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使用 IBM Rational System Architect 工作区来实施 DoDAF 2 架构

使用该特性来建模不同版本的架构

Franki Schafrik, 资深企业架构师, IBM
Franki Schafrik
Franki Schafrik 有 17 年和全球国防行业客户使用 Rational System Architect 和 DoDAF 的经验。她在国际间进行 DoDAF 的咨询和培训。

简介: 通过实施工作区,您可以在 IBM® Rational® System Architect 之中建模多个版本的架构。本文向您介绍了为以下场景创建的不同版本,以及每一个版本的优势:实施一个企业架构,实施一个当期和未来的架构,集成系统的系统架构,以及交易分析。它还描述了可以分析工作区的四种软件工具。

发布日期: 2011 年 12 月 26 日
级别: 初级 原创语言: 英文
访问情况 : 474 次浏览
评论: 


工作区简介

基本概念

通过实施工作区,您可以在 IBM® Rational® System Architect 之中建模架构的多个版本。您可以为以下的场景创建不同版本的架构:

  • 实施一个企业架构
  • 实施一个当期以及未来的架构
  • 集成系统的系统架构
  • 执行交易分析

工作区的概念非常简单。工作区在概念上与词典非常类似。实施工作区使得您可以打开不同版本的词典。一个工作区的更改不会影响到其他的工作区。这提供了追踪性,原始的和后续的词典版本之间的比较,以及工作区合并(查看 参考资料 部分以得到怎样实施工作区的指示)。

它们工作的方式也很简单:

  1. 创建了一个只读模式的基线,它包含了不会变化的信息(例如,一个公司名的列表)。
  2. 然后在创建工作区时,来自基线的信息会拷贝到工作区之中。

您可以更改或者细化工作区之内的信息,而且您可以在工作区内或者跨工作区内进行报告,以进行分析。


图 1. 工作区概念
带有两个工作区的范例基线

记住与工作区相关的以下信息,这一点非常重要:

  • 一个词典只有一个根(基线)工作区。
  • 从根工作区创建的所有工作区都继承了父类的基线;因此,它们继承了所有的图表与定义。
  • 您可以查看一个词典基线,但是您不能编辑它,因为它是只读的。
  • 用户一次只能打开一个工作区。当您更改档案工作区时,活动工作区之中所有打开的项目都会关闭掉。
  • 多个用户可以在相同的工作区内建模。

您还考虑以下的这些工作区限制:

  • 不想要使用多个词典,并将它们放到伪文件架构下的词典之中
  • 不支持在单个的词典中不同的属性设置(所有的工作区使用相同的 usrprops 文件)
  • 不要为对象使用 包裹 或者 名字区域(支持超过一个对象拥有相同的名字)
  • 不支持在更高层次上访问控制分组
  • 不要用于解决正交性的问题

为工作区开发规范以及非规范的 DoDAF 2 架构

本文中的场景基于 规范 以及 非规范 架构的概念,以及那些架构中所包含的内容,如 DoDAF 2 标准所述。这一部分提供了关于规范架构层以及非规范架构层的信息,并描述了使用工作区建模架构的常用方法。

在 DoDAF 2.0 之中定义有三种规范的架构层:

  1. 开发架构 为其他的两层提供了治理功能。它是在机构性层次或者联合员工层次上开发的,例如,它可以是整个美国海岸警卫队或者只是海岸警卫队一个部门,例如后勤部门的架构。它应该包含全局信息格以及 DoD Information 企业架构,以确定低层的架构也考虑了需求与其附属。部门层次的架构就是定义的视图与任务。
  2. 功能或者部门架构 描述了以下领域特定功能的使用:
    • 业务(例如,后勤部门开发员如何执行日常任务)。
    • 获取(需要获得什么构件或者服务来满足后勤部门分配的功能)。
    • 战术操作 (例如,定义一个架构以描述后勤部门是怎样为国家安全支持执行操作的)。该架构介绍了日常的业务是如何完成的,对于特定的机构单元,或者特定的环境(例如在伊拉克进行一场战争)。
  3. 构件架构 查看特定的需要(例如,什么时候为国家安全执行操作,后勤部门需要什么系统或者服务)。这就是为操作性环境支持技术和服务定义的地方。构件架构显示了需要什么新型服务和技术来支持操作,或者当期使用什么服务和技术。这就是传统的“项目”架构,或者 方案 架构。

