9.5. Профили открытых информационных систем

Создание, сопровождение и развитие современных сложных информационных сис­тем базируется на методологии построения таких систем как открытых. Открытые информационные системы создаются в процессе информатизации всех основных сфер современного общества; органов государственного управления, финансово-кредитной сферы, информационного обслуживания предпринимательской деятель­ности, производственной сферы, науки, образования. Развитие и использование от­крытых информационных систем неразрывно связаны с применением стандартов на основе методологии функциональной стандартизации информационных техно­логий.

При создании и развитии сложных, распределенных, тиражируемых информа­ционных систем требуется гибкое формирование и применение гармонизирован­ных совокупностей базовых стандартов и нормативных документов разного уров­ня, выделение в них требований и рекомендаций, необходимых для реализации заданных функций системы. Для унификации и регламентирования такие сово­купности базовых стандартов должны адаптироваться и конкретизироваться при­менительно к определенным классам проектов, функций, процессов и компонен­тов системы. В связи с этим выделилось и сформировалось понятие профиля информационной системы как основного инструмента функциональной стандар­тизации.

Профиль — это совокупность нескольких (или подмножество одного) базовых стан­дартов с четко определенными и гармонизированными подмножествами обязатель­ных и факультативных возможностей, предназначенная для реализации заданной функции или группы функций.

Профиль формируется исходя из функциональных характеристик объекта стан­дартизации. В профиле выделяются и устанавливаются допустимые возможности и значения параметров каждого базового стандарта и/или нормативного документа, входящего в профиль.

Профиль не должен противоречить использованным в нем базовым стандартам и нормативным документам. Он должен применять выбранные из альтернативных вариантов необязательные возможности и значения параметров в пределах допус­тимых.

На базе одной совокупности базовых стандартов могут формироваться и утверждаться различные профили для разных проектов информационных систем. Ограничения базовых документов профиля и их согласованность, проведенная разработчиками профиля, должны обеспечивать качество, совместимость и корректное взаимодействие отдельных компонентов системы, соответствующих профилю, в заданной области его применения.

Базовые стандарты и профили в зависимости от проблемно-ориентированной области применения информационных систем могут использоваться как непосредственные директивные, руководящие или рекомендательные документы, а также как нормативная база, необходимая при выборе или разработке средств автоматизации технологических этапов или процессов создания, сопровождения и развития информационных систем.

Обычно рассматривают две группы профилей:

• регламентирующие архитектуру и структуру информационной системы;

• регламентирующие процессы проектирования, разработки, применения, сопровождения и развития системы.

В зависимости от области применения профили могут иметь разные категории и соответственно разные статусы утверждения:

• профили конкретной информационной системы, определяющие стандартизованные проектные решения в пределах данного проекта;

• профили информационной системы, предназначенные для решения некоторого класса прикладных задач.

Профили информационных систем 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 системы определяется заказчиками и разработчиками творчески, без учета положений нормативных документов.

Принципы формирования профиля информационной системы

Использование профилей информационных систем призвано решить следующие задачи:

• снижение трудоемкости проектов;

• повышение качества компонентов информационной системы;

• обеспечение расширяемости и масштабируемости разрабатываемых систем;

• обеспечение возможности функциональной интеграции в информационную систему задач, которые раньше решались раздельно;

• обеспечение переносимости прикладного программного обеспечения.

В зависимости от того, какие из указанных задач являются наиболее приоритет­ными, производится выбор стандартов и документов для формирования профиля.

Актуальность использования профилей информационных систем обусловлена современным состоянием стандартизации информационных технологий, которое характеризуется следующими особенностями:

• существует множество международных и национальных стандартов, которые не полностью и неравномерно удовлетворяют потребности в стандартизации объектов и процессов создания и применения сложных информационных сис­тем;

• длительные сроки разработки, согласования и утверждения международных и национальных стандартов приводят к их консерватизму и хроническому отста­ванию от современных информационных технологий;

• функциональными стандартами поддержаны и регламентированы только са­мые простые объекты и рутинные, массовые процессы: телекоммуникации, программирование, документирование программ и данных. Наиболее слож­ные и творческие процессы создания и развития крупных распределенных ин­формационных систем — системный анализ и проектирование, интеграция компонентов и систем, испытания и сертификация — почти не поддержаны требованиями и рекомендациями стандартов из-за трудности их формализа­ции и унификации;

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

Подходы к формированию профилей информационных систем могут быть различными. В международной функциональной стандартизации информационных технологий принято довольно жесткое понятие профиля. Считается, что его основой могут быть только международные и национальные, утвержденные стандарты. Использование стандартов де-факто и нормативных документов фирм не допус­кается. При таком подходе затруднены унификация, регламентирование и пара­метризация множества конкретных функций и характеристик сложных объектов архитектуры и структуры современных информационных систем.

