1、社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)Socio-technical Systems目標(biāo)n解釋什么是一個(gè)社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)以及它與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有什么區(qū)別n介紹自然系統(tǒng)特性，如可靠性和安全性等n說明系統(tǒng)工程和系統(tǒng)采購(gòu)過程n解釋一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)環(huán)境如何影響到它的設(shè)計(jì)和使用n討論遺留系統(tǒng)并說明為何對(duì)許多業(yè)務(wù)來(lái)說它們是關(guān)鍵的課題：n自然系統(tǒng)特性n系統(tǒng)工程n機(jī)構(gòu)、人員和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)n遺留系統(tǒng)什么是系統(tǒng)？n為了達(dá)到一些共同的目標(biāo)，有目的地把一些具有內(nèi)在聯(lián)系的組件集合起來(lái)，使它們?cè)谝黄鸸ぷ鱪一個(gè)系統(tǒng)包括軟件、以及機(jī)械、電氣和電子硬件，它是由人來(lái)操作的n系統(tǒng)組件依賴于其它系統(tǒng)組件n系統(tǒng)組件的行為和特性總是相互混合在一起的系統(tǒng)分類n技術(shù)型的

2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)n系統(tǒng)含有軟件和硬件，而操作人員和操作過程一般不能視為系統(tǒng)的一部分。n社會(huì)-技術(shù)型的系統(tǒng)n系統(tǒng)既包含技術(shù)型的系統(tǒng)又包含操作過程和人，人與技術(shù)系統(tǒng)相互作用。社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)由機(jī)構(gòu)的組織策略和規(guī)則來(lái)掌控。社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)的特性n自然性質(zhì)n系統(tǒng)的整體性質(zhì)，它取決于系統(tǒng)的組件及其關(guān)系。n不確定性n當(dāng)呈現(xiàn)相同的輸入時(shí)它們未必總會(huì)產(chǎn)生相同的輸出結(jié)果，原因是系統(tǒng)的行為部分依賴于人的操作。n與機(jī)構(gòu)目標(biāo)的關(guān)系復(fù)雜n系統(tǒng)對(duì)機(jī)構(gòu)目標(biāo)的支持程度不僅僅由系統(tǒng)本身決定。自然性質(zhì)(Emergent properties)n系統(tǒng)的自然性質(zhì)是整體的，它不能從一個(gè)系統(tǒng)的組件的特性中推斷出來(lái)的n自然特性是系統(tǒng)組件之間關(guān)系

3、的一個(gè)結(jié)果n只有把組件集成為一個(gè)系統(tǒng)之后，才能評(píng)估和測(cè)量它們自然性質(zhì)的例子n容量（Volume）n取決于系統(tǒng)組件的裝配和連接方式。n可靠性（Reliability）n取決于組件的可靠性，但是組件間的互動(dòng)可能會(huì)引起難以預(yù)料的系統(tǒng)故障進(jìn)而影響整體的可靠性。n保密性（Security）n是一個(gè)很難測(cè)量的復(fù)雜特性。甚至可能會(huì)受到參與系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的蓄意攻擊而被突破內(nèi)建防線。n可修復(fù)性（Repairability）n該特性反映了修復(fù)系統(tǒng)問題的容易程度。取決于診斷問題和找到故障組件并進(jìn)行修正或替換的速度。n可用性（Usability）n該特性反映了系統(tǒng)使用的容易程度。它與技術(shù)型系統(tǒng)組件、操作人員以及操作環(huán)境

4、有關(guān)。自然性質(zhì)的類型n功能特性n一個(gè)系統(tǒng)的所有組件放在一起工作的時(shí)候，它才表現(xiàn)出來(lái)。例如，只有在把一輛自行車的所有部件都安裝好之后，它才具有運(yùn)輸裝置的功能特征n非功能特性n這方面的例子是可靠性、性能、安全性和保密性。這些都與在系統(tǒng)操作環(huán)境中的系統(tǒng)行為有關(guān)。對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而言，它們常常是很關(guān)鍵的，如果在這些特性上的出錯(cuò)率達(dá)不到指定的最低要求，就可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能使用。系統(tǒng)可靠性過程n因?yàn)榻M件是相互關(guān)聯(lián)的，所以缺陷可以在系統(tǒng)中傳播n由于組件之間存在著不可預(yù)見的相互聯(lián)系，使系統(tǒng)錯(cuò)誤經(jīng)常發(fā)生n預(yù)測(cè)所有可能的組件關(guān)系幾乎是件不可能的事n軟件可靠性測(cè)量可能得到的是一個(gè)系統(tǒng)可靠性的偽裝影響可靠性的因素n硬件

