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    September 26

    系统工程师的企业架构

    系统工程师还要在开发下关注当前的系统,而并不需要再关注它所支持的大型企业。本文探讨了企业架构和系统架构之间连接点,并讨论了企业架构是怎样向系统架构提供输入,同时还对其有所限制的。它的目标是帮助系统工程师获取深入理解系统支持的企业的架构,是怎样限制并改造创建系统的项目了。在今天的商业驱动的企业中,在企业的业务功能和项目执行的功能之间,有一种直接的关系。

    系统开发的变更蓝图

    今天的企业,正在从提供单独功能的管道系统,向评价服务以提供强壮有效操作的更加集成的系统进行转变。结果,企业内的系统得到更紧密的集成,变更它们的努力也变得更加复杂。处理项目的系统工程师就不再能够只关注变更的系统,还需要意识到系统是怎样与企业中的其他系统进行交流的。

    图 1 提供了这种变更的强调的概述。以前业务架构是由独立的烟囱架构支持的。从企业架构到系统工程师有完全不同的切换及其相关的问题。今天,系统开发是更加有业务驱动的。IT 和系统花费的金融责任性有强烈的需求,花费必须返回至他们的商业利益。因此,商业和开发之间并列是关键的。在企业架构的参入与系统工程师之间是更加连续的,产生更大的业务/IT 并列,并贡献于生命周期内的技术管理。企业架构停留的时间变长,系统工程师更早的参入其中。最后,执行的服务支持操作期间的数据采集以及监控工作。对回馈的分析驱动了进一步的变更。

    显示架构和工程并列的图表

    图 1. 生命周期早期的并列架构和工程





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    定义

    在讨论不同层次的系统时,清晰的定义模糊给出不同定义以及使用的词语,是十分重要的。

    企业

    企业的定义是一家商业公司 i 。机构可以是一家公司的一部分,一个完整的公司,或者是不同公司之间的合作部门。为了简化我们的讨论,让我们想象一家企业作为我们的公司。虽然查看一家企业有很多种方法,但是为了合理的研究企业的发展,把它想象成一个大型的系统时很有用的,就像一个系统:a)它像投资者提供特定的价值;b)它的资金允许它的正常操作;c)它执行一些操作,满足一系列的需求;d)它由一系列的组件组成,工人和低层次的系统,他们联合在一起完成它们的功能。(贯穿这篇文章的词语“组件”,是用于指与其他部分相合作的整体的一部分)。

    企业架构

    企业架构有许多的定义。您可以将企业架构看做一个合适的名词(例如,企业架构的原则),正如您看到的那样,我们没有安装那种方式来使用它。我们所讲的企业架构,是作为企业架构的描述。企业架构的原则将不同视角的业务,战略,过程,方法以及组件联系到一起。这些视角是由企业架构的不同方法定义并改变的。企业架构是由企业架构师创建的。所以企业架构师的责任远远超过了这里所讨论的。

    这样企业架构的目的,正如文章中定义的那样,是描述企业的组件,它们的关系,它们是怎样合作的,以及它们是怎样与“外部的世界”相联系的、一个企业架构为企业组件的执行提供了方向。组件的执行导致了企业状态的变更。

    系统

    系统组成一个统一完整的,服务一个共同目 ii 的一组项目。共同的目的就是系统存在的原因。一个或者多个投资者会意识到系统需要完成的目的。因此系统的目的是满足一系列投资者的需求,也就是所谓的系统需求。这些需求包含展现的功能,以及对于给定的质量和限制因素,这些展现的功能是怎样实现的(例如,非功能性的需求)。系统通过执行一系列的操作来满足它们的需求。这些操作能够满足投资者的需求。因为系统是一组项目,所以系统的操作实际上是由这些组件的操作来实现的。

    注意到组件可以是任何事情会是十分重要的:硬件,软件或者人员。参入一个系统作为合作组件的人员叫做工人。有一些组件本身就可以当做独立的系统,通常被叫做亚系统。实际上,工人也可以被当做系统,如上所述,但是我们并没有像这样对待它们,而是当做一个基本的对象,因为我们不关注它们的部分是怎样在内部协作的。

