Принципы построения

Цель создания

В различных областях проектирования и производства технологические нововведения зарождаются и приобретают значение в процессе изменения масштабов создаваемых объектов. При этом основную роль часто играют не физические масштабы объектов, но масштабы сложности их функционирования и разработки. В современных условиях технические и технологические объекты, например, энергетические комплексы и сети, объекты инфраструктуры больших городов, аэрокосмические объекты и комплексы, имеют такие масштабы сложности функционирования и разработки, что их разработка и эксплуатация невозможна без специальных информационных систем.

В современных условиях тенденции усложнения и интеграции информационных систем, обслуживающих сложные технические и технологические объекты, значительно увеличили трудоемкость их создания. Несмотря на совершенствование методов и средств программной инженерии, направленных на повышение производительности труда программистов, создание баз данных и программных средств больших информационных систем требует многих человеко-лет по объему трудозатрат, а значит длительных календарных сроков. Некоторым выходом из трудного положения было бы использование стандартных программных модулей при построении больших информационных систем. Возникла проблема разработки функционально законченных программных средств, баз данных и их компонентов, потенциально готовых к многократному применению в различной внешней операционной среде, т.е. при использовании различных операционных систем.

Унификация всегда требует некоторых ресурсов, которые в данном случае выражались в дополнительной трудоемкости создания мобильных (переносимых с одной платформы на другую) программ и данных, а также увеличению ресурсов ИВС для их реализации.

Сохранение и развитие довольно широкого спектра архитектур компьютеров и ИВС, естественно привело к повторному использованию компонентов программного обеспечения не только на однотипных ИВС (однотипных платформах), но и к разработке программных средств и баз данных, переносимых на различные аппаратные и операционные платформы. Концепция открытых систем определяла для открытых информационных систем некоторые принципы создания набора или профиля стандартов для ИВС и операционных систем, обеспечивающих переносимость программ и данных.

В настоящее время информационные системы характеризуются следующими особенностями:

резко возросли масштабы и размерность функционально законченных программных средств, накоплено, распространяется и применяется огромное количество программных компонентов, пакетов прикладных программ и информационных массивов баз данных, готовых к использованию в различных приложениях и сочетаниях;

трудоемкость создания комплексов программных средств и баз данных зачастую измеряется сотнями человеко-лет, а длительность их жизненного цикла достигает всего нескольких лет;

многие сложные программные средства информационных систем развиваются длительное время и применяются у пользователей в нескольких версиях, существенно различающихся функциональными характеристиками и качеством;

для обеспечения мобильности и переносимости прикладных программных средств и информационных систем в целом с одних компьютерных платформ на другие начинает применяться стандартизация их структуры и интерфейсов их компонент с операционной и внешней средой.

Таким образом, выделились две технологические проблемы, которые требовали решения в концепции создания открытых информационных систем:

создание программных компонентов и баз данных, которые рентабельно повторно применять или переносить на различные платформы,

проблема создания ИВС, которые можно использовать в качестве платформы для различных информационных систем.

Идеология и стандарты открытых систем, направленные на реализацию принципов модульного построения программных средств информационных систем, позволяют более рационально определять структуру программных средств и распределение функций между их компонентами, значительно повышая тем самым эффективность. Такой подход опирается на высокую производительность современных ИВС, определяемый быстрым прогрессом элементной базы.

Основные требования, предъявляемые к информационной инфраструктуре, состоят в обеспечении необходимой функциональности, быстродействия, пропускной способности и безопасности. При этом исходим из того, что в настоящее время информационная инфраструктура любого уровня (глобальная, национальная, отраслевая и т.д.) включает аппаратно-программные платформы различных классов (супер-ЭВМ, мейнфреймы, рабочие станции, мини-ЭВМ, персональные ЭВМ), изготовленные различными производителями, работающие под управлением различных операционных систем, т.е. представляет собой гетерогенную систему. При этом возникают проблемы с переносом программ с одной программно-аппаратной платформы на другую, с доступом к различным базам данных, взаимосвязи удаленных систем посредством сетей, использующих разные протоколы. Следует помнить также, что любая система рано или поздно требует модернизации, расширения, и это должно происходить 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 выступает технология открытых систем (ТОС).

Существо 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. (см. также общие черты открытых систем). Совокупность указанных качеств достигается за счет использования развивающихся, общедоступных и общепризнанных стандартов на продукты информационных технологий, составляющих среду открытой системы.

Здесь сразу требуется отметить, что понятие "открытая система" не означает, что она является незащищенной в смысле доступа к содержащейся в ней информации.

