譯者序

我們所處的時(shí)代正經(jīng)歷著前所未有的改變，人們面臨的關(guān)鍵問(wèn)題之一是如何滿足日益復(fù)雜和加速變化的需要，以適應(yīng)人類(lèi)心智模式和社會(huì)發(fā)展模式的空前復(fù)雜性，而這種復(fù)雜性本質(zhì)上源于社會(huì)和工程領(lǐng)域多種層級(jí)系統(tǒng)的嵌套以及包含的眾多異構(gòu)元素，多樣的、已知的和未知的系統(tǒng)元素之間以及與外部環(huán)境的交互性和依賴性，各種各樣的信息內(nèi)容以及錯(cuò)綜復(fù)雜的算法等的演變。

各個(gè)領(lǐng)域都期待著系統(tǒng)工程學(xué)科展開(kāi)更宏大的格局、呈現(xiàn)更多樣性的解決方案。當(dāng)前，系統(tǒng)工程發(fā)展正處于從以文檔為核心向以模型為核心的轉(zhuǎn)型之中，基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）被置于“模型驅(qū)動(dòng)”“以架構(gòu)為中心”的背景中，系統(tǒng)工程流程活動(dòng)和系統(tǒng)架構(gòu)的開(kāi)發(fā)技術(shù)將圍繞數(shù)字系統(tǒng)模型（DSM）的創(chuàng)建、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)用，貫穿系統(tǒng)生命周期，從而提供持久的、權(quán)威性的真相源——數(shù)字孿生、數(shù)字線索等的底層機(jī)理，確保系統(tǒng)工程師和系統(tǒng)架構(gòu)師能夠更好地應(yīng)對(duì)技術(shù)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的復(fù)雜性，提高將利益相關(guān)方需求轉(zhuǎn)化為有效運(yùn)行的、可承受的系統(tǒng)解決方案的成功比率。

關(guān)于作者和本書(shū)

本書(shū)英文版于2019年9月發(fā)行，是由John M.Borky博士和Thomas H.Bradley博士基于長(zhǎng)期的系統(tǒng)工程及相關(guān)領(lǐng)域的研究和工程應(yīng)用，并結(jié)合教學(xué)實(shí)踐而撰寫(xiě)的。Borky博士是科羅拉多州立大學(xué)系統(tǒng)工程系的教授，在航空航天和防務(wù)領(lǐng)域擁有近50年的系統(tǒng)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)及運(yùn)行的工程經(jīng)驗(yàn)，近期又完成了為期5年的加州大學(xué)洛杉磯分校航空航天工程客座教授的工作，面向碩士生開(kāi)發(fā)了系統(tǒng)架構(gòu)的核心課程并開(kāi)展在線授課。作為專注于信息、軟件密集型系統(tǒng)和復(fù)雜組織體方面的系統(tǒng)架構(gòu)和工程領(lǐng)域的專家，他將MBSE方法論應(yīng)用到更為廣泛的系統(tǒng)，并且開(kāi)發(fā)了基于模型的系統(tǒng)架構(gòu)流程（MBSAP）方法。Bradley博士是科羅拉多州立大學(xué)機(jī)械工程與系統(tǒng)系的副教授，參與系統(tǒng)與機(jī)器人、賽車(chē)工程、發(fā)動(dòng)機(jī)和能源轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)合研究工作，主要研究方向?yàn)楹娇蘸教�、能源系統(tǒng)和汽車(chē)的設(shè)計(jì)、集成控制、設(shè)計(jì)優(yōu)化以及工程設(shè)計(jì)方法的驗(yàn)證等。

首先，本書(shū)以MBSE的背景知識(shí)和本質(zhì)特征為引導(dǎo)，論述了面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)（OOD）應(yīng)用于復(fù)雜系統(tǒng)架構(gòu)的原理，提供了一個(gè)經(jīng)驗(yàn)證是成熟的并在廣泛系統(tǒng)和復(fù)雜組織體項(xiàng)目中成功應(yīng)用的方法——MBSAP，通過(guò)航空航天領(lǐng)域和能源行業(yè)的典型系統(tǒng)案例來(lái)闡述該方法的關(guān)鍵點(diǎn)。其次，貫通MBSE流程方法的各個(gè)階段以及各層級(jí)系統(tǒng)的特定特性，擴(kuò)展了MBSE在面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）、實(shí)時(shí)系統(tǒng)、賽博安全、網(wǎng)絡(luò)化復(fù)雜組織體、系統(tǒng)仿真以及數(shù)字原型系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證和確認(rèn)等方面的應(yīng)用。再次，針對(duì)管理復(fù)雜性以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期可支持的系統(tǒng)解決方案，給出與集成技術(shù)和設(shè)計(jì)方法相關(guān)的架構(gòu)治理主題。

