一种改进的仿真系统体系结构复杂性计算方法
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ｓ± ∈ｓ， ｉ ｔ
系统的耦合度用所有分系统耦合度 的总和来度量 ， 即：ｃ ｕ （ ｓ ） ＝ ∑ 。
２ ． ２ 系统 内聚度计算 。系统 内聚度 由系统 内各 分系 统的 内聚度总和来计算 。在定义 １ 中给 出了每个组成模 块的输入信息集和输出信息集 ，由此给出组成模块 的总 信息集
求 、经济性要求 、保障性要求。 可靠性要求 、经济性要求 、保障性要求 的取值计算
ＡＣ Ａ Ｄ Ｅ ＭＩ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ 学术研究
表２三性指标取值袭
可靠性 数值 经济性 数值 保障性 数值
非常可靠 ｌ 非常经济 １ 保障性 常强 １ 比较可靠 Ｏ ． ８ 比较经济 ０ ． ８ 保障忡 比较 强 ０ ． ８
关 键 词 ：装 备 仿 真 ；体 系结构 ；复 杂性 分 析
一
、
装备仿真 系统体 系结构 形式化描述
系统 问的关联程度 。分系统 间的关联表现 为分 系统所
包 含 的组 成模 块 对外 的信 息交 换复 杂 程度 。根据 定
义３ ，每个信 息 由若 干个 数据组 成 ，则 信 息的复 杂度
ｌ Ｉ ＝ Ｓ ， 为 所包含的数据个数。
根据定义４ ，Ｉ Ｎ Ｆ Ｓ ｇ 表示Ｓ Ｍ ｏ ｄ 与 Ｓ ＿ Ｍｏ ｄ ｊ 间的交换信
息集合 ，则组成模块 Ｓ Ｍｏ ｄ 与Ｓ Ｍ ｏ ｄ ｊ 之间的耦合度
Ｍｏ ｄ ， Ｓ
— ＿
Ｍ ｏ ｄ
Ｉ ｎ ｆ￣ Ｉ Ｎ Ｆ Ｓ
与体系结构 复杂性分析相关的设计 内容主要包括组
成模块 （ Ｌ Ｖ － Ｉ ）、系统划分 （ Ｌ Ｖ － ２ ）、数据字典 （ Ｌ ｖ － ３ ）、信息交换矩阵 （ Ｌ ４） 等。
（ １ ） 组成模块 组成模块 （ Ｌ Ｖ － １ ）是指在体系结构设计阶段被识别 出、具备一定功能且相对独立的系统最小组成单元 。 定义 １ 组成模块
Ｓ ｍｏ ｄ
． ＿
＿
定义２ 系统划分Ｌ Ｖ － ２ ： 。 ， ． … ， Ｓ ） ，其中，每个分系
统包括若 干个组成模块 ，
Ｓ ＝ （ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ Ｉ ， Ｓ Ｍ ｏ ｄ ２ ， …， Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ｍ ） 。
（ ３ ） 数据字典
ｌ ｎ ｆ ， Ｍ ｉ ｎ ＵＭ＿ ｏ ｕ ｔ ￣
用Ｉ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ Ｊ ￣ ｆ ， Ｉ 表示组成模块的信息集数据量。则分
系统 的内聚度为 ：
数据字典 （ Ｌ Ｖ － ３ ） 描述的是信息与数据的对应关系。
定义３ 数据字典 Ｌ Ｖ － ３ ＝ （ ， ， ｊ ， … ， ｊ ） ，其中， 每个
信息 由若干个数据组成 ，
Ｌ Ｖ － ４ ＝ ￣ Ｎ Ｆ Ｓ Ｕ １ ｌ ２ ， ＝ １ ２ ） ， ￣ Ｉ Ｎ Ｆ Ｓ
