методика формирования и применения профилей открытых

МЕТОДИКА ФОРМИРОВАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ПРОФИЛЕЙ
ОТКРЫТЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Е.Н.Филинов, А.В.Бойченко
Институт системного программирования РАН, Москва
Тел.: (095) 912-46-14, 912-07-54, факс: (095) 912-15-24, e-mail: boytchen@ispras.ru
1. Введение
Области применения современных информационных систем (ИС), таких, как
корпоративные ИС крупных предприятий, ИС органов государственного управления, ИС
учреждений науки и образования, предъявляют к ним весьма высокие требования. Эти
требования носят противоречивый характер, поскольку:
– с одной стороны, требуется обеспечить возможность изменений состава и функциональных свойств
прикладных ИС, адекватных непрерывным изменениям в деятельности различных категорий
пользователей ИС в условиях рыночной экономики и росту потребностей в информационном обеспечении
предприятий и населения;
– с другой стороны, необходимо следовать международным и национальным стандартам ИТ, а эти
стандарты носят долгосрочный характер и закрепляют консервативность стандартизованных проектных
решений ИС.
Компромисс этих противоречивых требований достигается применением принципов
открытых систем. Открытые системы определены как системы, в которых реализован
"исчерпывающий и согласованный набор международных стандартов информационных
технологий и профилей функциональных стандартов, которые специфицируют
интерфейсы, службы и поддерживающие форматы, чтобы обеспечить
интероперабельность и мобильность приложений, данных и персонала" (определение
IEEE). Исходя из этого определения сформированы общие положения функциональной
стандартизации ИТ /1/, связанные с выделением функций ИС и их компонентов,
фиксируемых как объекты функциональных стандартов. Это позволяет иметь
стандартизованные проектные решения ИС с тем, чтобы снизить затраты и сократить
сроки создания ИС в условиях роста их сложности и наращивания функций. Введенное
в /1/ понятие "профили" определяет их как подмножества и/или комбинации базовых
стандартов ИТ, необходимые для реализации заданных наборов функций.
Каждую сложную ИС, как уникальную интегрированную корпоративную ИС, так и
типовую, тиражируемую ИС для определенных областей применения, предлагается
сопровождать ее профилем, включающем в себя совокупность базовых стандартов ИТ и
спецификаций, которым должны отвечать ИС в целом и ее компоненты. Методическая
поддержка формирования и применения профилей открытых ИС разработана ИСП РАН в
рамках подпрограммы "Информатизация России" Федеральной целевой научнотехнической программы на 1996-2000 гг. "Исследования и разработки по
приоритетным направлениям науки и техники гражданского назначения".
2. Категории и виды профилей ИС
В зависимости от сферы распространения профилей ИС рассматриваются следующие их
категории:
– профили конкретных ИС, определяющие стандартизованные проектные решения в пределах проекта
данной ИС и имеющие статус документации проекта в части нормативных требований или статус
стандарта предприятия, для которого создается эта ИС;
– профили группы типовых тиражируемых ИС, предназначенных для определенной области применения,
имеющие статус отраслевого (ведомственного) стандарта для этой области или статус стандарта
организации, разрабатывающей и поставляющей такие ИС (системного интегратора).
– стратегические профили для определенной области применения ИС, определяющие ориентацию
информатизации этой области на долгосрочный период, например, профили переносимости приложений
между разными ИС в этой области.
3. Принципы построения и структура профиля ИС
Структура профиля ИС тесно связана со структурой самой ИС, которая определяется
в результате декомпозиции заданных для ИС функций и разбиения ее на
взаимодействующие компоненты. Для каждого компонента, выделяемого в структуре
ИС, конкретизируется состав выполняемых им функций и его взаимосвязи с другими
компонентами. Разбиение ИС на взаимодействующие компоненты имеет иерархический
характер и дает многоуровневую структуру построения ИС. Этому же принципу должна
соответствовать иерархия профилей компонентов, предусматривающая вложенность в
профили крупных узлов ИС профилей, специфицирующих отдельные компоненты каждого
узла.
Методологической базой для определения структуры профиля ИС служит
концептуальная модель, полученная в результате анализа и обобщения известных
моделей открытых систем – MUSIC (CCTA, Великобритания), MIC (AFUU, Франция),
OSE/RM (IEEE, США).
Модель OSE/RM, принятая в качестве основы для предлагаемой методики, закреплена
документами ISO/IEC /3/.
В крупном плане концептуальная модель предусматривает разбиение ИС на приложения
(прикладные программные комплексы), реализующие заданные функции ИС, и среду,
обеспечивающую подготовку и выполнение (runtime) приложений. Между ними
определяются стандартизованные интерфейсы прикладного программирования (API).
Кроме того, определяются стандартизованные интерфейсы взаимодействия данной ИС с
внешней для нее средой – другими ИС и сетью Интернет и/или корпоративными сетями
(EEI).
Спецификации функций компонентов ИС рассматриваются по четырем функциональным
группам:
–
–
–
–
функции, обслуживающие интерфейс ИС с пользователями;
функции организации процессов обработки данных (системные функции среды);
функции представления и хранения данных;
коммуникационные функции.
Эти функции могут быть реализованы как приложениями, так и компонентами среды
ИС. Их спецификации составляют плоскость основных функций ИС.
Функции системного и сетевого администрирования распределены между компонентами
среды и приложений. Они образуют вторую плоскость концептуальной модели, в
которую включаются управление приложениями, управление средствами
пользовательского интерфейса, управление базами данных, управление процессами,
обеспечиваемое операционными системами, управление коммуникационной сетью или
отдельными узлами сети, управление средствами защиты информации.