同時(shí)，本書(shū)各章之后都有“練習(xí)”和“學(xué)生項(xiàng)目”，旨在幫助讀者掌握所學(xué)的知識(shí)要點(diǎn)，非常適合系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)架構(gòu)師等相關(guān)從業(yè)者以及學(xué)習(xí)MBSE課程的學(xué)生。另外，本書(shū)穿插介紹了大量的MBSE最新研究成果和最佳工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，值得讀者進(jìn)一步關(guān)注和了解。最后，本書(shū)提供大量的參考文獻(xiàn)以及多個(gè)領(lǐng)域更加詳細(xì)的附錄，可作為讀者擴(kuò)展研究和深化工程應(yīng)用的指引。

關(guān)于MBSE有效方法

在全球范圍內(nèi)，MBSE已成為系統(tǒng)工程學(xué)科研究和實(shí)踐的熱點(diǎn)，對(duì)于從事系統(tǒng)工程理論研究的學(xué)者、工程實(shí)踐的管理者和技術(shù)人員以及期望未來(lái)從事系統(tǒng)工程或系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)者，正面對(duì)著眾多的知識(shí)來(lái)源——經(jīng)典的系統(tǒng)哲學(xué)書(shū)籍和文獻(xiàn)、系統(tǒng)工程方法標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)體、領(lǐng)先行業(yè)的最佳實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)案例、全球開(kāi)放的系統(tǒng)建模語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范以及知名系統(tǒng)工程軟件開(kāi)發(fā)商的示范性應(yīng)用等。探索有效的系統(tǒng)工程開(kāi)發(fā)框架和實(shí)施方法——這是本書(shū)的初衷，MBSE有效方法至少具備以下特征：

譯者序基于模型的系統(tǒng)工程有效方法適應(yīng)性和歸一化

關(guān)注模型驅(qū)動(dòng)背后所具有的自然邏輯和系統(tǒng)架構(gòu)固化的本質(zhì)特征，讓系統(tǒng)工程師擁有像數(shù)學(xué)家一樣的思維，首先界定領(lǐng)域術(shù)語(yǔ)，高度概括架構(gòu)原則以及高度抽象系統(tǒng)的共享特征，運(yùn)用面向?qū)ο蟮母拍�，利用邏輯推�?dǎo)得出各個(gè)視角及其對(duì)應(yīng)的特征視圖。因此，創(chuàng)建的方法適用于所有類(lèi)型的系統(tǒng)和組件，并且構(gòu)建了統(tǒng)一的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)框架以及支持遞歸的技術(shù)路徑。

本書(shū)力求探尋本質(zhì)上存在的一個(gè)最佳的MBSE方法，其始于普適的面向?qū)ο蠓椒�，并突破傳統(tǒng)V形模型的分層結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造性地構(gòu)建以架構(gòu)為核心的螺旋迭代的敏捷開(kāi)發(fā)模式，有序地驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工程生命周期的規(guī)范、開(kāi)發(fā)、分析以及驗(yàn)證和確認(rèn)等活動(dòng)。

收斂性和簡(jiǎn)約化

新技術(shù)都是在已有技術(shù)上重新組合而成的，今天的MBSE同樣正在創(chuàng)造其自身。在本書(shū)的撰寫(xiě)過(guò)程中，作者參閱的書(shū)籍、文獻(xiàn)和標(biāo)準(zhǔn)等有數(shù)百篇，集中體現(xiàn)了近期在面向?qū)ο蠓椒�、設(shè)計(jì)方法學(xué)、敏捷工程、軟件工程、系統(tǒng)工程、體系工程以及組織管理等眾多領(lǐng)域的研究成果。而在MBSAP方法構(gòu)建中，貫穿運(yùn)行—邏輯/功能—物理視角的自然而然的轉(zhuǎn)換，將影響設(shè)計(jì)方法進(jìn)步的關(guān)鍵因素融入到層次化的架構(gòu)模型中。這反映了作者所倡導(dǎo)的最佳技術(shù)方法來(lái)自于最佳實(shí)踐的主張，準(zhǔn)確把握技術(shù)發(fā)展的準(zhǔn)則，保持技術(shù)發(fā)展的收斂和簡(jiǎn)約，并避免新方法中技術(shù)要素的“大爆炸”。

