基於模型的系統工程——綜合運用OPM和SysML

《基於模型的系統工程——綜合運用OPM和SysML》是2017年電子工業出版社出版的圖書，作者是Dov Dori（多夫·多里） 。

基本介紹

• 中文名：基於模型的系統工程——綜合運用OPM和SysML
• 作者：Dov Dori（多夫·多里）
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2017年
• 頁數：318 頁
• 定價：98 元
• 開本：16 開 
• ISBN：9787121325267

內容簡介

本書內容分三大部分共24章：第一部分"事故自動回響”，通過逐步建立"汽車碰撞回響系統”模型，引出建模原則和建模方法，進而對對象過程方法論（以下簡稱OPM）和系統建模語言（以下簡稱SysML）做了簡單介紹。第二部分"OPM與SysML基礎”，對OPM和SysML從本體、概念建模及套用等方面進行理論上的探索分析。第三部分"結構和行為”，對系統模型的結構與行為進行深入研究，是概念建模的核心。 本書的一大特色是提供大量的案例和免費的軟體工具，可以讓讀者親自動手進行實戰練習。同時，每章後的習題也為讀者動手實踐提供了很好的題材。

圖書目錄

目 錄

第一部分 基於模型的系統工程入門

第1章 開始建模 1

1．1 事故自動回響系統 2

1．2 OPM功能作為種子原理 2

1．3 識別系統功能 3

1．4 識別系統受益者 3

1．5 過程變換對象 4

小結 4

習題 5

第2章 文本描述和仿真推演 6

2．1 OPL――英語的一個子集 6

2．2 狀態和推演 7

2．2．1 過程對對象的影響 7

2．2．2 從隱式影響到顯式狀態變化 8

2．2．3 狀態命名 8

2．3 OPM模型的仿真推演 9

小結 9

習題 10

第3章 用連結聯繫事物 11

3．1 過程連結與結構連結 11

3．2 添加支持對象 11

3．2．1 添加主體和主體連結 12

3．2．2 添加手段和手段連結 12

3．3 添加結構連結 13

3．4 物理事物與信息事物 14

3．5 模型的事實和OPL段落 14

3．6 環境事物與系統事物 15

3．7 初始狀態和終止狀態 16

3．8 觸髮狀態和事件連結 17

小結 17

習題 18

第4章 SysML――用例圖、模組圖、狀態機圖 19

4．1 SysML用例圖 19

4．2 SysML模組和模組圖 21

4．3 SysML狀態機圖 22

小結 23

習題 24

第5章 通過放大進行細化 25

5．1 測量事故嚴重程度 25

5．2 放大：在一個新OPD圖中細化一個過程 25

5．3 OPD對象過程圖樹 26

5．4 OPM模型事實表示原理 27

5．5 事故嚴重程度屬性及其測量 27

5．6 系統模擬：推演測試 28

小結 29

習題 29

第6章 系統的動態行為 30

6．1 在輕度毀傷時退出 30

6．2 訊息創建和傳送 31

6．3 過程執行順序：OPM時間軸原理 31

6．4 救援來了 32

6．5 當前設計的執行執行緒 33

小結 33

習題 34

第7章 控制系統的行為 35

7．1 布爾對象作為分支條件 35

7．2 條件連結與手段連結 36

7．3 繼承關係 37

7．4 放大到事故嚴重程度測量 38

7．5 參與約束 39

7．6 邏輯運算符：OR與XOR 39

7．7 事故嚴重程度測量過程的細化 39

7．8 事物的範圍：信號作為臨時對象 39

7．9 診斷如何完成 40

小結 41

習題 41

第8章 抽象和細化 43

8．1 放大――在新圖中細化過程 43

8．2 放大後的訊息處理過程 45

8．3 ACR系統結構視圖 46

小結 47

習題 47

第二部分 OPM與SysML基礎

第9章 概念建模――目的與背景 50

9．1 系統、模型和系統工程 50

9．1．1 科學與工程的異同點 50

9．1．2 概念建模和基於模型的系統工程 51

9．2 一種基礎的系統工程OPM本體 51

9．2．1 何為對象存在和過程發生及一些啟發性的Q＆A 52

9．2．2 對象-過程定理 53

9．2．3 對象-過程推論 53

9．2．4 對象-過程斷言：OPM基礎 53

9．2．5 為什麼不止用一種事物？圖形是否由節點和連線構成 54

9．2．6 OPM事物重要度原理 54

9．3 對象、狀態、變換和過程的定義 55

9．4 系統及相關概念 55

9．4．1 默認的系統定義 57

9．4．2 參與者―利益相關方、受益者、客戶、用戶和供貨商 58

