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由于长期分散建设，当前的信息化发展面临信息割裂及业务难以互通等问题，亟待一种从全局出发的、自顶向下的和统一规划的信息系统设计思路，即顶层设计。本书从信息系统建设所面临问题的角度出发，以推动信息系统一体化建设为目标，深入分析了顶层设计的定位、作用、目标和内容，系统性地梳理了顶层设计技术体系；对顶层设计中涉及的主要技术进行了介绍，以军事信息系统为背景阐述了需求开发、体系结构设计、信息资源规划、技术体制论证、顶层设计验证及顶层设计参考资源等方面的理论方法；总结了顶层设计技术的应用现状，结合军事应用提出了具体的应用方法及示例，讨论了工程应用和认识中存在的具体问题。

第1章  顶层设计	1
1.1  顶层设计问题的提出	2
1.2  顶层设计的概念	3
1.2.1  顶层设计的定义	4
1.2.2  相关概念辨析	5
1.2.3  顶层设计的特点	7
1.3  顶层设计的地位与作用	8
1.3.1  顶层设计的定位	8
1.3.2  顶层设计的作用	9
1.4  顶层设计的目标与内容	10
1.4.1  顶层设计的目标	10
1.4.2  顶层设计的基本原则	11
1.4.3  顶层设计的主要内容	11
参考文献	12
第2章  顶层设计技术	13
2.1  顶层设计技术的概念	14
2.2  顶层设计技术分类组成	15
2.2.1  技术体系组成	15
2.2.2  需求开发技术	15
2.2.3  体系结构技术	16
2.2.4  信息资源规划技术	17
2.2.5  技术体制论证技术	18
2.2.6  顶层设计验证技术	19
2.3  顶层设计技术现状与发展	20
2.3.1  需求开发技术	20
2.3.2  体系结构技术	25
2.3.3  信息资源规划技术	30
2.3.4  技术体制论证方法	33
2.3.5  顶层设计验证技术	37
参考文献	40
第3章  需求开发技术	43
3.1  需求开发概述	44
3.1.1  需求的概念	44
3.1.2  需求开发的一般过程	45
3.2  需求描述方法	47
3.2.1  基于UML的需求描述方法	47
3.2.2  基于IDEF的需求描述方法	50
3.2.3  基于视图的需求描述方法	53
3.2.4  需求描述方法比较	60
3.3  需求分析方法	61
3.3.1  基于场景的需求分析方法	61
3.3.2  基于目标的需求分析方法	64
3.3.3  基于威胁的需求分析方法	67
3.3.4  基于能力的需求分析方法	70
3.3.5  需求分析方法比较	78
3.4  需求开发工具	80
3.4.1  IBM Rational Doors	80
3.4.2  CA Process Modeler	83
3.4.3  System Architect	84
参考文献	84
第4章  体系结构技术	85
4.1  体系结构概述	86
4.1.1  体系结构的概念	86
4.1.2  体系结构的作用	88
4.2  体系结构框架	89
4.2.1  体系结构框架的概念	89
4.2.2  美军国防部体系结构框架	91
4.2.3  其他体系结构框架	99
4.3  体系结构设计	105
4.3.1  体系结构设计过程	106
4.3.2  体系结构设计方法	110
4.4  体系结构开发工具	132
4.4.1  体系结构开发工具应具备的主要功能	132
4.4.2  IBM Rational System Architect	133
4.4.3  Enterprise Architect	135
4.4.4  StarUML	138
4.4.5  体系结构开发工具对比	140
参考文献	141
第5章  信息资源规划技术	143
5.1  信息资源规划概述	144
5.1.1  信息资源规划的概念	144
5.1.2  信息资源规划的目标	145
5.2  信息资源规划方法	148
5.2.1  SDP方法	148
5.2.2  SISP方法	149
5.2.3  EA规划方法	151
5.2.4  信息资源规划各种方法的比较	152
5.3  信息资源规划需求分析	154
5.3.1  信息资源规划需求分析的内容及特点	154
5.3.2  信息资源规划的功能需求分析	155
5.3.3  信息资源规划的数据需求分析	158
5.4  信息资源规划系统建模	163
5.4.1  功能建模	164
5.4.2  数据建模	166
5.4.3  总体建模	171
5.5  信息资源规划工具	174
5.5.1  PowerDesigner	174
5.5.2  IRP2000	182
参考文献	183

