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出版者:清华大学出版社

作者:乔治A.哈泽里格

出品人:

页数:468

译者:代振宇

出版时间:2003-3

价格:59.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302063261

丛书系列:卡内基·梅隆大学软件工程丛书

图书标签:

• 系统工程
• 数学建模
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• 可靠性
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《深度探索：系统工程的理论与实践》 本书是一部关于系统工程的全面著作，旨在为读者提供对这一跨学科领域的深入理解。它不仅梳理了系统工程的核心概念、方法论和基本原理，更着重于其在复杂系统设计、开发、管理和维护中的实际应用。作者以清晰的逻辑和丰富的案例，引导读者穿越系统工程的宏大图景，洞悉其在现代科技发展和社会进步中所扮演的关键角色。 第一部分：系统工程的基石 引言：理解复杂性 在当今世界，我们面临的挑战日益复杂，从全球性的气候变化到精密的航空航天项目，再到庞大的信息技术基础设施，都需要一种能够有效应对复杂性的方法。系统工程正是应运而生，它提供了一套结构化、综合性的方法来解决这些问题。本部分将从为何需要系统工程出发，阐释系统工程的本质、目的以及其在全球范围内的广泛影响。我们将探讨系统的基本构成要素，以及系统思维的核心理念，为后续的学习奠定坚实的基础。 系统工程的定义与范畴 系统工程并非单一学科，而是一门综合运用科学、技术、工程、管理等知识，对复杂系统进行分析、设计、集成、验证和维护的工程学科。本书将深入剖析系统工程的定义，明确其与其他工程学科的界限与联系。我们将详细阐述系统工程的八个关键过程：需求分析、概念设计、系统设计、集成、测试与评估、部署、运行与维护、退役。通过对这些过程的细致讲解，读者将全面掌握系统工程的工作流程和方法。 系统思维与系统方法论 系统思维是系统工程的灵魂。它强调从整体的视角看待问题，理解事物之间的相互联系、相互作用以及动态演化。本部分将深入探讨系统思维的内涵，包括涌现性、反馈回路、约束与平衡等关键概念。在此基础上，我们将介绍几种主流的系统方法论，例如V模型、螺旋模型、敏捷方法论等，分析它们的优缺点以及适用的场景。读者将学会如何运用系统思维来识别系统边界、定义系统目标、分析系统组成，并选择最适合的系统方法论来指导工程实践。 第二部分：系统工程的核心流程与实践 需求工程：理解并定义“什么” 需求是系统成功的基石。本部分将聚焦于需求工程，详细阐述需求的获取、分析、规格化、验证和管理的全过程。我们将介绍不同的需求获取技术，如访谈、问卷、焦点小组、原型设计等，并深入探讨如何将模糊的用户需求转化为清晰、可衡量的系统需求。读者将学会如何编写高质量的需求规格说明书，以及如何利用需求管理工具来跟踪和控制需求的变更。 系统设计与架构：构建“如何” 当需求被明确后，系统设计便开始勾勒系统的蓝图。本部分将深入探讨系统设计的各个层面，包括功能设计、物理设计、接口设计以及信息设计。我们将重点介绍系统架构的设计原则和方法，包括模块化、分层化、可扩展性、可维护性等。读者将学习如何从整体上规划系统的结构，如何分解复杂的功能，以及如何设计有效的接口以实现各组件之间的协同工作。 系统集成与测试：确保“协同” 将分散的组件整合成一个有机的整体，并确保其按照设计意图正常工作，是系统工程中的关键挑战。本部分将详细阐述系统集成的方法和策略，包括增量集成、一次性集成等。同时，我们将深入讲解系统测试的各个阶段，从单元测试、集成测试到系统测试和验收测试。读者将了解各种测试技术的应用，以及如何设计有效的测试用例来发现和修复系统缺陷。 项目管理与风险控制：保障“成功” 系统工程项目的复杂性往往伴随着高度的风险。本部分将探讨系统工程项目管理的核心要素，包括项目规划、进度控制、成本管理、质量保证和沟通管理。我们将重点关注系统工程中的风险管理，介绍风险识别、风险评估、风险应对和风险监控的整个流程。读者将掌握如何有效管理项目资源，如何预见并应对潜在风险，从而提高项目成功的概率。 第三部分：系统工程的进阶应用与未来展望 复杂系统工程：应对巨型挑战 随着技术的发展，我们所面临的系统规模和复杂性不断攀升，传统的系统工程方法在某些情况下显得力不从心。本部分将聚焦于复杂系统工程，探讨其在航空航天、国防、能源、交通等领域的独特挑战和解决方案。我们将介绍复杂适应性系统（CAS）的概念，以及如何运用建模仿真、人工智能等先进技术来理解和管理这些复杂系统。 软件系统工程：数字化时代的基石 在信息时代，软件系统已经渗透到我们生活的方方面面。本部分将深入探讨软件系统工程的特有之处，包括软件需求工程、软件架构设计、软件开发过程模型（如瀑布模型、敏捷开发、DevOps）、软件测试与质量保证等。我们将重点关注软件系统的可维护性、可扩展性和可靠性，以及如何通过有效的工程实践来应对软件开发中的各种挑战。 人因工程与人机交互：以人为本的设计 一个成功的系统不仅要技术先进，更要易于使用和理解。本部分将强调人因工程和人机交互在系统工程中的重要性。我们将探讨用户需求分析、可用性工程、界面设计原则以及用户体验（UX）设计。读者将学会如何将人的能力、局限性和行为融入系统设计，以创造出更高效、更安全、更令人愉悦的系统。 系统工程的未来趋势：创新与演进 系统工程作为一门不断发展的学科，其未来发展方向充满了无限可能。本部分将展望系统工程的未来趋势，包括人工智能在系统工程中的应用、大数据分析对系统优化的作用、物联网（IoT）带来的新挑战与机遇、以及模型驱动工程（MDE）等新兴方法。我们将探讨系统工程如何适应快速变化的技术环境，以及如何持续为社会发展贡献力量。 总结 《深度探索：系统工程的理论与实践》是一本旨在为读者提供系统工程全面视野的著作。它既有扎实的理论基础，又有鲜活的实践案例，能够帮助工程师、项目经理、技术决策者以及对复杂系统感兴趣的任何人，构建起坚实的系统工程知识体系，从而更有效地解决现实世界中的复杂挑战，推动技术创新和社会进步。