9．4．3 系統資源：自然資源或人工資源 58

9．4．4 功能、結構和行為 59

9．4．5 結構―行為同步建模需求 59

9．4．6 系統架構 60

9．4．7 系統環境及事物聯繫 60

9．4．8 功能與行為 60

9．5 語言和建模 61

9．5．1 模型和建模 61

9．5．2 形式化模型與非形式化模型 61

9．5．3 複雜度管理 62

小結 62

習題 63

第10章 事物――對象與過程 64

10．1 面向對象與對象過程法 64

10．2 存在、事物和變換 64

10．2．1 對象細化 65

10．2．2 對象和人類記憶 65

10．3 對象標識 66

10．3．1 信息對象的標識 66

10．3．2 過程作為一個變換的隱喻 66

10．3．3 過程定義細化 66

10．3．4 變換對象的概念 67

10．3．5 因與果 67

10．4 語法和語義對比 68

10．4．1 對象和過程是否為名詞和動詞的語義類似物 68

10．4．2 語法語義對比分析句子 68

10．4．3 前置對象集 69

10．4．3 後置對象集 70

10．4．4 相關對象集 71

10．5 OPM過程連結獨特性原理 71

10．6 過程的判定 74

10．6．1 變換對象標準 74

10．6．2 時變特性標準 74

10．6．3 動詞關聯標準 75

10．6．4 OPM模型的過程測試系統 75

10．7 OPM元素命名 75

10．7．1 首字母大寫、加粗、短語和命名 76

10．7．2 OPM命名獨特性原理 76

10．7．3 過程命名 77

10．8 事物的定義 77

10．9 OPM事物的性質 78

10．10 事物的臨界情況 79

10．10．1 保持狀態的過程 80

10．10．2 如何利用結構連結對狀態保持過程建模 80

10．10．3 瞬態對象及其替代――激活連結 81

10．11 運算符、運算對象和變換 81

小結 82

習題 83

第11章 對象過程語言――文本描述 84

11．1 OPL――文本描述 84

11．2 OPL的兩個目的 84

11．2．1 面向人類的OPL 84

11．2．2 面向機器的OPL 85

11．3 OPM圖、文等價原理 85

11．4 OPM模型結構的元模型 85

11．5 OPL的保留短語和非保留短語 87

11．6 OPM雙模式描述的動機 88

11．6．1 雙通道假設 88

11．6．2 雙模式描述的好處 89

11．6．3 吸引客戶――社會方面 89

11．6．4 消除需求、設計之間的鴻溝 90

11．7 世界語――人類可讀的自動生成的文本 90

小結 90

習題 91

第12章 SysML――基礎和視圖 92

12．1 UML――統一建模語言 92

12．2 SysML的支柱 93

12．3 需求視圖 94

12．4 模組和結構 94

12．5 活動圖 95

12．5．1 活動中動作的展開 95

12．5．2 接收、傳送和時間事件行動節點 97

12．6 序列圖 97

12．7 需求圖 99

12．8 參數圖和約束屬性塊 101

12．9 SysML與OPM比較 103

12．9．1 過程作為“一等公民” 104

12．9．2 物理事物和信息事物 104

12．9．3 模型視圖多樣性與模型視圖統一性 104

12．9．4 圖形描述與圖文結合描述 104

12．9．5 活動圖與對象過程圖 105

12．9．6 活動圖中的控制流與對象過程圖 106

12．9．7 需求圖與OPM的需求描述 106

12．10 SysML與OPM的綜合運用 107

小結 108

習題 108

第13章 系統動態特性 109

13．1 變換和影響 109

13．2 存在與變換 109

13．2．1 創建與消耗：對象狀態變換的極端情況 109

13．2．2 狀態變化還是特性變化 111

13．2．3 生物的變換 111

13．2．4 人工對象的變換 112

13．3 過程連結 113

13．3．1 變換與相應的過程連結 113

13．3．2 變換對象 113

13．4 變換連結 114

13．4．1 消耗和結果生成的時間 115

13．4．2 影響連結的演變 115

13．5 支持連結 116

13．5．1 主體――人類支持對象 116

13．5．2 手段――非人類支持對象 117

13．5．3 支持連結：主體和手段連結 117

13．5．4 支持對象與影響對象 118

13．6 前置和後置對象集 119

13．7 特定狀態的過程連結 120

