系统设计中的优雅

格调 2023-06-29 395 次浏览 次点赞

优雅(Elegance)这个词用得非常多了,既可指物优美雅致,也可指人优美高雅,人优雅的从文化的陶冶中产生和发展。

Elegance

优雅是一种表现出不同寻常的有效性和简单性的美,经常被用作品味的标准,特别是在视觉设计、装饰艺术、文学、科学和数学美学中。

Euler’s Identity

数学尤其具有纯粹的优雅,欧拉恒等式(Euler’s Identity)是一个典型,它将数学中 5 个最重要的常数连接成一个方程。

Pythagorean theorem

“方法之美”的一个例子——毕达哥拉斯定理(Pythagorean theorem)的简单而优雅的视觉描述。

《论优雅的本质》(On the nature of elegance)探讨了设计中的优雅概念以及如何实现它,并从信息论的角度来定义优雅:给定信息水平下的最低熵解。即使是极其复杂的系统中的隐藏秩序也能创造出一种细粒度的优雅,即不同寻常的有效性和简单性的美的表现。

Mandelbrot set
Mandelbrot set

创造优雅设计的四个原则:简单、一致、和谐和惊喜。

  • 简单意味着减少不必要的元素,专注于基本元素。
  • 一致意味着确保每一个元素都有明确的目的和功能,并且它们彼此之间和整体目标是一致的。
  • 和谐意味着在对比和相似、紧张和解决、秩序和混乱之间创造一种平衡。
  • 惊喜是指添加新奇或愉悦的元素,以增强用户的体验和参与。

NYC subway map
John Tauranac 和 Michael Hertz Associations 绘制的纽约地铁地图(1978)

前面的文章还提到两个很实用的优雅系统设计资源:

《工程优雅系统:系统设计实践》Engineering Elegant Systems: The Practice of Systems Engineering

系统工程的正确目标是产生优雅的设计,这个想法最初是在NASA第五任局长罗伯特·弗罗施(Robert Frosch)的一次演讲中提出的。系统的优雅定义为“一个在应用中稳健的系统,完全满足指定和暗示的意图,结构良好,运行流畅”。

优雅具有一组系统特征(有时被称为属性)。

  • 效能(Efficacy):系统在多大程度上实现了预期的结果?
  • 效率(Efficiency):就其性能和建造及运行所需的资源而言,该设计在多大程度上是经济的?
  • 稳健性(Robustness):系统在未预料到的情况下和附带使用中的表现如何?
  • 意外的后果(Unintended Consequences): 设计做了什么,或产生了什么,是未曾预料到的和不想要的?

《优雅降低系统设计的复杂性》Elegance as Complexity Reduction in Systems Design

优雅经常被作为优秀设计的一个特征来引用,但是由于缺乏可以转化为设计策略和衡量标准的可操作的定义,它不能被作为一个设计目标来追求。文章研究整合视觉艺术、格式塔心理学、神经科学和复杂性理论的视角来分析系统工程背景下的优雅,将优雅衡量为有效的复杂性,并认为它可以通过采用视觉启发法的复杂性解决过程来实现。

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