Язык системного моделирования

Коллаж диаграмм SysML

Язык системного моделирования ( SysML ) — это язык моделирования общего назначения для приложений системной инженерии . Он поддерживает спецификацию, анализ , проектирование , проверку и валидацию широкого спектра систем и систем систем .

SysML изначально был разработан в рамках проекта спецификации с открытым исходным кодом и включает лицензию с открытым исходным кодом для распространения и использования. SysML определяется как расширение подмножества унифицированного языка моделирования (UML) с использованием механизма профилей UML . Расширения языка были разработаны для поддержки системной инженерии.

Контраст с UML

SysML предлагает несколько улучшений, касающихся системной инженерии, по сравнению с UML , который был разработан как язык моделирования программного обеспечения. Эти улучшения включают следующее:

• Диаграммы SysML лучше выражают концепции системного проектирования благодаря удалению программно-ориентированных ограничений UML и добавлению двух новых типов диаграмм: диаграмм требований и параметрических диаграмм. Первый может использоваться для разработки требований ; последний может быть использован для анализа производительности и количественного анализа . Благодаря этим улучшениям SysML может моделировать широкий спектр систем, которые могут включать аппаратное обеспечение, программное обеспечение, информацию, процессы, персонал и оборудование.
• SysML — сравнительно небольшой язык, который легче изучить и применять. Поскольку в SysML удалены многие программно-ориентированные конструкции UML, общий язык меньше как по типам диаграмм, так и по общим конструкциям.
• Таблицы распределения SysML поддерживают распространенные виды распределения. В то время как UML обеспечивает лишь ограниченную поддержку табличных обозначений, SysML предоставляет гибкие таблицы распределения, которые поддерживают распределение требований, функциональное распределение и структурное распределение. Эта возможность облегчает автоматическую проверку и валидацию (V&V), а также анализ пробелов.
• Конструкции управления моделями SysML поддерживают модели, представления и точки зрения. Эти конструкции расширяют возможности UML и архитектурно соответствуют стандарту IEEE-Std-1471-2000 (Рекомендуемая практика IEEE для описания архитектуры систем с интенсивным программным обеспечением).

UML 2 SysML повторно использует семь из четырнадцати « именных » типов диаграмм . и добавляет две диаграммы (диаграммы требований и параметрические диаграммы), всего девять типов диаграмм. SysML также поддерживает таблицы распределения — табличный формат, который можно динамически получить из отношений распределения SysML. Таблица, в которой сравниваются диаграммы SysML и UML 2, доступна в FAQ по SysML.

Рассмотрите возможность моделирования автомобильной системы: с помощью SysML можно использовать диаграммы требований для эффективного определения функциональных требований, требований к производительности и интерфейсу, тогда как с помощью UML применяются ограничения диаграмм вариантов использования для определения функциональных требований высокого уровня. Аналогичным образом, с помощью SysML можно использовать параметрические диаграммы для точного определения производительности и количественных ограничений, таких как максимальное ускорение , минимальная снаряженная масса и общая мощность кондиционирования воздуха . UML не предоставляет простого механизма для сбора такого рода важной информации о производительности и количественной информации.

Что касается остальной части автомобильной системы, расширенные диаграммы активности и диаграммы конечных автоматов могут использоваться для определения встроенной логики управления программным обеспечением и информационных потоков для бортовых автомобильных компьютеров. Другие структурные и поведенческие диаграммы SysML можно использовать для моделирования заводов, производящих автомобили, а также интерфейсов между организациями, работающими на заводах.

История

Инициатива SysML возникла в январе 2001 года в результате решения рабочей группы по проектированию систем, управляемых моделями Международного совета по системной инженерии (INCOSE), о настройке UML для приложений системной инженерии. Следуя этому решению, INCOSE и Группа управления объектами (OMG), которая поддерживает спецификацию UML, в июле 2001 года совместно учредили Группу специальных интересов в области системного проектирования OMG (SE DSIG). SE DSIG при поддержке INCOSE и ISO AP. 233 разработала требования к языку моделирования, которые впоследствии были выпущены OMG в UML для запроса предложений по системному проектированию (UML для SE RFP; документ OMG ad/03-03-41) в марте 2003 года.

В 2003 году Дэвид Оливер и Сэнфорд Фриденталь из INCOSE попросили Криса Кобрина , который успешно возглавлял группы разработчиков языков UML 1 и UML 2, возглавить их совместные усилия по ответу на запрос предложений UML для SE. В качестве председателя SysML Partners Кобрин придумал название языка «SysML» (сокращение от «Язык моделирования систем»), разработал оригинальный логотип SysML и организовал группу разработчиков языка SysML как проект спецификации с открытым исходным кодом. Фриденталь занимал должность заместителя председателя и помог организовать первоначальную команду SysML Partners.

