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SysML实践指南（第二版）第二章：基于模型的系统工程简介

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简介：
本书《SysML实践指南（第二版）》的第二章介绍了基于模型的系统工程的基本概念和方法，为读者提供了理解和应用SysML进行复杂系统设计的基础。 基于模型的系统工程（MBSE）使用系统建模作为系统工程过程的一部分，在第一章中有详细介绍。这种方法支持系统的分析、规格描述、设计以及验证工作。MBSE的核心在于构建一个连贯的系统模型，以此提升规范与设计方案的质量，并促进这些组件在不同项目中的重用，同时增强团队内部的信息交流效率。 本章概述了MBSE的基本概念，没有特别强调使用特定建模语言或工具的重要性，而是详细介绍了SysML的应用背景。通过对比传统的基于文档的方法，可以更好地理解采用MBSE的动机及其带来的优势。此外，章节还探讨了一些有效的模型构建准则。后续内容将着重比较基于文档和基于模型的方法之间的差异。

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  • SysML实践指南（第二版）第二章：基于模型的系统工程简介
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    《SysML实践指南（第二版）》第二章介绍了基于模型的系统工程的基本概念和方法，为读者提供了深入理解和应用SysML语言的基础。 基于模型的系统工程（MBSE）利用系统建模来描述整个系统工程过程中的分析、规格定义、设计及验证阶段。其核心在于创建一个连贯的整体模型，这种方法能够提升规范与设计方案的质量，并促进这些组件在不同项目间的重用和跨团队沟通效率。本章将概述无需依赖特定建模语言或工具的MBSE基本概念，并详细探讨SysML的应用背景。通过对比传统的基于文档的方法，可以更好地理解采用MBSE的动力及其价值所在。此外，该章节还将讨论有效的建模准则，并分析传统文档驱动系统工程方法与现代模型导向系统工程方法之间的差异性特征。
     
  • SysML实践指南（第二版）第二章：基于模型的系统工程简介
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    本书《SysML实践指南（第二版）》的第二章介绍了基于模型的系统工程的基本概念和方法，为读者提供了理解和应用SysML进行复杂系统设计的基础。 基于模型的系统工程（MBSE）使用系统建模作为系统工程过程的一部分，在第一章中有详细介绍。这种方法支持系统的分析、规格描述、设计以及验证工作。MBSE的核心在于构建一个连贯的系统模型，以此提升规范与设计方案的质量，并促进这些组件在不同项目中的重用，同时增强团队内部的信息交流效率。 本章概述了MBSE的基本概念，没有特别强调使用特定建模语言或工具的重要性，而是详细介绍了SysML的应用背景。通过对比传统的基于文档的方法，可以更好地理解采用MBSE的动机及其带来的优势。此外，章节还探讨了一些有效的模型构建准则。后续内容将着重比较基于文档和基于模型的方法之间的差异。
     
  • SysML实践指南（第二版）第三章：SysML简介
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    本书《SysML实践指南（第二版）》第三章介绍系统建模语言SysML的基本概念和使用方法，帮助读者快速掌握SysML的核心工具和技术。 SysML是一种通用的图形化建模语言，用于复杂系统的分析、规格定义、设计、验证与确认。这些系统可能包括硬件、软件、数据、人员、流程、设施以及其他人工元素和自然系统。该语言旨在帮助指定和架构系统，并明确描述它们的组件；之后利用其他领域特定的语言进行详细的设计工作，例如使用UML（统一建模语言）来设计软件，用VHDL（超高速集成电路硬件描述语言）来设计硬件以及三维几何模型的设计工具。 SysML的目标是推广MBSE方法的应用，从而创建一个聚合且一致的SysML系统模型。这种方法的优势在第2.1.2节中有详细说明。使用SysML可以表示系统的结构组成、互联和分类；基于功能、消息传递和状态的行为表现；物理与性能属性上的约束条件以及行为、架构与这些限制之间的分配关系，同时还能展示需求及其关联性。
     
  • SysML 实践指南（第二版）第一章：系统工程基础
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    本书为《SysML实践指南（第二版）》的第一章，主要介绍系统工程的基础知识和概念，旨在帮助读者理解后续章节中SysML语言的应用。 OMGSysMLTM是一种表示系统的通用图形化建模语言，涵盖了硬件、软件、数据、人员、设备以及自然对象的组合。SysML支持基于模型的系统工程（MBSE）实践，而MBSE被用来解决复杂技术挑战性问题中的系统开发。本章介绍系统工程方法的建模概念，并阐述了SysML在该领域的应用背景。文章首先解释了进行系统工程的原因、介绍了相关的过程，然后通过简化版汽车设计案例来强调如何利用系统工程过程应对复杂性。此外还总结了一些涉及的标准和规范，例如SysML帮助编写系统的实践指南。 本书的第一部分接下来的三章将分别介绍以下内容：基于模型的系统工程；SysML语言概述；以及本章节中提到的汽车设计示例的一部分SysML模型。无论产品是飞机还是其他复杂设备，这些概念都同样适用。
     
  • SysML实践指南（第二版）第五章：SysML语言框架
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    《SysML实践指南（第二版）》第五章深入探讨了SysML语言的核心概念和架构，为读者提供了一个全面理解并有效应用SysML语言框架的途径。 本章开始介绍SysML语言的详细描述，并涵盖第二部分剩余章节的内容。这部分内容将讨论SysML语言框架并提供一个通用概念的概览，这些概念适用于所有SysML图。此外还介绍了贯穿于第二部分各章节中的示例，以帮助说明语言的概念。第二部分其余章节则提供了对语言更详细的描述。 OMG（对象管理组织）开发了官方的OMGSysML规范来响应系统工程领域对于UML需求建议的具体要求。作为统一建模语言(UML)的一个扩展，SysML在2006年被OMG正式采纳，并于2007年9月发布了第一个版本。SysML标准由OMG SysML修订任务小组负责维护和更新。 该规范定义了一组可用于系统建模的语言概念。
     