    系统工程师

    标题系统工程师应用于与系统工程 应用于使用与系统工程有关的个人。我们看到“系统工程师”会对一切事情负责,从计划到需求获取,到架构获取,到集成再到测试。许多这些活动超出了传统系统工程的原则。在本文中,我们关注系统工程师的角色,以确保开发努力的结果会与企业的剩余部分相“配合”,并以稳定的格式操作。基本上,在与大型企业强制的限制因素相一致时,创建或者更新系统架构是系统工程师的责任。

    程序

    一个程序会变更企业的状态,以提供一些新的或者改善的功能。它的目的是通过变更企业的一部分,来使企业从初始状态转化为完成状态。程序是由一个或者多个(通常更多)项目来执行。注意程序拥有比整个企业更小的范围。但是为了简化这里的讨论,我们只会讨论对整个企业有影响的程序。

    项目

    项目是带有特定关注,开始,以及末端的开发活动,它想要交付贡献功能的可评价的结果。项目关注向企业引入新系统或者变更一个已存在的系统是很常见的,虽然他的范围可以更大或者更小。项目拥有它们自己的目标和预算。它们一般会与其他项目相联合以作为程序的一部分(见于图 2)。

    显示程序和项目交流的图表

    图 2. 程序和项目是怎样影响企业的





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    企业层次的描述

    不管是否得到记录,每一个企业都有一个架构,它由组件以及它们的关系还有合作组成的,通常获取到图片,图表,文件,模型以及等等。除了架构以外,企业也有一系列它需要满足的需求。也会有测试来决定企业完成需求的程度。

    再一次,不管是否得到记录,每一个企业都有它的需求和测试。当企业组件的新版本得到部署时,将会执行一系列的测试以确保组件满足了它的需求,包括它不会破坏高层次的功能,因为它与其他组件交流的方式。如果这些测试发现一些问题的话,那么它们会被当做企业缺陷直到它们得到解决(问题可以是新发布的组件,或者交流组件的不能预料的行为)。

    因此,我们将会看到这些产品,当它们存在并得到合并时,将会组成企业关键元素的完整描述(见于图 3):

    • 需求(以及它们的驱动因素诸如动机和目标)
    • 架构(包括设计和实现)
    • 测试
    • 缺陷
    显示企业初始产品的图片

    图 3. 企业的初始产品





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    程序变更了企业

    正如以上定义的那样,程序的目的就是将企业从初始状态移到完成状态。许多次,这个包括创建一系列描述完成状态的产品。但是,如果当前的状态得到完善的记录,那么重新记录程序变更的部分事情(需求,架构和测试)就不是必要的。只需要更新带有程序描述的变更的已存在初始产品。这些变更就是需要向初始产品应用的三角区,以描述需要的完成状态。

    程序不是从无到有的,而是描述初始状态的变更。这假设初始状态得到良好的理解(获取)。如果不是这种情况,那么所有就没有失去。因为以任何方式记录完成状态是必要的,创建的产品可以在程序完成以后变成企业层次的初始产品。

    程序的范围可以从变更企业的一方面,到转变整个的企业。因此,为企业产生整个系列的初始产品,就很容易超出单个程序的范围。随着越来越多的程序接触到企业的更多领域,这个空白就得到了填补。这种方法避免了任意变更程序可以开始之前,需要等待完整系列的初始产品的问题。这种方法可以一直进行,直到企业初始产品的剩余空白,相对变小,并通过单独的努力来处理以直接使空白消失。为了达到企业的完整和稳定代表,所有的企业程序必须使用标准的惯例,来代表初始和完成的产品(或者至少将它们的产品从标准的惯例转变或者转变至标准的惯例),而且实际上企业必须开始在前面程序创建的程序之上构建产品。否则在不同程序创建的产品之间建立联系,并达到企业的单个稳定代表,会变得极端困难。而且,初始产品必须作为单个稳定的储存库进行维护。储存库是如何构建的,它是否是单个文件或者数据库的联合已变得不再重要。重要的是它可以作为一个稳定的代表进行维护和访问。

