Понятие профиля открытой системы

ИНСТРУМЕНТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТАНДАРТИЗАЦИИ

При создании и развитии сложных, распределенных, тиражируемых программных и информационных систем требуется гибкое формиро­вание и применение согласованных (гармонизированных) совокупно­стей базовых стандартов и нормативных документов разного уровня, выделение в них требований и рекомендаций, необходимых для реали­зации заданных функций ИС. Для унификации и регламентирования такие совокупности базовых стандартов должны адаптироваться и кон­кретизироваться применительно к определенным классам проектов, процессов функций и компонентов разрабатываемых систем. В связи с этой потребностью выделилось и сформировалось понятие профиля как основного инструмента функциональной стандартизации.

Профиль — это совокупность нескольких (или подмножество одно­го) базовых стандартов с четко определенными и гармонизированны­ми подмножествами обязательных и рекомендуемых возможностей, предназначенная для реализации заданной функции или группы фун­кций ИТ/ИС в конкретной функциональной среде. Функциональная характеристика объекта стандартизации является исходной позицией для формирования и применения профиля этого объекта или процес­са [4].

Примерами такой среды могут быть среда рабочей станции, управ­ления встроенными вычислительными устройствами, распределенная среда передачи и обработки данных, среда офисного документооборо­та и т.д. Если все программно-аппаратные и коммуникационные сред­ства, поставляемые различными производителями для использования в рамках целостной ИС, соответствуют профилю, т.е. выполнены в соответствии с необходимыми стандартами, то они будут работать в

единой среде, в которой обеспечена переносимость приложений, мас­штабирование, взаимодействие и функциональная расширяемость.

Профиль не может противоречить использованным в нем базовым стандартам и нормативным документам. На базе одной совокупности базовых стандартов могут формироваться и утверждаться различные профили для разных проектов разработки программных или инфор­мационных систем и сфер их применения. Эти ограничения базовых документов профиля и их гармонизация, проведенная разработчика­ми профиля, должны обеспечивать качество, совместимость и коррек­тное взаимодействие компонентов системы, соответствующих профи­лю, в заданной области его применения.

Базовые стандарты и профили могут использоваться как непосред­ственные директивные, руководящие или рекомендательные докумен­ты, а также как нормативная база, необходимая при выборе или разра­ботке средств автоматизации технологических этапов или процессов создания, сопровождения и развития ИС.

Основными целями применения профилей при создании и исполь­зовании ИС являются:

• снижение трудоемкости и повышение связности проектов ИС;

• обеспечение переносимости ППО;

• обеспечение расширяемости ИС по набору прикладных функций и масштабируемости;

• предоставление возможности функциональной интеграции в ИС задач, которые раньше решались раздельно и менее эффективно;

• повышение качества компонентов ИС.

Выбор стандартов и документов для формирования конкретных профилей ИС зависит от того, какие из этих целей определены при­оритетными.

В качестве методологической базы построения и применения про­филей сложных, распределенных ИС предлагается использовать тех­нический отчет ИСО/МЭК'ТО 10000. Части 1.и 2 этого документа введены в России в качестве стандарта ГОСТ Р. Часть 3, определяю­щую основы и таксономию профилей среды открытых систем, пред­лагается задействовать при построении и использовании профилей И С как документ прямого применения.

В связи с этим заметим, что международными органами стандар­тизации ИТ принята жесткая трактовка понятия профиля. На этом уровне считается, что основой профиля могут быть только междуна­родные, региональные и национальные утвержденные стандарты — не допускается использование стандартов де-факто и нормативных до­кументов фирм. Подобное понятие профиля активно используется в совокупности международных функциональных стандартов, конкре­тизирующих и регламентирующих основные процессы и объекты вза­имосвязи открытых систем (ВОС), в которых возможна и целесообразна жесткая формализация профилей (например, функциональные стандарты ИСО/МЭК 10607-10613 и соответствующие им ГОСТы Р). Однако при таком подходе невозможны унификация, регламентиро­вание и параметризация множества конкретных функций и характе­ристик сложных объектов архитектуры и структуры современных раз­вивающихся ИС.

