與功能……16
2.4.1　具備形式與功能的實體……17
2.4.2　確定如何將係統初步分解為恰當的實體……18
2.4.3　用整體思維找齣係統中的潛在實體……19
2.4.4　集中注意力，找齣係統中的重要實體……21
2.4.5　為實體創建抽象或從實體中發現抽象……22
2.4.6　定義係統的邊界，並將其與外圍環境隔開……24
2.5　任務三：確定實體之間的關係……25
2.5.1　關係的形式與功能……25
2.5.2　外部接口……28
2.6　任務四：湧現……28
2.6.1　湧現的重要性……28
2.6.2　係統故障……29
2.6.3　預測湧現物……30
2.6.4　湧現物依賴於實體及其關係……31
2.7　小結……32
2.8　參考資料……33
第3章　思考復雜的係統……34
3.1　簡介……34
3.2　係統中的復雜度……34
3.2.1　復雜度……34
3.2.2　引入TeamXT這一範例係統……35
3.3　係統的分解……38
3.3.1　分解……38
3.3.2　體係……39
3.3.3　層級分解……39
3.3.4　簡單的係統、復雜度適中的係統以及復雜的係統……41
3.3.5　原子部件……42
3.4　特殊的邏輯關係……43
3.4.1　類/實例關係……43
3.4.2　特化關係……43
3.4.3　遞歸……44
3.5　對復雜係統進行思索……44
3.5.1　自頂嚮下及自底嚮上式的思考……44
3.5.2　交替思考……45
3.6　架構展示工具：SysML與OPM……45
3.6.1　視圖與投射……45
3.6.2　SysML……46
3.6.3　OPM……46
3.7　小結……49
3.8　參考資料……50
第二部分　係統架構的分析
第4章　形式……53
4.1　簡介……53
4.2　架構中的形式……53
4.2.1　形式……53
4.2.2　用解析錶示法來錶現形式：對象……56
4.2.3　形式的分解……57
4.3　對架構中的形式進行分析……58
4.3.1　定義係統……58
4.3.2　確定形式實體……59
4.3.3　把泵作為復雜度適中的係統來分析……61
4.4　對架構中的形式關係進行分析……63
4.4.1　形式關係……63
4.4.2　空間/拓撲形式關係……65
4.4.3　用圖和圖錶來展現形式關係：OPM……67
4.4.4　用錶格及類似矩陣的視圖來展現形式關係：DSM……70
4.4.5　連接性的形式關係……71
4.4.6　其他的形式關係……74
4.5　形式環境……75
4.5.1　伴生係統、整個産品係統及係統邊界……75
4.5.2　使用情境……77
4.6　軟件係統中的形式……77
4.6.1　軟件係統：信息形式及其二元性……77
4.6.2　軟件中的形式實體與形式關係……79
4.6.3　軟件係統所在的整個産品係統、軟件係統的邊界及使用情境……81
4.7　小結……82
4.8　參考資料……82
第5章　功能……83
5.1　簡介……83
5.2　架構中的功能……84
5.2.1　功能……84
5.2.2　把功能視為過程加操作數……84
5.2.3　用解析錶示法來展現功能……85
5.3　分析對外展現的功能和價值……89
5.3.1　對外界展現的主要功能……89
5.3.2　與價值有關的操作數……90
5.4　對內部功能進行分析……93
5.4.1　內部功能……93
5.4.2　確定內部功能……94
5.5　分析功能交互及功能架構……97
5.5.1　功能交互與功能架構……97
5.5.2　確定功能交互……98
5.5.3　價值通路……100
5.5.4　湧現與細分……101
5.5.5　軟件係統中的功能架構……102
5.6　與價值相關的次要外部功能及內部功能……105
5.7　小結……106
5.8　參考資料……107
第6章　係統架構……108
6.1　簡介……108
6.2　係統架構：形式與功能……109
6.2.1　形式與功能之間的映射……109
6.2.2　確定形式與過程之間的映射……114
6.2.3　形式結構承載並展現功能交互……116
6.2.4　確定形式結構是如何承載功能和性能的……118
6.3　係統架構中的非理想因素、支持層及接口……119
6.3.1　係統架構中的非理想因素……119
6.3.2　係統架構中的支持功能及支持層……120
6.3.3　形式與功能中的係統接口……121
6.4　操作行為……123
6.4.1　操作者……124
6.4.2　行為……124
6.4.3　操作成本……126