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这本书的篇幅虽然可观，但其目录结构设计得极具智慧，兼顾了不同读者的需求。如果你是初学者，可以直接从第一章的“系统思维导论”开始，作者用简洁明了的语言构建了对“系统”的直观理解，避免了一开始就被复杂的数学公式吓跑。而对于资深人士，可以直接跳跃到后半部分关于“复杂适应系统（CAS）”建模方法的专题章节。我个人最欣赏的是它提供的丰富的“延伸阅读清单”和“动手实践建议”。每当介绍完一个核心方法论，作者都会推荐几篇相关的经典论文或开源工具集，并且会提出一些开放性的思考题，例如“如何量化一个非结构化社区的‘系统健康度’？”这极大地鼓励了读者主动探索和批判性思考，将知识转化为自身能力的过程变得更加主动和有趣。这种从输入到输出的完整学习路径设计，体现了作者深厚的教育理念，让人感觉这是一本“会教书”的书。

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这本书的叙事逻辑流畅得如同高山流水，让人读起来几乎忘记了它在探讨的是如此宏大而复杂的学科。作者没有采用那种堆砌术语和理论的枯燥写法，而是巧妙地将各种理论穿插在一个引人入胜的虚拟项目案例中——一个关于城市智能交通网络的构建。通过这个贯穿始终的主线故事，读者得以观察到需求分析如何演变成高层设计，再到详细的子系统划分与集成测试的全过程。作者对“权衡取舍”的哲学思考尤为深刻。在讨论资源分配和风险管理时，他总能提供多个视角，引导我们去理解在真实世界中，完美是不存在的，决策的艺术就在于找到“最优可接受解”。我特别喜欢其中关于“软性约束”的讨论，比如组织文化、利益相关者期望管理这些非技术因素，是如何深刻影响技术方案落地的。这种贴近实践的叙述方式，使得原本抽象的概念变得鲜活且富有生命力，让我感觉自己不是在学习一本教科书，而是在跟随一位经验丰富的老工程师进行实地考察和指导。

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从语言风格上来说，这本书的作者拥有一种罕见的、近乎诗人般的严谨。他的文字精准、有力，但绝不冰冷。在描述工程实践的残酷性时，例如面对项目失败时的反思，作者的笔触是带着人性的温度的，强调了团队协作中沟通和信任的重要性。他似乎深知，再完美的理论模型，最终也需要由充满情感和局限性的人类去执行。我特别留意到作者在引用经典文献时，常常会配以一些发人深省的格言，这些点缀使得整部作品在严肃的工程学讨论之外，多了一层人文关怀的底色。这种将技术理性与人文感性完美融合的表达方式，使得阅读过程成了一种享受，而不是单纯的脑力劳动。读完之后，我感觉自己不仅在知识层面得到了提升，更在对待工程事业的态度上，也获得了一种更加成熟和审慎的视角。

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这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴。硬壳封面采用了深邃的墨蓝色，触感温润而厚重，仿佛沉淀了岁月的智慧。烫金的书名“系统工程”在光线下熠熠生辉，字体选择了一种既现代又带着一丝古典韵味的衬线体，显得庄严而有力量。内页纸张的克重拿捏得恰到好处，既不易透印，翻阅时又能发出那种令人心安的“沙沙”声。装订工艺更是体现了出版者的用心， अगदी贴合书脊的弧度，即便是摊开到最中间的章节，书页也能平稳服帖，阅读体验极为舒适。我尤其欣赏它在图表和示意图上的处理。那些复杂的流程图和架构分解图，线条清晰，配色讲究，使用了大量的留白，使得即便是初次接触这些概念的读者，也能迅速抓住核心逻辑，不会被信息密度压垮。书本的尺寸适中，方便携带，无论是通勤路上还是午后咖啡时光，都能随时翻阅，沉浸其中。这不仅仅是一本书，它更像是一件精心打磨的工艺品，让人在阅读知识的同时，也能享受到物质层面带来的愉悦感，这种对细节的极致追求，是许多快餐式出版物所无法比拟的。

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坦白说，这本书的学术深度是毋庸置疑的，但更令人称赞的是它对前沿趋势的敏锐捕捉。它远超出了传统课堂上教授的基础模型，而是将目光投向了人工智能、大数据分析在系统生命周期管理中的最新应用。例如，书中对“数字孪生”技术在预防性维护中的作用进行了详尽的剖析，不仅阐述了技术原理，更结合了航空航天和重工业的实际应用案例，对比了不同建模粒度带来的精度和计算成本的差异。作者似乎对未来十年系统工程可能面临的挑战有着清晰的预判，并提前布局了应对策略，比如在处理超大规模、异构异构系统的互操作性问题上，提出的多层次语义映射框架极具启发性。对于我这种希望保持知识迭代的专业人士来说，这本书提供了一个极佳的“知识加速器”，它不仅夯实了基础，更点亮了通往下一代工程范式的路径，让我对未来的技术发展有了更清晰的认知框架。

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