表示 Ｓ ＿ Ｍｏ ｄ 与Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ｊ 间的交换信息集合 。
二 、系统 复杂性计 算
２ ． １ 系统 耦合 度计 算 。系统耦 合 度用 来 度量 各分
１ ４ ８ 信息系统工程 ｌ ２ ０ １ ３ ７ ２ ０
∑Ｉ Ｉ 。
设 分 系 统 Ｓ ＝ （ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ４ 。 ， Ｓ Ｍ ｏ ４ ， … ， Ｓ Ｍ ｏ ４ ． ）， 分 系 统
Ｌ Ｖ － １ ＝ （ Ｓ Ｍ ｏ ｄ ， ， Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ２ ， … ，
Ｓ Ｍ ｏｄｉ＝
＿
） ， 其中， 每个模块
Ｓ， ：
进一步可计算 出分系统 的耦合度
－ｏ Ｍ ｕ ｔ 表示 模 块 Ｓ ＿ Ｍｏ ｄ 的输 出信 息集 ；Ｍ ｆ ｕ ｎ ｃ 表 示
Ｓ Ｍｏ ｄ 的功能集 。 （ ２）系统划分 系统划分 （ Ｌ Ｖ － ２） 是指分系统划分方案 ，每个分 系 统包含若干个组成模块。
Ｃ ｕ （ Ｓ ＝ ∑Ｃ ｕ （ Ｓ ￣ ， Ｓ ｊ ）
（ ４ ）信息交换矩 阵
当 只有一个组成模块时 ，
＝ １ 。
其 中 表示 分系统 ， 中任意两 个模块 的组合数 。
信息交换矩 阵 （ Ｌ Ｖ － ４） 描述各组成模块间的信息交
换关系 。
ｌ １ 表示分系统 中所有交换信息的最大数据量。
系统 的内聚度Ｃ Ｈ （ Ｓ ） ＝ ｙ Ｃ ｈ （ Ｓ ， ）
∑ｉ Ｓ Ｍ ｏ ｄ ＿ １ ． ｆ ， ｆ ） Ｓ ＿ ｍ ｏ ｄ ｌ ｎ ｆ 々 １
Ｃ ｈ （Байду номын сангаасＳ ． １ ＝ 丝 ——一
Ｉ ｌ ｌ
１ ｈ ｉ ， ＝ （ Ｉ ｎ ｆ ＿ Ｄ ａ ｔ ａ ｌ ， Ｉ ｎ ｆ ＿ Ｄ ａ ｔ ａ ２ ， 一 一 ， Ｉ ｎ ｆ Ｄ ａ ｔ ａ ） 。
。
定义４ 信息交换矩阵
２ ． ３ 系统三性指标符合度计算。定义５ 系统的三性
指标Ｒ Ｖ可以描述为一个三元组 ： Ｒ Ｖ ＝｛ Ｒ ， Ｒ ， ， Ｑ ｌ ， ， ９ ＿ ３ ） 。其 中 ： ， ， 表 示 可 靠性 、经 济 性 、保 障性 ；Ｑ Ｉ ， Ｑ ２ ， Ｑ ３ 表示 可靠 性 要
＜
一
Ａ Ｃ Ａ Ｄ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ 学 术研究
种改进的仿真系统体系结构复杂性计算方法
◆ 齐新战 刘丙杰 董严红
摘要 ：针 对装备仿 真 系统体 系结构设计特点 ，给 出了体 系结构形式化描 述方法 ，并提 出了一种基 于可靠性 、经 济性 、保 障性 的复杂度计算方 法。实 例证 明，该方法计算结果合理反应 了体 系结构 的设计质量。
。 ， Ｓ Ｍｏ ｄ ｊ ， …， Ｓ Ｍｏ ｄ ｊ ．
） ， 则两个分系统间的耦合度
ｉ ｎ ， Ｍ ｏｕｔ ， Ｍ
＿
其中，
ｆ ｕ ｎ ｃ ｉ ） 。 ｆ 表 示 模 块 Ｓ Ｍ ｏ ｄ 的输 入 信 息 集 ；
＿
Ｃ ｕ （ Ｓ ￣ ， ｓ ９＝
