Есть два важных выбора в жизни: принять обстоятельства такими, какие они есть, или принять на себя ответственность по их изменению. (Денис Уэтли)

Роль стандартизации в создании информационных систем

Валерий ВАСЮТОВИЧ, Олег ЯКИМОВ

В современном движении к развитому обществу одним из необходимых условий является создание мощной инфраструктуры, в которой интегрированы вычислительные, информационные и коммуникационные ресурсы. Создание таких интегрированных систем, технологий и услуг порождает, естественно, проблему "нестыковки" технических и других средств, приводит к непроизводительным затратам, связанным, например, с проблемой переучивания персонала при освоении новых средств. Особенно это проявляется при расширении систем, необходимости включения новых компонентов, появлении новых поколений технических средств и программного обеспечения, их тиражировании и повторном использовании.


     Таким образом, возникла проблема поиска применения и внедрения методологии, минимизирующей эту "нестыковку", сокращающей затраты при развитии систем. Такая методология была предложена зарубежными специалистами, работающими в области информационных технологий (ИТ), - это методология открытых систем. Основным ее достоинством является сохранение вложенных ранее инвестиций при построении информационных систем (ИС) на различных аппаратных и программных платформах, обеспечение взаимосвязи систем, переносимости прикладного программного обеспечения и данных.
     В России теория открытых систем получила свое развитие в фундаментальных исследованиях, проводимых академиком РАН Ю.В. Гуляевым и д-ром техн. наук, проф. А.Я. Олейниковым.
     Общие свойства открытых ИС можно определить следующим образом:
  • расширяемость (или масштабируемость) - обеспечивается возможность добавления новых функций ИС или изменения некоторых уже имеющихся функций без изменения остальных функциональных частей ИС;
  • мобильность (или переносимость) - обеспечивается возможность переноса программ и данных при модернизации или замене аппаратных платформ ИС, а также возможность работы людей, пользующихся данной ИТ, без их переучивания при изменении ИС;
  • интероперабельность - обеспечивается способность к взаимодействию данной ИС с другими ИС;
  • дружественность к пользователю.
         Указанные свойства ИС, взятые по отдельности, присутствовали в их предыдущих поколениях. Новый взгляд на открытые системы определяется тем, что эти черты рассматриваются в совокупности, как взаимосвязанные, и реализуются в комплексе.
         По определению специалистов IEEE (The Institute of Electrical and Electronics Engineers): "Открытая система - исчерпывающий и согласованный набор международных стандартов ИТ и функциональных стандартов профилей, которые специфицируют интерфейсы, службы и поддерживающие форматы, чтобы обеспечить интероперабельность и мобильность приложений, данных и персонала".
         Это определение подчеркивает аспект среды информационной системы, которую предоставляет открытая система для ее использования, а также вводит новое понятие "функциональный стандарт (профиль)", составляющий основу нового направления в стандартизации ИТ - "функциональная стандартизация", которая охватывает:
  • базовые стандарты, определяющие фундаментальные и общие процедуры. Они создают инфраструктуру, которая может быть использована различными приложениями, и каждое из них может выбирать собственные факультативные параметры из базовых стандартов;
  • профили, определяющие соответствующие подмножества или комбинации базовых стандартов, используемые для обеспечения конкретных факультативных параметров из базовых стандартов, и создающие основу для разработки унифицированных международно признанных и аттестационных тестов;
  • механизмы регистрации, обеспечивающие средства спецификации детализированного набора параметров в рамках базовых стандартов и профилей.
         Сущность методологии состоит в том, что при построении систем стыковка должна обеспечиваться благодаря использованию стандартных интерфейсов между всеми компонентами систем. При этом сами же компоненты в ряде случаев могут быть и не стандартизированы.
         Обобщенная структура любой ИС представляется состоящей из двух взаимодействующих частей: функциональной части, включающей прикладные программы (приложения), реализующие функции ИС, и среды (системной части), обеспечивающей исполнение прикладных программ.
         Здесь можно выделить две группы стандартов: стандарты интерфейсов взаимодействия прикладных программ со средой ИС (Application Program Interface - API) и стандарты интерфейсов взаимодействия самой ИС с внешней для нее средой (External Environment Interface - EEI).
         Спецификации внешних интерфейсов среды ИС и интерфейсов взаимодействия между компонентами самой среды - это строгие описания всех необходимых функций, служб и форматов определенного интерфейса. Совокупность таких описаний составляет модель открытых систем (Reference model).
         Обобщенная (базовая) модель среды ИС может быть представлена в виде матрицы типов компонентов этой среды, включающей три уровня и четыре функциональные группы.
