Software-intensive systems are increasingly present in several domains, such as Industry 4.0, military, smart cities, and smart agriculture. Due to the increasing complexity and size of these systems, their architectural design has become a considerably complicated task. In contrast, interoperability has played an essential role in the success of softwareintensive systems since this class of systems is sometimes composed of individual systems that need to communicate. However, software architects have faced difficulties in comprehending, analyze, and select suitable interoperability architectural solutions for these systems. Motivated by this scenario, the main objective of this doctoral thesis is to provide software architects means to support the decision-making on how to address the different levels of interoperability in software-intensive systems. More specifically, we established: (i) a typology of architectural strategies organized by strategy type and four different interoperability levels; and (ii) a catalog composed of main interoperability issues and the set of architectural patterns to mitigate these issues. This catalog is considered validated because it was defined according to information obtained systematically in the scientific literature and confirmed in the survey results that we performed with 33 practitioners. As a result, we observed that this catalog could support software architects to decide better which architectural solutions could solve each interoperability issue in their integration projects.

Sistemas intensivos em software estão cada vez mais presentes em diversos domínios, como Indústria 4.0, militar, cidades inteligentes, agricultura, entre outros. Devido ao aumento da complexidade e do tamanho desses sistemas, o projeto arquitetural tem-se tornado uma atividade consideravelmente complexa, enquanto a interoperabilidade tem desempenhado um importante papel no sucesso desses sistemas, uma vez que eles são, muitas vezes, compostos por sistemas individuais que precisam se comunicar. Apesar disso, os arquitetos de software têm enfrentado dificuldades para analisar, compreender, e guiar como a interoperabilidade pode ser abordada em arquiteturas de software de sistemas intensivos em software. Motivado por esse cenário, o objetivo principal desta tese de doutorado é fornecer aos arquitetos meios para a tomada de decisões sobre como abordar os diferentes níveis de interoperabilidade em sistemas intensivos em software. Mais especificamente, foram estabelecidos: (i) uma tipologia de estratégias arquiteturais organizadas por tipo de estratégia e pelos quatro diferentes níveis de interoperabilidade; e (ii) um catálogo composto dos principais problemas de interoperabilidade e um conjunto de padrões arquiteturais para mitigar esses problemas. Esse catálogo é considerado validado porque ele foi definido de acordo com as informações obtidas sistematicamente na literatura científica e nos resultados do survey que foi conduzido com 33 profissionais. Como resultado, observou-se que este catálogo pode apoiar os arquitetos a decidir quais soluções arquiteturais poderiam ser utilizadas para alcançar interoperabilidade em seus projetos de integração.