3. Профили открытых информационных систем и жизненного цикла программных средств

3.1. Цели и принципы формирования профилей открытых информационных систем

В проблеме открытых систем различают стандарты, применяемые к отдельным компонентам (языки программирования, форматы данных и т. п.) и наборы стандартов, называемые профилями.

Для того чтобы создаваемая прикладная система удовлетворяла требованиям открытых систем, она должна быть построена соответствующим образом. Далеко не все стандарты применимы во всех ситуациях, в то же время, любая выбранная группа стандартов должна работать совместно, чтобы ее можно было использовать на практике. Ключевая задача технических руководителей состоит в выборе и составлении спецификаций стандартов, подходящих для конкретных требований в конкретной среде.

Средством для достижения этой цели служат профили функциональных стандартов или, иначе — профили прикладной среды (Application environment profile — AEP), позволяющие упростить задачу выбора соответствующих базовых стандартов и необходимых вариантов. Профили являются также средством для выявления функциональных пробелов в существующих стандартах, а также позволяют планировать построение согласованного набора стандартов.

Профиль прикладной среды представляет собой набор базовых стандартов, включая возможные варианты, которые необходимы для удовлетворения функциональных требований в конкретной прикладной области, например, в области банковского дела или автоматизированного проектирования. Профиль идентифицирует требования прикладной области, стандарты, пригодные для удовлетворения этих требований и расхождения между необходимыми возможностями и существующими стандартами. Некоторые профили будут, в значительной степени, перекрываться друг с другом, в то время как другие будут отличаться коренным образом.

Концепция функциональных профилей выросла из концепции профилей OSI, которая была создана для того, чтобы можно было иметь дело с несколькими сотнями стандартов ISO. Из этой большой группы стандартов для пользователя существенно выбрать набор стандартов и возможных вариантов, не только для успешного взаимодействия, но также удовлетворяющих специфические требования по функциональности.

Профили выполняют три наиболее существенные и взаимосвязанные функции [2].

Во-первых, они дают четкую основу для связи между характеристиками открытых систем, которые нужны пользователю или прикладной системе. Профиль может быть также использован как основа при составлении спецификаций для приобретения, как платформ, так и прикладных программ. Он позволяет также оценить, насколько поставляемая продукция отвечает заданным требованиям.

Во-вторых, профиль задает ориентиры для построения прикладных программ и систем. Профиль является руководством, которое определяет, насколько должным образом реализованы пакеты прикладных программ или система. Прикладная система, которая функционирует в соответствии с данным профилем стандартов, для этого профиля построена должным образом.

Профиль обеспечивает логическую группировку стандартов, которые разработчики могут использовать, чтобы упростить задачу по ориентации приложений для конкретной среды. Восприятие профилей промышленностью будет расширять пространство, заданное разработчиками.

Для поставщиков систем, профили предлагают сходное преимущество, обеспечивая основу для того, чтобы сфокусировать внимание на конкретных секторах рынка. Один какой-нибудь производитель может выбрать несколько профилей и оптимизировать свои системы под эти требования. Кто-то другой может производить системы общего назначения, отвечающие требованиям многих профилей. Некоторые профили могут оказаться взаимоисключающими. Этот факт, сам по себе, поможет производителям убедиться, что они отвечают потребностям выбранного ими рынка.

В-третьих, в терминах профилей может быть осуществлено тестирование на соответствие, как систем, так и приложений. Профили должны уменьшать неопределенность, которая существует в сегодняшних тестах на соответствие, когда каждый стандарт рассматривается отдельно и не делается никаких допущений по поводу возможных вариантов или связей между стандартами.

Профили могут также оказывать влияние на развитие стандартов, поскольку они позволяют увидеть пробелы в ведущихся работах по стандартам. Если разработчики профиля указывают требование на дополнительную функциональность, могут быть разработаны стандарты, обеспечивающие эту функциональность, притом таким путем, что они будут соответствовать и дополнять имеющиеся. Если две группы разработчиков профилей предъявляют взаимоисключающие требования по функциональности к одному стандарту, эти требования должны быть документированы, и каждая группа может использовать соответствующий вариант в своем профиле.