Ｗ （ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ， ， Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ，
系统的耦合度用所有分系统耦合度 的总和来度量 ， 即：ｃ ｕ （ ｓ ） ＝ ∑ 。
２ ． ２ 系统 内聚度计算 。系统 内聚度 由系统 内各 分系 统的 内聚度总和来计算 。在定义 １ 中给 出了每个组成模 块的输入信息集和输出信息集 ，由此给出组成模块 的总 信息集
求 、经济性要求 、保障性要求。 可靠性要求 、经济性要求 、保障性要求 的取值计算
ＡＣ Ａ Ｄ Ｅ ＭＩ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ 学术研究
表２三性指标取值袭
可靠性 数值 经济性 数值 保障性 数值
非常可靠 ｌ 非常经济 １ 保障性 常强 １ 比较可靠 Ｏ ． ８ 比较经济 ０ ． ８ 保障忡 比较 强 ０ ． ８
关 键 词 ：装 备 仿 真 ；体 系结构 ；复 杂性 分 析
一
、
装备仿真 系统体 系结构 形式化描述
系统 问的关联程度 。分系统 间的关联表现 为分 系统所
包 含 的组 成模 块 对外 的信 息交 换复 杂 程度 。根据 定
义３ ，每个信 息 由若 干个 数据组 成 ，则 信 息的复 杂度
ｌ Ｉ ＝ Ｓ ， 为 所包含的数据个数。
根据定义４ ，Ｉ Ｎ Ｆ Ｓ ｇ 表示Ｓ Ｍ ｏ ｄ 与 Ｓ ＿ Ｍｏ ｄ ｊ 间的交换信
息集合 ，则组成模块 Ｓ Ｍｏ ｄ 与Ｓ Ｍ ｏ ｄ ｊ 之间的耦合度
Ｍｏ ｄ ， Ｓ
— ＿
Ｍ ｏ ｄ
Ｉ ｎ ｆ￣ Ｉ Ｎ Ｆ Ｓ
与体系结构 复杂性分析相关的设计 内容主要包括组
成模块 （ Ｌ Ｖ － Ｉ ）、系统划分 （ Ｌ Ｖ － ２ ）、数据字典 （ Ｌ ｖ － ３ ）、信息交换矩阵 （ Ｌ ４） 等。
（ １ ） 组成模块 组成模块 （ Ｌ Ｖ － １ ）是指在体系结构设计阶段被识别 出、具备一定功能且相对独立的系统最小组成单元 。 定义 １ 组成模块
Ｓ ｍｏ ｄ
． ＿
＿
定义２ 系统划分Ｌ Ｖ － ２ ： 。 ， ． … ， Ｓ ） ，其中，每个分系
统包括若 干个组成模块 ，
Ｓ ＝ （ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ Ｉ ， Ｓ Ｍ ｏ ｄ ２ ， …， Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ｍ ） 。
（ ３ ） 数据字典
ｌ ｎ ｆ ， Ｍ ｉ ｎ ＵＭ＿ ｏ ｕ ｔ ￣
用Ｉ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ Ｊ ￣ ｆ ， Ｉ 表示组成模块的信息集数据量。则分
系统 的内聚度为 ：
数据字典 （ Ｌ Ｖ － ３ ） 描述的是信息与数据的对应关系。
定义３ 数据字典 Ｌ Ｖ － ３ ＝ （ ， ， ｊ ， … ， ｊ ） ，其中， 每个
信息 由若干个数据组成 ，
Ｌ Ｖ － ４ ＝ ￣ Ｎ Ｆ Ｓ Ｕ １ ｌ ２ ， ＝ １ ２ ） ， ￣ Ｉ Ｎ Ｆ Ｓ
