Открытые информационные системы
Понятие открытых систем сформировалось в рамках деятельности, направленной на обеспечение взаимодействия информационных систем и технологий, создаваемых различными инструментальными средствами на различных программно-аппаратных платформах. Исторически каждая страна и даже каждая фирма-производитель создавали свои собственные подходы, формы, методы представления и отображения информации в компьютерных системах.
Необходимость развития компьютерных сетей и потребность в переносимости программного обеспечения привели к появлению общих принципов и конкретизирующих их фактических и юридических стандартов, направленных на обеспечение совместимости и взаимодействия данных и программ в различных неоднородных вычислительных средах. В конечном счете эта деятельность направлена на создание технологии, решающей проблему развития единого информационного пространства как в рамках одной страны, так и во всем мире.
Под единым информационным пространством понимается28совокупность баз и банков данных, технологий их ведения и использования , информационно-телекоммуникационных систем и сетей, функционирующих на основе единых принципов и по общим правилам, обеспечивающим информационное взаимодействие организаций и граждан, а также удовлетворение их информационных потребностей. Суть технологии открытых систем в том, что она обеспечивает:29
унифицированный обмен данными между различными компьютерами;
переносимость прикладных программ между различными платформами;
мобильность пользователей (возможность переходить с одного компьютера на другой без специального переобучения).
Существуют различные определения термина «открытая система», наиболее сбалансированным считается определение, данное комитетом IEEEPOSIX1003.030: Открытая система – это система, реализующая открытые спецификации (стандарты) на интерфейсы, службы, и форматы данных, достаточные для обеспечения :
возможности переноса (мобильность) прикладных систем с минимальными изменениями на широкий диапазон систем;
совместную работу (интероперабельность) с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах;
взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающим им переход от системы к системе (мобильность пользователей).
Открытая спецификация – это общедоступная спецификация, которая поддерживается открытым, гласным согласительным процессом, направленным на постоянную адаптацию новой технологии, и соответствует стандартам. Открытые спецификации не зависят от конкретной технологии, то есть от конкретных технических и программных средств отдельных производителей. Стандарты унифицируют взаимодействие аппаратуры всех компонент программной среды: языков программирования, средств ввода-вывода, графических интерфейсов , СУБД, протоколов передачи данных в сети и т.д.
Использование при разработке систем открытых спецификаций позволяет другим производителям разрабатывать для этих систем различные аппаратные и программные средства расширения, а также создавать программно-аппаратные комплексы из продуктов разных производителей. На практике полная открытость системы является идеалом, и реальная система поддерживает открытость, как правило, только в некоторых своих частях, обеспечивающих внешние интерфейсы.
Наиболее масштабным примером открытой информационной системы является глобальная компьютерная сеть Интернет, в разработке которой принимают участие тысячи специалистов из самых разных организаций, работающих в различных странах. Спецификации, в соответствии с которыми ведется эта работа, принимаются в результате гласного и открытого обсуждения. Они получили название RequestforComments(RFS) – запрос на комментарии, что подчеркивает их открытый характер.
Существуют различные виды стандартов: фирменные и отраслевые, национальные, международные, которые служат целям совместимости различных технических и программных компонент информационных систем и вычислительных сетей. Для создания и развития сложной информационной системы требуется применение некоторой совокупности базовых стандартов и нормативных документов разного уровня, которые должны адаптироваться и конкретизироваться для определенных классов систем и информационных процессов. Для описания такого, основанного на стандартах набора спецификаций, являющегося средством функциональной стандартизации, используется понятие профиля информационной системы31.
Профиль – это совокупность нескольких базовых стандартов с определенными подмножествами обязательных и необязательных (факультативных) возможностей, предназначенная для реализации заданных функций. Существует две группы профилей информационных систем: регламентирующие архитектуру системы и регламентирующие процессы проектирования, разработки, применения и развития системы. Описание профиля должно содержать32:
определение целей использования профиля;
перечисление функций объекта или процесса стандартизации, определяемого профилем;
сценарии применения стандартов и спецификаций, включенных в профиль;
требования к системе и компонентам, определяющие их соответствие профилю, и требования к тестированию;
ссылки на стандарты и другие документы.
В зависимости от области применения профили могут иметь разные категории и разные статусы утверждения. В том числе существуют правительственные профили взаимосвязи открытых систем, предназначенные для упрощения и облегчения процесса применения информационных технологий в государственных структурах управления33. Первым по времени появления и по распространенности является правительственный профиль СШАGOSIP(GovernmentOpenSystemInterconnectionProfile), первая версия которого стал обязательным стандартом в 1990 г. Существуют собственные правительственные профили во Франции, Японии и других странах.
В Российской Федерации государственный профиль взаимосвязи открытых систем (Госпрофиль ВОС) существует с 1996 г. Основные задачи Госпрофиля ВОС: придать статус государственной политики в области ИТ, ориентированной на международные стандарты; определить взаимосвязанные наборы государственных стандартов для решения различных задач; систематизировать международные и государственные стандарты и рекомендации; определить очередность разработок стандартов.