    如果(或者一旦)企业初始产品可以得到利用,程序应该从这些产品开始,并获取需要执行程序的变更。这包含了需求,架构的更新,以及变更初始以与需求的变更保持一致这三者的三角区。这些需求的变更,就算它们稍后进行非正式的交流或者改善之后也是这样,驱动架构三角区。不管是需求三角区还是架构三角区都可以使变更进到测试集中。

    随着程序得到实现(这就是说,程序在实现之后),测试可以得到实施,以证实需求得到满足,并探测到实施中,需求中,或者测试本身的所有缺陷。正常情况下,所有发现的缺陷都可以在程序的范围之内得到解决,因此变成额外的企业层次的缺陷。

    在程序的结尾,企业就处在程序定义的完成状态中。因为这是企业的新初始状态,所以企业层次的初始状态需要得到更新。这是很直接的,因为程序已经产生了对产品的所有需求的变更。查看图 4 中产品流的图示(注意因为多个程序可以同时进行运行,所以这次企业可能实际上会有超出本程序讨论范围的额外变更。这些额外的变更可以合并到程序结尾的企业初始状态中)。

    显示产品流程

    图 4. 程序和企业层次之间的产品流





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    项目实施程序

    程序定义了一系列创建或者变更端到端功能的变更。为了达到这些新的功能,创建新的系统和/或变更多个已存在的系统(可能通过获取新的程序或者变更一个过程),是十分必要的。定义并执行多个项目是通常的,每一个影响的系统都有一个,以达到总体的程序目标。

    每一个项目都有一个它想要达到的特定范围。该范围与执行新功能所需的架构变更直接相关。这就是说,程序定义了影响系统需要什么新功能,以执行功能,每一个项目执行了它的系统的新功能。虽然对于项目来说执行超过一个程序的变更是可能的,但这是一种非常特殊的情况,因此不在此做讨论。

    程序层次的需求在多个系统的合作中得到执行是最常见的。在这些条件下,创建一个程序层次的设计,以显示系统是如何合作的。这种设计向每一个涉及到的系统分配责任。并且责任与它们在合作中扮演的角色相对应。但是,有时一个程序层次的需求会在单个系统中完整的执行。在这些情况下,程序层次的需求会直接分配给单个系统。查看图 5 以得到这些关系的图示。

    显示需求流程

    图 5. 程序到项目需要流程

    但是在这里,在执行项目时,我们并不需要从无开始,除非项目是从新系统中创建的。如果项目的目标是变更一个已存在的系统,那么系统就有一个初始的状态了。它拥有满足的需求,一个架构,执行的测试,可能还会有一些公开的缺陷。如上所述,对于初始的企业产品,如果这些产品不能获取,那么它们可以创建一系列的项目。这对企业产品也是成立的,系统产品需要在储存库中以一种稳定的形式进行维护,以有效的评价它们。

    初始的系统产品,就像初始的企业产品那样,包含了需求,架构,测试以及已存在的缺陷。这样,如果一个系统拥有已存在的初始产品,那么它就不必从空白开始,而是创建它的完成状态以作为存在产品的变更。就像程序对企业产品提供了更新一样,项目队系统产品也提供了更新。查看图 6 以得到系统初始产品和项目产品之间的关系。

    显示项目和系统层次的流程

    图 6. 项目和系统层次之间的产品流程





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    整合到一起

    上面介绍的,通过执行程序和项目,为企业和系统的发展提供了端到端的流程,包括它们的初始产品。需要承认的是,这是一个简化的视图,假设企业及其系统之间只有一步。显然还存在额外步骤的可能性。但是,相同的方法也适用。方法可以稳定的应用到每一个层次的分解,以及对于哪一个机理(程序,子程序,项目,子项目等等)更新了这些干扰层次做出合适的决定。图 7 为这个简化的视图提供完整的端到端的流程。