         Уровни описания в данной модели составляют:
  • компоненты служб и сервисов, предоставляемых средой для функционирования приложений, такие, например, как оконные оболочки, утилиты, системы программирования и системы управления базами данных (OSE - Open System Environment);
  • компоненты операционных систем (операционной среды) (OS - Operating System);
  • аппаратура - функциональные блоки и модули средств вычислительной техники и передачи данных (HW - Hardware).
         Функциональные группы в данной модели составляют компоненты:
  • обслуживающие интерфейс с пользователем (User);
  • обеспечивающие системные функции среды - организацию процессов обработки данных (System);
  • обеспечивающие представление и хранение данных (Information);
  • среды телекоммуникаций (Communication).
         Важнейшим понятием методологии открытых систем служит профиль - набор согласованных между собой базовых стандартов для конкретного применения. Создание профиля является обязательным этапом при построении систем, отвечающих принципам открытости. Он служит эталоном при проверке (сертификации) системы и ее компонентов на соответствие требованиям открытости.
         Использование методологии открытых систем - сложная, многоплановая и комплексная проблема, имеющая фундаментальные, научно-методические и организационно-технические аспекты, в решении которых ключевое место занимает стандартизация и сертификация ИТ, являющихся целостным интегрированным механизмом и мощным средством управления процессами развития уровня информатизации практически во всех проблемно ориентированных областях деятельности.
         Вопросами методологии открытых систем в мире занимается ряд организаций, главные из которых:
         на мировом уровне - Совместный технический комитет ИСО и МЭК (ISO/IEC/JTC 1) - ИСО/МЭК/СТК 1 "Информационные технологии";
         в Европе - Европейская рабочая группа по открытым системам (EWOS);
         в США - Национальный институт стандартов и технологии (NIST).
         Методология открытых систем поддерживается крупными компаниями-разработчиками и производителями средств вычислительной техники и средств телекоммуникаций (Digital, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems и др.), компаниями - пользователями информационных систем и, естественно, компаниями-интеграторами, занимающимися созданием, развитием и поддержкой информационных систем. С целью развития и использования методологии открытых систем эти компании объединяются в различного рода консорциумы. Одним из наиболее известных объединений следует считать COS (Cooperation for Open System), в которое входят такие известные компании, как "Dupon", "Duglas", "General Electric", "General Motors", крупнейшие банки, нефтяные компании, NASA (National Aero-Space Agency) и др.
         Наряду с сугубо практическими аспектами, проблема открытых систем, вообще, и функциональной стандартизации, в частности, имеет фундаментальные научные аспекты, что было и выделено в Концепции развития и применения открытых систем в Российской Федерации. В настоящее время тематика открытых систем включена в рубрикатор Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ). К фундаментальным аспектам относятся вопросы терминологии, анализа и синтеза моделей среды открытых систем, разработка формализованных методов описания базовых стандартов и методов построения профилей как гармонизированного набора стандартов со своими языками описания, создание методов тестирования, основанных на методах математической статистики, математические методы прогнозирования развития стандартизации информационных технологий и др. Многие из этих работ находятся в начальной стадии, по ряду проблем проводят совместные работы специалисты РАН и ВНИИстандарта.
         К научно-методическим аспектам относятся выработка понятий, терминов и определений, построение и анализ моделей среды открытых систем, построение профилей и методик по их применению, методов и средств тестирования, лежащих в основе работ по стандартизации и сертификации.
         К организационно-техническим аспектам относятся вопросы построения систем стандартизации и сертификации, включающих создание аккредитованных органов по сертификации и испытательных лабораторий. Эта работа требует квалифицированного персонала, наличия нормативного и методического обеспечения и соответствующей испытательной базы.
         Разрабатываемые в рамках ИСО/МЭК/СТК 1 нормативные документы (НД) по стандартизации образуют, в основном, взаимосвязанный комплекс так называемых базовых стандартов, которые определяют рекомендуемые нормы, правила и требования к компонентам и средствам информационных технологий.
         Базовые стандарты для сложных объектов (взаимосвязь открытых систем (ВОС), машинная графика, текстовые и деловые системы, телекоммуникации и интерфейсы, носители данных, языки программирования и т.д.) по составу требований многовариантны и при конкретном использовании для реальных объектов ставят перед разработчиками и изготовителями определенную проблему выбора конкретного варианта применения НД в реальной системе. Подобный подход связан с наличием на рынке средств информатизации, различных по своим архитектурным, программным и техническим решениям. Проблема их взаимосвязи в системах и вызвала появление базовых НД.