表示 Ｓ ＿ Ｍｏ ｄ 与Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ｊ 间的交换信息集合 。
二 、系统 复杂性计 算
２ ． １ 系统 耦合 度计 算 。系统耦 合 度用 来 度量 各分
１ ４ ８ 信息系统工程 ｌ ２ ０ １ ３ ７ ２ ０
∑Ｉ Ｉ 。
设 分 系 统 Ｓ ＝ （ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ４ 。 ， Ｓ Ｍ ｏ ４ ， … ， Ｓ Ｍ ｏ ４ ． ）， 分 系 统
Ｌ Ｖ － １ ＝ （ Ｓ Ｍ ｏ ｄ ， ， Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ２ ， … ，
Ｓ Ｍ ｏｄｉ＝
＿
） ， 其中， 每个模块
Ｓ， ：
进一步可计算 出分系统 的耦合度
－ｏ Ｍ ｕ ｔ 表示 模 块 Ｓ ＿ Ｍｏ ｄ 的输 出信 息集 ；Ｍ ｆ ｕ ｎ ｃ 表 示
Ｓ Ｍｏ ｄ 的功能集 。 （ ２）系统划分 系统划分 （ Ｌ Ｖ － ２） 是指分系统划分方案 ，每个分 系 统包含若干个组成模块。
Ｃ ｕ （ Ｓ ＝ ∑Ｃ ｕ （ Ｓ ￣ ， Ｓ ｊ ）
（ ４ ）信息交换矩 阵
当 只有一个组成模块时 ，
＝ １ 。
其 中 表示 分系统 ， 中任意两 个模块 的组合数 。
信息交换矩 阵 （ Ｌ Ｖ － ４） 描述各组成模块间的信息交
换关系 。
ｌ １ 表示分系统 中所有交换信息的最大数据量。
系统 的内聚度Ｃ Ｈ （ Ｓ ） ＝ ｙ Ｃ ｈ （ Ｓ ， ）
∑ｉ Ｓ Ｍ ｏ ｄ ＿ １ ． ｆ ， ｆ ） Ｓ ＿ ｍ ｏ ｄ ｌ ｎ ｆ 々 １
Ｃ ｈ （Байду номын сангаасＳ ． １ ＝ 丝 ——一
Ｉ ｌ ｌ
１ ｈ ｉ ， ＝ （ Ｉ ｎ ｆ ＿ Ｄ ａ ｔ ａ ｌ ， Ｉ ｎ ｆ ＿ Ｄ ａ ｔ ａ ２ ， 一 一 ， Ｉ ｎ ｆ Ｄ ａ ｔ ａ ） 。
。
定义４ 信息交换矩阵
２ ． ３ 系统三性指标符合度计算。定义５ 系统的三性
指标Ｒ Ｖ可以描述为一个三元组 ： Ｒ Ｖ ＝｛ Ｒ ， Ｒ ， ， Ｑ ｌ ， ， ９ ＿ ３ ） 。其 中 ： ， ， 表 示 可 靠性 、经 济 性 、保 障性 ；Ｑ Ｉ ， Ｑ ２ ， Ｑ ３ 表示 可靠 性 要
＜
一
Ａ Ｃ Ａ Ｄ Ｅ Ｍ Ｉ Ｃ Ｒ Ｅ Ｓ Ｅ Ａ Ｒ Ｃ Ｈ 学 术研究
种改进的仿真系统体系结构复杂性计算方法
◆ 齐新战 刘丙杰 董严红
摘要 ：针 对装备仿 真 系统体 系结构设计特点 ，给 出了体 系结构形式化描 述方法 ，并提 出了一种基 于可靠性 、经 济性 、保 障性 的复杂度计算方 法。实 例证 明，该方法计算结果合理反应 了体 系结构 的设计质量。
。 ， Ｓ Ｍｏ ｄ ｊ ， …， Ｓ Ｍｏ ｄ ｊ ．
） ， 则两个分系统间的耦合度
ｉ ｎ ， Ｍ ｏｕｔ ， Ｍ
＿
其中，
ｆ ｕ ｎ ｃ ｉ ） 。 ｆ 表 示 模 块 Ｓ Ｍ ｏ ｄ 的输 入 信 息 集 ；
＿
Ｃ ｕ （ Ｓ ￣ ， ｓ ９＝
Ｗ （ Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ ， ， Ｓ ＿ Ｍ ｏ ｄ，