系统设计的原则有哪些(系统设计的概念和原则)

系统设计的目的是通过为系统元素的实现提供必要和有用的信息和数据来补充系统架构。定义是通过以适合实现的形式描述的一整套设计特征,开发、表达、记录和交流系统架构实现的过程。

概念和原则

设计构思

在工业实践中,单词设计经常同时指建筑和设计。最近,专业人士使用术语设计当处理较简单的技术产品时,这些产品不包括许多不同且相互关联的技术组件,如硬件、软件、操作人员和服务。在开发新的多技术产品和服务的过程中,专业人员已经认识到系统概念在处理复杂性(互联级别、多技术、涌现等)中的作用。).

正是因为复杂,才需要构建构成系统的元素。这个结构解释了系统架构中描述的系统的功能、行为、时间、物理和其他方面。从业者发现术语结构不足以描述系统的所有这些方面。架构和架构设计这个术语已经使用了大约30年,尤其是在软件密集型系统和其他领域,比如航空航天工业。不同类型和相关结构的集合可以理解为系统的架构。

目前的趋势是将系统架构和系统设计视为不同且独立的活动,但它们同时进行且紧密交织。

系统设计包括应用原则和概念来构思一套系统元素,以满足特定和预期的目的;它包括评估和决策,以便选择组成SoS的元素,适应系统的体系结构,并符合折衷的系统需求。它是一个完整的集合,以适合实现的形式描述了详细的模型、属性和/或特征。

设计特征和设计贡献因素

每个技术领域或学科都有其独特的规律、规则和理论,以及与物质、能量或信息成分的转换、结构、行为和时间属性相关的使能因素。这些特定组件和/或它们的组件被描述为典型的设计特征和使能因素。这些允许通过在系统架构定义过程中分配的设计特征(如可操作性水平、可靠率、速度、保证水平)所需的各种转换和交换来实现每个系统元素。

设计定义描述了实施所需的设计功能和设计支持因素。特征包括大小、形状、材料和数据处理结构。设计推动者包括形式表达式或方程,绘图,图表,索引表及其价值和利润,模式,算法和启发式。

固体机械的一般设计特征的例子:形状、几何形状、尺寸、体积、表面、曲线、阻力、力的分布、重量、运动速度、持续时间。

软件中一般设计特征的例子:处理的分布、数据结构、数据持久性、过程抽象、数据抽象、控制抽象、封装、创建模式(如构建器、工厂、原型、单例)和结构模式(如适配器、桥、组合、装饰器、代理)。

与系统架构的关系

系统设计旨在成为系统架构(在系统工程过程的具体应用中定义的本里程碑的任何一点)与构成系统物理架构模型的技术系统要素的实现之间的纽带。

该定义由指定的需求、系统架构以及更详细的性能和可行性分析驱动。它解决了实现技术及其同化的问题。设计提供了如何或者如何实现定义水平。

设计涉及到由实现技术组成的每一个系统元素,如机械、电子、软件、化学、人工操作、服务等,都需要具体的工程流程。系统设计向父系统架构提供反馈,以合并或确认架构特征和设计属性对系统元素的分配和划分。

设计描述符

设计描述符是一般设计特征及其可能值的集合。如果有相似但不准确的系统元素,可以对它们进行分析,以确定它们的基本ch

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