13．8 特定狀態的支持連結 120

13．9 特定狀態的變換連結 122

13．10 特定狀態的影響連結 123

小結 126

習題 128

第14章 系統結構特性 130

14．1 結構關係 130

14．1．1 關注二元關係 130

14．1．2 正向和反向結構關係 131

14．1．3 結構連結與結構關係 132

14．1．4 結構標籤和帶標籤的結構連結 132

14．1．5 帶標籤的雙向結構連結 133

14．2 結構關係的對稱性和傳遞性 134

14．2．1 結構關係的對稱性 134

14．2．2 結構關係的傳遞性 135

14．2．3 空標籤、空結構連結及其默認OPL短語 136

14．2．4 特定型號的空標籤 137

14．3 結構關係作為狀態保持過程 137

小結 138

習題 139

第15章 參與約束和分支 140

15．1 結構和過程參與約束 140

15．2 結構參與約束 140

15．2．1 參數化結構參與約束 141

15．2．2 範圍參與約束 141

15．3 速記符和保留字 142

15．4 基數 143

15．4．1 四種常見的基數類 143

15．4．2 16種基數類 144

15．5 過程參與約束 144

15．5．1 參數化過程參與約束 145

15．5．2 支持對象和變換參與約束 145

15．6 結構關係的分配律 146

15．7 分支、柄和齒 147

15．8 齒事物集 149

15．8．1 分支度 149

15．8．2 分支完備性 150

15．8．3 分支有序性 151

15．8．4 齒事物集排序規則 152

小結 152

習題 153

第16章 基本結構關係 154

16．1 關係符號和參與者 154

16．2 關係命名和OPL語句 155

16．3 結構層次、傳遞性和用戶自定義符號 155

小結 156

習題 156

第三部分 結構和行為

第17章 組成關係 157

17．1 基本概念 157

17．1．1 完形理論 158

17．1．2 整體論和湧現 158

17．1．3 分解的深度 158

17．1．4 用“consists of”（由……組成）而不是“has a”（有） 158

17．2 組成關係作為分支 159

17．3 語義Web實例 160

17．4 組成關係命名 161

17．5 UML和SysML中強組成關係與弱組成關係 162

17．6 表示部分的順序 163

17．7 組成關係和帶標籤的結構關係 164

17．8 非完備的組成關係 165

17．9 參數化的部分約束――微語言 167

小結 169

習題 169

第18章 表征關係 171

18．1 事物和特徵 171

18．2 屬性和操作：兩類特徵 172

18．3 UML/SysML和OPM中特徵的對比 173

18．4 OPM事物和特徵命名的唯一性 174

18．5 四類表征關係 175

18．5．1 對象-屬性組合 175

18．5．2 對象-操作組合 176

18．5．3 過程-屬性組合 176

18．5．4 過程-操作組合 177

18．6 基本的結構層次 178

18．7 屬性命名問題 179

18．8 特徵和連結的屬性 180

18．8．1 顯式度 180

18．8．2 模式 180

18．8．3 模糊度――定量屬性的屬性 181

18．8．4 湧現性 181

18．8．5 連結同質性屬性 181

小結 182

習題 182

第19章 狀態與取值 183

19．1 狀態定義 183

19．1．1 狀態示例 183

19．1．2 初始狀態、終止狀態和默認狀態 183

19．2 狀態隱藏和顯示 184

19．3 取值：狀態的數值化 185

19．4 狀態轉移：當過程起作用 186

19．5 路徑標籤和觸發器 188

19．6 大腦“自組織臨界”模型 190

19．7 特定狀態的結構連結定義 191

19．8 複合狀態與狀態空間 194

19．8．1 OPL中的多重條件分句 195

19．8．2 使用過程確定複合狀態 195

小結 196

習題 196

第20章 繼承關係與實例關係 197

20．1 繼承與實例化：簡介 197

20．2 繼承 199

20．2．1 從候選特殊事物創建一般事物 200

20．2．2 特徵的繼承 200

20．2．3 結構關係的繼承 201

20．2．4 狀態和連結繼承 201

20．3 通過辨別屬性來特殊化 202

20．4 特定狀態的表征連結 203

20．5 類型-實例 204

20．5．1 類型與實例 204