В начале 80-х годов ряд международных организаций по стандартизации34разработали модель для описания сетевого взаимодействия открытых систем, которая оказала большое влияние на развитие всей идеологии открытых систем. Эта модель получила название Эталонной модели взаимодействия открытых систем (OpenSystemInterconnectionReferenceModel). Под взаимодействием систем понимается процесс информационного обмена между ними, а также процедуры их совместного функционирования для выполнения общего задания.(ISO/IEC 10026—Open Systems Interconnection)
В соответствии с этой моделью элементы системы делятся на ряд иерархически упорядоченных функциональных слоев, которые называются уровнями. Каждый уровень состоит из объектов, выполняющих определенную логическую функцию, связанную с обменом данными. Совокупность правил взаимодействия объектов одного уровня называется протоколом. Взаимодействуя в соответствии со своим протоколом, эти объекты обеспечивают определенный набор услуг для вышерасположенного уровня. В эталонной модели таких уровней семь: Описание функций этих уровней можно найти в литературе по компьютерным сетям, например 35. На рис. 9 Показаны уровни эталонной модели и взаимосвязь между ними.
Рис. 9
Вертикальные стрелки показывают связи между уровнями системы, горизонтальные – логические связи систем на разных уровнях. Значение эталонной модели в том, что она вводит единый перечень понятий и общепринятый способ расщепления различных функций сети на уровни. В соответствии с эталонной моделью разработан набор протоколов OSI, некоторые из которых получили распространение на практике. Глобальная сеть Интернет функционирует на основе набора протоколовTCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol) – Протокол управления передачей / Межсетевой протокол, которые соответствуют первым четырем уровням эталонной модели.
1. Когаловский М.Р. Абстракции и модели в системах баз данных. Системы управления базами данных, 1998, № 04-05, с. 12.
2Там же, с. 13.
3Петров В.Н. Информационные системы. Спб. Питер, 2002, с. 40.
4Там же, с. 42-43.
5ISO - International Organization of Standardization - Международная организация по стандартизации, IEC - International Electrotechnical Commission - Международная комиссия по электротехнике Текст стандарта в редакции 1999 г. - http://www.klubok.net/fail/isoIEC12207.zip
6http://www.nist.fss.ru/hr/doc/gost/34-601-90.htm
7Обозначения ПО и ПП информация предложены в книге Полищук Ю.М., Хон В.Б. Теория автоматизированных банков информации. М.: Высшая школа, 1989, с. 61.
8Норенков И.П. Подходы к проектированию автоматизированных систем.// Информационные технологии, 1998, №2
9Норенков И.П. Подходы к проектированию автоматизированных систем.// Информационные технологии, 1998, №2.
10Калянов A. Н., Козлинский А. В., Лебедев В. Н. Сравнительный анализ структурных методологий.// СУБД, 1997, № 5-6.
11Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (для специалистов). Юнита 1, М.: СГУ, с. 81.
12Калянов A. Н., Козлинский А. В., Лебедев В. Н. Сравнительный анализ структурных методологий.// СУБД, 1997, № 5-6.
13 P.P.Chen The Entity-Relationship Model: Toward a Unified View of Data . ACMTrans.DataBaseSystems, 1976, 1,p. 77-84.
14Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления(для специалистов). Юнита 1, М.: СГУ, с. 79.
15Черемных С.В., Семёнов И.О., Ручкин В.С. Структурный анализ систем:IDEF-технологии. М.: Финансы и статистика, 2003, с. 145.
16Верников Г. Основные методологии обследования организаций. Стандарт IDEF0. http://www.cfin.ru/vernikov/idef/idef0.shtml
17Черемных С.В., Семёнов И.О., Ручкин В.С. Структурный анализ систем:IDEF-технологии. М.: Финансы и статистика, 2003, с. 29.
18Верников Г. Основы методологии IDEF1. http://www.cfin.ru/vernikov/idef/idef1.shtml
19Верников Г. Основы методологии IDEF1X. http://www.cfin.ru/vernikov/idef/idef1x.shtml
20.Норенков И.П.Подходы к проектированию автоматизированных систем. "Информационные технологии", 1998, № 2
21Верников Г. Стандарт онтологического исследования IDEF5http://www.cfin.ru/vernikov/idef/idef5.shtml
22Норенков И.П.Подходы к проектированию автоматизированных систем. "Информационные технологии", 1998, № 2
23Норенков И.П.Подходы к проектированию автоматизированных систем. "Информационные технологии", 1998, № 2
24Колин Н.Н. Информационная технология как научная дисциплина. Информационные технологии, 2001, № 2, с. 2 – 10.
25Колин Н.Н. Информационная технология как научная дисциплина. Информационные технологии, 2001, № 2, с. 2 – 10.
26Приказ по Министерству образования РФ № 4175 от 29.11.2002 г.
27. Сухомлин В.А Введение в анализ информационных технологий http://sukhomlin.oit.cmc.msu.ru/AnalizeIT/index.html
28Козлов В.А. Открытые информационные системы М.: Финансы и статистика, 1999, с. 11.
29 Там же, с. 14.
30 IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers, POSIX – Portable Operating System Interface. SuiteofAPIStandarts.
31Петров В.Н. Информационные системы. Спб. Питер, 2002, с. 82.
32Там же, с. 86.
33Козлов В.А. Открытые информационные системы. М.: Финансы и статистика, 1999, с. 28.
34 ISO – International Organization for Standardization, ITU – International Telecommunication Union
35Клименко С., Уразметов В.Internet – среда обитания информационного общества. 1995, с.33-36.