Architecting systems of systems: A tertiary study

Abstract

Context: The term System of Systems (SoS) has increasingly been used in a wide variety of domains to describe those systems composed of independent constituent systems that collaborate towards a mission that they could not accomplish on their own. There is a significant volume of research by the software architecture community that aims to overcome the challenges involved in architecting SoS, as evidenced by the number of secondary studies in the field published so far. However, the boundaries of such research do not seem to be well defined, at least partially, due to the emergence of SoS-adjacent areas of interest like the Internet of Things.Objective: This paper aims to investigate the current state of research on SoS architecting by synthesizing the demographic data, assessing the quality and the coverage of architecting activities and software quality attributes by the research, and distilling a concept map that reflects a community-wide understanding of the concept of SoS. Method: We conduct what is, to the best of our understanding, the first tertiary study on SoS architecting. Such tertiary study was based on five research questions, and was performed by following the guidelines of Kitchenham et al. In all, 19 secondary studies were evaluated, which is comparable to other tertiary studies. Results: The study illustrates a state of disconnection in the research community, with research gaps in the coverage of particular phases and quality attributes. Furthermore, a more effective approach in classifying systems as SoS is required, as the means of resolving conceptual and terminological overlaps with the related domains. Conclusions: Despite the amount of research in the area of SoS architecting, more coordinated and systematic targeted efforts are required in order to address the identified issues with the current state of research.

Contexto: El término Sistema de Sistemas (SoS) se ha utilizado cada vez más en una amplia variedad de dominios para describir aquellos sistemas compuestos por sistemas constituyentes independientes que colaboran hacia una misión que no podrían cumplir por sí mismos. Existe un volumen significativo de investigación por parte de la comunidad de arquitectura de software que tiene como objetivo superar los desafíos involucrados en la arquitectura de SoS, como lo demuestra la cantidad de estudios secundarios en el campo publicados hasta ahora. Sin embargo, los límites de dicha investigación no parecen estar bien definidos, al menos parcialmente, debido a la aparición de áreas de interés adyacentes a SoS como el Internet de las cosas. Objetivo: Este artículo tiene como objetivo investigar el estado actual de la investigación sobre SoS la arquitectura mediante la síntesis de los datos demográficos, la evaluación de la calidad y la cobertura de las actividades de arquitectura y los atributos de calidad del software mediante la investigación, y la elaboración de un mapa conceptual que refleje una comprensión de toda la comunidad del concepto de SoS. Método: Realizamos lo que es, a nuestro entender, el primer estudio terciario sobre arquitectura de SoS. Dicho estudio terciario se basó en cinco preguntas de investigación y se realizó siguiendo las pautas de Kitchenham et al. En total, se evaluaron 19 estudios secundarios, lo que es comparable a otros estudios terciarios. Resultados: El estudio ilustra un estado de desconexión en la comunidad investigadora, con brechas de investigación en la cobertura de fases particulares y atributos de calidad. Además, se requiere un enfoque más eficaz en la clasificación de sistemas como SoS, como medio para resolver superposiciones conceptuales y terminológicas con los dominios relacionados. Conclusiones: A pesar de la cantidad de investigación en el área de la arquitectura de SoS, se requieren esfuerzos dirigidos más coordinados y sistemáticos para abordar los problemas identificados con el estado actual de la investigación.