Новый, прагматический подход к разработке и применению про­филей ИС состоит в использовании совокупности адаптированных и параметризованных базовых международных и национальных стан­дартов и открытых спецификаций, отвечающих стандартам де-факто и рекомендациям международных консорциумов.

Классификация профилей

Существующие базовые профили имеют достаточно жесткую смыс­ловую и иерархическую структуру. По широте охвата области стандартизации, степени признания и области функционального приме­нения профили можно разделить на следующие виды: стратегические (ISP, GOSIP), OSE-профили прикладных технологий, полные OSE- профили (профили платформ, систем), OSE-профили (специализация поведения открытых систем), локальные (OSI-профили).

На верхнем уровне находятся международные стандартизованные профили (International Standardized Profiles — ISP), признанные соот­ветствующим комитетом ИСО. В области международной стандарти­зации ИТ профили ISP имеют такой же статус, что и международные базовые стандарты, и предназначены для широкой области примене­ния.

Определение профиля включает в себя следующие элементы:

• область действия функции, для которой определяется профиль;

• иллюстрация сценария, показывающего пример применения про­филя, при этом желательно использование диаграммного представле­ния ИТ-системы, самого приложения и имеющих место интерфейсов;

• нормативные ссылки на набор базовых стандартов или ISP, со­держащие точную идентификацию актуальных текстов базовых спе­цификаций, а также охватывающие принятые дополнения и исправ­ления;

• спецификации применения каждого цитируемого базового стан­дарта или ISP, устанавливающие выбор классов, подмножеств, опций, диапазонов значений параметров, а также ссылки на регистрируемые объекты;

• раздел, определяющий требования на соответствие данному про­филю реализующих его ИТ-систем;

• ссылка на спецификацию аттестационных тестов для реализации данного профиля, если таковые имеют место;

• информативные ссылки на любые полезные, желательно актуа­лизированные документы.

Типовая структура описания ISR FOREWORD // Предисловие. INTRODUCTION//Введение.

1. SCOPE // Область применения + Сценарии.

2. NORMATIVE REFERENCES // Нормативные ссылки.

3. DEFINITIONS//Определения.

4. ABBREVIATIONS // Сокращения.

5. CONFORMANCE // Соответствие.

6. Requirements specifications related to each base standard // Специ­фикации требований для каждого базового стандарта.

NORMATIVE ANNEXES // Нормативные приложения, задающие требования соответствия профиля в табличном представлении. _Л4.INFORMATIVE ANNEXES // Объяснения и руководства, если это требуется.

Требования к содержанию и формату ISR

1) профили непосредственно связаны с базовыми стандартами, и аттестация на соответствие профилю подразумевает аттестацию на соответствие этим базовым стандартам;

2) ISP должен удовлетворять правилам ISO/IEC для представле­ния проектов и самих международных стандартов;

3) ISP должен быть компактным документом, не повторяющим тек­ста документов, на которые он ссылается;

4) определение одного профиля может включать в себя ссылки на определение других;

5) многие профили документируются и публикуются в виде отдель­ных ISP. Однако для тесно связанных между собой профилей может быть использован более подходящий для такого случая» механизм многоком­понентных ISP (Multipart ISPs). Многокомпонентные ISP позволяют избежать копирования общего текста для связанных профилей;

6) для каждого профиля должна обеспечиваться спецификация те­стирования профиля (Profile Test Specification), которая определяет­ся или как часть ISP, или как отдельный самостоятельный ISP. В пос­леднем случае в исходном ISP используется ссылка на этот документ.

В дополнении к ГОСТ Р ISO/IEC TR-10000-1 приводятся правила составления каждого из элементов ISP, соответствующие правиламISO/IEC. (В случае разбиения ISP на части каждая часть должна удов­летворять этой структуре.)

Ступенькой ниже в иерархии следуют национальные профили, в соответствии с которыми должна строиться национальная система ИТ-стандартизации. Несмотря на то что инициатива разработки концеп­ции таких профилей принадлежит Великобритании, примерами наиболее «влиятельных» могут служить профиль переносимости прило­жений АРР (Application Portability Profile — АРР), разработанный по заказу Правительства США, а также входящий в него государствен­ный профиль взаимосвязи открытых систем GOSIP (Government Open SystemInterconnection Profile). Мощным фактором, уси­лившим престиж GOSIP США, стало то, что в 1990 г. он получил ста­тус федерального стандарта по обработке информации FIPS (Federal Information Processing Standard) и стал обязательным стандартом при разработке и применении соответствующих технологий. Из рисунка видно, что GOSIP строится на базе семиуровневой модели.

