Supporting architectural design of acknowledged SoS

• Main Author: Marcelo Benites Gonçalves
• Other Authors: Elisa Yumi Nakagawa
• Language: English
• Published: Universidade de São Paulo 2016
• Subjects: Arquitetura de software; Processo de design arquitetural; Sistema-de-sistemas reconhecidos; Acknowledged system-of-systems; Design process; Software architecture
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-11012017-162252/

System-of-Systems (SoS) refer to complex, large-scale, and sometimes critical software-intensive systems that has raised as a promising class of systems in several application domains. In parallel, software architectures play a significant role in the development of software-intensive systems, dealing with both functional and non-functional requirements. In particular, systematic processes to design SoS software architectures can tackle challenges from SoS development, including to handle collaboration of independent constituent systems with different owners, missions, and interests. Despite the relevance and necessity of software-intensive SoS for diverse application domains, most of their software architectures have been still developed in an ad hoc manner. In general, there is a lack of structured processes for architecting SoS, hindering the secure adoption of SoS, reducing possibilities of sharing common architectural solutions, and negatively impacting in the success rate for these systems. This thesis presents SOAR (\\General Process for Acknowledged SoS Software Architectures\") that supports the establishment of architectural design processes for acknowledged SoS. Conceived to provide different levels of support according to each SoS development context, it comprises a high level kernel that describes what must be done when architecting SoS and also three practices with specific activities and work products to guide how to perform architectural analysis, synthesis, and evaluation. To evaluate SOAR, three surveys, a viability study, and an experiment were conducted. Results achieved in these evaluation studies indicate that SOAR can positively support the instantiation of architecting processes for acknowledged SoS and, as a consequence, contribute to the development and evolution of these complex, software-intensive systems. === Sistemas-de-sistemas ou SoS (do inglês, \"Systems-of-Systems\"), são sistemas complexos de larga escala e, algumas vezes, críticos e intensivos a software que têm se mostrado uma classe de sistemas promissora em vários domínios de aplicação. Em paralelo, arquiteturas de software têm um papel importante no desenvolvimento de sistemas intensivos a software, tratando requisitos funcionais e não-funcionais. Processos sistemáticos para o design de arquiteturas de software de SoS podem lidar com desafios do desenvolvimento desses sistemas, incluindo a promoção da colaboração de sistemas constituintes independentes, envolvendo diferentes proprietários, missões e interesses. Embora SoS intensivos a software sejam relevantes e necessários em diversos domínios de aplicação, a maior parte de suas arquiteturas tem sido desenvolvidas de forma ad hoc. Há uma ausência de processos estruturados para arquitetar SoS, dificultando a adoção segura de SoS, reduzindo possibilidades de compartilhamento de soluções arquiteturais para problemas comuns e impactando negativamente no sucesso desses sistemas. Esta tese apresenta um processo geral para SoS reconhecidos chamado SOAR (do inglês, \"General Process for Acknowledged SoS Software Architectures\") que dá suporte ao estabelecimento de instâncias de processos para o design arquitetural desses sistemas. Concebido para prover diferentes níveis de suporte de acordo com o contexto de desenvolvimento de cada SoS, o SOAR é constituído por um kernel de alto nível que descreve o que precisa ser feito para arquitetar SoS e também por três práticas que descrevem atividades e produtos de trabalho para guiar como conduzir a análise, a síntese e a avaliação arquitetural. Na avaliação do SOAR, foram realizados três surveys, um estudo de viabilidade e um experimento. Os resultados obtidos indicam que o SOAR pode oferecer um suporte positivo na instanciação de processos para o design de SoS reconhecidos e, como consequência, contribuir para o desenvolvimento e a evolução destes sistemas complexos intensivos a software.