  • SysML实践指南（第二版）第五章：SysML语言框架
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    《SysML实践指南（第二版）》第五章深入探讨了系统建模语言(SysML)的核心框架，为读者提供详细的指导和实用案例，帮助理解和应用SysML进行复杂系统的模型构建。 本章开始介绍SysML语言的详细描述，并涵盖第二部分剩余章节的内容。这些内容包括对SysML语言框架的一个讨论以及提供一个适用于所有SysML图的通用概念介绍。此外，还将介绍一些例子，贯穿于第二部分各章节中以解释语言的概念。第二部分其余章节将详细介绍该语言。 官方OMG SysML规范开发旨在响应系统工程UML需求建议中的具体要求，并作为统一建模语言(UML)的一个扩展被OMG正式采纳，在2006年获得采用。首个版本于2007年9月发布。SysML标准由OMG的SysML修订任务小组负责维护和更新。 该规范定义了一组可以用于系统建模的语言概念。
     
  • SysML 实践指南（第二版）第八章：参数图
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    《SysML 实践指南》第二版第八章聚焦于参数图，详细解析了如何使用SysML语言中的参数图来描述系统的需求、架构和行为，为读者提供了丰富的实例与实践指导。 典型的设计尝试包括执行多种类型的工程分析,例如支持权衡分析、敏感性分析以及设计优化的系统评估。这些分析可以涵盖性能、可靠性及物理属性等方面。SysML通过参数模型来支持这类分析，参数模型能够捕捉并表达系统的约束条件，随后可通过适当的工具进行评估。约束被表示为等式形式，并且其参数与系统的特定属性相关联。每个参数模型专门用于描述设计中的一个具体工程分析部分；多个此类分析可以关联到一个系统设计方案上以辅助权衡决策过程的制定。SysML引入了约束模块来支持构建这些参数模型，该模块专为定义和复用等式而设，并能够进行相互连接。
     
  • SysML实践指南第二版第七章模块图(BDD)的应用模型
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    本书《SysML实践指南第二版》的第七章专注于讲解模块图（Block Definition Diagram, BDD）的应用，通过实例深入剖析如何利用BDD进行系统建模。 本章探讨了建模系统结构的方式，特别是根据它们的层次和互联来构建模型。文中提到模块是SysML中的主要结构组件，用于表示两种类型的结构图：模块定义图与内部模块图。这些图表形式沿袭自传统的系统工程方法，并且能够更精确地展示接口及系统的其他方面。 在SysML版本1.3中，端口的使用方式有所变化；第7.1节概述了这一变动，而第7.9节则详细介绍了在此新版本中被移除的功能特性。模块（block）是SysML中的一个结构化单元，用于定义系统类型、组件或在系统内流动的对象、外部实体及概念性抽象等逻辑元素。每个模块通过其独特的标识符实例来描述一组共享相同定义的特征，并且这些特征可以进一步细分为结构性特征。
     
  • SysML实践指南第二版第六章：利用包（pkg）组织模型
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    本章节详解如何运用SysML中的包机制来优化和管理复杂系统模型结构，指导读者构建模块化、可维护性强的设计文档。 本章讨论模型组织的主题，并描述了SysML中的构件：模型、包、视图的概念使用。在SysML里，模型组织的基础单元是包（package）。包及其内容会在包图上展示出来。作为容器和命名空间的两个核心概念之一，包包含并管理着大量的系统元素。对于复杂的系统来说，其SysML模型可能含有成千上万甚至数百万个这样的系统元素。 在SysML中，每个模型元素都必须位于一个单一的容器内，并且这个容器被称为该元素的所有者或父级；这些被容纳在内的元素通常称为子元素。当删除或者复制某个容器时，其内的所有子元素也会随之进行相应的操作。某些情况下，一些子元素自身也可以成为新的容器，从而形成嵌套式的系统层级结构。 包是这种层次化组织的一个具体实例，其中的模型元素被称为包中的“包元素”，例如模块、用例和活动等。由于一个包同样可以作为其他包内的“包元素”存在，因此SysML支持多层次的包装结构。
     
  • SysML 实践指南（第二版）第四章：汽车案例分析
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    《SysML实践指南（第二版）》第四章专注于通过汽车设计实例深入讲解系统建模语言(SysML)的应用与实践技巧。 本书适用于准备SysML认证考试。该认证被称为OMG认证的系统建模专家（OCSMP），共分为四个级别。前两个级别的认证涵盖SysML基础特征集，第三个级别则覆盖完整的特征集，第四个级别包括了超出SysML范围的附加建模概念。本章介绍的是SysML的基础特征集，并应用于所有九类SysML图以及语言特性的扩展子集，内容顺序与第三章中介绍的简化版SysML（即SysML-Lite）相同。 汽车系统设计的例子被用来展示基础特征集的应用，类似于第一章第三节中的描述。这个例子还包括对引用图表和语言概念更详细的说明，这些详细信息在本书第二部分关于基础特征集和完整特征集的相关章节中有详细介绍。本章可以作为理解SysML基础特征集的起点。