Проектирование профиля информационных, вычислительных и телекоммуникационных ресурсов отрасли

 

А.Я. Олейников, проф., докт. техн.наук, ИРЭ РАН,

Е.Е.Журавлев, канд.техн.наук, ФИ РАН
 

Технология открытых систем как интеграционная основа построения информационной инфраструктуры 

     Информационная инфраструктура любого уровня (глобальная, национальная, отраслевая и т.д.) состоит из ресурсов информационных, вычислительных и средств телекоммуникаций.

Информационные и вычислительные ресурсы формируются на основе аппаратно-программных платформ различных классов (персональные ЭВМ, рабочие станции, мини-ЭВМ, мейнфреймы, суперЭВМ), изготовленных различными производителями. Платформы работают под управлением различных операционных систем, т.е. осуществляется переход к гетерогенным структурам.

     В системах телекоммуникаций используются различные протоколы и форматы данных, и неизбежно встает вопрос о переносе прикладных программ с одной программно-аппаратной платформы на другую, о доступе к различным базам данных, о взаимосвязи удаленных систем.

     Любая система рано или поздно требует модернизации, расширения, и эта модернизация должна произойти с минимальными потерями, в том числе с минимальными затратами на переобучение персонала. Таким образом, возникает вопрос о создании и применении технологии, решающей эти проблемы. Такой технологией является технология открытых систем (ТОС).

     Сущность технологии открытых систем состоит в формировании среды, включающей программное обеспечение, аппаратные средства, службы связи, интерфейсы, форматы данных и протоколы, обеспечивающей переносимость, взаимосвязь и масштабируемость приложений и данных [1-З]. Совокупность этих качеств достигается использованием развивающихся, общедоступных и общепризнанных стандартов на продукты информационных технологий, составляющих среду открытой системы.

      Прим. Понятие "открытая система" не означает, что она является незащищенной в смысле доступа к содержащейся а ней информации. Сохранение конфиденциальности информации, представляющей собой государственную, коммерческую, военную и личную тайну, является обвзательным условием любой информационной системы. 

    Для облегчения взаимопонимания между группами специалистов целесообразно использовать какую-то единую модель среды открытых систем. Такой моделью служит так называемая эталонная модель среды открытых систем POSIX OSE (рис.1.). Эту модель можно модернизировать в зависимости от класса системы.

 

 

Рис. 1. Эталонная модель POSIX OSE

 

Классификация профилей, место и роль пользовательского профиля 

     Основным приемом в ТОО служит функциональная стандартизация или построение функционального стандарта - профиля.

     Профиль - это согласованный набор базовых стандартов, предназначенный для решения какой-либо задачи или класса задач [З]. Его построение позволяет конструировать и развивать систему наиболее экономичным образом. Если все программно-аппаратные средства, поставляемые различными производителями, соответствуют профилю, т.е. выполнены в соответствии с необходимыми стандартами, они будут работать в единой среде, где будет обеспечена переносимость приложений, взаимодействие и функциональная расширяемость.

Классификация профилей проводится по принятой так-сономии, изложенной в документах ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000 -1,2,3 - 98. В упрощенном виде классификация профилей общего применения представлена на рис. 2.

 

 

Рис.2. Реализация открытых систем.

 

     На верхнем уровне находятся международные стандартизованные профили (International Standardized Profiles - ISP), признанные комитетом ИСО. ISP имеют в международном со-обществе такой же статус, что и международные базовые стандарты и ориентированы на широкую область применения. К ним относятся профили, описывающие конкретную программно-аппаратную среду, независимо от области применения.

     Ниже приведены национальные профили, в соответствии с которыми должна строиться национальная ИИ. Примеры национальных профилей - профиль переносимости приложений Правительства США (Application Portability Profile АРР) [5] (http://www.nist.gov/nii/niiframe/htm), а также входящий в него государственный профиль взаимосвязи открытых систем США (Government Open System Interconnection Profile - GOSIP) [6].

    Подготовлен отечественный аналог GOSIP. В настоящее время Госстандартом России утвержден и введен в действие профиль взаимосвязи открытых систем виде Рекомендаций Р 50.1.022-2000.