В мае 1993 г. Национальным институтом стандартов и технологий США был выпущен документ «Application Portability Profile АРР. The U.S. Government's Open System Evironment Profile OSE/1 Version 2.0». Этот документ определяет рекомендуемые для федеральных учреж­дений США спецификации в области информационных технологий, обеспечивающие мобильность персонала, системных и прикладных программных средств.

Профиль АРР строится на основе модели OSE/RM, описанной выше, как профиль открытой среды, предназначенный для использо­вания Правительством США. Он охватывает широкую область при­кладных систем, представляющих интерес для многих федеральных агентств. Индивидуальные стандарты и спецификации, входящие в АРР, определяют форматы данных, интерфейсы, протоколы и (или) их комбинации.

Все виды функционального обслуживания в рамках АРР могут быть представлены следующими семью функциональными областями:

1) функции, реализуемые операционной системой;

2) функции, реализующие человекомашинные интерфейсы;

3) поддержка разработки программного обеспечения;

4) управление данными;

5) обмен данными;

6) компьютерная графика;

7) сетевые функции.

На рис. 19.1 была приведена модель OSE/RM, на которой представ-

лены эти функциональные области и их отношение к элементам модели.

Область функций операционной системы. Функции, реализуемые ОС, обеспечивают управление прикладной платформой, а также об­служивают интерфейсы для взаимодействия прикладных программ и платформы. Область действия этих функций включает в себя:

Функции ядра ОС — функции нижнего уровня, применяются для создания и управления процессами исполнения программ, генерации и передачи сигналов операционной системы, генерации и обработки сигналов системного времени, управления файловой системой и ката­логами, управления и обработкой запросов ввода/вывода и обслужи­ванием внешних устройств.

Команды и утилиты — механизмы для исполнения функций уровня оператора, такие как сравнение, печать и отображение содержимого фай­лов, редактирование файлов; поиск образцов; регистрация сообщений; перемещение файлов из каталога в каталог; сортировка данных; исполне­ние командных строк и доступ к служебной информации системы.

Расширение реального времени — функции, реализующие приклад­ные и системные интерфейсы, которые используются в прикладных областях, требующих детерминированного исполнения, обработки и реакции. Расширения этого типа определяют прикладные интерфей­сы к базовым функциям ОС: ввода/вывода, доступа к файловой сис­теме и управления процессами.

Управление системой — функции, позволяющие создавать и управ­лять ресурсами, предоставляемыми пользователю, правами доступа к подсистемам и устройствам, управление конфигурацией и произво­дительностью устройств, файловой системы, административными про­цессами, авторизацией доступа, поддержкой живучести системы.

Человекомашинные интерфейсы. Такие интерфейсы определяют методы, с помощью которых пользователи могут общаться с приклад­ными системами. В зависимости от различных условий, которые мо­гут определяться как пользователями, так и прикладными системами, интерфейсы этого типа могут обеспечивать следующие функции:

Операции типа «клиент-сервер» — определяют взаимоотношения между процессом «клиент» и процессом «сервер» в сети, в частности между процессами, имеющими место при отображении с помощью графического пользовательского интерфейса. В этом случае програм­ма, которая управляет каждым дисплейным устройством, реализует процесс-сервер, в то время как пользовательская программа представ­ляет процесс-клиент, который запрашивает обслуживания сервером.

Определение объектов и управление — включает в себя специфика­ции, с помощью которых задаются характеристики отображаемых эле­ментов: цвет, форма, размеры, движение, графические характеристи­ки, взаимодействие между отдельными элементами и т.д.

Параметры окон — спецификации, которые позволяют определить, как создаются окна, передвигаются, сохраняются, восстанавливают­ся, удаляются и взаимодействуют друг с другом.