6.5　用各種錶示法來推究係統架構……127
6.5.1　能夠對係統架構進行簡化的幾種方式……127
6.5.2　用投射法來錶示係統的架構……128
6.5.3　把過程投射到對象……129
6.5.4　把過程和操作數投射到形式……130
6.6　小結……133
6.7　參考資料……134
第7章　與特定解決方案無關的功能和概念……135
7.1　簡介……135
7.1.1　正嚮工程與更加復雜的係統……135
7.1.2　對與特定解決方案無關的功能和概念所做的介紹……136
7.2　確定與特定解決方案無關的功能……138
7.3　概念……140
7.3.1　作為一種觀念的概念……140
7.3.2　對概念構想有所幫助的框架……142
7.3.3　構想概念時所應依循的步驟……144
7.3.4　為概念命名……145
7.3.5　對候選的概念進行整理……146
7.3.6　由更為廣闊的概念所形成的體係……150
7.4　整體概念……152
7.5　操作概念與服務概念……156
7.6　小結……158
7.7　參考資料……159
第8章　從概念到架構……160
8.1　簡介……160
8.2　研發係統之下第1級的架構……161
8.2.1　把概念擴展為功能架構……161
8.2.2　定義形式……162
8.2.3　把功能映射為形式……164
8.3　研發係統之下第2級的架構……166
8.3.1　第2級的功能意圖以及對第2級所做的遞歸思考……166
8.3.2　研發第2級中的架構……166
8.4　傢庭數據網絡係統的第2級架構……170
8.5　為係統之下的第1級架構做模塊化處理……173
8.6　小結……176
8.7　參考資料……177
第三部分　創建係統架構
第9章　架構師的角色……180
9.1　簡介……180
9.2　歧義與架構師的角色……180
9.2.1　架構師的角色……180
9.2.2　減少歧義……182
9.2.3　架構師可以交付的成果……185
9.3　産品開發過程……186
9.3.1　各企業所使用的PDP之間的異同……187
9.3.2　通用的産品開發過程……191
9.4　小結……195
9.5　參考資料……199
第10章　上遊和下遊對係統架構的影響……200
10.1　簡介……200
10.2　上遊的影響因素：公司策略……201
10.3　上遊的影響因素：營銷……204
10.3.1　內嚮營銷……205
10.4　上遊的影響因素：法規及類似法規的因素……207
10.4.1　法規的來源……208
10.4.2　與法規類似的因素：可能齣颱的法規、標準和法律責任……209
10.5　上遊的影響因素：技術融閤……210
10.6　下遊的影響因素：實現—編碼、製造及供應鏈管理……212
10.7　下遊的影響因素：操作……214
10.7.1　係統的登場與退場……215
10.7.2　偶發操作、應急操作與獨立操作……216
10.8　下遊的影響因素：DesignforX……216
10.9　下遊的影響因素：産品與係統的演化、産品係列……218
10.9.1　復用與遺留元素……219
10.9.2　産品係列……220
10.9.3　平颱與架構……221
10.10　産品論證：架構商業論證決策框架（ABCD）……224
10.11　小結……226
10.12　參考資料……229
第11章　將需求轉換為目標……231
11.1　簡介……231
11.2　確定受益者和利益相關者……232
11.2.1　受益者和利益相關者……232
11.2.2　確定受益者和利益相關者的需求……235
11.2.3　從交換中確定利益相關者及其需求……238
11.2.4　對利益相關者進行分組……240
11.3　描述需求的特徵……242
11.3.1　從各種維度來描述利益相關者的需求……242
11.3.2　將利益相關者作為係統：間接的價值交付及利益相關者關係圖……244
11.3.3　在各個利益相關者的需求之間排定優先次序……247
11.3.4　對排列各需求的優先次序所做的小結……251
11.4　把需求轉換為目標……252
11.4.1　設定目標時所依據的標準……253
11.4.2　人類可以解決的目標：係統問題陳述……255
11.5　排列目標之間的優先次序……259
11.5.1　具備一緻性與可達成性的目標……262
11.6　小結……263
11.7　參考資料……270
附：對利益相關者提齣的係統需求所進行的特徵分析……271
第12章　用創造力生成概念……272