         Для устранения определенного противоречия между мульвариантностью базовых стандартов и необходимостью выбора конкретного подмножества для реальных систем была разработана методология многоэтапной стандартизации.
         Эта методология, как было сказано выше, получила название "функциональной стандартизации".
         Данная методология включает в себя пять основных этапов.
         Этап 1. Разработка базовых стандартов. Базовые стандарты образуют массив, который может быть использован для выполнения широкого круга функций.
         Этап 2. Разработка функциональных стандартов. Основу функциональных стандартов образуют профили, представляющие собой подмножества базовых стандартов, ориентированных на работу в конкретных конфигурациях реальных объектов и конкретных применениях. Функциональные стандарты (ФС) представляют собой нормативные документы по стандартизации, каждый из которых содержит определение одного или нескольких профилей. Таким образом, обобщенно можно определить, что ФС является "справочником-путеводителем" по применимости базовых стандартов к конкретным приложениям и реальным системам.
         Одной из наиболее важных функций ФС является создание основы для построения комплектов аттестационных тестов, предназначенных для определения соответствия систем реальным стандартам.
         Этап 3. Формализованное описание протоколов, их тестирование. Данный этап связан с необходимостью тестирования (верификации) стандартов ввиду их сложности и возможности неоднозначной интерпретации. Результатом этого этапа является обратная связь с первым этапом для коррекции базовых стандартов.
         Этап 4. Реализация - это применение стандартов в конкретных технических и технологических решениях.
         Этап 5. Проверка реализации на соответствие стандартам. Этот этап включает в себя аттестационное тестирование, являющееся проверкой конкретных реализаций, позволяющее оценить правильность реализации требований стандартов. Следует констатировать, что реализация концепции функциональной стандартизации - новый вид деятельности в области стандартизации. Это не просто стандартизация технических требований к продукции, а стандартизация научных идей и технических методов.
         Процесс функциональной стандартизации, на примере практической деятельности и результатов работ в ИСО/МЭК/СТК 1, касается методологии определения профилей и их публикации в документах, называемых международными функциональными стандартами (МФС).
         Разработка профиля, предназначенного для обеспечения заданной функции или группы функций, заключается в выборе набора базовых стандартов и включении в профиль обязательных требований выбранных базовых стандартов и подмножеств их факультативных возможностей. От выбора состава обязательных требований и подмножеств факультативных возможностей базовых стандартов зависит совместимость компонентов, реализующих данные функции.
         Профили увязываются с базовыми стандартами, механизмами регистрации профилей и с аттестационными тестами систем, реализующих эти профили.
         Стандарты, определяющие процедуры и форматы отдельных элементов, описывают минимум обязательных функциональных возможностей и параметров, а также факультативные возможности сверх этого минимума. Для различных применений принимаются обязательные и выбираются допустимые факультативные возможности базовых стандартов, а также подходящие значения параметров, не конкретизированные в базовом стандарте. Профили не могут противоречить базовым стандартам, но могут использовать конкретные альтернативные выборы их комбинаций.
         Основные принципы открытых систем, средства и методы функциональной стандартизации могут быть применены в самых различных предметных проблемно ориентированных областях деятельности при создании сложных систем, технологий и услуг.
         Реализация приведенных выше основных положений функциональной стандартизации в формализованном виде представлена на схемах 1-3, где отражены нормативно-методические и организационно-технические аспекты развития и совершенствования работ по стандартизации и сертификации для различных предметных проблемно ориентированных областей.
         Схема 1 отражает общую постановку задачи проведения работ по функциональной стандартизации в предметных проблемно ориентированных областях деятельности. Руководствуясь заданными главными целями и базируясь на комплексах НД по стандартизации (отечественных, международных, региональных, национальных и общедо-ступных "де-факто" стандартах), предполагается проведение разработки соответствующего профиля (или, при необходимости, профилей) и выполнение комплекса работ по созданию базовых и функциональных стандартов, формализованному описанию норм, правил и требований по обеспечению различного рода совместимости. Далее - их тестирование, реализация и проверка реализации на соответствие стандартам.

