系统认识的学习笔记 (2)

软件系统的形式,主要包含数据、指令、以及数据与指令的形式关系。数据与指令的形式关系,主要体现在指令对数据具有处理转换能力;指令与指令的形式关系,主要体现在逻辑与序列关系。

此外,指令的执行可具有层次性。多个指令可以组合成更层次的例程,比如组件。在组件层面,主要结构关系是映射、互补、连接、交换、层次关系。这些构成了软件系统的形式关系。

系统的方法 自顶向下与自底向上

系统的方法,通常有自顶向下与自底向上两种。

自顶向下是从系统的高层次功能作为起点,逐层往下分解,设计和构思多个层次的子系统的功能;自底向上,则从最底层的元素作为起点,先弄清楚元素及形式关系,然后逐层向上组合,实现不同层次的子系统的形式和功能。

在设计阶段,通常采用自顶向下,避免在系统的迷宫中迷失;在实现阶段,通常采用自底向上,因为要根据元素的特性及形式关系来实现子系统的功能。

在构建(子)系统的形式与功能的过程中,往往要在形式与功能领域之间交替地跳跃地思考。先在形式领域持续深入地思考,再跳跃到功能领域持续深入地思考。反之亦然。

视图与投影

要使系统的功能和形式更加直观化,需要借助一定的可视化工具来描绘系统。

有两种视图:集成视图与投影视图。集成视图,主要描绘系统的高层次的视图,包含其子系统的功能及形式关系;投影视图,主要描绘构成子系统的低层次子系统的功能及内部的形式关系,或者说,从某个角度观察到的系统的剖面图。 可以先创建一个集成视图,然后通过不同角度的投影,得到投影视图。

集成视图,可以采用 OPM ;投影视图,可以采用 UML 或 SysML。读者可自行查阅资料,此处不再详述。

系统的影响

系统是开放的。系统与环境的交换,体现了系统的影响。

系统功能与环境需求是双向影响的,相互适配的。一方面,环境需求的变化,要求系统功能去适应,系统的功能要发生变化,则其形式也会发生变化,这促成了系统的演化,人的进化就是例子;另一方面,系统形式与功能的先进性,也会引领和影响环境,促使环境在一定程度上去适配系统,比如苹果手机在IT行业的引领。无论哪种情形,系统功能与环境都会达到最终的相互适配。

通常情况下,是环境变化引领系统的适应。当环境变化起主导作用,系统必须做出改造和优化,去适应环境的变化,否则,系统就会逐渐衰退和消亡。系统的改造与优化,必定是在形式与功能的基础原理上进行。改变形式,从而改变功能,去适应环境变化。

小结

系统思维和系统思考,是一种非常强大的思想和方法论。本文探讨了系统的主要特征、系统的形式与功能、系统的基本方法、系统的影响,初步勾勒了系统认识的轮廓。系统之路,路漫漫其修远兮。

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