MBSAP將面向?qū)ο?OO)以及MBSE原則整合到一種工具支持的、測(cè)度受控的流程中，更重要的是，基于數(shù)量有限、關(guān)聯(lián)明確的視圖模型結(jié)構(gòu)，按照 “邊構(gòu)建，邊測(cè)試”的理念，每次開(kāi)發(fā)都是在一個(gè)閉環(huán)回路中分配能力增量的子集，并在一個(gè)限定的原型系統(tǒng)中根據(jù)需求進(jìn)行測(cè)試或由利益相關(guān)方進(jìn)行評(píng)估，并最終實(shí)現(xiàn)所需的全部功能。

擴(kuò)展和演進(jìn)

系統(tǒng)工程學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)理論、方法和實(shí)踐在不斷發(fā)展，人們正致力于探尋最佳的技術(shù)途徑，并進(jìn)一步融入工程、文化和經(jīng)濟(jì)環(huán)境之中，以適應(yīng)組織形態(tài)、區(qū)域能力、社會(huì)資源和工業(yè)基礎(chǔ)等，從而開(kāi)發(fā)和定制解決方案，確保技術(shù)發(fā)展有利于增進(jìn)人類(lèi)福祉和提高生活質(zhì)量。

本書(shū)作者獨(dú)創(chuàng)性地將系統(tǒng)架構(gòu)和流程活動(dòng)兩個(gè)維度，集合于運(yùn)行—邏輯/功能—物理視角所關(guān)聯(lián)的視圖的開(kāi)發(fā)中，不僅使以架構(gòu)為中心的理念轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)可行的技術(shù)路徑，而且，作為自上而下架構(gòu)設(shè)計(jì)的補(bǔ)充，MBSAP支持架構(gòu)框架的自下而上的復(fù)用。而架構(gòu)框架規(guī)定了元素組成架構(gòu)所遵循的原則，顯然MBSAP方法論將與特定的復(fù)雜組織體、體系以及系統(tǒng)架構(gòu)方法的演進(jìn)密切關(guān)聯(lián)。書(shū)中已提及將統(tǒng)一防務(wù)架構(gòu)框架（UPDM）、開(kāi)放組織架構(gòu)框架（TOGAF）、聯(lián)邦復(fù)雜組織體架構(gòu)框架（FEAF）以及IT領(lǐng)域面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）、實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng)建模與分析標(biāo)準(zhǔn)（MARTE）等擴(kuò)展到特定視圖中，從而支持復(fù)雜組織體、網(wǎng)絡(luò)密集型/信息密集型體系、賽博物理系統(tǒng)、組織管理系統(tǒng)、IT管理系統(tǒng)以及嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)等的開(kāi)發(fā)，使其成為社會(huì)進(jìn)步的重要基石。

致謝

本書(shū)作為系統(tǒng)工程理論和方法的綜合性書(shū)籍，涉及廣泛的知識(shí)領(lǐng)域和豐富的工程實(shí)踐，在翻譯中譯者深感壓力巨大。慶幸的是，在此過(guò)程中得到常創(chuàng)業(yè)、王卓奇、武仲芝、劉海云等同事的大力支持，針對(duì)MBSAP方法的導(dǎo)入研究，以及定期的團(tuán)隊(duì)技術(shù)交流，不僅彌補(bǔ)了譯者的知識(shí)盲區(qū)，而且?guī)椭�譯者順利完成以本書(shū)為教材的教學(xué)工作；同時(shí)，格微團(tuán)隊(duì)也參與了本書(shū)的翻譯工作，張雨晨、李騰和段世安參與了部分校稿工作，在此對(duì)他們的辛勤付出一并表示感謝!