Функции средств защиты информации в ИС также распределены между разными
компонентами ИС. Часть из них реализуется штатными средствами, встроенными в
операционные системы, СУБД, ПО промежуточного слоя (например, в мониторы
транзакций), а часть обеспечивается специальными средствами защиты. Поэтому в
концептуальную модель введена третья плоскость – функции защиты информации.
Наконец, четвертую плоскость составляют функции инструментальных средств,
встроенных в ИС для поддержки ее эксплуатации и сопровождения.
Структура полного профиля ИС включает в себя следующие функциональные профили:
– профиль приложений ИС, содержащий спецификации архитектуры и структуры подсистем ИС,
программных интерфейсов взаимодействия между ними, форматов обмена данными и общих требований
к прикладному ПО;
– профиль среды ИС, содержащий спецификации интерфейсов прикладного программирования, функций
ПО промежуточного слоя, СУБД, пользовательских интерфейсов, операционных систем и требований к
техническим средствам, а также стеков протоколов телекоммуникационной среды;
– профиль средств системного и сетевого администрирования;
– профиль средств защиты информации;
– профиль инструментальных средств, встроенных в ИС.
Кроме того, в полный профиль ИС следует включать вспомогательные профили,
регламентирующие процессы создания, сопровождения и развития ИС и нормы на
средства поддержки этих процессов. К ним относятся:
– профили процессов жизненного цикла прикладного ПО ИС (по стандарту ISO 12207 /4/);
– профили обеспечения качества прикладных программных средств ИС;
– профили инфраструктуры проекта данной ИС.
В этих профилях должны быть указаны стандарты, выбранные для:
– описания методологии и технологии создания, сопровождения и развития прикладного ПО ИС;
– описания требований и регламентов тестирования прикладных программных средств;
– регламентов документирования прикладного ПО;
– регламентов управления конфигурацией прикладного ПО (контроля используемых версий приложений,
внесения в них изменений и т.д.).
4. Формирование и применение профиля ИС как органическая часть процессов жизненного цикла
В процессы системного анализа, проектирования и разработки сложных ИС, их
сопровождения и развития рекомендуется включать как их органическую часть
работы, связанные с формированием и применением профилей ИС, эти работы следует
так же планировать и документировать, как и основные работы указанных процессов.
Предлагаемая методика формирования профиля ИС включает следующие виды работ:
– выбора состава прикладных функций ИС, сведений о ее архитектуре и структуре на основе результатов
предпроектного анализа;
– выбор и конкретизация концептуальной модели ИС на базе OSE/RM применительно к выбранной на
стадии системного проекта архитектуре, например, архитектуре "клиент-сервер";
– параметризация компонентов приложений и среды ИС на стадии детального проектирования с
определением функциональных параметров (состава сервисов и услуг) для каждого компонента и
интерфейсных параметров (характеристик взаимодействия данного компонента с другими компонентами
cреды и приложениями);
– наполнение профиля ИС базовыми стандартами ИТ путем выбора их из номенклатуры международных
стандартов "де-юре" и "де-факто";
– уточнение концептуальной модели ИС и параметров компонентов;
– гармонизация базовых стандартов, включаемых в профиль, с формированием ограничительных
спецификаций их обязательных и факультативных возможностей для того, чтобы обеспечить
совместимость компонентов ИС;
– разработка спецификаций интерфейсов и протоколов взаимодействия компонентов, которые не
обеспечены базовыми стандартами ИТ, по возможности с использованием формальных языков
спецификаций, таких, как RSL, IDL, SDL, ADL, /5/;
– формирование требований соответствия профилю ИС и ссылок на соответствующие методы
тестирования и тесты;
– оформление профиля ИС;
– согласование и утверждение профиля ИС.
5. Заключение
Разработанная в ИСП РАН методика формирования и применения профилей ИС
адресована заказчикам сложных корпоративных ИС, проектировщикам ИС, системным
интеграторам.
Целью предлагаемой методики является систематизированный подход к обоснованию
ответа на вопрос, каким стандартам должна отвечать создаваемая или развиваемая,
модернизируемая ИС.
Нормативные требования к ИС могут быть предъявлены заказчиком и включены в
раздел ТЗ "Требования к стандартизации".
Если на стадии предпроектного анализа и разработки ТЗ на создание ИС заказчику
не удалось сформировать первичный профиль ИС, то, по крайней мере, ему следует
предусмотреть в ТЗ требование, чтобы профиль ИС был сформирован в процессе
проектирования и включен в состав проектной документации.
В любом случае профиль ИС следует использовать в качестве технического
регламента сопровождения, развития и модернизации системы.
Работа, представленная в докладе, выполнена при поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований (грант 98-01-00978).
Литература
1. ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-1-93. Информационная технология. Основы и технология
функциональных стандартов. Часть 1. Основы.
2. ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000-2-93. Информационная технология. Основы и таксономия
функциональных стандартов. Часть 2. Таксономия профилей.
3. ISO/IEC TR 10000-3:1995 (E). Information Technology. Framework and Taxonomy
of International Standardized Profiles. Part 3. Principles and Taxonomy for Open
Systems Environment Profiles.
4. ISO/IEC 12207:1995. Information Technology. Software life cycle processes.
5. Е.Н.Филинов. Архитектура и структура среды распределенной обработки данных,
методы и средства формального описания cреды //Распределенная обработка
информации. Труды Шестого международного семинара. Новосибирск. Сибирское
отделение РАН. 1998. с.101-105.
6. В.В.Липаев, Е.Н.Филинов. Мобильность программ и данных в открытых
информационных системах. РФФИ. М. 1997.
7. ISO/IEC TR 14252:1996. Information Technology. Guide to the POSIX Open System
Environment (OSE).