5、可靠性n硬件部件出現(xiàn)故障的可能性有多大以及修復(fù)它的時(shí)間有多長(zhǎng)？n軟件可靠性n一個(gè)軟件組件輸出不正確可能是怎樣的情況。軟件和硬件的故障通常是不一樣的，區(qū)別在于軟件不存在磨損n操作員可靠性n在系統(tǒng)操縱員出錯(cuò)之后可能會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況？可靠性關(guān)系n硬件故障可能會(huì)產(chǎn)生超出軟件指定的輸入值范圍的偽信號(hào)n軟件差錯(cuò)可能會(huì)觸發(fā)警報(bào)使操縱員緊張而出現(xiàn)操作錯(cuò)誤n系統(tǒng)的安裝環(huán)境可能影響它的可靠性“不應(yīng)該”性質(zhì)n像性能和可靠性這樣的特性是可以測(cè)量的n然而，有些系統(tǒng)特性是用“不應(yīng)該”來(lái)展示的，例如：n安全性，系統(tǒng)不應(yīng)該以不安全的方式使用n保密性，系統(tǒng)不應(yīng)該允許非授權(quán)者使用n測(cè)量和評(píng)估這些特性是非常困難的系統(tǒng)工程n對(duì)社會(huì)-

6、技術(shù)型系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)格說明、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、驗(yàn)證、部署和維護(hù)n涉及到系統(tǒng)所提供的服務(wù)、在系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)作上的限制條件以及系統(tǒng)的使用方式等方面系統(tǒng)工程過程n通常遵守瀑布模型，原因是要并行開發(fā)系統(tǒng)的不同部分n因?yàn)橛布母膭?dòng)代價(jià)高，所以只允許在階段之間有小范圍的反復(fù)，軟件或許成為硬件問題的補(bǔ)償。n不同學(xué)科的工程師必須在一起工作是難免的n這會(huì)產(chǎn)生很多誤會(huì)。不同學(xué)科使用不同的術(shù)語(yǔ)，并且需要很多的溝通。工程師們又要完成自己的計(jì)劃The systems engineering process一個(gè)空中交通控制系統(tǒng)涉及的分支系統(tǒng)需求定義n在這個(gè)階段，有三種需求定義n抽象功能需求。用抽象的方式定義系統(tǒng)需求n系統(tǒng)特性。定義系

7、統(tǒng)總的非功能性需求n非意愿特性。指出不可接受的系統(tǒng)行為n還要為系統(tǒng)定義整個(gè)機(jī)構(gòu)的目標(biāo)系統(tǒng)目標(biāo)n應(yīng)該說明為什么要為了一個(gè)特別的環(huán)境而購(gòu)買一個(gè)系統(tǒng)n功能目標(biāo)n例如，為大樓提供一個(gè)火災(zāi)和入侵報(bào)警系統(tǒng)，它能夠在起火或有非授權(quán)者闖入的時(shí)候，對(duì)內(nèi)和對(duì)外發(fā)出警報(bào)n機(jī)構(gòu)目標(biāo)n例如，確保在發(fā)生火災(zāi)或非法入侵的事件后，大樓里常規(guī)的工作仍可進(jìn)行，不會(huì)受到嚴(yán)重的破壞系統(tǒng)需求問題n通常開發(fā)復(fù)雜的系統(tǒng)來(lái)解決頑劣問題（wicked problems）n對(duì)問題沒能完全理解n在有規(guī)格說明之后系統(tǒng)發(fā)生了變化n在系統(tǒng)的生存期中，始終要對(duì)硬件和通訊方面的進(jìn)展進(jìn)行預(yù)測(cè)n在不知系統(tǒng)組件結(jié)構(gòu)的情況下，很難確定系統(tǒng)的非功能性需求系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程

8、n劃分需求n把需求分成相關(guān)的組n識(shí)別子系統(tǒng)n識(shí)別出一組子系統(tǒng)，它們?yōu)榱藵M足系統(tǒng)需求而集合在一起n把需求分配到子系統(tǒng)n當(dāng)采用商品化現(xiàn)貨進(jìn)行集成時(shí)，會(huì)產(chǎn)生特別的問題n指定子系統(tǒng)功能n定義子系統(tǒng)接口n它是并行開發(fā)子系統(tǒng)的關(guān)鍵活動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題n在把需求劃分到諸如硬件、軟件和人的組件過程中需要進(jìn)行大量的協(xié)商n困難的設(shè)計(jì)問題通常喜歡留給軟件來(lái)解決n硬件平臺(tái)可能與軟件需求不匹配，軟件必須對(duì)此進(jìn)行彌補(bǔ)需求和設(shè)計(jì)n需求工程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)難免要聯(lián)系在一起n由系統(tǒng)的環(huán)境和其它系統(tǒng)所施加的約束使設(shè)計(jì)選擇受到限制，所以實(shí)際所用的設(shè)計(jì)可能是一個(gè)需求n初始的設(shè)計(jì)可能是為了構(gòu)造需求n只有進(jìn)行了設(shè)計(jì)，才會(huì)更多地理解需求