譯 者

2020年7月

前沿

系統(tǒng)和復(fù)雜組織體（通常會(huì)提及系統(tǒng)之系統(tǒng)）已成為現(xiàn)代世界的主體，應(yīng)用到多種先進(jìn)的技術(shù)并不斷地達(dá)到空前的復(fù)雜度。管理系統(tǒng)的復(fù)雜性，特別是在可接受的成本和進(jìn)度之內(nèi)創(chuàng)造滿足系統(tǒng)用戶和其他利益相關(guān)方需要的解決方案，是系統(tǒng)工程（SE）團(tuán)隊(duì)面臨的一個(gè)反復(fù)出現(xiàn)的挑戰(zhàn)。在機(jī)械和電子設(shè)備、材料、傳感器、能源開(kāi)發(fā)和控制、運(yùn)載器和推進(jìn)器、通信和網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算和軟件以及許多其他領(lǐng)域取得的驚人進(jìn)展，為工具和方法有效地利用這些技術(shù)，創(chuàng)造了新的能力和新的需求。但科學(xué)界、商業(yè)組織、教育界、政府、學(xué)術(shù)界以及軍事等各行各業(yè)經(jīng)常報(bào)道，以先進(jìn)技術(shù)為基礎(chǔ)、旨在交付新能力的工程項(xiàng)目超出了成本預(yù)算和時(shí)間進(jìn)度，并未能達(dá)到其目標(biāo)，或是索性就使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員和用戶不堪重負(fù)。

本書(shū)的主題是本質(zhì)上存在著一個(gè)更好的方法，該方法能夠應(yīng)對(duì)那些多種技術(shù)融合、信息密集的復(fù)雜系統(tǒng)。該方法基于應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的概念，并作為一個(gè)嚴(yán)格、客觀、定量和可測(cè)量的準(zhǔn)則，用于定義、分析和構(gòu)建那些應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)的系統(tǒng)。當(dāng)前，系統(tǒng)工程領(lǐng)域的最佳實(shí)踐策略就是基于模型的系統(tǒng)工程（MBSE）——以上述原則為前提。

在本書(shū)中，我們描述了一種稱為基于模型的系統(tǒng)架構(gòu)流程（MBSAP）的方法論，它是MBSE原理的一種特定實(shí)現(xiàn)方式。我們的重點(diǎn)是在實(shí)踐層面將用戶需求轉(zhuǎn)化為可運(yùn)行的、可承受的和可支持的系統(tǒng)，而不只是形式化的架構(gòu)理論，這恰好涉及許多在參考文獻(xiàn)中引用的論文。鑒于此，貫穿于整本書(shū)，我們將使用詳細(xì)的系統(tǒng)架構(gòu)案例來(lái)說(shuō)明MBSAP的原理和產(chǎn)物。在附錄中將選擇其中的一個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)，相比本書(shū)正文而言，我們將更加詳細(xì)地描述更完整的架構(gòu)，并期望以此為模板來(lái)開(kāi)發(fā)新的架構(gòu)。

系統(tǒng)架構(gòu)和系統(tǒng)工程

架構(gòu)的概念，給人以看似簡(jiǎn)單的假象——每個(gè)人都曾面對(duì)過(guò)進(jìn)入視野的摩天大樓或橋梁，欣賞過(guò)建筑師設(shè)計(jì)的優(yōu)雅解決方案，滿足了人們對(duì)于空間或通行的需要。同時(shí)，一個(gè)富有洞察力的觀察者會(huì)意識(shí)到，優(yōu)雅的設(shè)計(jì)藝術(shù)必須與工程實(shí)踐的科學(xué)原理相得益彰。我們采用架構(gòu)的廣義概念作為復(fù)雜問(wèn)題解決方案的宏觀頂層設(shè)計(jì)，力求對(duì)技術(shù)和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行更深入的了解，使系統(tǒng)架構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的所有者和用戶來(lái)說(shuō)是真實(shí)的和有價(jià)值的。我們給出的案例涉及了我們有著大量專業(yè)經(jīng)驗(yàn)積累的領(lǐng)域：一個(gè)是航空航天領(lǐng)域，另一個(gè)是電力行業(yè)。但在這些領(lǐng)域之外，我們和我們的學(xué)生們已成功地將MBSE應(yīng)用到一般性的領(lǐng)域，尤其是將MBSAP應(yīng)用于更廣泛的系統(tǒng)和復(fù)雜組織體。如果讀者領(lǐng)悟了架構(gòu)的內(nèi)涵，并掌握了本書(shū)介紹的技能，那么他就做好了成為系統(tǒng)架構(gòu)師并彰顯其作用的充分準(zhǔn)備，并可在大多數(shù)先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是信息技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)施MBSE，并成為關(guān)鍵的使能器。