Сохранение конфиденциальности информации, представляющей собой государственную, коммерческую, военную и личную тайну, является обязательным условием любой информационной системы и также достигается за счет применения стандартов защиты информации.

ТОС применяется при построении систем всех классов и назначений, входящих как компоненты в информационную инфраструктуру. Разница заключается лишь в том, что для систем различных классов могут использоваться различные группы стандартов.

В развитии и применении ТОС заинтересованы все участники процесса информатизации: пользователи, проектировщики систем и системные интеграторы, производители и поставщики технических и программных средств вычислительной техники и средств телекоммуникаций, разработчики стандартов.

Вопросами стандартизации в сфере открытых систем занимаются более 250 различных организаций и их комитетов. Наиболее полно эта работа выполнена для решения задач взаимосвязи открытых систем (ВОС) посредством унифицированного обмена данными между различными компьютерными системами. В этой области только Международной организацией по стандартизации опубликовано свыше 400 стандартов и дополнений к ним.

При построении конкретной системы или сети возникает объективная проблема ориентации в огромном множестве международных и национальных стандартов, выбора конкретного набора, наилучшим способом удовлетворяющего поставленным задачам.

Упростить эту проблему позволяют профили базовых стандартов и функциональные стандарты. Профиль определяет комбинацию базовых стандартов, которые в совокупности выполняют четко определенную функцию, решение конкретной задачи. В свою очередь, функциональный стандарт представляет собой согласованный в международном или национальном масштабе документ, охватывающий один или ряд профилей.

Для учета национальных особенностей (возможности использования ранее разработанных национальных стандартов, эксплуатирующихся технических средств на их основе) создаются правительственные профили ВОС - GOSIP (Goverment Open System Interconnection Profile). В качестве такого профиля в нашей стране выступает Государственный профиль ВОС России, разработанный на основе анализа более 400 международных и национальных стандартов и рекомендаций. По мере разработки и принятия новых стандартов, он будет дополняться и расширяться.

Технологический цикл построения открытых систем представлен следующими стадиями:

На первой стадии определяются цели деятельности системы, то есть область применимости, решаемые задачи, условия функционирования и т.д.

Затем, на второй стадии, осуществляется идентификация требований к разрабатываемой прикладной системе. При этом, часть требований не зависит от свойства открытости системы, такие, например, как производительность, надежность и другие. Требования же, связанные с мобильностью программ и информации, условиями взаимодействия в системе и другие, то есть те, которые определяют открытость системы, должны быть рассмотрены в терминах и положения стандартов, определенных в концепции открытых систем.

На третьей стадии осуществляется подготовка профиля для описания набора свойств среды, требуемых для поддержки приложений. Прикладной профиль описывает свойства и характеристики, необходимые для функционирования прикладной системы, и идентифицирует ее стандартные и нестандартные характеристики для выбора платформы разработки и (или) разработки или приобретения программного обеспечения, определяет перечень взаимоувязанных стандартов, которым должны соответствовать приобретаемые компоненты, а также которые должны применяться при разработке тех или иных узлов системы.

Н а четвертой стадии осуществляется приобретение и (или) разработка программного обеспечения, соответствующего выбранному профилю. Однако это является необходимой, но не достаточной частью процесса создания открытых систем в связи с тем, что не все части процесса взаимодействия в системе могут быть на момент разработки стандартизованы, либо существует выбор стандартизованных путей решения стоящей задачи, осуществить который есть задача разработчика.

На пятой стадии производится проверка приложений на соответствие характеристикам открытых систем (сертификация на открытость) и проводится необходимая коррекция.

На шестой стадии осуществляется проверка на соответствие определенным на стадии 1 целям деятельности. Делается вывод о решении поставленной задачи, либо формируется задание на доработку.

В случае успешного завершения процесса разработки осуществляется передача разработанной системы в эксплуатацию. На этом этапе, в процессе реальной работы, будут выявляться ошибки, либо возникнет потребность в модификации, что, в свою очередь, вызовет либо корректировку системы, либо формулирование задания на модификацию, то есть повторение описанного выше процесса.

Вопросы для самоконтроля:

1. Назовите общие черты, присущие открытым системам.

2. Дайте современное определение понятию «открытая система».

3. Перечислите свойства открытой ИВС.

4. Какие основные стадии построения открытых систем?

5. Дайте определение информации.

6. Что такое формат информации?

7. Какие основные проблемы возникают при разработке ИВС?

8. Назовите цель создания открытых систем.

9. В чем отличие стандарта от профиля?

10. Какой профиль используется в нашей стране?

Дата добавления: 2014-01-04