Целесообразно рассматривать две группы профилей:

• профили, регламентирующие архитектуру и структуру ИС и ее компонентов (функции, интерфейсы и протоколы взаимодействия, форматы данных и т. д.);

• профили, регламентирующие процессы проектирования, разработки, применения, сопровождения и развития ИС и их компонентов.

Профили ИС унифицируют и регламентируют только часть требований, характеристик, показателей качества объектов и процессов, выделенных и формализованных на базе стандартов и нормативных документов. Другая часть функциональных и технических характеристик ИС определяется заказчиками и разработчиками творчески, без учета положений нормативных документов.

Состояние и развитие стандартизации в области информационных технологий характеризуется следующими особенностями, кото­рые необходимо учитывать при формировании и применении профилей:

• несколько сотен разработанных международных и национальных стандартов не полностью и неравномерно покрывают потребности в стандартизации объектов и процессов создания и применения сложных ИС и их компонентов;

• большая длительность разработки, согласования и утверждения международных и национальных стандартов (3-5 лет) приводит к их консерватизму, а также к хроническому отставанию требований и рекомендаций этих документов от современного состояния техники и от текущих потребностей практики и технологии создания сложных ИС;

• стандарты современных ИС должны учитывать необходимость построения ИС как открытых систем, обеспечивать их расширяемость при наращивании или изменении выполняемых функций; переносимость прикладного программного обеспечения ИС между разными аппаратно-программными платформами; возможность взаимодействия с другими информационными системами той же проблемно-ориентированной сферы;

• в области ИС функциональными стандартами поддержаны и регламентированы только функционально наиболее простые объекты и рутинные, массовые процессы, такие, как телекоммуникация, программирование, документирование программ и данных и т.п.;

• наиболее сложные и творческие процессы создания и развития крупных распределенных ИС (системные анализ и проектирование, интеграция компонентов и систем, испытания и сертификация ИС и т.п.) почти не поддержаны требованиями и рекомендациями стандартов, вследствие трудности их формализации, унификации и разнообразия содержания;

• чем сложнее объекты или процессы, подлежащие стандартизации, тем больше необходимо использовать и формулировать предварительных условий, учитываемых в требованиях и рекомендациях стандарта, которые следует адаптировать и конкретизировать для корректного их применения в определенном проекте;

• пробелы и задержки в подготовке и издании стандартов высокого ранга и текущая потребность унификации и регламентирования современных объектов и процессов в области ИС приводят к созданию и практическому применению многочисленных нормативных и методических документов отраслевого, ведомственного или фирменного уровня;

• последующие селекция, совершенствование и согласование нормативных и методических документов в ряде случаев позволяют создать на их основе национальные и международные стандарты.

В международной функциональной стандартизации ИС принята жесткая трактовка понятия профиля. Считается, что основой профиля могут быть только международные и национальные, утвержденные стандарты (не допускается использование стандартов де-факто и нормативных документов фирм). Подобное понятие профиля активно используется в гамме международных функциональных стандартов, конкретизирующих и регламентирующих основные процессы и объекты взаимосвязи открытых систем (ВОС), в которые возможна и целесообразна жесткая формализация профилей (функ­циональные стандарты ISO 10607 — 10613 и соответствующие им ГОСТ Р). Однако при таком подходе невозможны унификация, ре­гламентирование и параметризация множества конкретных функ­ций и характеристик сложных объектов современных ИС.

Основными целями применения профилей при создании и примене­нии ИС являются:

• снижение трудоемкости, длительности, стоимости и улучшение других технико-экономических показателей проектов ИС;

• повышение качества разрабатываемых или применяемых покупных компонентов и ИС в целом при их разработке, приобретении, эксплуатации и сопровождении;

• обеспечение расширяемости ИС по набору прикладных функций и масштабируемости в зависимости от размерности решаемых задач;

• поддержка функциональной интеграции в ИС задач, ранее решавшихся раздельно;

• обеспечение переносимости прикладных программ и данных между разными аппаратно-программными платформами.