將架構(gòu)，特別是架構(gòu)模型，作為SE流程中心的觀點(diǎn)，是成功利用先進(jìn)技術(shù)滿足當(dāng)今社會(huì)需要的關(guān)鍵。這種觀點(diǎn)既不新穎，也不是原創(chuàng)，許多個(gè)人和技術(shù)組織，如國(guó)際系統(tǒng)工程委員會(huì)（INCOSE）和開(kāi)放組織（TOG），已經(jīng)開(kāi)發(fā)并提倡以架構(gòu)為中心的方法。INCOSE 2020愿景中指出，未來(lái)系統(tǒng)工程將是基于模型的。然而，為了使其有效開(kāi)展，這種策略必須建立在對(duì)架構(gòu)的形式化描述基礎(chǔ)上，也就是說(shuō)，必須建立在使用適當(dāng)工具構(gòu)建并符合適用標(biāo)準(zhǔn)和方法的架構(gòu)模型上。

區(qū)別對(duì)待系統(tǒng)架構(gòu)和軟件架構(gòu)也很重要。這一領(lǐng)域的大多數(shù)書(shū)籍和論文都聚焦在軟件上，其隱含的假設(shè)是：實(shí)現(xiàn)令人滿意的產(chǎn)品和系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)在于控制它們的軟件。實(shí)際上，書(shū)中描述的大多數(shù)概念、方法和標(biāo)準(zhǔn)都起源于軟件科學(xué)和工程。其中最重要的是面向?qū)ο螅∣O），將在第2章中予以概括性描述。面向?qū)ο罄碚摵蛯?shí)踐的開(kāi)發(fā)者總是會(huì)這樣認(rèn)為：計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備和用戶界面設(shè)備等硬件是一個(gè)給定的產(chǎn)品，通常由一系列的商用貨架產(chǎn)品來(lái)提供，這樣就可以很好地理解它們的商品特性。從這點(diǎn)來(lái)看，硬件主要用于提供軟件運(yùn)行的安裝位置并作為資源由軟件來(lái)控制。

前言基于模型的系統(tǒng)工程有效方法面對(duì)形成這一共識(shí)的趨勢(shì)，同時(shí)意識(shí)到開(kāi)發(fā)高質(zhì)量軟件的重要性和艱巨性，本書(shū)關(guān)注的重點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)——硬件、軟件、控制設(shè)備、用戶界面、網(wǎng)絡(luò)和其他元素的組合，共同為客戶的需要提供解決方案。在復(fù)雜、高性能的系統(tǒng)中，這種觀點(diǎn)尤其重要。在這些系統(tǒng)中，先進(jìn)的硬件常常與軟件并行開(kāi)發(fā)，兩者必須有效地集成才能滿足需求。即使是使用現(xiàn)有的硬件組件，也通常需要進(jìn)行細(xì)致的性能分析和權(quán)衡研究來(lái)選擇最佳的產(chǎn)品。此外，系統(tǒng)通常有嚴(yán)格的進(jìn)程時(shí)限、安全約束、嚴(yán)酷運(yùn)行環(huán)境和許多其他苛刻的要求，硬件和軟件組件的優(yōu)化組合是至關(guān)重要的。因此，系統(tǒng)架構(gòu)不僅包括軟件，而且更是我們需要關(guān)注的焦點(diǎn)。即使在較低要求的情景下，書(shū)中開(kāi)發(fā)的方法論也依然適用。事實(shí)上，它增加了實(shí)現(xiàn)真正優(yōu)化系統(tǒng)解決方案的機(jī)會(huì)，因?yàn)樯婕皩?duì)性能、可支持性、升級(jí)性、易用性等所有因素的影響，所以應(yīng)以協(xié)調(diào)和客觀的方式來(lái)考慮。