     Профили следующего уровня - отраслевые или корпоративные. Для каждой отрасли может и должен быть построен свой профиль, например профиль банковской деятельности, профиль нефтяной отрасли, профиль систем военного назначения, профиль научных исследований и т.д., в том числе и профиль металлургической отрасли.

   Можно также особо выделить и технические профили (например, профиль реального времени). Ниже следуют профили уровня предприятия и подразделения.

Все описанные профили не должны противоречить профилю более высокого уровня, а составлять его подмножество. Профили организаций-пользователей образуют сквозную цепочку стандартов в осуществление заданной бизнес-функции.

     Профили POSIX служат для организации открытости программных и аппаратных средств глобально. Профиль организации-пользователя (профиль OSE) оптимизирован под открытость спектра конкретных функций. Однако следует заметить, что эти два направления не противоречат, а дополняют друг друга.

 

Методика построения и применения профиля OSE

     Реализация принципов открытых систем должна осуществляться следующим образом (рис.2.). В левой части рисунка приведена описанная выше иерархия профилей. В правой части рисунка изображен упрощенный жизненный цикл информационной системы. Согласно международным стандартам, жизненный цикл любой системы ("петля качества") состоит из 11 стадий и определяется стандартами серии ISO 9000. В нашей стране пока при создании информационных систем в основном руководствуются ГОСТ 34.601-90 "Информационная технология. Комплект стандартов на автоматизированные системы. Стадии создания", который включает стадии разработки Концепции и технического задания. В техническом задании должны быть определены требования к профилю данной конкретной системы, и на последующих стадиях жизненного цикла системы следует руководствоваться этим профилем.

Методика проектирования и применения профиля конкретной системы детально описана ниже.

     На рис.2  (в центре) приведены еще некоторые компоненты, необходимые для реализации принципов открытых систем.

    Во-первых, должен существовать перечень продуктов информационных технологий ("реестр"), по которому можно установить соответствие данного продукта требованиям открытости. Составление такого реестра, указывающего однозначное соответствие конкретного изделия определенным стандартам, достаточно трудоемкая работа. Для этого на первом этапе можно воспользоваться справочным изданием "Open systems Products Directory", регулярно выпускаемым международной Ассоциацией профессионалов в области открытых систем UniForum в печатной форме и на CD ROM и содержащим на сегодня названия более 9000 продуктов и более 2000 фирм (http://www.uniforum.org). Во-вторых, должна существовать Методика проектирования открытых систем. Кроме методики построения профилей, в качестве инструментального средства построения открытых систем может служить технология CORBA (Common Object Request Broker Architecture), направленная на построение так называемого промежуточного архитектурного слоя (middle-ware), обеспечивающего создание интероперабельной среды за счет использования стандартов интероперабельных систем, разрабатываемых Object Management Group (http://demos.ipi.ac.ru/syntesis/ projects).

     Важная особенность ТОС в том, что она содержит методические подходы к постепенному преобразованию информационных систем, изначально не соответствующих требованиям открытости, к открытым системам.

     И, наконец, должна существовать система информационной поддержки по всей тематике открытых систем, включая сведения о стандартах, профилях, методиках, организациях.

 

Методика построения профиля конкретной системы

     Одна из основных организаций, занимающихся проблемой открытых систем - комитет POSIX Института инженеров по электротехнике и электронике - IEEE разработал специальное Руководство по созданию и применению профиля конкретной системы IEEE Std 1003.23-1998, IEEE Guide for Developing User Organization Open System Environment (OSE) Profiles.

     Цель настоящего Руководства - описание процесса проектирования профилей среды открытых систем (OSE) организации-пользователя (профиль OSE). Оно включает основные принципы оформления требований пользователя и сведений об информационных технологиях (ИТ) и их службах, которые могут обеспечить выполнение упомянутых пользовательских требований, а также информацию о порядке выбора стандартов, спецификаций и временных рекомендаций, которые должны обеспечивать поддержку этих ИТ и их служб. В этом Руководстве, кроме того, обсуждаются вопросы аттестационного тестирования, сопровождающего применение профилей.