    Схема 1
         На схеме 2 представлена функциональная схема организации работ по стандартизации сложных систем, технологий и услуг в предметных проблемно ориентированных областях. В них предполагается взаимодействие создаваемого координационного комитета по стандартизации с действующими отечественными техническими комитетами по стандартизации и системами сертификации продукции и услуг. При этом необходимо обеспечить более эффективное взаимодействие с международными и региональными организациями по стандартизации.

    Схема 2
         Эти работы должны проводиться в соответствии с действующим законодательством (Законом РФ "О стандартизации"), основными положениями Государственной системы стандартизации, типовым положением о технических комитетах по стандартизации. Вполне возможно, что наличие некоторых действующих правил и, вероятно, отсутствие определенных новых положений будут сдерживать эффективность проведения работ по стандартизации в данном направлении, что потребует в этом случае подготовки и принятия соответствующих изменений и дополнений к действующему порядку. В определенных случаях понадобится консолидация уси     Эти работы должны проводиться в соответствии с действующим законодательством (Законом РФ "О стандартизации"), основными положениями Государственной системы стандартизации, типовым положением о технических комитетах по стандартизации. Вполне возможно, что наличие некоторых действующих правил и, вероятно, отсутствие определенных новых положений будут сдерживать эффективность проведения работ по стандартизации в данном направлении, что потребует в этом случае подготовки и принятия соответствующих изменений и дополнений к действующему порядку. В определенных случаях понадобится консолидация усилий всех заинтересованных сторон, что может быть реализовано на основе двух- или многосторонних соглашений об организации и координации работ по стандартизации в конкретной области деятельности.
         На схеме 3 представлена функциональная схема организации работ по сертификации сложных систем, технологий и услуг в предметных проблемно ориентированных областях. В них предполагается взаимодействие создаваемого координационного и методического центра по сертификации в конкретной предметной области с действующими отечественными системами сертификации продукции и услуг, а также с международными и региональными организациями по сертификации.

    Схема 3
         Как известно, наиболее распространенной в России и признанной на международном уровне является Система сертификации ГОСТ Р, определяющая порядок работ по обязательной сертификации продукции (работ, услуг), на которые в законодательных актах или стандартах установлены требования, направленные на обеспечение, в частности, безопасности, совместимости и взаимозаменяемости. Наряду с работами по обязательной сертификации Система ГОСТ Р предусматривает для любого изготовителя (поставщика) на добровольной основе возможность продемонстрировать и доказать в условиях конкуренции соответствие своей продукции действующим стандартам. Первоначально обязательная и добровольная сертификация продукции и услуг, включая компоненты ИТ, выполнялась в этой системе. В дальнейшем были зарегистрированы специализированные системы сертификации, включая и системы сертификации средств ИТ.
         Исходя из вышеизложенного, можно констатировать, что работы по развитию и применению методологии открытых систем могут и должны стать одними из приоритетных направлений при реализации важнейших целевых федеральных программ в конкретных проблемно ориентированных областях деятельности, создании сложных систем, технологий и услуг. При этом целесообразно пользоваться едиными общими научно-методическими и организационно-техническими подходами и практическими руководствами.
         Так, в частности, в рамках деятельности Экспертного совета при Правительстве Российской Федерации при реализации федеральных целевых программ в соответствии с законами РФ "О стандартизации", "Об обеспечении единства измерений" и Порядком разработки целевых федеральных программ предусмотрены разделы нормативного и метрологического обеспечения.
         Представляется целесообразным, по нашему мнению, использование рассмотренной методологии открытых систем и функциональной стандартизации при формировании и реализации указанных разделов по нормативному и метрологическому обеспечению.
         Учитывая актуальность и сложность рассматриваемых проблем, представляется целесообразным объединение усилий ученых РАН, специалистов Госстандарта России, Минсвязи России, других заинтересованных ведомств, организаций и учреждений в применении принципов открытых систем и методов функциональной стандартизации как одних из эффективных средств ресурсосбережения в различных предметных областях деятельности.

    Валерий Васильевич ВАСЮТОВИЧ - начальник отделения ВНИИстандарт, член-корреспондент Академии проблем качества;
    Олег Серафимович ЯКИМОВ - кандидат технических наук, заместитель директора ВНИИстандарт

    Подготовлено по материалам РИА СТАНДАРТЫ и КАЧЕСТВО





    Также на сайте:
    Приоритетные направления работ по стандартизации в области CALS
    Стандартизация и менеджмент качества

    Подготовлено при поддержке:
  • О проекте

    quality.eup.ru - один из самых старых в рунете ресурсов, посвященных менеджменту качества во всем его разнообразии.

    Нам более 7 лет, и все это время ресурс пополняется новыми и новыми материалами, почти ежедневно. Если вы ищете информацию о менеджменте вообще и управлении качеством в частности, скорее всего, вы найдете эту информацию здесь.

    Кроме отличной и действительно большой подборки статей, действует живой форум по менеджменту качества.

    Добавить в "Избранное"

    Рекомендуем

    Наш новый проект:
    Все о качестве менеджмента
    Избранные книги

    Реклама на сайте





    Как сюда попасть?