系统架构设计师:计算机系统基础知识--系统工程的生命周期

1.生命周期阶段

下面是系统工程流程的7个一般生命周期阶段。

1)探索性研究阶段

探索性研究阶段的目的是识别利益攸关者的需求,探索创意和技术。许多行业使用探索性研究阶段来研究诸多新的创意或使能技术和能力,然后使其发展进入到一个新项目的启动阶段。大量的创造性系统工程在该阶段中完成,领导这些研究的系统工程师,作为项目推动者,有可能将一个新创意引入到概念阶段。

2)概念阶段

概念阶段的目的是细化利益攸关者的需求,探索可行概念,提出有望实现的解决方案。概念阶段是对探索性研宄阶段所开展的研究、实验和工程模型的细化与拓展。需要对利益攸关者的需求进行识别、明确并文档化。若没有探索性研究阶段,则在概念阶段完成该项工作。

3)开发阶段

开发阶段的目的是细化系统需求,创建解决方案的描述,构建系统,验证并确认系统。开发阶段包括详细计划、开发和验证与确认(V&V)活动。该阶段可以完全自主地选择开发模型,并不局限于瀑布或其他计划驱动的方法。开发阶段与所有阶段一样,组织将选择最适合项目需求的流程和活动。

4)生产阶段

生产阶段的目的是生产系统并进行检验和验证。生产阶段是系统被生产或制造的阶段。该阶段可能需要产品更改以解决生产问题,以降低生产成本,或提高产品或系统的能力。上述任何一点均可能影响系统需求,且需要系统重新验证或重新确认。所有这些变化都需要在被批准前进行系统工程评估。

5)使用阶段

使用阶段的目的是运行系统以满足用户需求。

使用阶段是系统在预期环境中运行以交付预期服务的阶段。该阶段通常在系统运行期间有计划地引入产品更改,这样的升级能提高系统的能力。这些变化应由系统工程师评估以确保其与运行的系统能顺利融合,对应的技术流程是运行流程。

6)保障阶段

保障阶段的目的是提供持续的系统能力。

保障阶段是为系统提供服务,使之能持续运行的阶段。该阶段可建议进行更改以解决保障性问题,降低运行成本或延长系统寿命。这些变化需要进行系统工程评估以避免运行时丧失系统性能,对应的技术流程是维护流程。

7)退役阶段

退役阶段的目的是存储、归档或退出系统。退役阶段是系统及其相关服务从运行中移除的阶段。这一阶段中的SE活动主要集中于确保退出需求被满足。实际上,退出计划是在概念阶段系统定义的一部分。在21世纪早期,许多国家已经更改了它们的法律,强制系统的创建者负责系统生命终止时恰当地退出。

2.生命周期方法

1)计划驱动方法

需求、设计、构建、测试、部署范式被认为是构建系统的传统方式。在一些需要协调多家公司人员参与的大型团队项目中,计划驱动方法提供一种基础的框架,为生命周期流程提供规程。计划驱动方法的特征在于整个过程始终遵守规定流程的系统化方法。特别关注文档的完整性、需求的可追溯性以及每种表示的事后验证。2)渐进迭代式开发

20世纪60年代以来就已经开始使用渐进迭代式开发(IID)方法。该方法允许为项目提供一个初始能力,随之提供连续交付以达到期望的系统。目标在于快速产生价值并提供快速响应能力。当需求不清晰不确定或者客户希望在系统中引入新技术时,则使用IID方法。基于一系列最初的假设,开发候选的系统,然后对其进行评估以确定是否满足用户需求。若不满足,则启动另一轮演进,并重复该流程,直到交付的系统满足利益攸关者的要求或直到组织决定终止这项工作。

一般而言,IID方法适用于较小的、不太复杂的系统。这种方法的重点在于灵活性,通过剪裁突出了产品开发的核心活动。

3)精益开发

精益思想中的精益开发和更广泛的方法均起源于丰田的“准时化”哲学思想,其目标是“通过彻底消除生产线上的浪费、不一致性及不合理需求,高效率地生产出优质产品”。精益SE是将精益思想应用到SE,以及组织与项目管理的相关方面。SE聚焦于促使复杂技术系统无缺陷开发的规程。精益思想是一种整体性的范式,聚焦于向客户交付最大价值并使浪费活动最小化。精益思想已成功地应用于制造、飞机库管、行政管理、供应链管理、健康医疗、产品开发和工程等领域或。精益思想是一个动态的、知识驱动的、以客户为中心的过程,通过这一过程使特定企业的所有人员以创造价值为目标不断地消除浪费。

精益系统工程是将精益原则、实践和工具应用到系统工程,以提升对系统利益攸关者的价值交付。

4)敏捷开发

敏捷联盟致力于开发迭代和敏捷的方法,寻求更快、更好的软件和系统开发方法,挑战更多的传统模型。敏捷的关键目标在于灵活性,当风险可接受时允许从序列中排除选定的事件。适用于系统工程的敏捷原则如下:

最高的优先级是通过尽早地和持续地交付有价值的软件来满足客户。

欢迎需求变更，即使是在项目开发后期。敏捷流程利用需求变更帮助客户获得竞争优势。

不断交付可用的软件，周期从几周到几个月不等，且越短越好。

在项目中业务人员与开发人员每天在一起工作，业务人员始终参与到开发工作中。

在开发团队内部和团队之间，传递信息最有效的方法是面对面交谈。

工作软件是进展的主要度量。

对技术的精益求精以及对设计的不断完善将提升敏捷性。简单性（尽最大可能减少不必要的工作的艺术）是精髓。

最佳的架构、需求和设计出自于自组织的团队。

团队要定期反省如何能够做到更加高效，并相应地调整团队的行为。