Другой подход к разработке и применению профилей информационных систем состоит в использовании совокупности адаптированных и параметризованных базовых международных и национальных стандартов и открытых спецификаций, отвечающих стандартам де-факто и рекомендациям международных консорциу­мов.

Эталонная модель среды открытых систем (OSE/RM) определяет разделение лю­бой информационной системы на две составляющие: приложения (прикладные программы и программные комплексы) и среду, в которой эти приложения функ­ционируют.

Между приложениями и средой определяются стандартизованные интерфейсы — Application Program Interface (API), которые являются необходимой частью профилей любой открытой системы. Кроме того, в профилях могут быть определены унифицированные интерфейсы взаимодействия функциональных частей друг с другом и интерфейсы взаимодействия между компонентами среды системы. Спецификации выполняемых функций и интерфейсов взаимодействия могут быть оформлены в виде профилей компонентов системы. Таким образом, профили информационной системы с иерархической структурой могут включать в себя:

• стандартизованные описания функций, выполняемых данной системой;

• функции взаимодействия системы с внешней для нее средой;

• стандартизованные интерфейсы между приложениями и средой информационной системы;

• профили отдельных функциональных компонентов, входящих в систему.

Для эффективного использования конкретного профиля необходимо:

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

• идентифицировать стандарты и нормативные документы, варианты их использования 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.

При использовании профилей важное значение имеет обеспечение проверки корректности их применения путем тестирования, испытаний и сертификации. Для этого требуется создание технологии контроля и тестирования в процессе приме­нения профиля. Данная технология должна поддерживаться совокупностью методик, инструментальных средств, составом и содержанием оформляемых доку­ментов на каждом этапе выполнения проекта.

Использование профилей способствует унификации при разработке тестов, проверяющих качество и взаимодействие компонентов проектируемой информационной системы. Профили должны определяться таким образом, чтобы тестирование их реализации можно было проводить по возможности наиболее полно по стандартизованной методике. При этом возможно применение ранее разработанных методик, так как международные стандарты и профили являются основой для создания общепризнанных аттестационных тестов.

Структура профилей информационных систем

Разработка и применение профилей являются органической частью процессов проектирования, разработки и сопровождения информационных систем. Профи­ли характеризуют каждую конкретную информационную систему на всех стадиях ее жизненного цикла, задавая согласованный набор базовых стандартов, которым должна соответствовать система и ее компоненты.

Стандарты, важные с точки зрения заказчика, должны задаваться в ТЗ на проек­тирование системы и составлять ее первичный профиль. То, что не задано в ТЗ, первоначально остается на усмотрение разработчика системы, который, руковод­ствуясь требованиями ТЗ, может дополнять и развивать профили системы и впо­следствии согласовывать их с заказчиком. Таким образом, профиль конкретной системы не является статичным, он развивается и конкретизируется в процессе проектирования информационной системы и оформляется в составе документа­ции проекта системы.

В профиль конкретной системы включаются спецификации компонентов, разра­ботанных в составе данного проекта, и спецификации использованных готовых программных и аппаратных средств, если эти средства не специфицированы соот­ветствующими стандартами. После завершения проектирования и испытаний си­стемы, в ходе которых проверяется ее соответствие профилю, профиль применяется как основной инструмент сопровождения системы при эксплуатации, модерниза­ции и развитии.

Общая структура профиля информационной системы

Формирование и применение профилей конкретных информационных систем выполняется на основе использования международных и национальных стандар­тов, ведомственных нормативных документов, а также стандартов де-факто при условии доступности соответствующих им спецификаций. Для обеспечения кор­ректного применения профилей их описания должны содержать:

• определение целей использования данного профиля;

• точное перечисление функций объекта или процесса стандартизации, опреде­ляемого данным профилем;

• формализованные сценарии применения базовых стандартов и спецификаций, включенных в данный профиль;

• сводку требований к информационной системе или ее компонентам, определя­ющих их соответствие профилю, и требований к методам тестирования соот­ветствия;

• нормативные ссылки на конкретный набор стандартов и других норматив­ных документов, составляющих профиль, с точным указанием применяемых редакций и ограничений, способных повлиять на достижение корректного взаимодействия объектов стандартизации при использовании данного про­филя;

• информационные ссылки на все исходные документы.

На стадиях жизненного цикла информационной системы выбираются и затем применяются основные функциональные профили:

• профиль прикладного программного обеспечения;

• профиль среды информационной системы;

• профиль защиты информации в информационной системе;

• профиль инструментальных средств, встроенных в информационную систему.

Профиль прикладного программного обеспечения

Прикладное программное обеспечение всегда является проблемно-ориентированным и определяет основные функции информационной системы. Функциональные профили системы должны включать в себя согласованные базовые стандарты. При использовании функциональных профилей информационных систем следует иметь в виду согласование этих профилей между собой. Необходимость согласования возникает, в частности, при использовании стандартизованных API, в том числе интерфейсов приложений со средой их функционирования и со средствами защиты информации. При согласовании функциональных профилей возможны также уточнения профиля среды системы и профиля встраиваемых инструментальных средств создания, сопровождения и развития прикладного программного обеспечения.

