内容简介

当前，基于模型的系统工程（model - based systems engineering，MBSE）和 SysML 语言在国内工业界和学术界得到广泛应用，但大多停留在作图、描述或建模层面，利用系统模型开展问题分析的案例鲜见。国际业界和研究机构早期也有类似问题，SysML v2 将加强基于模型的分析能力。

基于模型的分析在复杂系统研究领域应用广泛，形式化验证是基础且重要的方面，能确保系统逻辑建模的合理性，在 MBSE 中作用关键，但利用 SysML 系统模型开展形式化模型验证存在诸多不足与挑战，如应用场景和方法难形成标准化框架、对数学和逻辑背景要求高、缺少工具支持等，许多工程团队更依赖传统方法，限制了系统模型价值，制约数字化转型。

本书介绍通过数学方法验证系统模型是否符合预期需求和规范的方法，开展基于系统模型的形式化分析，以解决高端装备和复杂体系设计与评估问题，确保系统正确运行。内容安排上，前 4 章是系统工程、体系架构与框架和建模语言等基础内容；从第 5 章开始，介绍基于系统模型的验证、确认和认证的方法。

在基于模型的设计实践中，形式化验证是确保系统符合严格安全标准和法规的重要手段，与 MBSE 工具链集成实现自动化验证后，可大幅提高验证效率和准确性。译者希望借此为提升国内复杂系统设计能力、加速数字化转型落地提供支撑。

目录

目录
第 1 章 绪论
1.1 验证和确认问题语句
1.2 系统工程
1.3 系统工程标准
1.4 模型驱动架构
1.5 系统工程建模语言
1.5.1 统一建模语言
1.5.2 系统建模语言
1.5.3 功能模块集成定义方法
1.6 本书组织结构
第 2 章 架构框架、模型驱动架构与仿真
2.1 架构框架
2.1.1 Zachman 框架
2.1.2 开放组织架构架
2.1.3 DoD 架构框架
2.1.4 英国国防部架构框架
2.1.5 用于 DoDAF/ModDAF 的 UML 概要文件
2.2 AP233 数据交换标准
2.3 可执行架构或从设计到仿真
2.3.1 为什么是可执行架构
2.3.2 建模和仿真作为可执行架构的使能器
2.4 关于 SE 和 SysML 的 DoDAF
2.5 小结
第 3 章 统一建模语言
3.1 UML 的历史
3.2 UML 图
3.2.1 类图
3.2.2 组件图
3.2.3 组合结构图
3.2.4 部署图
3.2.5 对象图
3.2.6 包图
3.2.7 活动图
3.2.8 活动图执行
3.2.9 用例图
3.2.10 状态机图
3.2.11 序列图
3.2.12 通信图
3.2.13 交互概览图
3.2.14 时序图
3.3 UML 概要分析机制
3.4 小结
第 4 章 系统建模语言
4.1 SysML 历史
4.2 UML 与 SysML 的关系
4.3 SysML 图
4.3.1 块定义图
4.3.2 内部块图
4.3.3 包图
4.3.4 参数图
4.3.5 需求图
4.3.6 活动图
4.3.7 状态机图
4.3.8 用例图
4.3.9 序列图
4.4 小结
第 5 章 验证、确认和认证
5.1 验证和确认技术概述
5.1.1 检查
5.1.2 测试
5.1.3 仿真
5.1.4 引用模型等价性检验
5.1.5 定理证明
5.2 面向对象设计的验证技术
5.2.1 设计透视图
5.2.2 软件工程技术
5.2.3 形式化验证技术
5.2.4 程序分析技术
5.3 系统工程设计模型的验证和确认
5.4 工具支持
5.4.1 形式化验证环境
5.4.2 静态分析器
5.5 小结
第 6 章 用于协同验证和确认的自动化方法
6.1 协同验证和确认方法论
6.2 系统工程专用验证和确认方法
6.2.1 系统设计模型的自动形式化验证
6.2.2 行为设计模型的程序分析
6.2.3 软件工程定量技术
6.3 概率行为评估
6.4 既定结果
6.5 验证和确认工具
6.6 小结
第 7 章 系统工程背景下的软件工程量度
7.1 量度指标概述
7.1.1 Chidamber 和 Kemerer 量度
7.1.2 面向对象设计的量度
7.1.3 Li 和 Henry 量度
7.1.4 Lorenz 和 Kidd 量度
7.1.5 Robert Martin 量度