9、需求/設(shè)計(jì)的螺旋模型系統(tǒng)建模n它是一種體系結(jié)構(gòu)模型，表現(xiàn)出一個(gè)系統(tǒng)由子系統(tǒng)組成的抽象視圖n可能會(huì)包括子系統(tǒng)之間的主要信息流n常常表示為一個(gè)框圖n在模型中，可以識(shí)別出不同類型的功能組件防盜報(bào)警系統(tǒng)警報(bào)系統(tǒng)組件分類n傳感器移動(dòng)傳感器和門傳感器；n致動(dòng)器警報(bào)器；n通訊組件電話呼叫器；n協(xié)調(diào)組件警報(bào)控制器；n接口聲音合成器。系統(tǒng)組件n傳感組件n從系統(tǒng)環(huán)境中搜集信息。例如在一個(gè)空中交通管制系統(tǒng)中的雷達(dá)；n致動(dòng)組件n引起系統(tǒng)環(huán)境一些變化。例如在過程控制系統(tǒng)中的數(shù)值，它使一個(gè)管道的物質(zhì)流增加或減少；n計(jì)算組件n對(duì)一個(gè)輸入執(zhí)行計(jì)算和產(chǎn)生一個(gè)輸出。例如在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的浮點(diǎn)處理器；系統(tǒng)組件n通訊組件n允許系統(tǒng)組件

10、進(jìn)行通信。例如通過網(wǎng)絡(luò)連接分散的計(jì)算機(jī)；n協(xié)調(diào)組件n協(xié)調(diào)其它系統(tǒng)組件的互動(dòng)。例如在實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的調(diào)度程序；n接口組件n促進(jìn)其它系統(tǒng)組件的互動(dòng)。例如操縱員界面；n所有系統(tǒng)組件目前一般由軟件控制。所有系統(tǒng)組件目前一般由軟件控制。空中交通管制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)開發(fā)n它是并行開發(fā)硬件、軟件和通信的典型項(xiàng)目n可能會(huì)涉及到一些商品化現(xiàn)貨系統(tǒng)的采購(gòu)問題n在實(shí)施小組之間缺乏溝通n在應(yīng)對(duì)系統(tǒng)變化方面表現(xiàn)出的官僚和遲鈍的機(jī)制，意味著開發(fā)計(jì)劃可能要被拖延，原因是需要返工。系統(tǒng)集成n是把硬件、軟件和人合在一起，變成一個(gè)系統(tǒng)的過程。n應(yīng)該用增量的方式來(lái)解決，使得在一段時(shí)間里集成一個(gè)子系統(tǒng)。n通常在這個(gè)階段發(fā)現(xiàn)子系統(tǒng)之間的

11、接口問題。n所交付的一些不協(xié)調(diào)的系統(tǒng)組件可能會(huì)引起問題系統(tǒng)安裝n在系統(tǒng)開發(fā)完成后，要把系統(tǒng)安裝到客戶的環(huán)境中n對(duì)環(huán)境的假設(shè)可能不正確n在引入新的系統(tǒng)的時(shí)候可能會(huì)遇到人的阻力n有時(shí)候系統(tǒng)可能要與備用系統(tǒng)共存n可能有物理安裝問題（例如布線問題）n還要確定操作員培訓(xùn)的問題系統(tǒng)進(jìn)化n大型系統(tǒng)生命很長(zhǎng)，為了適應(yīng)變化要求，它們必須進(jìn)化n進(jìn)化的成本固然是很高的n必須要從技術(shù)和業(yè)務(wù)兩方面對(duì)變化進(jìn)行分析n子系統(tǒng)的交互會(huì)產(chǎn)生難以預(yù)料的問題n很少能找到做出最初設(shè)計(jì)決定的理由n改變系統(tǒng)的同時(shí)，也損壞了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)n有時(shí)把需要維護(hù)的現(xiàn)存系統(tǒng)稱為遺留系統(tǒng)系統(tǒng)退役n當(dāng)系統(tǒng)使用壽命到期后，要退出它的服務(wù)n可能需要清除哪些污染環(huán)境