20．5．2 實例化與特殊化 205

20．6 實例的相對性 205

20．7 約束屬性值 206

20．8 過程實例 207

小結 208

習題 209

第21章 複雜性管理――細化與抽象 210

21．1 複雜性管理的需求 210

21．2 模型複雜度聲明 211

21．3 基於側面與基於細節分解 211

21．4 完備性和簡明性的權衡 212

21．5 狀態顯示和狀態隱藏 213

21．6 展開和摺疊 214

21．7 圖內展開和新圖展開 215

21．8 連線埠摺疊 215

21．9 放大和縮小 216

21．9．1 圖內放大和新圖放大 217

21．9．2 對象的放大和縮小 217

21．10 同步和異步過程細分 218

21．11 放大和展開的對等 219

21．12 系統框圖和最終對象過程圖 220

21．13 OPD對象樹和對象林 222

21．14 縮小 223

21．15 簡化一個OPD 224

21．16 考慮過程連結優先權的抽象 226

21．16．1 變換連結間的優先權 226

21．16．2 變換連結和支持連結間的優先權 227

21．16．3 同類非控制連結和控制連結之間的優先權 227

21．16．4 過程連結優先權的總結 228

21．17 放大時的連結遷移 228

21．18 視圖創建：第四類細分機制 228

21．19 自中間向兩頭作為架構設計的常見做法 229

21．19．1 OPM能夠滿足方法混合使用的需要 229

21．19．2 何時需要創建一個新的OPD 229

21．20 OPM系統模型中的導航 230

21．20．1 OPM圖的標號和樹邊的標號 230

21．20．2 整體系統的OPL規範 230

小結 231

習題 232

第22章 OPM操作語義和控制連結 234

22．1 事件―條件―動作控制機制 234

22．2 前置條件、過程前置對象集和後置對象集 235

22．3 控制連結的種類 235

22．4 事件連結 235

22．4．1 通過事件連結激活非首子過程 236

22．4．2 支持事件連結和變換事件連結 236

22．4．3 特定狀態的支持和變換事件連結 237

22．4．4 激活連結 238

22．5 條件連結 239

22．5．1 跳過語義優先於等待語義 239

22．5．2 條件變換連結 240

22．5．3 條件支持連結 241

22．5．4 特定狀態的條件變換連結 241

22．5．5 特定狀態的條件支持連結 242

22．6 異常連結 243

22．6．1 過程的持續時間及其分布 243

22．6．2 逾時異常連結 244

22．6．3 欠時異常連結 244

22．7 變換率 246

22．8 基於OPM的運算 246

22．9 集合和反覆 248

22．10 放大過程語境中的操作語義 248

22．10．2 隱性平行激活連結集 250

22．10．3 跨過程語境的連結分配率 251

22．10．4 分離的特定狀態的連結對 253

22．11 相關對象集實例變換 254

22．12 UML的對象約束語言 254

小結 255

習題 256

第23章 邏輯運算元與機率 257

23．1 邏輯“與”的過程連結 257

23．2 邏輯“非” 258

23．3 邏輯“異或”與“或”連結符 259

23．3．1 邏輯“異或”運算符 260

23．3．2 邏輯“或”運算符 260

23．4 分散和匯聚“異或”和“或”連結 261

23．5 “異或”組合和“或”組合 264

23．5．1 組合型“異或” 264

23．5．2 組合“或” 265

23．6 邏輯“異或”與“或”：特定狀態的連結扇形 265

23．6．1 控制修飾連結扇形 266

23．6．2 特定狀態的控制修飾連結扇形 266

23．7 多控制連結的“或”語義 267

23．8 連結機率和機率連結扇形 268

小結 270

習題 271

第24章 ISO 19450標準概述 272

24．1 The ISO 19450 介紹 272

24．2 ISO 19450術語、定義和符號 273

24．3 OPM原理和概念 274

24．4 ISO 19450的4個附屬檔案 276

24．4．1 附錄A“規範：基於EBNF形式的OPL規範語法” 276

24．4．2 附錄B“提示：OPM指南” 277

24．4．3 附錄C“提示：運用OPM的OPM建模” 277

24．4．4 附錄D“信息：OPM的動態性和仿真性” 279

附：OPM原理一覽 280

參考文獻 282