近年来,随着物联网的飞速发展,传感网,云计算,软件服务化这些物联网核心技术的应用越来越广泛,许多大型应用软件系统的功能越来越复杂,规模越来越大,系统之间的关联也越来越多样化。在这种形势下,包括物联网应用在内的各种应用软件系统正在由封闭的单一系统向开放的系统体系(SoS)发展,本文中所介绍的系统体系理论正是为了研究上述问题而引入的。本文的工作主要是针对系统体系的形式化研究而展开的,这一工作可以使我们更加深入地研究系统体系的组成成分在其生命周期各个阶段中的特征、作用和功能,以便指导系统体系实现其不断演变的业务目标。本文在讨论系统体系的相关基础理论与框架方法的基础上,针对大型应用软件系统建立了三个功能框架。利用近世代数中的群论知识对每个框架分别进行抽象,将框架本身看作集合,框架内的单元看作集合内的元素,而单元间的关联关系则抽象为集合内的运算,由此可以将框架形式化为一个半群。同时给出了框架间关联关系的抽象描述方法,在框架间建立映射,形成半群同态。最后本文以基于NGOSS下的CRM应用系统为例,给出了具体的应用实例,验证了本文研究工作的正确性和有效性。