这三个层次有助于控制架构之中的模型元素,以创建对术语的标准使用。例如,机构性单元是在部门层次上定义的。当您在创建一个功能层次架构时,它应该重复使用部门层次已经定义的机构性单元。这可以加速建模,并使得它变得更加精确。它还为决策制定者提供了部门层次上的功能,以查询多个功能或者方案架构中使用的一般数据。优势在于,例如,如果您要重命名一个机构性单元,删除,或者重新组织,那么影响可以在整个企业的范围内进行评价,而不像今天常见的那样,一个部门中发生变化时,另外一个部门却不会有回应。

在用于定义的 DoDAF 2 中有四个 规范性 架构层,在每一个规范层中,创建什么类型的架构。

工作区之中的 DoDAF 模型

本文涉及到了可能为项目创建的基本 DoDAF 产品。可以使用其他的评审,但是为了让范例尽可能地简单,只有以下的产品才会得到处理(System View 产品类似于 Service View 产品,所以限制并不是意味着范围没有得到处理):
  • AV-1
  • CV-1
  • OV-1
  • OV-2
  • OV-4
  • OV-5
  • SV-1
  • SV-2
  • SV-4
  • DIV-2
  • DIV-3
  1. 操作性 架构描述了业务和战术性操作,并关注于功能视图,项目视图,以及操作性视图。
  2. 系统 架构描述了系统视图和标准视图上的系统,网络,以及交流功能。它应该基于操作性架构。
  3. 服务 架构描述了内部性和外部性服务功能,关注于服务视图和标准视图。它应该建立在操作性架构的基础之上。
  4. 方案 架构查看的是已存在的架构,并决定将来作出什么更改。它使用所有需要的视图来定义方案。

如图 2 所示,非规范架构存在于每一个规范化架构层上。


图 2. 规范性和非规范性架构层
每个规范性架构中存在的非规范性架构

工作区有助于确定架构之内的稳定性,并遵循命名规则以及其他的架构性治理需求。

使用工作区实施规范性和非规范性架构

规范性架构:

  • 部门架构(基线)
  • 功能或者部门架构(工作区)
  • 构件架构(功能作为基线,构件作为工作区,可以被开发周期划分)

图 3. 分解为功能架构的部门架构
图之前以及图之后

非规范性架构

  • 操作性(基线)
  • 系统(基线)
  • 服务(基线)
  • 方案(工作区)

图 4. 功能架构分解为多个方案架构
图表之前和之后


使用工作区的场景

本文所展示场景基于处理项目的真实世界经验,但是这并不意味着只有一种方法去建模这些类型的项目,也不意味着特定的模型也在基线之中。

场景 1:企业架构的实施

企业架构在大多数的 DoD 构件之内实施。通常出现的一个问题是,怎样在 System Architect 中记录规范架构的层次,以及怎样管理更改。

例如,美国海岸警卫队实施了一个企业架构。它们拥有一个部门架构之内活动,系统,以及公司的标准列表。这些标准被业务行使用,以开发功能或者部门架构(例如,后勤或者金融)。这可以确保每一行的业务都使用相同的术语。它还可以帮助业务行理解它们的交流点(例如,后勤部门怎样与金融部门相交流)。

使用工作区,可以创建企业层次的图表与定义,它限制了低层次架构的开发。例如,这可以确保在所有的架构项目之中,都稳定地使用系统名。它还支持在多个架构之间的报告,因为相同的名字在公司之间得到了使用(例如,创建一个报告以查看消除或者自动化一个角色的效果)。

企业架构可以创建一个或者两个方法,以开发标准企业工件的列表。最佳用例场景就是在部门层次架构之上创建该架构元素(系统列表,公司名,等等),该架构在功能/部门层次以及方案层次上得到了扩展。在有些情况下,定义方案或者功能/部门层次,然后从不同的架构中筛选一般的元素变得更加轻松了(范例:从三个功能/部门架构中得到系统的列表,并在部门架构之中创建一个完整的列表)。


图 5. 使用工作区的规范性架构层的分解
图:从部门到方案架构

出于简便性的考虑,该范例假设一种底到顶的方法。

企业架构(EA)项目之内的基线根工作区(部门层次)应该包含以下的内容:

