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本書的主要目標(biāo)是為系統(tǒng)工程師和從業(yè)者提供集成系統(tǒng)工程和面向?qū)ο蠹軜?gòu)方法中的流程 (ISE & PPOOA)方法的分析、設(shè)計(jì)和建模工具.該方法將基于模型的系統(tǒng)和軟件工程方法集成在一起,用于進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā).其次,利用基于模型的系統(tǒng)工程 (MBSE)方法和 SysML 標(biāo)準(zhǔn)符號的優(yōu)勢進(jìn)行交流,并創(chuàng)建一個高質(zhì)量的設(shè)計(jì),避免全面開展 MBSE 的復(fù)雜性.因此,我們使用了一套SysML概念,最終目的是為讀者提供足夠的案例和練習(xí),使他們能夠?qū)SE & PPOOA和SysML示意圖應(yīng)用于自己的系統(tǒng)工程活動中。

本書的主要目標(biāo)是為系統(tǒng)工程師和從業(yè)者提供集成系統(tǒng)工程和面向?qū)ο蠹軜?gòu)方法中的流程（Integrated Systems Engineering and Pipelines of Processes in ObjectOriented Architectures，ISE & PPOOA）方法的分析、設(shè)計(jì)和建模工具。該方法將基于模型的系統(tǒng)和軟件工程方法結(jié)合在一起，用于進(jìn)行復(fù)雜產(chǎn)品的開發(fā)。本書的另一目標(biāo)，是利用基于模型的系統(tǒng)工程（Modelbased systems engineering，MBSE）方法和SysML語言的優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的設(shè)計(jì)，避免全面開展MBSE的復(fù)雜性。因此，我們使用了一套SysML概念，最終目的是為讀者提供足夠的學(xué)習(xí)案例，使他們能夠?qū)SE & PPOOA和SysML示意圖應(yīng)用于自己的系統(tǒng)工程活動中。

ISE & PPOOA是經(jīng)過25年以上研發(fā)取得的成果。PPOOA是20世紀(jì)90年代末為實(shí)時系統(tǒng)創(chuàng)建的一種軟件架構(gòu)框架，它提出了構(gòu)建元素的詞匯表，以及如何在構(gòu)建實(shí)時系統(tǒng)的軟件架構(gòu)時使用這些元素。

關(guān)于PPOOA的開創(chuàng)性論文發(fā)表于1998年（第五屆國際軟件重用會議，加拿大維多利亞，IEEE1998），題為一種面向?qū)ο蟮膶?shí)時系統(tǒng)的架構(gòu)形式。本文首次提出PPOOA并描述了其框架，強(qiáng)調(diào)了協(xié)調(diào)機(jī)制的使用方法以及為該框架設(shè)計(jì)的架構(gòu)指南。

PPOOA是在UML標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之前開發(fā)的，隨著UML的普及，作者意識到使用UML語言的重要性。隨后，在歐盟第五框架計(jì)劃的部分資助下，完成了CARTSIST項(xiàng)目，在該項(xiàng)目中，為基于PPOOA的實(shí)時系統(tǒng)開發(fā)了UML配置文件，以及一個稱為PPOOA的架構(gòu)過程（PPOOA_AP）。PPOOA和PPOOA_AP在由CARTS項(xiàng)目（19992001）的工業(yè)合作伙伴開發(fā)的自主機(jī)器人和地面空間系統(tǒng)中得到了驗(yàn)證。

2004年，PPOOA作為通用繪圖工具在MicrosoftVisio中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，提供了實(shí)現(xiàn)多種工程方法的機(jī)制，并為商業(yè)CASE提供了良好的工具，這些工具支持UML表示法以及PPOOA的語義和元模型。

在軟件生命周期的早期階段（例如在架構(gòu)階段之后）預(yù)測軟件性能，并基于UML模型對其進(jìn)行評估是一種有效方法，可以節(jié)省后期系統(tǒng)測試和軟件修復(fù)階段的費(fèi)用。PPOOACASE工具使用了一種新模塊（Visio插件），該模塊將系統(tǒng)的PPOOA_UML架構(gòu)圖轉(zhuǎn)換為可由Cheddar讀取的XML文件。Cheddar是由布列斯特大學(xué)（法國）開發(fā)的一種調(diào)度分析器和模擬工具。隨后通過新功能對PPOOA工具進(jìn)行了增強(qiáng)，例如使用智能代理來指導(dǎo)軟件架構(gòu)師，并在架構(gòu)開發(fā)階段進(jìn)行早期的死鎖檢測。

最后，PPOOA軟件架構(gòu)被擴(kuò)展用于軟件密集型及非密集型的復(fù)雜產(chǎn)品或系統(tǒng)開發(fā)。新的MBSE被稱為面向?qū)ο蠹軜?gòu)方法中的流程（ISE & PPOOA）。

ISE & PPOOA是為使用SysML符號標(biāo)準(zhǔn)子集的獨(dú)立工具而創(chuàng)建的。

該過程的ISE部分包括適用于任何類型系統(tǒng)的系統(tǒng)工程過程的第一步，而不僅僅是軟件密集型系統(tǒng)。ISE子流程集成了傳統(tǒng)的系統(tǒng)工程最佳實(shí)踐和MBSE。

PPOOA部分支持在集成流程中盡可能早地進(jìn)行并發(fā)建模。ISE & PPOOA提供了一系列指導(dǎo)方針和啟發(fā)式方法幫助工程師構(gòu)建系統(tǒng)。

ISE & PPOOA提供的主要成果之一是使用SysML塊定義圖功能層次結(jié)構(gòu)的功能架構(gòu)。該圖與主要系統(tǒng)功能流的活動圖相輔相成。N2圖表被用作識別主功能接口的界面圖。系統(tǒng)功能的文本描述也作為一部分可提供的成果。

該流程提供的另一個產(chǎn)出是物理架構(gòu)，它使用SysML塊定義圖將系統(tǒng)分解為子系統(tǒng)和部件。該圖補(bǔ)充了每個子系統(tǒng)的SysML內(nèi)部框圖以及所需的活動圖和狀態(tài)圖。此外，該流程還提供了系統(tǒng)塊的文字說明，用于確定和記錄特定體系結(jié)構(gòu)的解決方案。

軟件子系統(tǒng)架構(gòu)在PPOOA中使用兩個視圖進(jìn)行描述，這兩個視圖由一個或多個使用UML符號的圖表表達(dá)，一個是靜態(tài)的結(jié)構(gòu)視圖，另一個是動態(tài)的行為視圖。系統(tǒng)架構(gòu)圖除了表示系統(tǒng)組件以及它們之間的組成和使用關(guān)系之外，還表示用作連接器的協(xié)調(diào)機(jī)制。UML/SysML活動圖支持系統(tǒng)的行為視圖，它表示系統(tǒng)響應(yīng)事件而執(zhí)行動作流的內(nèi)部視圖。ISE & PPOOA/energy是這種MBSE方法的最新流程，用于處理過程中的能效問題。

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