前    言
2014年“顶层设计”成为了年度网络流行热词，在社会、政治、经济各个领域掀起了一股热潮，旨在通过自顶向下的规划和设计，对一些中下层无法解决的顶层宏观问题提供全局性、框架性解决方案。在信息系统建设领域，“顶层设计”工作也早就受到广泛的关注。尤其是在当前各行各业信息系统经过长期独立发展，形成了信息系统“烟囱林立”局面的情况下，信息难以共享，业务难以互通，对信息系统开展顶层设计与优化整合的呼声也越来越高。在军事领域，信息系统的发展也较为类似，在不同业务领域同样形成了大量相互割裂的信息系统，信息系统之间不能互联、互通及互操作，难以满足我军新形势下一体化联合作战的需求。面对这种形势，积极转变系统建设模式，从先独立发展再综合集成逐渐向顶层设计指导下的一体化发展建设过渡，已成为我军信息化建设的必然选择。而开展全军信息系统的顶层设计正是其中的首要环节。特别是与民用信息系统相比，军事信息系统顶层设计需要考虑的因素更为庞杂，面临的问题也更加严峻。军事信息系统涉及战略、战役、战术等各个作战层级，陆军、海军、空军、二炮等多军种/兵种，指挥控制、情报侦察监视、战场环境的信息保障、后勤装备保障等各类业务功能领域，以及陆基、海基、空基、天基、临近空间等不同类型平台，覆盖范围广、要素类型多、结构关系杂。在这样的信息系统环境中，要将规模庞大、业务繁多、关系复杂的信息系统优化整合，构建成有机协同、高效运行的体系，就必须在系统思想指导下，采用科学、合理的系统工程方法，从需求开发、系统架构、技术体制与标准规范、需求和体系结构验证等方面进行顶层设计。
作者长期从事信息系统论证和研制建设工作，在工作中遇到了大量顶层设计方面的问题，为此曾多方查找并阅读大量资料，对顶层设计中的理论方法进行深入学习，并在工程研制中加以实践应用。由于当前信息系统顶层设计方面，尤其是系统论述军事信息系统顶层设计方面的工具书较少，顶层设计资料收集的过程曾花费了作者大量的时间和精力，为此萌生了以军事信息系统为背景，写一本顶层设计工具书的想法。经过多年的理论积累和工程历练，在顶层设计理论方法和应用方面形成了较为深入的认识，最终形成了本书。
本书共有9章，第1章和第2章分别从概念内涵、技术体系和现状发展层面对顶层设计进行概述，为读者描述顶层设计的全貌。第3～8章介绍了顶层设计的具体理论、方法和工具，为读者说明了顶层设计的技术细节。在此基础上，作者在第9章结合自身的工程实践体会，对顶层设计技术的工程应用进行了思考与总结，为读者开展相关领域顶层设计工作提供借鉴。具体来说，第1章为顶层设计，从顶层设计问题的提出、概念、地位作用、目标和内容等方面分析顶层设计的概念内涵。第2章为顶层设计技术，介绍了顶层设计技术的体系组成、现状和发展。第3章为需求开发技术，剖析了需求的概念内涵、需求要素构成，讨论了需求开发的一般过程和难点，介绍了当前主要的需求分析方法、需求描述方法和需求开发工具。第4章为体系结构技术，阐述了体系结构的概念内涵和作用，介绍了主流体系结构框架、体系结构设计方法和开发工具。第5章为信息资源规划技术，分析了信息资源规划的概念和目标，讨论了信息资源规划的主要方法和一般过程。第6章为技术体制论证理论与方法，建立了技术体制的概念内涵，比较了技术体制多种分类方法和描述方法，并给出了技术体制论证过程。第7章为顶层设计验证技术，从顶层设计验证框架入手，分别讨论了需求和体系结构验证方法，并介绍了顶层设计的相关工具。第8章为顶层设计参考资源，分别介绍了通用联合作战任务清单、信息系统能力清单、信息系统互操作等级模型、技术参考模型、联合技术体系结构、网络中心战参考模型、体系结构元模型等顶层设计工作相关参考资源。第9章为顶层设计技术综合应用，介绍了顶层设计技术应用现状，剖析了顶层设计技术在工程实践中的应用方法，并以美军的全球信息栅格为例说明了顶层设计技术的应用过程，最后探讨了顶层设计应用中存在的难点及问题。
关于本书的阅读，如果您是系统工程技术的研究工作者，作者期待您能提出批评和建议；如果您是系统工程的实践人员，建议您重点阅读第2章了解顶层设计技术概况，随后搜索感兴趣的内容，希望本书中介绍的一系列技术能有助于您在工程领域的具体实践；如果您对信息系统顶层设计感兴趣，而非系统工程技术研究人员或实践人员，那么您可以重点阅读第1章。需要说明的是，由于本书的作者及其团队长期从事军事信息系统论证及研制建设，因此，本书在介绍顶层设计技术及其应用时，大部分以军事信息系统为背景，因此对于从事军事信息系统建设的读者而言，应能够获得更多的启发。
在这里要特别感谢总装“十二五”预研课题（No：5130601020）的支持，本书中介绍的很多内容都出自项目的理论研究成果。感谢杨柳静、何加浪、王辉和任志宏，他们参与了本书的编写和校对工作，在本书的写作过程中给予了极大的支持。还要感谢电子工业出版社，由于他们的支持和努力，才有了这本书的问世。


编 著 者  
2015年3月

计算机

芮平亮__eol__博士，现为中国电子科技集团公司第二十八研究所系统总体论证部副主任，江苏省“333计划”第三层次学术技术带头人。长期从事军事电子信息系统发展规划、综合论证和总体设计工作，先后主持和参与多项国防重大型号与预研项目，在军事电子信息系统顶层设计、需求工程、体系结构等领域具有丰富的技术造诣和工程经验，共发表学术论文40余篇，SCI/EI收录31篇。__eol__傅军__eol__博士，现为中国电子科技集团公司第二十八研究所高级工程师，在工作期间对信息系统体系结构技术有较为深入的研究，近期协助主持解放军总装备部（总装）“十二五”装备预先研究项目、国防科工局基础科研计划等多项军事信息系统体系结构技术研究预研项目，发表学术论文10余篇，参与编写出版专著1部。__eol__杨怡__eol__博士，现为中国电子科技集团公司第二十八研究所高级工程师，参与过总装“十二五”装备预先研究项目、国防科工局基础科研计划等总体技术研究工作，并有多年信息系统工程经验。目前，主要从事总体论证工作，重点关注需求论证、体系结构设计等方面的内容。__eol____eol__

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