Поддержка диалога — спецификации, с помощью которых устанав­ливаются взаимоотношение между тем, что отображено на экране (в том числе движение курсора, данные, введенные с клавиатуры и до­полнительных устройств), и тем, как меняется изображение в зависи­мости от вводимых данных.

Спецификации мультимедиа, включая API, — спецификации, опре­деления функций и форматов данных, которые поддерживают мани­пуляции различными формами цифровой и аналоговой аудиовизуаль­ной информации в рамках единой прикладной системы.

Пользовательские интерфейсы являются едва ли не самой сложной областью в разработке и эксплуатации. В течение последних несколь­ких лет в области технологии пользовательских интерфейсов получе­ны заметные результаты как в части связанной с пользователями, так и в области создания инструментальных средств для построения систем.

Функциональная область поддержки разработки программного обеспечения (программная инженерия). Цель, которую преследует технология открытых систем, — это создание и применение мобиль­ных, гибких, способных настраиваться на различные конфигурации аппаратных платформ, интероперабельных программных средств. Функциональная область программной инженерии обеспечивает для этого необходимую инфраструктуру, в которую входят как языки про­граммирования, так и интегрированные инструментальные системы для поддержки разработки программного обеспечения. В этой функ­циональной области можно выделить следующие средства:

Стандартные языки программирования вместе со средой поддерж­ки, в которую входят отладчики, средства настройки и оптимизации кода, редакторы.

Интегрированные среды и инструментальные системы для разра­ботки программного обеспечения, включающие в себя системы и про­граммы его автоматизированного создания и поддержки. В состав та­ких систем входят средства выбора спецификаций и анализа приклад­ных систем на этапе проектирования, создания и тестирования программного кода, документации и средств поддержки коллективных проектов для групп разработчиков. Интерфейсы, входящие в состав этих средств, обеспечивают хранение, выборку и обмен информацией между программами среды.

Функциональная область управления данными. Центральной за­дачей большинства систем является управление данными. Системы управления данными реализуют следующие функции.

Обслуживание доступа к словарям и каталогам данных, которые обеспечивают программистам и пользователям доступ к информации о данных (метаданным). Метаданные могут включать в себя внутрен­ние и внешние форматы, правила, обеспечивающие сохранность и сек­ретность, и располагаться в распределенных системах.

Системы управления базами данных обеспечивают управление доступом к структурированным данным и позволяют обращаться к ком­бинациям данных, расположенным в различных схемах. Базы данных доступны через интерфейсы, входящие в стандарты языков програм­мирования или интерактивные интерфейсы языков четвертого поко­ления. Также СУБД обычно реализуют особые функции создания, размножения, перемещения, резервного копирования/восстановления и архивации баз данных, хотя некоторые из них предоставляются ифайловой системой, относящейся к функциональной области операционных систем.

Функции распределенного доступа обеспечивают обращение к дан­ным, хранящимся в удаленных базах.

Функциональная область обмена данными. Эта область обеспе­чивает поддержку специфических аспектов обмена информацией, включая форматы данных и их семантику, как для программ, работа­ющих на одной платформе, так и на различных (неоднородных) плат­формах. Эта область содержит спецификации для функций обмена сле­дующих типов:

Документы — спецификации для кодирования данных (текст, ри­сунки, числа, специальные символы и т.д.) и как логические, так и ви­зуальные структуры электронных документов.

Графические данные — независимые от устройств определения эле­ментов рисунков.

Производственные данные — спецификации, описывающие техни­ческие рисунки, документацию, данные другого типа, необходимые в производстве и проектировании продукции, включая геометрические или негеометрические данные, характеристики форм, допуски, свой­ства материалов и т.п.

Существуют различные уровни сложности представления данных, используемые в процессе обмена.

Уровень 1 (формат данных) обеспечивает возможность представить данные, участвующие в обмене, явным образом, путем указания фор­мата либо ссылки на язык программирования.

Уровень 2 (объект единого контекста) отображает содержание оди­ночного объекта. Примерами спецификаций такого типа могут быть тексты, растровые изображения или аудиоинформация.

Уровень 3 (комплексный объект) включает в себя спецификации для представления сложных объектов, состоящих из элементарных объектов, соответствующих уровню 2.