Профиль среды информационной системы

Профиль среды информационной системы должен определять ее архитектуру в соответствии с выбранной моделью обработки данных.

Стандарты интерфейсов приложений со средой (API) должны быть определены по функциональным областям профилей информационной системы. Декомпозиция структуры среды функционирования системы на составные части, выполняемая на стадии эскизного проектирования, позволяет детализировать профиль среды информационной системы по функциональным областям эталонной модели OSE/RM:

• область графического пользовательского интерфейса;

• область реляционных или объектно-ориентированных СУБД (например, стандарт языка SQL-92 и спецификации доступа к разным базам данных);

• область операционных систем с учетом сетевых функций, выполняемых на уров­не операционной системы;

• область телекоммуникационной среды в части услуг и служб прикладного уров­ня: электронной почты, доступа к удаленным базам данных, передачи файлов, доступа к файлам и управления файлами.

Профиль среды распределенной системы должен включать стандарты протоколов транспортного уровня, стандарты локальных сетей (например, стандарт Ethernet IЕЕЕ 802.3 или стандарт Fast Ethernet IEEE 802.3u), а также стандарты средств сопряжения проектируемой информационной системы с сетями передачи данных общего назначения.

Выбор аппаратных платформ информационной системы связан с определением их параметров: вычислительной мощности серверов и рабочих станций в соответ­ствии с проектными решениями по разделению функций между клиентами и сер­верами; степени масштабируемости аппаратных платформ; надежности. Профиль среды должен содержать стандарты, определяющие параметры технических средств и способы их измерения (например, стандартные тесты измерения производитель­ности).

Профиль защиты информации

Профиль защиты информации должен обеспечивать реализацию политики инфор­мационной безопасности, разрабатываемой в соответствии с требуемой категори­ей безопасности и критериями безопасности, заданными б ТЗ на систему. Постро­ение профиля защиты информации в распределенных системах клиент-сервер методически связано с точным определением компонентов системы, ответствен­ных за те или иные функции, службы и услуги, и средств защиты информации, встроенных в эти компоненты. Функциональная область защиты информации включает в себя следующие функции защиты, реализуемые разными компонента­ми системы:

• функции, реализуемые операционной системой;

• функции защиты от несанкционированного доступа, реализуемые на уровне программного обеспечения промежуточного слоя;

• функции управления данными, реализуемые СУБД;

• функции защиты программных средств, включая средства защиты от виру­сов;

• функции защиты информации при обмене данными в распределенных систе­мах, включая криптографические функции;

• функции администрирования средств безопасности.

Профиль защиты информации должен включать указания на методы и средства обнаружения в применяемых аппаратных и программных средствах недеклариро­ванных возможностей. Профиль должен также включать указания на методы и средства резервного копирования информации и восстановления информации при отказах и сбоях аппаратуры системы.

Профиль инструментальных средств

Профиль инструментальных средств, встроенных в информационную систему, должен отражать решения по выбору методологии и технологии создания, сопро­вождения и развития информационной системы. В этом профиле должны содер­жаться ссылки на описание выбранных методологии и технологии, выполненное на стадии эскизного проектирования системы.

Состав инструментальных средств определяется на основании решений и норма­тивных документов об организации сопровождения и развития информационной системы. При этом должны быть учтены правила и порядок, регламентирующие внесение изменений в действующие системы. Функциональная область профиля инструментальных средств, встроенных в систему, охватывает функции централизованного управления и администрирования, связанные с:

• контролем производительности и корректности функционирования системы в целом;

• управлением конфигурацией прикладного программного обеспечения, тиражированием версий;

• управлением доступом пользователей к ресурсам системы и конфигурацией ресурсов;

• перенастройкой приложений в связи с изменениями прикладных функций информационной системы;

• настройкой пользовательских интерфейсов (генерацией экранных форм и отчетов);

• ведением баз данных системы;

• восстановлением работоспособности системы после сбоев и аварий.

Дополнительные ресурсы необходимые для функционирования встроенных инструментальных средств, такие как минимальный и рекомендуемый объем оперативной памяти, размеры требуемого дискового пространства и т.п., должны быть учтены в разделе проекта, относящемся к среде информационной системы.

Выбор инструментальных средств, встроенных в систему, должен производиться в соответствии с требованиями профиля среды. Ссылки на соответствующие стандарты, входящие в профиль среды, должны содержаться и в профиле инструментальных средств.

В этом профиле должны также содержаться ссылки на требования к средствам тестирования, которые необходимы для процессов сопровождения и развития системы и должны быть в нее встроены. В число встроенных в информационную систему средств тестирования должны входить средства функционального тестирования приложений, тестирования интерфейсов, системного тестирования и тестирования серверов/клиентов при максимальной нагрузке.