В январе 2005 года компания SysML Partners опубликовала проект спецификации SysML v0.9. Позже, в августе 2005 года, Фриденталь и несколько других первоначальных партнеров SysML ушли, чтобы создать конкурирующую команду подачи SysML (SST). Партнеры SysML выпустили спецификацию SysML v1.0 Alpha в ноябре 2005 года.

OMG SysML

После серии конкурирующих предложений по спецификациям SysML в апреле 2006 года OMG была предложена группа по слиянию SysML. Это предложение было проголосовано и принято OMG в июле 2006 года как OMG SysML, чтобы отличать его от исходной спецификации с открытым исходным кодом, на основе которой оно было получено. Поскольку OMG SysML создан на основе SysML с открытым исходным кодом, он также включает лицензию с открытым исходным кодом для распространения и использования.

Спецификация OMG SysML v. 1.0 была выпущена OMG как доступная спецификация в сентябре 2007 года. Текущая версия OMG SysML — v1.6, выпущенная OMG в декабре 2019 года. Кроме того, SysML был опубликован Международной организацией по стандартизации (ISO) в 2017 году как полный международный стандарт (IS) ISO/IEC 19514:2017 (Информационные технологии — язык моделирования групповых систем управления объектами).

OMG работает над следующим поколением SysML и 8 декабря 2017 года опубликовал запрос предложений (RFP) для версии 2 после открытого процесса стандартизации. Итоговая спецификация, которая будет включать усовершенствования языка, основанные на опыте применения языка, будет включать профиль UML, метамодель и сопоставление между профилем и метамоделью. Второй запрос предложений на интерфейс прикладного программирования (API) и сервисы SysML v2 был выпущен в июне 2018 года. Его цель — повысить функциональную совместимость системного проектирования на основе моделей инструментов .

Диаграммы

SysML включает 9 типов диаграмм, некоторые из которых взяты из UML .

• Диаграмма деятельности
• Диаграмма определения блока
• Внутренняя блок-схема
• Схема упаковки
• Параметрическая диаграмма
• Диаграмма требований
• Диаграмма последовательности
• Схема конечного автомата
• Диаграмма вариантов использования

Инструменты

Есть несколько поставщиков инструментов моделирования, предлагающих поддержку SysML. Списки поставщиков инструментов, поддерживающих SysML или OMG SysML, можно найти на форуме SysML. или SysML веб-сайты соответственно.

Обмен моделями

В качестве OMG UML 2.0 профиля модели SysML предназначены для обмена с использованием стандарта обмена метаданными XML (XMI). Кроме того, ведутся работы по согласованию архитектуры для поддержки стандарта ISO 10303 (также известного как STEP, стандарт обмена данными модели продукта) AP-233 для обмена информацией между системного проектирования программными приложениями и инструментами .

См. также

• СоаML
• Язык энергетических систем
• Методология объектного процесса
• Универсальный системный язык
• Список инструментов SysML

Дальнейшее чтение

• Бальмелли, Лоран (2007). Обзор языка системного моделирования для разработки продуктов и систем (PDF) . Журнал объектных технологий, том. 6, нет. 6, июль – август 2007 г., стр. 149–177.
• Деллигатти, Ленни (2013). SysML Distilled: Краткое руководство по языку системного моделирования . Аддисон-Уэсли Профессионал. ISBN  978-0-321-92786-6 .
• Холт, Джон (2008). SysML для системной инженерии . Институт техники и технологий. ISBN  978-0-86341-825-9 .
• Вейлкиенс, Тим (2008). Системное проектирование с использованием SysML/UML: моделирование, анализ, проектирование . Морган Кауфманн / The OMG Press. ISBN  978-0-12-374274-2 .
• Фриденталь, Сэнфорд; Мур, Алан; Штайнер, Рик (2016). Практическое руководство по SysML: язык системного моделирования (Третье изд.). Морган Кауфманн / The OMG Press. ISBN  978-0-12-800202-5 .
• Дуглас, Брюс (2015). Гибкая системная инженерия . Морган Кауфманн. ISBN  978-0128021200 .

Внешние ссылки

• Введение в язык системного моделирования (SysML), часть 1 и часть 2 . YouTube.
• Проект спецификации открытого исходного кода SysML. Предоставляет информацию, связанную со спецификациями открытого исходного кода SysML, часто задаваемыми вопросами, списками рассылки и лицензиями на открытый исходный код.
• Веб-сайт OMG SysML Содержит информацию, связанную со спецификацией OMG SysML, учебниками по SysML, документами и информацией о поставщиках инструментов.
• Статья « Статья EE Times о SysML (8 мая 2006 г.) »
• Команда SE^2 MBSE Challenge: « Моделирование телескопа »
• Статья « Объяснение языка системного моделирования » (формат PDF)
• Брюс Дуглас: Гибкие системы реального времени и разработка программного обеспечения
• Список популярных инструментов моделирования SysML