Понятие открытых информационных систем

Это определение  унифицирует содержание среды (Environment),  которую предоставляет открытая система для широкого использования. Базовым в этом определении является термин открытая спецификация, имеющий следующее толкование: «Это общедоступная спецификация, которая поддерживается открытым,  гласным,  согласительным процессом, направленным на постоянную адаптацию новой технологии, и которая соответствует стандартам». Таким образом, под открытыми системами следует понимать системы,  обладающие стандартизованными интерфейсами, –  решение проблемы открытости основывается на стандартизации интерфейсов систем и протоколов взаимодействия между их компонентами.

В качестве примеров использования  технологии открытых систем можно привести технологии Intel Plug&Play и USB, а также операционные системы UNIX и (частично) ее основного конкурента – Windows NT. Одна из причин рассматривать систему UNIX в качестве базовой операционной системы (ОС) для использования в открытых системах состоит в том, что она практически целиком написана на языке высокого уровня, имеет модульное строение и относительно гибка.  Композиционно OC UNIX  составлена из небольшого числа основных компонентов – ядра, инструментальных утилит и оболочки.  Ядро состоит из относительно маленького набора программ, предоставляющих системные ресурсы и непосредственно взаимодействующих с аппаратурой. Хотя OC UNIX  в целом является аппаратно независимой, программы, которые реализуют некоторые службы, и часть кода, тем не менее, зависят от аппаратуры. Точно так же прикладные системы,  использующие особенности конкретной версии UNIX, так же как в MS-DOS, реализационно-зависимы. В настоящее время многие новые продукты сразу разрабатываются в соответствии с требованиями открытых систем – примером тому может служить широко используемый в настоящее время язык программирования Java компании Sun Microsystems.

Для того чтобы программную  или информационную систему можно было отнести к открытой системе,  она должно обладать совокупностью определенных свойств, перечисленных ниже:

• взаимодействие/интероперабельность  – способность к взаимодействию с другими прикладными системами  на локальных и  (или) удаленных  платформах  (технические средства,  на которых реализована информационная система, объединяются сетью или  сетями различного уровня);

• стандартизуемость –  программные и информационные системы проектируются и разрабатываются на основе согласованных международных стандартов и предложений,  реализация открытости осуществляется на базе функциональных стандартов (профилей) в области информационных технологий;

• расширяемость/масштабируемость –  возможность перемещения прикладных программ и передачи данных в системах и средах, которые обладают различными характеристиками производительности и различными функциональными возможностями, возможность добавления новых функций ИС или изменения некоторых уже имеющихся при неизменных остальных функциональных частях ИС; 

• мобильность/переносимость  – обеспечение возможности переносприкладных  программ и данных при модернизации или замене аппаратных платформ ИС и возможности работы с ними специалистов без специальной переподготовки при изменениях ИС;

• дружественность  к пользователю – развитые унифицированные  интерфейсы в процессах взаимодействия в системе  «пользователь –  компьютерное устройство – программное обеспечение»,  позволяющие работать пользователю, не имеющему специальной системной подготовки.  Пользователь работает с деловой проблемой,  а не проблемами компьютера и программного обеспечения.

Эти свойства современных  открытых систем, взятые по отдельности, были характерны и для предыдущих поколений ИС и средств вычислительной техники. Новый взгляд на открытые системы: указанные свойства рассматриваются в совокупности – как взаимосвязанные и реализующиеся в комплексе. Только в такой совокупности возможности открытых систем позволяют решать сложные проблемы проектирования,  разработки,  внедрения, эксплуатации и развития современных информационных систем. 

По мере развития концепции открытых систем сформировались некоторые общие причины,  с необходимостью мотивирующие переход к интероперабельным (Interoperable) информационным системам и разработке соответствующих стандартов и технических средств. Эти причины представлены ниже.

Функционирование  систем в условиях информационной и реализационной неоднородности, распределенности и автономности информационных ресурсов системы.  Информационная неоднородность ресурсов заключается в разнообразии их прикладных контекстов (понятий, словарей, семантических правил, отображаемых реальных объектов, видов данных, способов их сбора и обработки, интерфейсов пользователей и т.д.). Реализационная неоднородность проявляется в использовании разнообразных компьютерных платформ,  средств управления базами данных,  моделей данных и знаний, языков, средств программирования и тестирования, операционных систем и т.п.

