系统设计的概念和原则

系统设计的目的是透过提供实施系统要素所需和有用的资料及数据，以补充系统架构。设计定义是通过以适合实现的形式描述的一套完整的设计特征来开发、表达、记录和交流系统架构的实现的过程。

概念和原则

设计概念

在工业实践中，“设计”一词经常同时指架构和设计。在最近，专业人士在处理较简单的技术产品时使用了“设计”这个术语，这些产品不包括硬件、软件、操作人员、服务等多种不同且相互关联的技术组成部分。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(互联水平、多技术、涌现等)方面的作用。

正是由于复杂性，才有必要构造组成系统的要素。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。从业者发现期限结构不足以描述系统的所有这些方面。术语架构和架构设计已经使用了大约30年，特别是在软件密集型系统和其他领域，如航天工业中。不同类型和相互关联的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看作是不同的、独立的活动集，但同时进行并且紧密地交织在一起。

系统设计包括运用原则和概念构思出一套系统要素，以符合特定的、预期的目的;它包括评估和决策，以选择组成超系统（SoS）要素，适应系统的架构，并遵守折衷的系统需求。它是将详细的模型、属性和/或特征描述为适合于实现的形式的完整集合。

设计特性和设计促成因素

每一个技术领域或学科都有其特有的规律、规则、理论，以及与材料、能源或信息组成部分的转换、结构、行为和时间属性相关的使能因素。这些特定的部件和/或它们的组成被描述为典型的设计特征和使能器。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、可靠性率、速度、保障水平)所需的各种转换和交换来实现每个系统要素的实现。

设计定义提供实现所需的设计特征和设计使能器的描述。设计特征包括尺寸、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、指标表及其值和边距、模式、算法和启发式。

固体机械中一般设计特性的例子:形状、几何图形、尺寸、体积、表面、曲线、阻力、力的分布、重量、运动速度、时间持久性.

软件中通用设计特征的例子: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、桥接、复合、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这个里程碑的任何点)和构成系统物理架构模型的技术系统要素的实现之间的链接。

设计定义是由指定的需求、系统架构以及更详细的性能和可行性分析驱动的。它解决了实现技术及其同化问题。设计提供了定义的“如何”或“实现”层面。

设计涉及到由实现技术组成的每一个系统要素，如机械、电子、软件、化学、人工操作和服务，这些都需要特定的工程流程。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到系统要素的分配和划分。

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。如果存在类似但不精确的系统要素，则有可能对其进行分析，以确定其基本特征。每个特征的可能值的变化决定了潜在的候选系统要素。

原文标题：系统设计

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责任编辑：haq