在此，我們將重點(diǎn)放在了那些具有重要信息和流程的系統(tǒng)或復(fù)雜組織體。這是因?yàn)楫?dāng)今復(fù)雜系統(tǒng)的功能性越來(lái)越多地由信息技術(shù)所主導(dǎo)：計(jì)算、通信和網(wǎng)絡(luò)、軟件和算法、人機(jī)界面等。當(dāng)認(rèn)同這一趨勢(shì)時(shí)，我們深信MBSAP的原理和方法將會(huì)被廣泛應(yīng)用，包括機(jī)械、化學(xué)，甚至于生物技術(shù)和系統(tǒng)。核心挑戰(zhàn)是管理的復(fù)雜性——由多樣和快速變化的技術(shù)以及日益精細(xì)的產(chǎn)品和服務(wù)所帶來(lái)的。管理復(fù)雜性是MBSAP的根本所在。

因此，針對(duì)那些關(guān)注SE有效性的系統(tǒng)工程師等，我們的總體目標(biāo)是表明MBSE是如何幫助他們開(kāi)展工作和達(dá)成目標(biāo)的。我們研討MBSE和傳統(tǒng)基于文檔的SE之間的區(qū)別，從客戶需要到交付以及支持的系統(tǒng)解決方案；建立端到端SE工作流，并解釋MBSE帶來(lái)的價(jià)值；在MBSAP方法論中使其具體化和實(shí)用化。我們通過(guò)展現(xiàn)系統(tǒng)架構(gòu)的詳細(xì)案例，使用架構(gòu)建模作為基礎(chǔ)，然后將其與基于文檔的方法相比，表明每個(gè)SE活動(dòng)都將變得更加有效和可復(fù)用，并且這些活動(dòng)的交付物也變得更加清晰、明確和易于溝通。

本書(shū)內(nèi)容的組織

本書(shū)內(nèi)容分為三大部分。其中，第一部分，第1章和第2章，介紹正在面臨的挑戰(zhàn)，以及將面向?qū)ο蠓椒☉?yīng)用到架構(gòu)和MBSE的基本概念。第二部分，第3~6章，闡述MBSAP的各個(gè)階段，包含該方法論的核心內(nèi)容。具體地，第3章對(duì)MBSAP進(jìn)行概要介紹，第4~6章詳細(xì)描述架構(gòu)的運(yùn)行表達(dá)、邏輯/功能表達(dá)和物理表達(dá)的開(kāi)發(fā)過(guò)程。第三部分，第7~15章，詳細(xì)介紹許多類(lèi)型系統(tǒng)都會(huì)遇到的關(guān)鍵主題，如面向服務(wù)、實(shí)時(shí)行為、賽博安全、組網(wǎng)、架構(gòu)原型、驗(yàn)證與確認(rèn)以及架構(gòu)治理等。同時(shí)，在這些章節(jié)中也探索了基本MBSAP方法的一些重要變型。在附錄中，我們提供了不同領(lǐng)域的更多細(xì)節(jié)，可能對(duì)某些系統(tǒng)架構(gòu)師和系統(tǒng)工程師來(lái)說(shuō)很重要，但為了突出本書(shū)的重點(diǎn)，這些內(nèi)容并未放到正文中。關(guān)于圖形的說(shuō)明：書(shū)中的大多數(shù)圖都符合系統(tǒng)建模語(yǔ)言（SysML）標(biāo)準(zhǔn)，在個(gè)別情況下，也會(huì)使用其他替代的標(biāo)識(shí)符，如使用某些架構(gòu)建模工具，這些標(biāo)識(shí)符都將被清楚地標(biāo)出。

關(guān)于指導(dǎo)教師的說(shuō)明

本書(shū)經(jīng)歷了超過(guò)10年、數(shù)百名學(xué)生的有效使用，其中的內(nèi)容還在進(jìn)一步細(xì)化和拓展。本書(shū)可用于本科高年級(jí)和研究生層次各種課程的教學(xué)安排。我們推薦采用以典型的16周學(xué)期或者12周學(xué)期的3個(gè)學(xué)時(shí)課程為基礎(chǔ)，架構(gòu)建模實(shí)驗(yàn)室的實(shí)習(xí)可作為課堂教學(xué)的有益輔助，并可額外獲得學(xué)分。