Интеграция  систем. Системы эволюционируют от простых, автоном-ных подсистем к  более сложным,  интегрированным системам,  основанным на требовании взаимодействия компонентов.

Реинжиниринг  систем.  Эволюция бизнес-процессов предприятия – непрерывный процесс,  который является неотъемлемой составляющей деятельности организации. Создание информационной системы, ее развитие и реконструкция (реинжиниринг) в связи с перепроектированием процессов –непрерывный процесс уточнения требований, трансформации архитектуры и инфраструктуры системы. В связи с этим система изначально должна быть спроектирована так, чтобы ее ключевые составляющие могли быть реконструированы при сохранении целостности и работоспособности системы.

Трансформация унаследованных систем. Практически любая система после создания  (приобретения)  и внедрения быстро  «консервирует»  ИТ ситуацию, противодействует изменениям и имеет тенденцию скорого превращения в бремя организации.  Унаследованные системы (Legacy Systems),  построенные на  «уходящих»  технологиях,  архитектурах,  платформах, а также программное и информационное обеспечение, при проектировании которых не были предусмотрены нужные меры для их постепенного перерастания в новые системы,  требуют перестройки (Legacy Transformation) в соответствии с новыми требованиями бизнес-процессов и технологий. В процессе трансформации необходимо,  чтобы новые модули системы и оставшиеся компоненты унаследованных систем сохраняли способность к взаимодействию.

Повторное использование неоднородных информационных ресурсов. Технология разработки информационных систем должна позволять крупномасштабно применять технологию повторного использования информационных ресурсов,  которые могут быть  «соединены» (т.е.  образованы их интероперабельные сообщества) для производства серий стандартизованных продуктов в определенной прикладной области. Продление жизненного цикла систем. В условиях исключительно быстрого технологического развития требуются специальные меры, обеспечивающие необходимую продолжительность жизненного цикла программного продукта, включающего в себя постоянное улучшение его потребительских свойств (сопровождение программной системы). При этом новые версии продукта обязательно должны поддерживать заявленные функциональности предыдущих версий.

Таким образом,  основной принцип формирования открытых систем состоит в создании среды (Environment), включающей в себя программные и аппаратурные средства,  системы,   службы и протоколы связи,  интерфейсы, форматы данных. Такая среда в основе имеет развивающиеся доступные и общепризнанные международные стандарты и обеспечивает значительную степень взаимодействия (Interoperability),  переносимости (Portability) и масштабирования (Scalability) приложений и данных.

Благодаря этим свойствам минимизируются затраты на достижение преемственности и повторного использования накопленного программно-информационного «имущества» при переходе на более совершенные компьютерные платформы, а также интеграция разнородных систем и ресурсов в комплексные распределенные системы. Переход к открытым технологиям создает наилучшие предпосылки для инвестиций в ИТ,  так как благодаря свойствам открытости систем ИТ существенно повышается конечная эффективность их использования. 

В развитии и  применении открытых систем заинтересованы все участники процесса информатизации: пользователи, проектировщики систем и системные интеграторы,  производители технических и программных средств вычислительной техники и телекоммуникации.  В частности,  по встроенным микропроцессорным системам (MPS)  в рамках специальной программы научных исследований и разработок ЕС в области информационных технологий ЭСПРИТ (European Strategic Programme for Research and Development in Information Technology – ESPRIT)  существует проект OMI (Open Microprocessor Initiative),  направленный на создание коллективной пользовательской библиотеки MPS  в соответствии с принципами открытых систем. 

В условиях перехода к информационному обществу государственное управление и    различные социальные институты,  большинство секторов экономики становятся активными потребителями информационных технологий и услуг, а сектор производителей ИТ непрерывно растет. В связи с этим  проблема развития и применения открытых систем составляет для каждой страны национальную проблему. 

