МУЛЬТИЦІЛЬОВА МОДЕЛЬ ОПТИМІЗАЦІЇ ДЛЯ ПРОЕКТУВАННЯ АРХІТЕКТУРИ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ СИСТЕМ ІНТЕРНЕТУ РЕЧЕЙ

Анотація

Сучасні системи Інтернету речей охоплюють рівні edge, fog та хмари й мають одночасно задовольняти низку конфліктних нефункціональних вимог, зокрема вимоги до швидкодії та безпеки. Попередні підходи CAL та MCAL підвищували прозорість архітектурних рішень, використовуючи зважену суму для оцінювання та ранжування окремих патернів, але неявно розглядали архітектуру як вільну сукупність незалежних патернів і стискали всі вимоги в один скалярний індекс. У цій роботі проєктування архітектури формулюється як задача багатокритеріального вибору портфеля патернів. Кожна кандидатна архітектура подається у вигляді бінарного портфеля, який оцінюється адитивним вектором цільових функцій для вибраних нефункціональних вимог, тоді як лінійні обмеження відображають бюджет, залежності та несумісності між патернами, а також кардинальність портфеля. Відповідна багатокритеріальна модель цілочисельного лінійного програмування породжує дискретну множину Парето з недомінованих портфелів. Невелике прикладне дослідження з двома антагоністичними вимогами, швидкодією та безпекою, демонструє наслідки такої реформуляції. Підхід із зваженою сумою дає різні рекомендовані портфелі для різних векторів ваг і не виявляє більш збалансований портфель, який також задовольняє всі обмеження. Натомість багатокритеріальна модель явно показує всю сукупність недомінованих портфелів за незмінних вхідних даних та обмежень, надаючи архітекторам і зацікавленим сторонам можливість обрати той варіант патернів, який найкраще відображає їхні реальні пріоритети та прийнятний рівень ризику.