原创 精进学思行 精进学思行 今天
形式和功能构成系统架构的两个核心，形式对功能起到载体和促进作用，而功能是形式存在的目的。在 系统架构5 形式| 没有形式，何来功能？和系统架构6 功能| 你能通过什么动作改变什么？我们分别分享了功能和形式，但它们是怎么关联起来的？本文从如下3个方面回答这个问题：
功能和形式进行映射的5个层次是什么？
是不是有了功能，价值自动发生？
如何简化对系统表达？
1 功能-形式分析5层次
在分析形式和功能的映射关系前，我们先重新回顾一下“系统结构的定义”，在《系统架构》的6.1中对“系统架构”进行了定义：
系统架构是概念的体现，是对物理的/信息的功能与形式元素之间对应情况所做的分配，是对元素之间的关系及其元素同周边环境之间关系所做的定义 。
从这个概念中，我看到三层意思：
第一层：系统架构是对概念的一种体现，后面我们会专门介绍“概念”，它是连接“功能”和“形式”的桥梁；
第二层：系统架构是对功能和形式之间映射关系的体现，也是我们接下来重点分享的；
第三层：系统架构是对系统要素，以及要素和周边环境关系的定义，也就是说，系统架构不仅关系系统内部的要素及关系，也其内部元素和环境的关系。
如何分析功能和形式之间的映射关系呢？
《系统架构》提出了对其分析的5个层次：
与价值有关的操作数层；
与价值有关的过程层；
与价值有关的工具层；
起支撑作用的过程层；
起支撑作用的工具层。
从名字上，我们就可以发现，它们属于两类：价值相关类和支撑作用类，而“功能=操作数+过程”，过程的实现常常需要载体，这里将其表示为“工具”，于是就有了这样的五个层次。
价值相关类和支撑作用类有什么区别？
以汽车公司为例，一个汽车的价值创造至少包括：设计-研发-采购-制造-销售……，这些就是价值相关类，但是如果一个汽车公司只有只有这些对应的部门和人员，肯定是不行的，它至少还需要人力资源、信息技术支持、财务等支持，而后者就是起支撑作用。
你可能好奇，如果是这样，应该有6层，为什么支撑作用类中没有“操作数”？我理解是为了聚焦，因为整个系统的价值主要靠和价值相关的操作数变换来体现，比如一个汽车公司，最重要的操作数就是汽车产品，所有的都是围绕这一项展开。一个汽车公司，支撑系统差一点，它还是汽车公司，但如果它没有像样的汽车产品，只有支撑作用的部分做的好，那它就不是汽车公司了。
而且这里没有看到形式啊？这里的工具其实就是形式。《系统架构》中将形式对功能的作用细分为承载和促进两类，根据我的理解， 和价值有关的工具扮演的就是前者（承载功能），起支撑作用的工具扮演的就是后者（促进作用）。
2 操作行为：能做和真做
前面我们对系统架构的分析，无论是形式还是功能，主要停留静态上面，形式说明系统是什么，功能解释系统能做什么，而没有介绍系统运行时的实际会发生什么。这好像我们买了一部宝马汽车，知道了他的构造和能够干什么，但没有很真正驾驶它，让它带我们去更远的地方，并体验驾驶的乐趣。
于是《系统架构》引入了操作行为这个概念用来描述对系统的使用，它主要包括了三部分：操作者，行为，操作成本。
2.1 操作者
操作者和好理解，就是谁操作这个系统，比如正在使用手机的你，就是手机这个系统的操作者和使用者。因为目前很多系统都有人的操作，所以人的因素对系统的设计很重要，好的系统要考虑人机工程和人机交互。
2.2 行为
行为，通俗理解就是做了些什么，《系统架构》对其进行了精准的定义：
行为是由功能以及功能相关的状态变化所构成的序列，系统中的形式对象应该按照这个顺序来执行各个功能，以便使系统的价值得以体现。
并且书中把和行为相关的操作顺序（operations sequence）和系统时机（timing of the system）进行了 区分。前者指的是系统在动作或过程的整体进展情况，比如你要开车，首先要进入车辆-点火启动-加速……，它们主要描述的是动作的先后次序，对精确时间的关注较小。
而系统时机关心的是步骤的执行时机，起始时间，持续时间……，因为对于实时系统而言，这些特别重要，比如制动功能，需要在踩下刹车的若干毫秒内，把刹车装置部署好。
也非常像在做汽车的声音设计时，声音一定要在合适的时间出现，比如设计汽车加速声音时，如果踩下油门踏板后，过了一秒钟，相应的声音才出来，体验肯定非常差的。
所以，好的行为，是要按正确的顺序在正确的时间做正确的动作。
2.3 操作成本
第3项指的是操作成本，就操作系统需要的成本，比如你汽车行驶100公里，需要多升油和多少度电。
3 简化表达
在系统架构3 ：如何用简洁图形描述系统架构？和系统架构4：更易计算的系统描述（SysML）我们介绍了两种描述系统的标准语言，但如果严格按照这样去做，对于一个稍微复杂点的系统，就会看上去较难理解，比如下图表示的是一个离心泵的工作过程，很容易常常让人感到难懂，所以有必要进行一定的简化。
书中给出了三种简化方式：隐藏细节，忽略细节以对系统进行投射，我们重点介绍第3种。
投射的思路就是：把系统中的过程投射到对象上。《系统架构》中给出了3步：
第一步：单独看某个对象；
第二步：沿着与该对象有关的链接找到相连接的过程，再沿着该过程，找到和它相连的另一个对象；
第三步：把“对象-过程-对象”的路径变成“对象-对象”，用标注说明对象间的过程关系。
为了便于理解，我们以书中的切片面包为例，左边这张图是标准的OPM结构图，右边是简化后的，可以看到它简化掉了用来表示过程的椭圆形状，这种简化可以一定程度降低“理解”的复杂度。
总结
①通过5个层次的映射，可以明确系统架构中功能和形式的关系；
②但这种关系反应的常常是静态关系，如果要了解系统的实际工作效果，需对系统进行操作行为分析；
③操作行为分析包含：操作者、行为和操作成本三个部分，好的行为是按正确的顺4序，在正确的时间做正确的动作。
④为了更好探索架构，可以对其进行减缓，其中一个重要的方法就是把过程投射为对象的连接。