Администрация Б. Клинтона, например,  еще в 1993  году объявила опрограмме создания Национальной информационной инфраструктуры США на принципах открытых систем (National Information Infrastructure Initiative), отпустила на эту программу более 2-х миллиардов долларов и содействовала инвестициям со стороны бизнеса. Известные американские корпорации Intel и Sun Microsystems ежегодно тратят на научные изыскания в этой области десятки миллионов долларов. 

Совет Европы в 1994 году в своих рекомендациях о путях перехода к информационному обществу (Bangemann Report)  подчеркнул,  что стандарты открытых систем должны играть важнейшую роль при создании информационной инфраструктуры общества. В настоящее время объединенными усилиями различных стран и международных организаций ведется активная работа по созданию глобальной информационной инфраструктуры,  основанной на принципах открытых систем.  Эти принципы поддерживают крупные компании-производители программных средств, средств вычислительной техники и телекоммуникаций,  компании-пользователи ИТ/ИС и компании-интеграторы, занимающиеся созданием, развитием и поддержкой ИС. В целях эффективного развития методологии открытых систем правительственные агентства и фирмы часто объединяются в различного рода консорциумы. Одно из наиболее известных объединений – Cooperation for Open Systems (COS), в которое входят такие известные организации и промышленные компании,  как NASA, McDonnel-Duglas, Boeing, General Electric, General Motors, нефтяные компании, крупнейшие банки.

В России программа  развития открытых систем реализуется как межотраслевая Федеральная программа. По инициативе «Совета по автомати-20зации научных исследований» Российской Академии наук был издан совместный документ  Министерства науки и технической политики и Президиума РАН о мерах по обеспечению развития работ по научному направлению  «Развитие и применение открытых систем» (Постановление№ 136/16 от 16 сентября 1993 г.).

2.Классификация открытых информационных систем.

Определяющую роль в формировании стратегических ориентиров процесса развития информационных технологий играют глобальные концепции. К важнейшим глобальным концепциям, прежде всего, относятся концепции  «Открытые системы» (Open System)  и «Глобальная информационная инфраструктура» (Global Information Infractructure),  которые для практического воплощения не только требуют развитой научно-методической базы и всеобъемлющей системы стандартов, но и сами могут рассматриваться как вехи важнейшего процесса. Его целью является полномасштабная комплексная стандартизация ИТ. 

Интенсивность усилий в области научной постановки и разработки проблем стандартизации ИТ в мировом масштабе обеспечила развитие соответствующей системы знаний и стандартов до такого уровня,  когда она становится главным носителем научно-методических основ в области ИТ. Эта система знаний получила название итологии . В основе развития итологии лежат следующие методы:

• создание основ  научного знания в виде методологического  ядра (метазнаний),  представляющего собой целостную систему эталонны моделей важнейших разделов ИТ, осуществляющего структуризацию научного знания в целом – данный метод получил название архитектурной спецификации; 

• разработка спецификаций поведения различных реализаций ИТ, т.е.  такого поведения ИТ-систем,  которое может наблюдаться на интерфейсах  (границах)  этих систем –  данный метод называют также функциональной спецификацией; 

• стандартизация спецификаций ИТ и управление их жизненным циклом,  осуществляемая системой специализированных международных организаций на основе строго регламентированной деятельности –  этот процесс обеспечивает накопление базовых сертифицированных научных знаний,  служит основой создания открытых технологий; 

• разработка аппарата (концепция и методология) проверки соответствия  (аттестации)  реализаций ИТ-систем ИТ-спецификациям,  на основе которых данные ИТ-системы были разработаны;

• профилирование ИТ или разработка функциональных профилей ИТ –  метод построения спецификаций комплексных технологий посредством комбинирования базовых и производных от них (представленных в стандартизованном виде) спецификаций с соответствующей параметрической настройкой этих спецификаций (иными словами, профилирование является композиционным оператором в пространстве ИТ с базисом, в качестве которого выступают базовые, т.е. стандартные спецификации); 

• таксономия (классификационная  система) профилей ИТ, обеспечивающая уникальность идентификации в пространстве ИТ,  явное отражение взаимосвязей ИТ между собой;