12.1　簡介……272
12.2　對概念進行創新……273
12.2.1　創新……273
12.2.2　無結構的創新……274
12.2.3　結構化的創新……274
12.2.4　確定概念……277
12.3　提齣概念……278
12.4　擴充概念並提齣概念片段……279
12.4.1　對推進功能進行擴充……279
12.4.2　混閤動力車的另外7個內部功能所對應的概念片段……282
12.5　演化並完善整體概念……285
12.6　選齣幾個整體概念，做進一步的發展……288
12.7　小結……291
12.8　參考資料……295
第13章　把分解作為復雜度管理工具來使用……296
13.1　簡介……296
13.2　理解復雜度……296
13.2.1　復雜度……296
13.2.2　復雜與難懂……299
13.2.3　必要的復雜度……301
13.3　管理復雜度……305
13.3.1　選定分解方式……305
13.3.2　模塊化程度與分解……308
13.4　小結……312
13.5　參考資料……317
第四部分　作為決策的架構
第14章　作為決策製定過程的係統架構……321
14.1　簡介……321
14.2　對阿波羅計劃的架構決策問題進行公式化處理……322
14.2.1　做決策時可以考慮的經驗法則……322
14.2.2　阿波羅計劃的決策……323
14.2.3　約束及衡量指標……325
14.2.4　計算各種阿波羅架構的得分……327
14.3　決策與決策支持……328
14.4　決策支持係統的四項主要任務……330
14.5　基本的決策支持工具……331
14.5.1　形態矩陣……332
14.5.2　設計結構矩陣……332
14.5.3　決策樹……334
14.6　為係統架構提供決策支持……338
14.7　小結……339
14.8　參考資料……340
第15章　探求架構的權衡空間……343
15.1　簡介……343
15.2　權衡空間的基本知識……344
15.3　帕纍托前沿……347
15.3.1　帕纍托前沿與占優……347
15.3.2　GNC範例係統的帕纍托前沿……348
15.3.3　模糊的帕纍托前沿及其好處……351
15.3.4　在模糊的帕纍托前沿上挖掘數據……352
15.3.5　帕纍托前沿的運用機理……354
15.4　權衡空間的結構……355
15.5　敏感度分析……359
15.6　整理架構決策……364
15.6.1　對其他決策的影響……364
15.6.2　對衡量指標的影響……366
15.6.3　決策空間視圖……367
15.6.4　對決策進行排序……368
15.6.5　對決策及其順序的總結……370
15.7　小結……371
15.8　參考資料……372
第16章　係統架構優化問題的錶述與求解……374
16.1　簡介……374
16.2　對係統架構優化問題進行錶述……375
16.3　NEOSS範例：NASA的地球觀測衛星係統……379
16.4　係統架構決策中的模式……381
16.4.1　從程序化的決策到模式……382
16.4.2　DECISION-OPTION模式……383
16.4.3　DOWN-SELECTING模式……386
16.4.4　ASSIGNING模式……389
16.4.5　PARTITIONING模式……395
16.4.6　PERMUTING模式……399
16.4.7　CONNECTING模式……402
16.5　對大規模的係統架構問題進行錶述……406
16.5.1　模式之間的重閤……407
16.5.2　把問題分解為子問題……409
16.6　解決係統架構優化問題……410
16.6.1　介紹……410
16.6.2　全因子排列……411
16.6.3　啓發式的架構優化算法……412
16.6.4　基於種群的通用啓發式優化……413
16.6.5　生成初始種群……414
16.6.6　把某些固定的架構包含在初始種群中……415
16.6.7　通用的啓發式和元啓發式高效搜索……416
16.6.8　遺傳算法中的啓發式策略……416
16.6.9　用更多的啓發式技術來強化遺傳算法……418
16.7　小結……419
16.8　參考資料……420
附錄A根據所選的架構集來計算衡量指標對決策的敏感度……423
附錄B聚類算法及其在係統架構中的運用……425
附錄C基於規則的係統及其在係統架構中的應用……430
附錄D經典的組閤優化問題……436
各章問題……441
· · · · · · (收起)