逻辑架构模型开发概念原则详解

逻辑架构模型开发可以用作“开发候选架构模型和视图”活动的一项任务，或者系统架构定义过程的一个子过程(参见系统架构)。它的目的是详细描述未来工程系统的功能和行为的模型和视图，因为它应该在服务中运行。感兴趣的工程系统(系统利益（SoI）)的逻辑架构模型由一组相关的技术概念和原则组成，它们支持系统的逻辑操作。它可能包括功能架构视图、行为架构视图和时间架构视图。根据领域的不同，在架构框架中建议使用其他附加视图。

注意:术语逻辑架构是系统架构的表达式逻辑视图的缩写。

概念和原则

功能架构模型

功能架构模型是一组功能及其子功能，它们定义由系统执行的转换，以完成其任务。

功能和输入-输出流——在系统架构中，功能和输入-输出流是架构实体。功能是转换输入并产生输出的动作，包括数据、材料和/或能量。这些输入和输出是功能之间交换的流项。的一般数学符号功能y =ƒ(x, t), x和y的向量可以表示图形和t =时间。

为了确定系统的完整功能集，必须确定系统所需的所有功能及其派生需求，以及这些功能的相应输入和输出。一般来说，有两种功能:

Ø 直接从功能和接口需求导出的功能。这些功能表示满足系统需求所需的系统预期服务。

Ø 从物理架构模型的可选解决方案派生和发布的功能，并依赖于设计的结果;此外，它们依赖于技术选择来实现逻辑架构模型要素。

功能层次结构/功能分解-最高水平的层次结构(图1),它可以代表一个系统作为一个独特的核心功能(定义为系统的任务),在许多方面类似于一个“黑盒”(“F0”计划在图1 0),为了了解详细,什么系统,这个“head-of-hierarchy”(F0)分解成项子功能(F1, F2, F3, F4)分组组成一个层次结构的子(A0)计划,等等。功能层次结构中最后一层的功能可以称为叶功能(plan A2中的F21、F22、F23、F24)。层次(或分解)将一个复杂的或全局的功能分解为一组功能，这些功能的物理解决方案是已知的、可行的或可能想象的。

功能层次结构的这个视图表示一个静态的功能视图，根据所使用的集成方法，该视图将在多次迭代中在不同的级别填充。通常，它不是由单一的自顶向下分解创建的。静态功能层次结构本身并不表示交换输入和输出流的效率，可能需要与下面的其他模型一起查看。

Figure 1.功能分解

行为架构模型

行为架构模型是功能及其子功能以及接口(输入和输出)的一种安排，它定义了执行顺序、控制或数据流的条件以及满足系统需求所需的性能水平。行为架构模型可以描述为一组相互关联的功能和/或操作模式场景。

控制(触发器)——控制流是作为功能执行条件激活功能的要素。该要素的状态或它所代表的条件激活或禁用该功能(或其要素)。一个控制流可以是一个信号或一个事件，例如一个被移动到on位置的开关，一个警报，一个触发器，一个温度变化，或键盘上的一个按键的推动。

(功能的)场景——功能的场景是作为序列执行的功能链，并由一组控制流进行同步，以实现输入到输出的全局转换，如下图所示。功能场景表示上层功能的动态。通过考虑功能层次结构的每一层和系统层次结构的每一层的两个场景来开发行为架构。当表示功能和行为架构模型的场景时，使用图作为建模技术是合适的，例如功能流框图(FFBD) 或活动图，使用SysML开发。图2和图3提供了这些图的示例。

Figure 2. Illustration of a Scenario (eFFBD)

Figure 3. Illustration of a Scenario

操作模式-功能的场景可以通过抽象每个功能的输入到输出的转换，并关注功能及其控制的活动或非活动状态来查看。这个视图称为模式场景，它是作为系统各种模式之间的转换序列执行的模式链。从一种模式到另一种模式的转换由控制流(事件/触发器)的到达触发。事件或触发器到达后，可以在两种模式之间的转换中生成操作(功能)，如下面的图4所示。

Figure 4. Scenario of Operational Modes

行为模式——在定义场景或行为架构模型时，架构师可能会选择识别和使用已知的模型来表示预期的转换和行为。模式是通用的基本模型，根据治疗的复杂性，其复杂程度或多或少。模式可以用不同的符号表示。行为模式分为几类，可以在下面的例子中看到:

链接功能的基本模式或构造——如序列、迭代、选择、并发、多个出口、带出口的循环和复制。

复杂模式——如监控处理、交换消息、人机接口、模式监控、进程实时监控、队列管理和监视中的连续监控。

故障检测、识别和恢复(FDIR)模式——例如被动冗余、主动冗余、半主动冗余和降低性能的处理。

责任编辑：PSY

原文标题：逻辑架构模型开发

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