20、社会技术系统的问题框架分析

社会技术系统的问题框架分析

1. 社会技术系统及问题框架概述

社会技术系统是由人和技术相互作用的组件集合，本文聚焦于部分技术子系统基于计算机的社会技术系统的需求分析，这类系统构成了现代软件设计问题的主要部分。社会技术系统主要分为两类：第一类是通过软件使现有组件或子系统（即领域）能够相互交互的系统，例如为重型机械操作员设计软件；第二类是需要设计软件、用户界面和用户指令以实现新流程或服务的系统，如开发新的客户呼叫中心。

问题框架（PFs）是需求分析过程的基础。它是Michael Jackson等人关于机器与其环境描述分离思想的具体化，这种分离被广泛认为是需求分析的有用原则。通常用“两个椭圆”模型来表示机器和环境描述的分离，其中世界知识W描述相关环境，R是需求陈述，S是协调环境和机器的规范，M是机器描述，P是在机器M上实现规范S的程序，且W,S |-R。

问题框架的一个目标是识别软件开发中反复出现的基本问题类，每个问题类由一个问题框架来表征。社会技术系统是重要的问题类，应能在PF框架内表示，但目前PF框架对特定社会技术问题的应用研究不足。本文将详细展示如何将问题框架应用于社会技术系统，具体从三个方面展开：一是在PF框架内表示与技术的交互问题；二是展示如何使用架构工件指导社会技术问题分析；三是调整PF框架以满足更复杂社会技术系统问题的表示需求。

2. 示例问题介绍

本文主要以化学反应堆问题为例进行技术说明，后期还会简要描述“冷呼叫”系统的设计。化学反应堆是一个社会技术系统，代表了操作员控制的安全（和任务）关键系统类。其问题陈述为：需要一个计算机系统来控制化学反应堆的催化剂单元和冷却系统的安全高效运行，系统应允许操作员发出激活或停用催化剂单元的命