    显示贯穿企业的产品流

    图 7. 从企业到系统的端到端流程





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    结论

    一些公司有管理拥有企业和系统层次的产品的成熟经验,并从评价这些产品中获益匪浅。其他公司刚刚起步,已经意识到未来的利益。但是,目标和方法总是一致的。为了有效的管理企业的发展,全面理解当前的需求和功能,以及怎样达到这些功能(它的功能)是必需的。而且,理解系统在测试和已存在的缺陷方面的运行情况,是十分必要的。

    重构每一项项目上的产品是没有什么效率的。而且,公司想要重复使用已存在的 知识,并让产品按企业要求的那样进行发展。因此,对当前状态有精确认识的公司,能够有效的计划企业的发展,并通过评价每一项项目上的产品来减少总共的花费。就算对整个公司来说,要获取完整系列的产品时不现实的,但是公司仍然在从获取企业部分产品中获利,获取的部分越大,收益就越大。

    没有对当前状态的精确观察,每一个项目都必须 a)通过在继续发展项目之前检查企业,来创建当前状态的代表;b)通过连续的应用前面程序执行的变更,来尝试构建当前状态的代表;或者 c)放弃尝试代表当前的状态,并试着变更未知的架构,希望变更不会产生不想要的结果。我们看见了有公司尝试了所有的三种选择,结果只是痛苦的发现,保持当前企业状态的精确看法,对有效操作是十分必要的。

    公司从再利用系统层次的产品中也受益匪浅。一家企业有许多的系统,因此系统的数量大大增加了再使用的收益。大多数系统的复杂性,发展的已经超出了单个人可以完全保持在心的能力范围。获取需求,架构,测试以及系统缺陷的产品对交流都是必需的。评价从一个项目到另一个项目产品的利益包括:更好的稳定性,更少的错误以及总体减少的无用功。

    我们已经论证了企业的架构,是怎样为程序的发展提供一个基础的。私人程序和整个的公司都指定企业状态变更的程序中获益匪浅。项目进化系统从初始状态不断发展的。但是这样做只是会满足项目提供的分配以及获得的需求。为了完成这个循环,项目和程序必须对初始状态以及企业产品应用它们的变更,这样它们对下一次变更所做的努力就是很精确的。

    IBM®提供了一系列的产品和方法,以支持贯穿生命周期的 Enterprise Architect 和 Systems Engineer。如果您想要知道关于这些特定产品的更多信息,那么这项链接就是一个好的开始地方。对于这种方法,图 8 验证了这些方法时这样应用在整个软件生命周期的。

    模型驱动的系统开发 服务型建模 & 架构 *1 组件业务建模 *1 IBM 全球服务方法 *1
    视图
    战略
    获取
    需求
    业务架构
    服务架构
    同时
    技术架构
    设计
    实施
    测试
    部署
    *1 IBM 全球商业服务

    图 8. 支持整个软件生命周期的 Enterprise Architects 与 Systems Engineers 的方法

    文章中呈现的简单视图,为公司中的共同理解提供了一个基础。通过清晰的验证我们已经描述过的关系,系统工程师最好能够理解他们的努力是怎样被全体的企业架构限制,以及对其有所贡献的。而且,我们验证了企业业务功能和项目执行的功能之间的直接关系。





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    高级话题

    还有一些值得提及的话题,但是全力的介绍它们超出了本文的讨论范围:

    • Service Oriented Architecture (SOA):通过建立初始的企业产品,特定的架构以及贯穿企业的普通服务可以变得更加清晰。结果,分析架构和定义程序以执行 SOA 就变得更加容易了。
    • 分布式开发:通过弄清产品类型以及程序和项目之间的关系,那么他们必须满足的责任和标准的并立就变得更加清晰了。这就使得责任可以有效地分布到地理上分散的开发中心,不管是在公司内部还是外部。
    • 标准的环境:虽然不做要求,但是一个标准的环境(普通的开发过程和工具,变更管理,配置管理,以及评价收集和报告),可以再整个项目和程序中得到利用,产生额外的利益。另外,普通的环境会支持项目中产品需要的普通代表。

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