Архитектурные спецификации (эталонные модели)

Метод архитектурных спецификаций применяется для формирования концептуального базиса и определения семантической структуры важнейших разделов ИТ. Как правило, базис реализуется посредством разработки эталонных моделей, образующих методологическое ядро ИТ. Эти модели определяют структуризацию конкретных разделов ИТ, задавая тем самым контекст разработки соответствующих этим разделам стандартов. Эталонные модели могут рассматриваться в качестве фундаментальных моделей (законов) в пространстве ИТ (информационной материи).

Эталонные модели определяют архитектуру наиболее важных и достаточно независимых разделов ИТ. Таким образом, каждая эталонная модель представляет собой концептуальный и методологический базис конкретного раздела ИТ, определяя структуру множества базовых спецификаций, соответствующих данному разделу. Наиболее известными эталонными моделями являются (в квадратных скобках приведена ссылка на соответствующий стандарт, описывающий эталонную модель) [8] следующие.

• 1. Базовая эталонная модель взаимосвязи открытых систем (Basic Reference Model for Open Systems Interconnection — RM-OSI) [ISO 7498:1984, Information processing systems — Open Systems Interconnection, Basic Reference Model, ITU-T Rec. X.200 (1994)].
• 2. Руководство по окружению открытых систем POSIX (Portable Operating System Interface for Computer Environments — RM API) [ISO/IEC DTR 14 252, Portable Operating System Interface for Computer Environments — POSIX-IEEE, P1003.0, Draft Guide to the POSIX Open System Environment, February 1995].
• 3. Эталонная модель для открытой распределенной обработки (Reference Model for Open Distributed Processing — RM-ODP) [ITU-T Rec. 902|ISO/IEC 10 746−2:1995, Reference Model for Open Distributed Processing].
• 4. Эталонная модель управления данными (Reference Model for Data Management — RM DF) | DIS 9075:1992, Information technology — Reference Model for Data Management],
• 5. Эталонная модель компьютерной графики (Reference Model of Computer Graphics — RM CG) [ISO/IEC 11 072:1992, Information Technology. Computer Graphics — Computer Graphics Reference Model],
• 6. Эталонная модель текстовых и офисных систем (Text and Office Systems Reference Model) [ISO/IEC TRTOSM-1, Information technology. Text and office systems reference model — Part 1. Basic reference model].
• 7. Общая модель распределенных офисных приложений [ISO/IЕС 10 031/1:1991, Information technology — Text communication — Distributed-office-applications model — Part 1. General model],

В процессе разработки находятся следующие эталонные модели:

• o модель конформности (Coformality — соответствия, подобия) и методы тестирования конформности, называемые также методами аттестационного тестирования;
• o модель основ общей безопасности (Generic Security Frameworks);
• o модель качества OSI-сервиса (Quality of Service for OSI).

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем

Эталонная модель среды открытых систем (модель OSE)

Требование совместимости и взаимодействия прикладных программ привело к разработке системы стандартов «Интерфейс переносимой операционной системы» (свод POSIX-стандартов) и стандартов коммуникаций. Однако эти стандарты не охватывают требуемый спектр потребностей даже в рамках установленной для них области распространения. Дальнейшее развитие стандартизации в области информационных технологий и формирования принципа открытых систем нашло выражение в создании функциональной среды открытых систем (Open Systems Environment — OSE) и построении соответствующей модели, которая охватывала бы стандарты и спецификации по обеспечению возможностей ИТ [3].

Модель ориентирована на руководителей ИТ-служб и менеджеров проектов, ответственных за приобретение, внедрение, эксплуатацию и развитие информационных систем, состоящих их неоднородных программно-аппаратных и коммуникационных средств. Прикладные программы в среде OSE могут включать в себя:

• o системы реального времени (Real Time System — RTS) и встроенные системы (Embedded System — ES);
• o системы обработки транзакций (Transaction Processing System — TPS);
• o системы управления базами данных (DataBase Management System — DBM);
• o разнообразные системы поддержки принятия решения (Decision Support System — DSS);
• o управленческие информационные системы административного (Executive Information System — EIS) и производственного (Enterprise Resource Planning — ERP) назначения;
• o географические информационные системы (Geographic Information System — CIS);
• o другие системы, в которых могут применяться рекомендуемые международными организациями спецификации.