  • CV-1(整个公司可用功能的列表)
  • OV-4(整个公司的机构性聊天)
  • OV-5a/b(公司执行的高层次活动)
  • DIV-2(公司之间实体的企业范围内数据模型)
  • 系统与技术的列表(Technical Reference Model)

基线还应该包含架构元素或者图表,它们有低层次的架构。例如,如果部门必须遵循 Federal Enterprise Architecture Framework(FEAF),那么 FEAF 数据元素应该包含到基线之中。另外一个范例是其他公司限制的公司,比如美国海岸警卫队和国家安全局。应该包含两个架构之间稳定的元素(例如,使用美国国家安全局的企业数据模型)。

工作区由功能/部门架构组成,它应该在基线可用的信息上展开。例如,一个功能可能向企业数据模型添加其他的实体,以处理特定的需求。

功能/部门架构工作区应该包含:

  • AV-1(解释创建架构的观点,例如,后勤功能)
  • OV-1(描述什么功能或者部门必须操作)
  • OV-2(功能或者部门内执行者之间的资源流程)
  • OV-5a/b 分解(采取基线的高层次活动,并提供具体的细节)
  • SV-1(描述支持功能或者部门系统之间的资源流程 -- 系统应该基于来自基线系统的列表)
  • SV-2(描述 SV-1 中系统之间的物理学界面-- 系统应该基于来自基线系统的列表)
  • DIV-2(改进企业数据模型)
  • DIV-3(反映功能/部门之内使用的物理学数据库)

在功能或者片段架构完成和批准之后,对部门架构做出需要的更改,然后片段架构的功能被分解为多个方案架构,而功能或者片段作为一个基线。


图 6. 活动被分解为方案层次,最底层的规范架构层
3 个显示分解的图表

使用工作区来定义企业架构的优势

  • 在机构内部会稳定地使用相同的术语,消除混乱,并支持在公司之间的部门层次上进行报告。
  • 架构开发将会非常快捷,因为每一个低层次的架构都会使用预定义的定义和图表实现。
  • 报告可以在工作区之间完成,以确保稳定性(例如,确保系统名不会发生变动)。
  • 使用企业范围的数据实现一个新的词典(例如,一个新型的功能/部门词典)非常简单,只需要创建一个新的工作区。
  • 更好地集成系统,因为潜在的数据元素拥有相同的名字与数据格式。
  • 系统功能降低了重复性,并且对已存在的系统功能进行了再使用

场景 2:当前架构以及未来架构的实施

DoD 对查看公司的当前状态并不感兴趣。它们还必须为未来制定计划,以确保未来的功能得到识别和预算,这样这些功能才会得到开发。计划的时间线通常是 1,5,10,或者 20 年。

一个典型的案例就是美国航天部门的空间侦查监视项目。功能,例如更强大的处理和改进的收集能力,在满足这些功能的技术就绪之前就得到了规划。当技术就位之后(更好的相机,以及发射更大卫星的能力),项目按计划进行以实施新的功能,并且在 30 多年间,空间项目的需求都没有发生更改。

工作区使得这种类型的规划变得简单起来,在词典中的每一个工作区,都可以代表未来的某段时间。因为更改一个工作区内的定义或者图表,都不会影响到其他工作区内相同名字的定义或者图表。在每段时间内都可以作出更改和更新,而报告将会识别工作区内的更改。


图 7. 不同的时间框架内定义的功能架构
显示当前年份为 10 的图表

基线架构一般是功能/部门架构,因为计划是在该层次上执行的(假设功能/部门映射到一个公司内部的构件,例如美国海岸警卫队的后勤部门)。它应该包括当前的(现在的)模型:

  • AV-1
  • CV-1
  • OV-1
  • OV-2
  • OV-4
  • OV-5
  • SV-1
  • SV-2
  • SV-4
  • DIV-2
  • DIV-3

工作区基于未来的时间线。工作区中将会编辑到的产品包括:

  • CV-1(添加未来的功能)
  • OV-1(使用新功能描述新的操作)
  • OV-2(显示需要的其他执行者和资源流程;执行者和资源流程可能也被删除掉)
  • OV-4(显示随着时间的变化执行者或者人员的重新组织,退出以及添加)
  • OV-5(其他的低层次活动可能得到添加,但是 OV-5 中的大多数更改都是为活动产生和使用的数据准备的)
  • SV-1(它会显示系统界面随着时间的变化,以及系统的添加或者删除)
  • SV-2(这将会显示执行者或者系统之间物理交流的更改)
  • SV-4(其他的系统功能可能得到添加,以满足一个新的功能,或者利用新型的技术)
  • DIV-2(新型功能所需要的其他条目与属性)
  • DIV-3(数据库技术改进时物理数据库实施的潜在性更改)

