1、体系结构综述 耿新阶 Tel: 139 1083 0901 Email: 议程 1、体系结构基本概念 2、 DoDAF概述 3、深入讨论 4、外军应用 DoDAF的情况 权威数据元模型元模型方法方法呈现呈现适 用适 用国防武器系统是最复杂的大系统 高 技术复杂性 - 嵌入式 , 实时 , 分布式 , 容错 - 定制， 架构工程 - 高性能 低技术复杂性 - 大多数是 4GL, 或基于组件的 - 应用工程 - 无明显的性能要求 高管理复杂性 - 规模大 - 合同 - 许多干系人 - 项目型 低管理复杂性 - 规模小 - 非正式 - 单个干系人 - 产品型 国防 MIS系统 国防武器系统 电信交
2、换系统 CASE工具 空中飞行管制系统 企业应用 编译器 电子表格 小型分布式应用 小型科学模拟 大型组织 /实体仿真 普通项目 : - 5-10 人 - 历时 10-15 个月 - 3-5 个外部接口 - 几个风险 汽车嵌入式 软件 小型数据库应用 什么是体系 体系是由复杂系统组成的一个更大规模的、相互协作的、分布式的系 统 。 Kotov 体系 是一个由独立起作用 的 若干 系统组成的以实现特定功能的更大规模的系统组合，强调 “ 整体大于 部分 之和 ” 的系统功能 。 美国国防采办大学 体系 是一个由不同 组织 开发的相互依赖的子系统组成的大型、复杂、持久的系统集合 ， 其 目的 是提供
3、多种能力 以完成 多种任务 。 Jeremy M. Kaplan System of Systems (SoS) Complex System 体系的特征 成员 具有 独特的功能，独立进行功能 演 进 成员 系统独立运行 ； 成员 系统独立管理 ； 成员系 统 地域 分布性，存在信息 交互； 有机协同， 具有 涌现 性 （ 1 12） ； 不断 发展进化。 N N阶接口 什么是体系结构（架构） Architecture一词来自建筑，而 结构是建筑的脊梁。 体系结构（ Architecture） : 系统的基本组成 ， 构成系统的组件 、 组件之间、组件与环境的交互机制 ， 以及系统 设计 和
4、演进应遵循的 原则。 ANSI/IEEE Std 1471-2000 体系结构 =组件 +关系 +原则 7 不同干系人关注不同视图 单一 的模型或视图是不够的 多个视图 , 各自强调不同的特征和 属性 视图之间有机关联，相互约束 环境图 结构图 体系结构描述 外观图 内部图 8 体系结构框架 可有描述这两座桥同一规范？ 并能用来指导建立新桥？ 框架 泸定桥 金门大桥 世界第一高桥沪蓉西四渡河特大桥 主跨 900米 桥面与峡谷谷底高差达 560米 10 Zachman 1987 EAP 1992 TISAF 1997 FEAF 1999 TEAF 2000 TOGAF 1999 DoDAF 1.
5、0 2004 TAFIM POSIX JTA JTAA DoD TRM C4ISR 1996 NIST EA 参考 参考 参考 参考 体系结构框架发展 路线图 NAF 2006 MoDAF 2005 体系结构框架的组成 业务架构 应用架构 数据架构 技术架构 体系结构是 体系和复杂大系统的核心结构，决定其功能、性能 描述、设计、规划体系 和复杂 大系统的系统化、结构化、规范化方法 将设计知识显性化 实施系统（体系）工程的可操作的具体方法和技术 实施 MBSE的有效途径 体系结构用于 概念演示 需求论证 总体方案设计 装备运用研究 体系效能评估 体系结构有什么用 ? 定义系统的组成及其交互关系、
6、接口，理清结构、功能和行为 作为设计蓝图，指导后续的工作 沟通、交流的手段 指导项目的任务划分和人员组成结构 N N阶接口 N阶接口 体系结构方法的要点 活 动 模 型系 统 功 能流 程 模 型数 据 模 型体 系 结 构 方 法体 系 结 构 信 息活 动数 据业 务 规 则功 能融 合 产 品参 考 模 型图 形 示 意组合产品能 力仪表板议程 1、体系结构基本概念 2、 DoDAF概述 3、深入讨论 4、外军应用 DoDAF的情况 权威数据元模型元模型方法方法呈现呈现适 用适 用DoDAF 美国国防部开发 创建跨越组织和国界 的系统 架构 涵盖 DoD的所有业务 领域 定义了表示、描述