Выбор стандартов и документов для формирования профилей ИС зависит от того, какие из этих целей являются приоритетными. В ходе проектирования профиля цели уточняются. Проектные решения, принятые на основании профилей, которые выбраны по целям с высшим приоритетом, фиксируются и определяют ограничения по выбору других составляющих профилей и их требований для достижения целей с более низкими приоритетами.

Применение профилей при проектировании ИС позволяет ориентироваться на построение систем из крупных функциональных узлов, отвечающих требованиям стандартов профиля, применять отработанные и проверенные проектные решения. Профили определяют стандартизированные интерфейсы и протоколы взаимодействия компонентов системы таким образом, что разработчику системы, как правило, не требуется вдаваться в детали внутреннего устройства этих компонентов.

Таким образом, проектирование ИС в значительной степени может сводиться к ее компоновке из стандартизированных узлов. Применение стандартизированных профилей позволяет заказчику системы освободиться от зависимости от одного поставщика программных или аппаратных средств за счет выбора этих средств из числа доступных на рынке и соответствующих стандартам, норма­тивным требованиям и рекомендациям профиля. Применение профилей, относящихся к прикладным программным комплексам (функциональным частям) ИС, облетает повторное использова­ние в проектируемой системе уже разработанных и проверенных прикладных программ.

В качестве методологической базы построения и применения про­филей сложных распределенных ИС следует использовать технический отчет ISO/IEC TR 10000. Части 1 и 2 этого документа введены в России в качестве ГОСТ Р. Часть 3, определяющую основы и таксономию профилей среды открытых систем, предлагается использовать при построении и применении профилей ИС как документ прямого применения. Эталонная модель среды открытых систем (OSE/RM) определяет разделение любой информационной сис­темы па приложения (прикладные программы и программные комплексы) и среду, в которой эти приложения функционируют. Между приложениями и средой определяются стандартизированные интерфейсы (Application Program Interface — API). Эти интерфейсы являются необходимой частью профилей любой открытой системы. Кроме того, в профилях ИС могут быть определены унифицирован­ные интерфейсы взаимодействия прикладных программ (функциональных частей) между собой и интерфейсы взаимодействия между компонентами среды ИС. В соответствии с определениями профиля и базовых стандартов, входящих в профиль, спецификации выполняемых функций и интерфейсов взаимодействия могут быть оформлены как профиль каждого компонента системы. Таким обра­зом, профили ИС, как сложной системы с иерархической структу­рой, могут включать в себя:

• стандартизированные описания функций, выполняемых данной системой, и взаимодействия с внешней для нее средой;

• стандартизированные интерфейсы между приложениями и средой ИС;

• профили отдельных функциональных компонентов, входящих в систему.

При практическом формировании и применении профилей ИС в ряде случаев возможно использовать региональные, националь­ные стандарты, стандарты де-факто и ведомственные норматив­ные документы. Это может быть обусловлено отставанием в разра­ботке некоторых задач в международных стандартах или необходи­мостью учета конкретных особенностей ИС. При применении стан­дартов и профилей могут быть выявлены пробелы в положениях некоторых стандартов и необходимость модификации или допол­нения требований, определенных в них. Некоторые функции, не формализованные стандартами, но важные для унификации по­строения или взаимодействия компонентов ИС могут определять­ся нормативными документами ведомства или фирмы, обязатель­ными для конкретного профиля и проекта.