Уровень 4 (семантика и синтаксис языков) — это уровень языка представления данных.

Уровень 5 (прикладной) — уровень приложений, который может использовать любые из нижних уровней для обмена с другими при­кладными программами.

Область графических функций. Эта область используется для со­здания и манипуляций с отображаемыми изображениями. Функции такого рода обеспечивают определение и поддержку отображаемого элемента и его атрибутов. Функции этой области содержатся в специ­фикациях многомерных графических объектов и изображений в фор­ме, независимой от конкретных устройств. Доступность и целостность как функций, поддерживающих разработку ПО для изображений и графики, а также самих графических данных обеспечивается за счет средств, обеспечивающих безопасность для данной области.

Функциональная область сетевой поддержки. Сетевые функции предоставляют механизмы для поддержки прикладных систем, которым требуется интероперабельный доступ к данным и программам в неодно­родной сетевой среде. В этой области имеются следующие механизмы:

Собственно коммуникации, которые включают в себя API и специ­фикации протоколов для прозрачной и надежной передачи данных через коммуникационные сети.

Прозрачный доступ к файлам, расположенным в любом месте неод­нородной сети.

Поддержка персональных ЭВМ и микро-ЭВМ для обеспечения интероперабельности с системами, базирующимися на различных ОС, в частности микрокомпьютерных, которые могут оказаться не соот­ветствующими международным и национальным стандартам.

Дистанционное обращение к процедурам — спецификации для обра­щения к процедурам, расположенным во внешней распределенной среде.

Интегрально поддерживаемые функциональные области. К этой области относятся функции, которые интегрируются внутри уже опи­санных областей, и в рамках данной референтной модели затрудни­тельно выделить в самостоятельные элементы, поскольку эти функ­ции в каждом конкретном случае имманентно связаны с функциями каждой из рассмотренных функциональных областей. К этим функ­циям относятся функции, обеспечивающие защиту в компьютерной среде и функции системной поддержки и администрации.

Национальные профили GOSIP имеют Великобритания, Франция, Швеция, Япония, Австралия, Гонконг (Сянган). В январе 2000 г. госу­дарственный профиль взаимосвязи открытых систем России был ут­вержден Госстандартом (ГОСТ Р 50.1.22—2000). Этот профиль разра­ботан на основе базовых и функциональных стандартов семиуровне­вой эталонной модели взаимосвязи открытых систем (ВОС ИСО/ МЭК) с учетом опыта по разработке и применению GOSIP указанных стран. Вследствие общего отставания России в области разработки ИТ, состояния и развития стандартизации в этой области, уровня приме­нения ИТ/ИС на федеральном уровне государственный профиль ВОС России имеет некоторые заметные отличия от GOSIP других стран. Однако, несмотря на некоторые различия между национальными и региональными версиями GOSIP, их объединяет функциональная идентичность по следующим обстоятельствам:

• проведение единой политики федеральных органов и правитель­ственных департаментов по приобретению, внедрению и эксплуата­ции вычислительного и коммуникационного оборудования для реа­лизации максимального информационного взаимодействия;

• уменьшение зависимости от поставщиков;

• обеспечение разработчиков, поставщиков и пользователей на фе­деральном уровне однозначно понимаемыми спецификациями, на ос­нове которых должна формироваться стратегия разработки вычисли­тельных и информационных систем, сетей и систем связи.

Основное преимущество института GOSIP заключается в том, что все протоколы, на которых основаны GOSIP, обладают общими ха­рактеристиками, такими, например, как:

• широкая применимость (активное использование не только со­ответствующими службами отдельных стран, но и международными организациями);

• доступность (реализации уже существуют либо имеются пилот­ные выпуски);

• стабильность (не планируется внесение существенных изменений в ближайшие 3—4 года);

• эффективность (протоколы удовлетворяют общим потребностям федеральных органов и правительственных учреждений).

Профили следующего уровня — отраслевые или корпоративные. Для каждой отрасли может и должен быть построен свой профиль, например профили банковской деятельности, военного назначения, научных исследований, образования и т.д.

Дата добавления: 2015-04-30