12、的物質(zhì)（例如危險(xiǎn)化學(xué)品）n應(yīng)該在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就要計(jì)劃好封裝n可能需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)和轉(zhuǎn)換，以供一些其它系統(tǒng)使用機(jī)構(gòu)/人/系統(tǒng)n社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)是為了幫助機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)它的業(yè)務(wù)目標(biāo)的機(jī)構(gòu)組織中的一部分n如果你不了解一個(gè)系統(tǒng)使用的機(jī)構(gòu)環(huán)境，系統(tǒng)就很難滿足業(yè)務(wù)和用戶的實(shí)際需要。系統(tǒng)環(huán)境的層次結(jié)構(gòu)SecuritysystemHeatingsystemLigh tingsystemPo wersystemWastesystemWatersystemTo wnStreetBuilding人和機(jī)構(gòu)的因素n過程變化n系統(tǒng)需要改變它在環(huán)境中的工作流程嗎？n工作變化n系統(tǒng)是否使在一個(gè)環(huán)境中的用戶的技能貶值或者是使他們要改

13、變它們的工作方式？n機(jī)構(gòu)變化n系統(tǒng)是否會(huì)改變一個(gè)機(jī)構(gòu)的政治權(quán)利結(jié)構(gòu)？機(jī)構(gòu)過程n系統(tǒng)工程過程和機(jī)構(gòu)的采購(gòu)過程相互交疊和作用n操作過程是指為了達(dá)到系統(tǒng)的意圖而使用系統(tǒng)的相關(guān)過程。n操作過程應(yīng)該設(shè)計(jì)得足夠靈活，并且不要強(qiáng)迫操作以一種特定的方式來(lái)完成。重要的是作為操作者的人可以主動(dòng)的解決出現(xiàn)的問題。采購(gòu)/開發(fā)過程系統(tǒng)采購(gòu)n一個(gè)機(jī)構(gòu)為了某種需要而要獲得一個(gè)系統(tǒng)n在采購(gòu)前，一些系統(tǒng)規(guī)格說明和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常常是必不可少的n你需要一個(gè)規(guī)格說明書來(lái)制定一個(gè)系統(tǒng)開發(fā)合同n規(guī)格說明書還可以幫助你購(gòu)買到一個(gè)商品化現(xiàn)貨系統(tǒng)。這通常總是要比從草圖開始開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)要便宜得多n復(fù)雜的大型系統(tǒng)通常是一個(gè)由現(xiàn)成構(gòu)件和專門設(shè)計(jì)組件組成

14、的混合體。對(duì)這些不同類型的組件的采購(gòu)過程常常是不同的。系統(tǒng)采購(gòu)過程采購(gòu)問題n可能會(huì)不得不修改需求，使現(xiàn)有的組件派上用場(chǎng)。n需求規(guī)格說明書可以是系統(tǒng)開發(fā)合同的一部分n通常都有一個(gè)合同談判期，以便在承包商開始建造所選擇的系統(tǒng)之后允許一些變動(dòng)。承包商與分包商n在采購(gòu)大型硬件或軟件系統(tǒng)的時(shí)候，一般要依賴某些主要承包商。n子合同會(huì)分發(fā)給提供系統(tǒng)部件的其它供應(yīng)商。n客戶與主承包商進(jìn)行聯(lián)系，并不直接與分包商打交道。承包商/分包商模式遺留系統(tǒng)n是用舊的和過時(shí)的技術(shù)開發(fā)的社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)n對(duì)某個(gè)業(yè)務(wù)的操作十分關(guān)鍵，拋棄它們常常要冒風(fēng)險(xiǎn)n銀行顧客會(huì)計(jì)系統(tǒng)n飛機(jī)維護(hù)系統(tǒng)n遺留系統(tǒng)限制了新的業(yè)務(wù)過程并消耗公司一部分可

15、觀的預(yù)算。遺留系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)遺留系統(tǒng)的組成n硬件可能是過時(shí)的大型機(jī)硬件。n支撐軟件可能是由已經(jīng)不再經(jīng)營(yíng)的提供商提供的支撐軟件。n應(yīng)用軟件可能是用過時(shí)的編程語(yǔ)言編寫的n應(yīng)用數(shù)據(jù)常常是不完整和不一致的n業(yè)務(wù)過程可能具有軟件結(jié)構(gòu)和功能方面的限制n業(yè)務(wù)策略和規(guī)則可能是隱含的并嵌在系統(tǒng)軟件內(nèi)社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)要點(diǎn)n社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)硬件、軟件和人。并且它是為了滿足某些業(yè)務(wù)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的。n自然性質(zhì)是代表系統(tǒng)整體的特性，而不是它的組件部分。n系統(tǒng)工程過程包括規(guī)格說明、設(shè)計(jì)、開發(fā)、集成和測(cè)試。系統(tǒng)集成特別關(guān)鍵。要點(diǎn)n人和機(jī)構(gòu)的因素對(duì)社會(huì)-技術(shù)型系統(tǒng)的操作方面的有很大的影響。n在系統(tǒng)采購(gòu)、開發(fā)和操作過程之間的相互作用是復(fù)雜的。n遺留系統(tǒng)是一個(gè)