7、和集成 DoD范围内众多架构的标准方法，确保架构描述可比较、评估 提供了对 FoS (系统族 )和 SoS(体系 )进行理解 、比较、 集成和互操作共同 的架构基础 提供开发和表达架构描述的规则和指南 ,但不指导如何 实现 DoDAF的发展历程 18 DoD 架构协调委员会 C4ISR 架构工作组 C4ISR AF V1.0 C4ISR AF V2.0 1996.6 1997.12 C4ISR ITF 集成架构 以前经验 DoDAF V1.0 2002 OSD Mandate 1998.2 OASD(C3I)架构和集成主任领导 架构框架 工作组 2003.8 DoDAF V1.5 2007.4
8、 DoDAF V2.0 2009.5 DoDAF2.0规范的组成 第一卷 引言 、概述和 概念 第二 卷 体系结构 数据和 模型 第三卷 DM2物理交换规范 (PES) DoDAF电子 期刊 元 模型 DM2 数信视点 OV-7 服务视点 SV-11 SV视图中所有与服务相关的产品 系统视点 SV视图中所有与系统相关的产品 DoDAF V1.5 能力视点 项目视点 标准视点 作战视点 余下的 OV产品 全部 TV产品 全景视点 全部 AV产品 DoDAF V2.0 新增 修订 移动 DoDAF元模型 (DM2) 适用表示 仪表盘 图形示意 参考模型 融合产品 组合产品 全景视点 AV 与所有视
9、点相关的体系结构描述的顶层概貌 。 提供 有关体系结构描述的总体信息，诸如体系结构描述的范围和背景 。 范围 包括体系结构描述的专业领域和时间框架 。 背景 由构成体系结构描述背景的相互关联各种条件组成，包括条令，战术、技术和程序，相关目标和构想的描述，作战概念 (CONOPS)，想定和环境条件。 AV-1：概要信息 描述项目的构想、目标、任务、计划、行动、事件、条件、度量、效果（结果）和引申的目标。 AV-2：集成词典 存放体系结构数据的仓库，定义了在体系结构数据和表示中使用的所有术语。 能力视点 CV 能力视点 (CV)集中反映了与整体愿景相关 的 组织目标 ，这些愿景指在特定标准和条件下
10、进行特定行动过程或是达成期望效果的能力，它们综合使用各种手段和方式来完成一组任务 。 CV为体系结构描述中阐述的能力提供了战略背景和相应的高层范围，比作战概念图中定义的基于想定的范围更全面 。 这些 模型是高层的，用决策者易于理解的术语来描述能力，以便沟通能力演进方面战略构想。 能力视点 CV CV-1：能力愿景 军事转型的总体构想，提供所描述能力的战略背景和高层范围。 CV-2：能力分类 规定所有能力的能力等级，在若干体系结构描述中引用。 CV-3：能力阶段 在不同时间点或特定时间段中计划实现的能力。在不考虑执行者和特定区域解决方案的情况下，按照行动、条件、期望效果、遵循的规则、资源消耗与生
11、产以及度量等方面对能力进行的阶段划分。 CV-4：能力依赖 计划的能力和能力逻辑分组定义之间的依赖性。 CV-5：能力 -组织开发映射 能力需求的完成显示了特定能力阶段计划能力的部署和相互联系。 CV-5显示了根据执行者和特定区域及其相关概念所计划的该阶段解决方案。 CV-6：能力 -作战行动映射 能力与其支撑的作战行动之间的映射关系。 CV-7：能力 -服务映射 能力与实现该能力的服务之间的映射关系。 作战视点 OV 作战视点 (OV)集中反映了完成 DoD使命的机构、任务或执行的行动以及彼此间必须交换的信息 。 描述 信息交换的种类、频度、性质，信息交换支持哪些任务和活动 。 作战视点 O
12、V OV-1：高层作战概念图 用图形或文本描述的高层作战概念。 0V-2：作战资源流描述 描述作战活动之间交换的资源流。 0V-3：作战资源流矩阵 描述交换的资源及其相关属性。 0V-4：组织机构关系图 各组织机构之间的隶属关系、指挥关系、协同关系、任务或其他关系。 0V-5a：作战活动分解树 以树形结构组织在一起的各种能力和作战活动。 0V-5b：作战活动模型 能力和行动及其在行动、输入和输出中的关系；其他的还能显示成本、执行者或其他相关信息。 OV-6a：作战规则模型 描述作战活动的三个模型之一。它确定作战活动应该遵守的业务规则。 0V-6b：作战状态转换模型 描述作战活动的三个模型之一。
13、它确定响应事件（通常指非常短暂的行动）的业务流程（行动）。 OV-6c：作战事件跟踪描述 描述作战活动的三个模型之一。它描述想定或事件发展过程中执行作战活动的先后顺序。 服务视点 SvcV 服务视点 (SvcV)集中反映了为作战行动提供支撑的系统、服务和相互交织的功能 。 DoD流程包括作战、业务、情报和基础设施功能 。 SvcV功能和服务资源及要素可以链接到 0V中的体系结构数据 。 这些 系统功能和服务资源支撑作战行动，促进信息交换。 服务视点 SvcV SvcV-1：服务背景描述 对服务、服务项及其相互关系的确定。 SvcV-2：服务资源流描述 对服务之间交换的资源流的描述。 SvcV-