建模技能必須通過(guò)具體實(shí)踐獲得，因此我們強(qiáng)烈推薦安排教學(xué)實(shí)習(xí)項(xiàng)目，以課堂項(xiàng)目的形式將MBSAP應(yīng)用于實(shí)際的問(wèn)題。這些項(xiàng)目可以由學(xué)生選擇。特別是對(duì)于正在從事專業(yè)實(shí)踐的研究生，其中一些項(xiàng)目最好與當(dāng)前進(jìn)行的項(xiàng)目或就業(yè)方向有關(guān)，項(xiàng)目開(kāi)發(fā)可作為作業(yè)或在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。

理想的情況是，學(xué)生應(yīng)掌握一個(gè)具備完整功能的SysML建模工具，并使用它來(lái)創(chuàng)建項(xiàng)目的架構(gòu)。然而，我們的經(jīng)驗(yàn)清楚地表明，如果在一門(mén)課程學(xué)習(xí)中，同時(shí)面對(duì)當(dāng)前多種架構(gòu)工具的各種微妙不同之處，并涵蓋書(shū)中的全部材料，那么將會(huì)造成學(xué)生們無(wú)法承受的工作量。將這一事實(shí)考慮在內(nèi)，我們建議將以下的課程作為備選。

�T 本科生的MBSE概論課程（3個(gè)學(xué)分，可選擇增加一個(gè)學(xué)分的建模實(shí)驗(yàn)）：

◇ 將課程安排為一般SE入門(mén)課程的后續(xù)課程，或作為獨(dú)立課程，在課程開(kāi)始時(shí)增加SE研究?jī)?nèi)容，反映本學(xué)科的基本知識(shí)。

◇ 涵蓋第1~6和15章。

◇ 涵蓋第7~14章中所選定內(nèi)容，取決于具體的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)生背景和需要。

◇ 所需的學(xué)生項(xiàng)目；在基礎(chǔ)的3學(xué)分課程中，可使用圖形、文本和表格來(lái)創(chuàng)建項(xiàng)目模型。

◇ 通過(guò)增加實(shí)驗(yàn)室建模環(huán)節(jié)，使用主流的SysML建模工具，提供合適的教程和參考資料，并使用該工具創(chuàng)建項(xiàng)目。

�T 研究生層次的MBSE概論課程，類(lèi)似于本科課程，但在學(xué)生架構(gòu)項(xiàng)目中更全面地涵蓋第7~14章的所有內(nèi)容。強(qiáng)烈建議增加額外學(xué)分，使用主流的SysML建模工具開(kāi)展實(shí)驗(yàn)室建模工作。

�T 研究生層次的課程安排（6個(gè)或更多學(xué)分）：

◇ 涵蓋全書(shū)。

◇ 使用適用范圍和復(fù)雜程度適當(dāng)?shù)腟ysML工具，應(yīng)用書(shū)中提到的所有架構(gòu)方法，包括實(shí)時(shí)行為、復(fù)雜組織體背景環(huán)境、賽博安全等開(kāi)展教學(xué)項(xiàng)目。

◇ 可選擇的補(bǔ)充書(shū)中提及的高級(jí)主題（如形式化方法、敏捷SE和架構(gòu)優(yōu)化）。

基于學(xué)生項(xiàng)目在所有這些備選課程中的重要性，我們將在第3~15章的總結(jié)中，包含有關(guān)課程創(chuàng)建或課程安排的項(xiàng)目?jī)?nèi)容。

總結(jié)

MBSAP方法論演進(jìn)經(jīng)歷了三十多年的實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)研究，涉及各種各樣的系統(tǒng)。本質(zhì)上，是從大量資源中選擇和綜合各種思路并由實(shí)踐來(lái)驗(yàn)證。最后，我們希望這種方法和方法論，能為正在努力應(yīng)對(duì)當(dāng)前快速發(fā)展技術(shù)的系統(tǒng)工程師和系統(tǒng)架構(gòu)師，提供一套解決問(wèn)題的更好工具，同時(shí)對(duì)可能的成功抱有十足的信心。

[美] John M. Borky

[美] Thomas H. Bradley