39、IAS：物联网架构自适应框架解析

IAS：物联网架构自适应框架解析

1. 引言

在软件系统设计中，实现系统的自适应性是一项具有挑战性的任务，尤其是考虑到软件系统的异构性。自适应性意味着系统能够根据环境变化和目标需求，自动调整自身的配置和行为。本文将介绍一种名为 IAS（IoT Architectural Self - adaptation Framework）的物联网架构自适应框架，探讨其概念基础、工作机制，并通过一个智能电网系统的应用案例，展示其在实际场景中的应用和优势。

2. IAS 框架概念基础

2.1 元模型概述

IAS 框架的概念基础基于一个元模型，该元模型聚焦于功能控制元素（FCE）和自主控制元素（ACE）之间的交互。它受到 IEEE/ISO/IEC 42010 标准的启发，但更侧重于架构的自适应，而非架构描述。

元模型可分为两部分：
- 右侧描绘了功能控制组件及其输入和依赖关系。
- 左侧处理自主控制组件及其与系统其他元素的关联。

2.2 利益相关者与系统目标

软件系统的利益相关者包括用户、开发者/客户/经理以及公民/居住者。其中，开发者和经理主要关注架构变体，涵盖从系统需求、设计选择、实现到操作考虑的整个生命周期。

系统目标通常由功能需求和非功能需求、设计约束、假设、依赖关系和架构决策构成。系统包含功能目标和适应目标，功能目标规定了系统在各种环境约束下的功能，而适应目标主要关注系统的质量。在 IAS 方法中，自适应性被视为一个目标导向的过程，其目标应被明确捕捉。

2.3 环境与系统交互

系统处于环境之中，环境包括物理和虚拟元