С точки зрения производителей и пользователей OSE является достаточно универсальной функциональной инфраструктурой, регламентирующей и облегчающей разработку или приобретение, эксплуатацию и сопровождение прикладных защищенных систем, которые:

• o выполняются на любой используемой платформе поставщика или пользователя;
• o используют любую ОС;
• o обеспечивают доступ к базе данных и управление данными;
• o обмениваются данными и взаимодействуют через сети любых поставщиков и в локальных сетях потребителей;
• o взаимодействуют с пользователями через стандартные интерфейсы в системе общего интерфейса «пользователь — компьютер» .

Таким образом, OSE поддерживает переносимые, масштабируемые и взаимодействующие прикладные компьютерные программы через стандартные функциональности, интерфейсы, форматы данных, протоколы обмена и доступа. Стандартами могут быть международные, национальные и другие общедоступные спецификации и соглашения. Эти стандарты и спецификации доступны любому разработчику, поставщику и пользователю вычислительного и коммуникационного программного обеспечения и оборудования при построении систем и средств, удовлетворяющих критериям OSE.

Прикладные программы и средства OSE переносимы, если они реализованы на стандартных платформах и написаны на стандартизованных языках программирования. Они работают со стандартными интерфейсами, которые связывают их с вычислительной средой, читают и создают данные в стандартных форматах и передают их в соответствии со стандартными протоколами, выполняющимися в различных вычислительных средах.

Прикладные программы и средства OSE масштабируемы в среде различных платформ и сетевых конфигураций — от персональных компьютеров до мощных серверов, от локальных систем распараллеленных вычислений до крупных GRID-систем. Разницу в объемах вычислительных ресурсов на любой платформе пользователь может заметить по некоторым косвенным признакам, например по скорости выполнения прикладной программы, но никогда — по отказам работы системы.

Прикладные программы и средства OSE взаимодействуют друг с другом, если они предоставляют услуги пользователю, используя стандартные протоколы, форматы обмена данными и интерфейсы систем совместной или распределенной обработки данных для целенаправленного использования информации. Процесс передачи информации с одной платформы на другую через локальную вычислительную сеть или комбинацию любых сетей (вплоть до глобальных) должен быть абсолютно прозрачен для прикладных программ и пользователей и не вызывать технических трудностей при использовании. При этом местонахождение и расположение других платформ, операционных систем, баз данных, программ и пользователей не должно иметь значения для используемого прикладного средства.

Рабочая группа 1003.0 POSIX IEEE разработала эталонную модель OSE (Open Systems Environment / Reference Model — OSE/ RM). Эта модель описана на международном уровне в техническом отчете TR 14 250 комитета JTC1 (рис. 18.3).

В ее описании используется два типа элементов:

• o логические объекты, включающие в себя ППО, прикладные платформы и внешнюю функциональную среду;
• o интерфейсы, содержащие интерфейс прикладной системы и интерфейс обмена с внешней средой.

Логические объекты представлены тремя классами, интерфейсы — двумя.

В контексте эталонной модели OSE прикладное программное обеспечение включает в себя непосредственно коды программ, данные, документацию, тестирующие, вспомогательные и обучающие средства.

Прикладная платформа состоит из совокупности программно-аппаратных компонентов, реализующих системные услуги, которые используются ППО.

Внешняя среда платформ состоит из элементов, внешних по отношению к ППО и прикладной платформе (например, внешние периферийные устройства, услуги других платформ, операционных систем или сетевых устройств).

Интерфейс прикладной программы (Application Program Interface — API) является интерфейсом между ППО и прикладной платформой. Основная функция API — поддержка переносимости ППО. Классификация API производится в зависимости от типа реализуемых услуг: взаимодействие в системе «пользователь — компьютер», обмен информацией между приложениями, внутренние услуги системы, коммуникационные услуги.

Интерфейс обмена с внешней средой (External Environment Interface — EEI) обеспечивает передачу информации между прикладной платформой и внешней средой, а также между прикладными программами, которые выполняются на одной платформе.

Рис. 18.3. Эталонная модель среды открытых систем.

Эталонная модель OSE/RM реализует и регулирует взаимоотношения «поставщик — пользователь». Логические объекты прикладной платформы и внешней среды являются поставщиком услуг, ППО — пользователем. Среда OSE обеспечивает функционирование ППО, используя определенные правила, компоненты, методы сопряжения элементов системы (Plug Compatibility) и модульный подход к разработке программных и информационных систем. Достоинствами модели являются выделение внешней среды в самостоятельный элемент, имеющий определенные функции и соответствующий интерфейс, и возможность ее применения для описания систем, построенных на основе архитектуры «клиент-сервер». Относительный недостаток — еще не все требуемые спецификации представлены на уровне международных гармонизированных стандартов.