14、3a：系统 -服务矩阵 描述系统和服务之间的支持关系，即一个服务由哪些系统来提供，一个系统提供哪些服务。 SvcV-3b：服务 -服务矩阵 描述服务之间的关系，如服务之间的接口、规划的与现有的接口的对比。 SvcV-4：服务功能描述 描述服务的功能和提供服务时所需的数据流。 SvcV-5：作战活动 -服务跟踪矩阵 描述服务与作战活动之间的支持关系，即一个作战活动由哪些服务来支持，一个服务可以支持哪些作战活动。 SvcV-6：服务资源流矩阵 描述服务间交换的服务资源流要素和交换属性的具体细节。 SvcV-7：服务度量矩阵 描述服务在指定时间段的度量指标。 SvcV-8：服务演进描述 规划服务未来
15、演进发展的路线图，确定每一个关键阶段应该提供哪些服务。 SvcV-9：服务技术和技能预测 期望能在某个时间框架范围中获得的并将影响未来服务发展的新兴技术、软 /硬件产品和技能。 SvcV-10a：服务规则模型 描述服务功能的三个模型之一。描述服务执行时必需遵守的业务规则。 SvcV-10b：服务状态转换描述 描述服务功能的三个模型之一。描述一个服务有哪些状态，以及服务因响应事件而导致服务从一个状态如何转换到另一个状态的。 SvcV-10c：服务事件跟踪描述 描述服务功能的三个模型之一。描述服务之间如何交互、协作，共同完成某个作战任务或活动的。 系统视点 SV 系统视点 (SV)集中反映支持作战
16、行动中的自动化系统、相互交联和其他系统功能的信息 。 随着对 面向服务环境和云计算的重视，在 DoDAF的未来版本中也许不会有系统视点。 系统视点 SV SV-1：系统接口描述 对系统、系统项目及其相互关系的确定。 SV-2：系统资源流描述 描述系统之间交换的资源流。 SV-3：系统 -系统矩阵 描述系统之间的关系，例如，系统之间的接口，计划的和现有的接口对比。 SV-4：系统功能描述 描述系统的功能及执行功能时所需的系统数据流。 SV-5a：作战活动 -系统功能跟踪矩阵 描述系统功能与作战活动之间的支持关系，即一个作战活动由哪些系统功能来支持，一个系统功能可以支持哪些作战活动。 SV-5b：
17、作战活动 -系统跟踪矩阵 描述系统与作战活动之间的支持关系，即一个作战活动由哪些系统来支持，一个系统可以支持哪些作战活动。 SV-6：系统资源流矩阵 描述系统之间交换的系统资源流及其要素。 SV-7：系统度量矩阵 描述系统在指定时间段的度量指标。 SV-8：系统演进描述 规划系统未来演进发展的路线图，确定每一个关键阶段系统应该具备的功能。 SV-9：系统技术和技能预测 列出未来某个时间段内可能会影响系统开发的新兴技术、软 /硬件产品和技能。 SV-10a：系统规则模型 描述系统功能的三个模型之一。描述系统功能执行时必需遵守的业务规则。 SV-10b：系统状态转换描述 描述系统功能的三个模型之一
18、。描述一个系统有哪些状态，以及系统因响应事件而导致系统从一个状态如何转换到另一个状态的。 SV-10c：系统事件跟踪描述 描述系统功能的三个模型之一。描述系统之间如何交互、协作，共同完成某个作战任务或活动的。 数信视点 DIV 数据和信息视点 (DIV)，简称数信视点，反映了体系结构描述中的业务信息需求和结构化的业务流程规则 。 描述 体系结构描述中与信息交换相关的信息，诸如属性、特征和相互关系 。 必要 时，本视点模型中用到的数据需要由多个架构团队来共同考虑 。 DIV-1：概念数据模型 所需的高层数据概念及其相互关系。 DIV-2：逻辑数据模型 数据需求和有组织的业务流程（行动）规则的文档
19、。相当于 DoDAF V1.5 中的 OV-7。 DIV-3：物理数据模型 逻辑数据模型实体的物理执行格式，例如，消息格式、文档结构、物理模式。相当于 DoDAFV 1.5中的 SV-11。 标准视点 StdV 标准视点 (StdV)是用来管控系统各组成部分或要素的编排、交互和相互依赖的规则的最小集。其目的是确保系统能满足特定的一组操作需求 。 标准 视点提供技术系统的实施指南，以工程规范为基础，确立通用的积木块，开发产品线 。 包括 一系列技术标准、执行惯例、标准选项、规则和规范，这些标准在特定体系结构描述中可以组成管控系统和系统 /服务要素的文件(profile)。 StdV-1：标准概览 列出解决方案要遵从的标准、条例条令、规章制度。 StdV-2：标准预测 列出未来某个时间段内可能发布的标准、条例条令，而这些标准、条例条令对解决方案具有潜在影响。