使用现状架构以及将来架构工作区的优势

  • 在性能评价中追踪一项更改(例如:86% 可用性在未来的五年间增加到 95%)
  • 在系统界面中追踪一项更改
  • 追踪系统的替换情况
  • 分析一项新执行者或者角色消除或者引入的影响
  • 更好地进行预算
  • 识别满足一项新功能所需要的新资源

场景 3:系统集成架构

大型的项目,或者 系统的系统,通常会被分解为小型的,更好管理的项目。这些项目一般是由一个或者更多的承包商接手的,这些承包商在开发系统构件时有较强的专业性。但是所有的项目最终都会得到集成,以让整个系统变得可以交互操作。

新窗格的开发就是这种类型系统的一个范例。一个承包商可以构建引擎,另一个窗格主体,另一个分析器,等等。所有这些系统都需要引入到集成的系统之中。通过按照标准的方法记录子系统,并提供高层次的集成计划,系统的集成需要更少的重复劳动,并且更容易实现。


图 8. 为集成式子系统定义的方案架构
显示带有四个子系统构件(根)的图表

基线架构一般是构件架构,它会识别将会被构建的系统或者系统的系统。它应该包含高层次的设计模型:

  • AV-1
  • CV-1
  • OV-1
  • OV-2
  • OV-4
  • OV-5
  • SV-1
  • SV-2
  • SV-4
  • DIV-2
  • DIV-3

工作区可以是子系统,并且由子承包商分解。基线模型将会得到进一步的分解,以显示子系统设计。在工作区内将会得到编辑的模型包括:

  • OV-2(显示子系统所需要的其他执行者和资源流程;基线 OV-2 只会在高层次上详细显示)
  • OV-5(如果分配给子承包商的活动需要时,可以添加其他低层次的活动)
  • SV-1(显示特定子系统和资源流程的其他细节)
  • SV-2(这将会向子系统之内使用的物理交流显示详细信息)
  • SV-4(可以分解系统功能,以识别子系统低层次系统功能之间的内部性资源流程)
  • DIV-2(需要其他的条目与属性,以提供子系统所需要数据的详细信息)
  • DIV-3(子系统的物理数据库实施)

为集成式架构使用工作区的优势

  • 设计的治理
  • 集成的消除,因为集成点得到了清晰的理解
  • 分析确保每个子系统的需求都得到了满足
  • 集成点风险的识别与管理
  • 子承包商系统界限的清晰定义
  • 系统界限之间的常用术语
  • 如果子系统发生更改,进行影响分析
  • 系统集成的时间线可以得到识别,因为系统的附属性得到了清晰的理解

场景 4:Trade-off 分析

DoD 通常需要研究进行潜在方案的交易分析。他们通常做研究,去测试使用新型技术的可能性。

美国空军智能收集项目就是关于它的一个很好的范例。在军事监视的早期历史中,二战之后,兴起了一场关于使用高空飞艇,改进式轰炸机(RB-29),以及改进式战斗机(RF-84)来收集情报的辩论。每一项功能的频率和时间都得到了分析(航程/突破率,可靠性,被探测和俘获的风险性),关于找到什么资源来提供最成功结果的决策也制定了。

通过提供一个操作性场景,然后研究每一种潜在性方案(对于空军来说,使用资源来收集情报),工作区简化了不同潜在性方案的分析。方案的技术现实性成为非常明显的一面,并能够满足操作性需求以及性能评价。可以基于每一个潜在性方案的结果来制定决策。


图 9. 带有四个交易方案的构件架构范例
交易分析架构图

基线架构一般是构件架构,因为构件架构包含了高层次的操作性需求,方案必须要满足这些需求。该架构可以是当前的(当前),或者是未来的状态(未来)架构。它应该包含未来(未来)模型的当前(现在)状态:

