Требования к архитектуре информационных систем и их компонентам для обеспечения безопасности функционирования

При создании сложных, распределенных информационных систем, формировании их архитектуры, выборе компонент и связей между ними, следует учитывать, помимо общих (таких как открытость, масштабируемость, защита инвестиций и т.п.), ряд специфических концептуальных требований, направленных на обеспечение безопасности функционирования:

• архитектура системы должна быть достаточно гибкой и допускать относительно простое, без коренных структурных изменений, развитие конфигурации используемых средств и наращивание функций и ресурсов ИС в соответствии с расширением сфер и задач ее применения;

• должны быть обеспечены безопасность функционирования системы при различных видах угроз и надежная защита данных от ошибок проектирования, от разрушения или потери информации, а также авторизация пользователей, управление рабочей загрузкой, резервированием и восстановлением функционирования ИС;

• следует обеспечить комфортный, максимально упрощенный доступ пользователей к управлению и результатам функционирования информационной системы на основе современных графических средств, мнемосхем и наглядных пользовательских интерфейсов;

• систему должна сопровождать актуализированная, комплектная документация, обеспечивающая квалифицированную эксплуатацию и возможность развития ИС.

Высокие темпы роста основных ресурсов аппаратных средств (приблизительно на порядок каждые пять лет) и сохраняющаяся потребность в их увеличении со стороны пользователей приводят к необходимости адекватного совершенствования технологий создания программ и баз данных. Одним из важнейших и эффективных путей решения этой проблемы являются концепция и совокупности стандартов открытых систем [12], [13], [14].

Идеология открытых систем существенно отразилась на методологических аспектах и ряде направлений развития сложных, критических ИС. Она базируется на строгом соблюдении совокупности протоколов и стандартов де-факто и де-юре. Программные и аппаратные компоненты по этой идеологии должны отвечать двум важнейшим требованиям: переносимости и возможности согласованной, совместной работы с другими удаленными компонентами. Это позволяет обеспечить совместимость компонент различных информационных систем, а также средств передачи данных. Задача сводится к максимально возможному повторному использованию разработанных и апробированных программных и информационных компонент при изменении вычислительных аппаратных платформ, операционных систем и процессов взаимодействия.

Продуманная и упорядоченная структура ПС и БД непосредственно отражается на достигаемом качестве и безопасности ИС, а также на трудоемкости их разработки [11], [15], [16]. При строгом соблюдении правил структурного построения значительно облегчается достижение высоких показателей качества и безопасности, так как, с одной стороны, сокращается число возможных ошибок, а с другой – упрощается их диагностика и локализация.

Такие ИС могут иметь длительный жизненный цикл с множеством базовых и пользовательских версий программ и баз данных. Далее в понятие "базовые версии ИС" включаются завершенные комплексы программ и базы данных, которые успешно прошли испытания у заказчика или сертификацию, снабжены комплектной документацией и могут поставляться как готовые к применению изделия. Пользовательские версии формируются из базовых по инструкциям, изложенным в документации, путем адаптации к конкретным характеристикам среды применения. При проектировании каждый комплекс программ или база данных некоторого функционального назначения может иметь несколько рабочих версий, различающихся уровнем технологической безопасности, составом и характеристиками компонент [36].

Гибкость модификации ИС и технологическая безопасность при развитии обеспечиваются рядом принципов и правил структурного построения ИС и ее компонент, а также взаимодействия между ними. Эти правила направлены на стандартизацию и унификацию структуры и взаимодействия компонент разного ранга и назначения в пределах проблемной области. Некоторая часть принципов и правил имеет достаточно общий характер и может применяться практически всегда. Другая часть отражает проблемную и машинную ориентированность класса ИС и подлежит отработке для эффективного применения в соответствующей области. Основные принципы и правила можно объединить в группы, которые отражают:

• стандартизированную структуру ПС или БД определенного класса;

• унифицированные правила структурного построения прикладных программных компонент;

• стандартизированную структуру баз данных, обрабатываемых программами;

• унифицированные правила структурного построения информационных модулей;

• унифицированные правила структурного построения и организации межмодульного интерфейса прикладных программ;

• унифицированные правила внешнего интерфейса и взаимодействия компонент прикладных ПС и БД с внешней средой, с операционной системой и другими типовыми средствами организации вычислительного процесса и контроля.

Таким образом, для обеспечения эффективной разработки необходимо формулировать и соблюдать ряд принципов и правил структурного построения ИС. Эти принципы и правила могут иметь особенности для ИС в различных проблемно-ориентированных областях, однако их формализация и выполнение обеспечивает значительный эффект в снижении трудоемкости и длительности разработки ПС, БД и их версий, повышение технико-экономических показателей процесса разработки и технологической безопасности ИС.