架構與關系

yeshuheng 2022-12-14 發布于浙江

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在之前的文章“架構是個什么鬼”中筆者介紹過，系統的架構可以定義為所研究系統的組成部分以及各個組成部分之間的交互，可簡化表達為：架構=組件+交互。

想要做好架構設計工作，需要合理地劃分系統并設計系統各個組成部分之間的交互，因此必須深入理解所研究系統與系統外部之間的關系以及系統內部各個組成部分之間的關系。

可以毫不夸張地說，“關系”問題是架構設計中最核心的問題。如果說“分工”的需求使架構得以誕生，那么事物之間各種各樣的“關系”則成就了架構本身。

請大家特別注意一下“事物”這個詞的含義。事物包含事件和物體。在本文中，物體泛指一切物理實體以及邏輯實體。物理實體包括一切生物和非生物實體。邏輯實體則指無形的實體，例如，在硬件物理實體上運行的軟件。事件則泛指物體自身的行為以及對其他物體產生的行為。

在描述物體之間的關系和事件之間的關系時，筆者會分別使用“物體'和”事件“作為主語。

事件之間的關系主要分為以下五個類別：

一、概念關系

道德經云：“道生一，一生二，二生三，三生萬物”。一個概念衍生出兩個概念，兩個概念演化出更小的子概念，從而衍生出整個知識體系。在之前的文章“架構工程師基本能力1-結構化思維”中筆者介紹了兩個概念之間的關系。概念關系是研究一切事物關系的基礎，因為概念是一切事物在頭腦中的思維對象。

二、空間關系

最直觀的關系就是兩個物體之間在空間上的相對關系，例如，前、后、左、右、上、下、內部、外部、距離等等。

三、時間關系

時間關系雖然沒有空間關系那么直觀，但也很好理解，就是從時間這個維度上（空間是三維的，時間通常被稱為第4個維度）兩個事件發生的先后順序。

四、行為關系

物體自身的行為以及對其他物體產生的行為稱為行為關系，物體之間的行為關系導致了事件的發生。

例如，人吃蘋果、蘋果腐爛，人解決問題，電腦運行軟件，這些都是行為關系，這些行為關系也相應地產生了事件。

五、因果關系

一般來說，如果事件A的發生導致事件B的發生，我們稱事件A為事件B的原因，事件B為事件A的結果，事件A和事件B具有因果關系。因果關系是最復雜的一種關系。因果關系必然包含概念關系和行為關系，通常也會涉及時間關系和空間關系。

對于復雜系統，事件之間的因果關系可能隨著空間和時間不斷增加，由一個事件引發另一個事件，然后下一個事件，再下一個事件……由于牽扯的事件眾多，每個事件又可能包含多種行為關系，最終增加了可能出現的結果的數目。

在《系統思考》一書中，介紹了幾種系統循環圖（也叫做因果回路圖），這種工具和技術可以幫助我們以因果關系鏈的形式來描述復雜系統。

在之前的文章“架構工程師應該做什么”中，筆者介紹了架構工程師的工作職責，其中一個職責就是：架構工程師應該使復雜的汽車電氣系統便于理解，可以比較清楚地看出電氣系統的組成結構以及電氣功能的運行機制。以因果關系鏈的形式來描述汽車電氣系統的運行機制也許是一種比較好的方法。

因果關系鏈由兩種回路組成：增強回路和調節回路。增強回路即正反饋回路(導致某種結果不斷增強)；調節回路即負反饋回路（導致結果朝預期目標不斷接近）。

復雜系統的本質特征就是存在大量的反饋，通過因果回路中一個個閉環，代表因果鏈的回路最終鏈接到自己身上，整個回路沒有起點，沒有終點，每個事件都與其它事件產生聯系，這樣的回路就稱之為反饋回路。

系統思考的基本原則是，對于現實的復雜系統，最好用相互連接的反饋回路所形成的網絡來描述。

另外，將復雜系統看做一個整體，它必然有自己的邊界。外界需要給系統輸入，例如系統需要達到的目標、系統的外部驅動或限制條件等。系統也需要給外界輸出，例如系統的運行結果。

筆者引用《系統思考》一書中的一段話作為本文的結束語：

系統思考的精髓是：處理真實世界中復雜問題的最佳方式就是用整體的觀點觀察周圍的事物。只有拓展視野才能避免“豎井”式思維和組織“近視”。但拓展視野不能以忽視細節作為代價，我們需要關注非常重要的細節但也不需要關注所有細節。實際上系統思考是一個在由恰當的細節構成的環境中保持開闊視野的問題，既見樹木，又見森林。