  • AV-1
  • CV-1
  • OV-1
  • OV-2
  • OV-4
  • OV-5
  • SV-1
  • SV-2
  • SV-4
  • DIV-2
  • DIV-3

工作区基于分析的不同选项。大多数的工程工作都查看不同的系统查看相关的选项;操作性环境之中的信息并不会得到变化。在工作区中将会得到更改的产品包括:

  • SV-1(它会显示其他的,或者编辑过的,系统界面)
  • SV-2(它将会显示执行者或者系统潜力之间的物理性交流,基于灵活性分析的新技术)
  • SV-4(其他的系统功能可以得到添加,以利用新的技术)
  • DIV-3(由于添加新功能,对物理数据库实施所造成的潜在性更改)

为交易分析使用工作区的优势

  • 报告各种选项成本的能力
  • 为各种选项报告性能措施以及相关需求的能力,以避免不合适工程的方案
  • 确保操作性环境没有发生变化,以让选项变得更加灵活
  • 追踪与不同选项相联系的任务的能力
  • 不同选项之间的标准化以便更轻松的分析(定义名保持一致;图表包含稳定的数据)

工作区分析工具

SA Compare 特性

您可以使用 Rational System Architect SA Compare 设施,来显示工作区之间的变更。例如,SA Compare 可以与 DoDAF 2 架构一起使用,以识别任意的更改:

  • 工作区内项目名的变更(例如:根目录下机构名稍后在工作区之中得到了更改)
  • 根源与工作区之间的添加与删除(范例:工作区中添加的其他系统功能,或者工作区中系统的删除)
  • 随着时间的添加或者删除(如果工作区是基于时间的话)
  • 定义内对属性的更改

如果您想要得到更多信息,您可以查看 Rational System Architect 信息中心之中的 SA Compare 部分,见于 参考资料

IBM Cognos 软件

IBM® Cognos® 业务智能以及性能管理软件支持工作区之间的报告。它还可以用于运行执行计算的报告。使用带有 DoDAF 2 架构的 Cognos 范例包括:

  • 活动完整列表的报告包含在两个工作区之内(SA Report Generator 只能报告工作区之内的内容,而不是工作区之间的内容)
  • 提供多个工作区之间的最高系统功能列表
  • 为所有工作区之间的系统功能和活动提供全部的成本(可以运行报告运行以查看哪个选项是最高成本,哪一个是最低成本)
  • 报告一个系统所需要的所有资源流程(可以运行报告的集成操作,以显示创建集成系统所需要的所有资源流程)

如果您想要得到更多信息,您可以查看 Rational System Architect Information Center 中所列出的 SA Compare 文献,它列在 参考资料 之中。

Rational Focal Point 软件

IBM® Rational® Focal Point 软件提供了市场驱动的以及业务驱动的产品,和概述管理。使用带有 DoDAF 的 Focal Point 的范例包括:

  • 特定工作区或者跨工作区的操作板,有助于管理项目风险,日程安排,以及成本
  • 使用目标性信息,来做出基于定量分析的设计决策,而不是猜测哪一种是最节省成本,以及最低风险的方法
  • 获取客户需要的优先级,这样架构就反映了最高优先级的功能。
  • 路线图以及规划功能,以分析未来的发展趋势

如果想要得到更多信息,您可以查看 参考资料 之中所列出的 Rational Focal Point 概述引用。

Rational DOORS 软件

IBM® Rational® DOORS 是一种工具,它提供了一种综合性的需求管理环境。需求可以从 Department Level 联系至 Component Level,以显示构件架构满足 Capability 与 Department 所有高层次的需求。范例使用带有 DoDAF 2 架构的 DOORS 包括:

  • 图表上的图像指示符有一个相应的需求
  • 报告显示没有相关需求的架构元素,以及没有与架构相联系的需求(遗忘的需求)。
  • 3 个规范性架构层层次需求的管理,以及层次之间的追踪性。
  • 架构上的标准和治理可以位于 DOORS 上,并且与架构相联系。
  • 架构变更或者需求变更的影响分析可以使用报告轻松完成。

如果您想要得到更多信息,您可以查看 参考资料 中所列出的 Rational DOORS 概述页面。


参考资料

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Franki Schafrik

Franki Schafrik 有 17 年和全球国防行业客户使用 Rational System Architect 和 DoDAF 的经验。她在国际间进行 DoDAF 的咨询和培训。

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ArticleTitle=使用 IBM Rational System Architect 工作区来实施 DoDAF 2 架构
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