Особенности организационных структур, различия в размерах и сложности проектов ИС, требованиях к системам и применяемых методах их разработки, необходимость преемственности с система­ми, находящимися в эксплуатации, влияют на организацию разра­ботки, приобретения, применения и сопровождения аппаратных и программных средств ИС. Для эффективного применения конкретного профиля необходимо:

• выделить объединенные единой логической связью проблемно-ориентированные области функционирования, где могут использоваться стандарты, общие для одной организации или группы организаций;

• идентифицировать стандарты и нормативные документы, варианты их применения и параметры, которые необходимо включить в профиль;

• документально зафиксировать участки конкретного профиля, где требуется создание новых стандартов или нормативных документов и идентифицировать характеристики, которые могут оказаться важными для разработки недостающих стандартов и нормативных документов этого профиля;

• формализовать профиль в соответствии с его категорией, включая стандарты, различные варианты нормативных документов и дополнительные параметры, которые непосредственно связаны с профилем;

• опубликовать профиль и/или продвигать его по формальным инстанциям для дальнейшего распространения.

Каждый профиль ИС и его параметры для применения в конкретном проекте ИС необходимо поэтапно адаптировать и детализировать в соответствии со стадиями проекта ИС. Жизненный цикл конкретной ИС должен быть поддержан этапами развития и применения комплекта профилей в соответствии с основными процесса­ми создания, сопровождения и развития ИС:

• системный анализ объекта информатизации и создание концепции ИС, когда производится первичный выбор исходного комплекта стандартов, которым должна соответствовать ИС; выявляется необходимость разработки и состав дополнительных нормативных документов; оформляется содержание и параметры комплектов документов предполагаемых профилей;

• проектирование ИС, когда определяется ее архитектура и структура и соответственно уточняются положения, параметры и адаптируются стандарты комплекта профилей; они дополняются ведомственными нормативными документами; оформляются проекты документов и методических руководств по применению рабочей версии каждого профиля;

• разработка или приобретение готовых компонентов ИС, при этом утверждаются и применяются все положения профиля; производится контроль, тестирование и испытания компонентов ИС на соответствие требованиям и документам конкретного профиля;

• сопровождение, актуализация и развитие ИС, когда анализируются положения, параметры и результаты адаптации применяемой версии каждого профиля; выявляются и устраняются ее дефекты; производится модернизация профиля, с учетом появления более совершенных технических и программных средств и новых стандартов ИС; при необходимости осуществляется формирование, документирование и внедрение новой уточненной версии соответствующего профиля.

При применении профилей ИС следует обеспечить проверку корректности их использования путем тестирования, испытаний и сертификации для чего должна быть создана технология контроля и копирования в процессе применения профиля. Она должна быть поддержана совокупностью методик, инструментальных средств, составом и содержанием оформляемых документов на каждом этапе обеспечения и контроля корректности применения соответствующей версии и положений профиля. Применение профилей способствует унификации при разработке тестов, проверяющих качество и вза­имодействие компонентов проектируемой ИС. Профили должны определяться таким образом, чтобы тестирование их реализации мож­но было осуществлять по возможности наиболее полно, по стандар­тизированной методике. Рад тестов проверки соответствия приме­няемых компонентов международным стандартам могут быть испо­льзованы готовыми, так как международные стандарты и профили являются основой при создании международно признанных аттестационных тестов.

При сертификации информационных систем как специальный вид испытаний следует выделять сертификацию на соответствие профилям:

• процессов жизненного цикла ИС и ее компонентов;

• объектов ИС, подготовленных и рекомендуемых для эксплуатации и сопровождения.

Следует учитывать, что общий объем испытаний при сертифи­кации ИС и ее компонентов может быть значительно шире, чем проверка только на соответствие профилям. Для корректного применения профилей объектов и процессов ИС должна быть разрабо­тана совокупность методических руководств по использованию каждого профиля, в которых должно быть отражено:

• содержание и описание выбранных положений стандартов и нормативных документов профиля с позиции его пользователя;

• параметры адаптации стандартов профиля и содержание дополнительных нормативных документов;

• методика и сценарии корректного применения всех обязательных и рекомендуемых положений профиля;

• требования к содержанию отчетов о результатах контроля, тестирования компонентов ИС на соответствие обязательным положениям профиля в процессе их жизненного цикла.