     В данном Руководстве под профилем OSE понимается его физическая модель, элементы которой описываются в терминах принятых стандартов открытых систем, а в случае отсутствия таковых - оставляются пробелы. Несмотря на то, что в Руководстве содержатся сведения о том, как перейти от физического (основанного на стандартах) уровня проектирования к эксплуатационному (основанному на продуктах, имеющихся на рынке), оно не содержит никаких рекомендаций по выбору конкретных изделий и решений для заполнения пробелов в физической модели. Скорее, Руководство помогает читателям в их работе по поиску собственных решений. Читатели могут по своему выбору, с учетом политики в области основной деятельности и технической политики, принятой в той или иной организации, воспользоваться рекомендациями, имеющимися в Руководстве.

     Профиль OSE - это специально подобранный набор стандартов и их опций, которыми, для определенного класса или области приложений, определяется на языке функ-иональных требований, протоколов, форматов данных и т. п., поведение приложений при их взаимодействии между собой.

     Этот профиль представляет собой совокупность специфи-каций, в которых представлены в формализованном виде потребности в информационных технологиях организации в целом (или ее части). Профили OSE могут быть использованы для  решения любой из указанных ниже задач или их комбинаций:

• инвентаризации принятых подходов к решению задач информатизации и выбора ИТ;

• помощи при решении вопросов выбора новых продуктов ИТ и их приобретения;

• управления процессом информатизации организации в целом.

     Профиль OSE, как минимум, позволяет установить соот-ветствие между требованиями пользователя (проблемой, которая должна быть решена), информационными службами и ИТ, которые эти требования поддерживают, а также стандартами и спецификациями, которым они соответствуют.

     Руководство содержит сведения о том, как отобрать соответствующие требования и как выяснить, насколько хорошо стандарт отвечает требованиям пользователя. Часто пользователи оказываются в ситуации, когда возможен выбор среди ряда конкурирующих нормативных документов, подходящих для их профилей. В таком случае профиль OSE может быть использован для того, чтобы зафиксировать альтернативные варианты и облегчить обсуждение достоинств и недостатков каждого из них.

     Возможна и такая ситуация, когда ни один из известных нормативных документов или продуктов не может удовлетворить требованиям пользователя. В таком случае профиль OSE идеально подходит для того, чтобы выявить эти пробелы в требованиях пользователя.  Учитывая, что потребности и стратегия организации могут все время изменяться, соответствующий профиль OSE также претерпевает изменения и развитие.

     В настоящее время накоплен достаточно большой опыт в реализации принципов и технологии открытых систем [7,8,9,10].

 

Библиографический список

1. Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Технология открытых систем - основное направление информационных технологий /Информационные технологии и вычислительные системы.- М.:ИТ и ВС. 1997. ?3. С.4-14.

2. http://opensys.ire.ras.ru. Проекты, кн.2,4

3. Козлов В.Д. Открытые информационные системы. М.: финансы и статистика. 1999.

4. James Isaak et al. Open Systems Handbook. IEEE Standards Press.  1994. P. 197.

5. Application Portability Profile, v.3. NIST SPEC PUB 500-230

1996.P.220.

6. Government Open System Interconnection FIPS 146-3. NIST. USA.

7. Олейников А.Я. Открытые системы - основное направление ин-формационных технологий для построения информационной инф-раструктуры,/ Радиотехника. 1998. N 12. С. 3 - 11.

8. Олейников А.Я. Идея - стандарт - изделие - идея / Радиотехника. 2000., N 8. С.76-82.

9. Журавлев Е.Е. Применение технологии открытых систем при формировании информационных, вычислительных и телекоммуникационных ресурсов отрасли ./Металлург. 2000. ? 12.С.20 - 21.

10. Олейников Д.Я. Современное состояние и перспективы развития технологии открытых систем. Доклад на 1 Всероссийской практической конференции "Стандарты в проектах современных информационных cистем"

http://www.cplire.ru/rus/casr/os/3_12/8/11-report.htm