textarchive.ru

Главная > Документ


Вопросы к государственному экзамену по программе
«Разработчик профессионально-ориентированных компьютерных технологий» ВМК

2009 год

  1. Профили окружения открытых систем (OSE-профили)

Назначение OSE-профилей

    Часть определений, включенных в ISO/IEC TR 10000-3, уже рассматривалась нами в разделе 1. В частности, к ним относятся определения понятий OSE (Open Systems Environment - окружения или среды открытых систем) и OSE-профиля (OSE-profile), а также определения основных свойств открытости систем ИТ.

    Напомним, что под OSE понимается исчерпывающий набор интерфейсов, сервисов, форматов и других аспектов, позволяющий достичь целей интероперабельности и/или переносимости приложений на основе применения базовых стандартов и профилей ИТ.

    По существу под открытой системой и понимается система ИТ, реализующая некоторое OSE, т.е. окружение, удовлетворяющее стандартам или открытым спецификациям.

    Для полной или частичной спецификации такого рода открытых окружений применяется аппарат OSE-профилей, с помощью которого определяется функциональность, потребляемая или предоставляемая системами ИТ на их интерфейсах.

    Средством представления профилей в виде формальных документов, разработанных по строго регламентированным требованиям, являются ISP (International Standardized Profile - международный стандартизованный профиль). Каждый ISP может описывать один или несколько профилей.

    Введем еще ряд определений, связанных с концепцией открытых систем [1].

  • 16) Прикладное программное обеспечение (Aplication Software - Прикладное программное обеспечение). Специфическое для некоторого приложения программное обеспечение, состоящее из программ, данных и документации.

  • 17) Прикладная платформа (Aplication Platform). Набор программно-аппаратных ресурсов, обеспечивающих сервис, необходимый для выполнения прикладного программного обеспечения.

  • 18) API (Application Program Interface - Интерфейс прикладной программы). Интерфейс между прикладным программным обеспечением и прикладной платформой, через который обеспечивается сервис для прикладного программного обеспечения со стороны прикладной платформы.

  • 19) CSI (Communication Services Interface - Интерфейс коммуникационных сервисов). Граница, через которую обеспечивается доступ к сервисам, реализующим взаимодействие между внутренними сущностями программного обеспечения и внешними объектами по отношению к прикладной платформе.

  • 20) HCI (Human/Computer Interface - Человеко-машинный интерфейс). Граница, через которую имеет место физическое взаимодействие между человеком и прикладной платформой.

  • 21) ISI (Information Services Interface - Интерфейс информационного сервиса). Граница, через которую обеспечивается сервис внешнего, долговременного хранилища (external, persistent storage) данных.

    В рассматриваемом документе состав свойств открытости систем существенно расширяется до следующего набора целей (свойств) открытых систем:

Переносимость прикладного программного обеспечения и повторная применимость (переиспользуемость) программного обеспечения на уровне исходного кода (Application Software Portability and Software Reuse at the Source Code Level)

    Именно переносимость между различными платформами исходного текста программного обеспечения считается одной из основных практически достижимых задач, решение которой позволяет организациям защитить себя от необходимости дополнительного инвестирования в существующее программное обеспечение для его перепроектирования при переходе на новые прикладные платформы.

    Если под переносимостью приложений понимается перенос всего соответствующего данному приложению программного обеспечения на другие платформы, то под переиспользумостью программного обеспечения, как правило, понимается перенос или портирование в новые приложения некоторой части работающих программ, что также имеет большое практическое значение и непосредственно относится к целям открытости систем.

    Другие формы переносимости и переиспользуемости ПО, например, переносимость на уровне объектного кода, считается вторичной по значимости задачей, прежде всего из-за сложности ее решения.

Переносимость данных (Data Portability)

    Не менее важной целью открытых систем является переносимость на новые прикладные платформы данных, хранящихся во внешней памяти существующих систем ИТ, что обеспечивается разработкой OSE на основе стандартов и ISPs, строго регламентирующих форматы и способы представления данных.

Интероперабельность прикладного программного обеспечения (Application Software Interoperability)

    Под интероперабельностью понимается возможность обмена данными между сущностями программного обеспечения, в том числе между сущностями, реализуемыми на разнородных прикладных платформах, а также возможность совместного использования ими обмениваемых данных. Данное свойство на нижнем уровне обеспечивается построением стандартизованных коммуникационных интерфейсов (т.е. CSI-интерфейсов) систем на основе стандартов сетевых протоколов, в частности, OSI-профилей. Реализация его в полном объеме приводит к необходимости решения проблемы семантической интероперабельности, т.е. понимания разнородными платформами семантики данных, которыми они обмениваются друг с другом.

Интероперабельность управления и безопасности (Management and Security Interoperability)

    Для целей интеграции и совместного использования разнородных платформ в рамках распределенных систем ИТ, необходима унификация и концептуальная целостность средств административного управления и управления информационной безопасностью систем ИТ независимо от реализационных окружений. Поэтому для обеспечения бесшовной интеграции систем их средства административного управления и средства защиты должны строиться в соответствии с международными стандартами.

Переносимость пользователей (User Portability)

    Под переносимостью пользователей понимается отсутствие необходимости в их повторном обучении при переносе прикладного программного обеспечения на другие платформы, что также является одной из важных целей концепции открытых систем.

Адаптация к изменениям стандартов (Accommodation of Standards)

    OSE-профили являются эффективным средством продвижения существующих стандартов в практику. В то же время OSE-профили являются объектами, способными эволюционировать с учетом изменения стандартов, технологий и пользовательских требований, прежде всего потому, что они конструируются посредством ссылок на базовые стандарты. Таким образом, на основе понятия OSE-профиля поддерживается такое свойство открытых систем, как адаптируемость к изменению стандартов.

Адаптация к новым технологиям информационных систем (Accommodation of New Information System Technology)

    OSE-профили, являясь исходным материалом при построении открытых систем, не связаны непосредственно с нижележащими технологиями. Однако развитие таких технологий влечет развитие системы стандартов. Гибкость аппарата OSE-профилей позволяет учитывать тенденции перехода к новым стандартам и, соответственно, к новым технологиям.

Масштабируемость прикладных платформ (Application Platform Scalability)

    Масштабируемость относится к важнейшим свойствам открытости систем ИТ. Применительно к прикладной платформе оно означает возможность разных типов реализаций некоторого OSE-профиля, отличающихся техническими и ресурсными характеристиками (например, суперкомпьютеры и рабочие станции), поддерживать одну и ту же функциональность, т.е. поддерживать один и тот же набор сервисов.

Масштабируемость распределенных систем (Distributed System Scalability)

    Это свойство заключается в том, что OSE-профили и соответствующие им реализации должны использовать стандартные механизмы взаимосвязи компонент распределенных систем, независящие от типов и характеристик компонент, а также от структуры распределенных систем ИТ.

Прозрачность реализаций (Implementation Transparency)

    Данное свойство поддерживается благодаря систематическому использованию через аппарат OSE-профилей стандартизованных спецификаций (стандартов и ISPs), одним из принципов разработки которых является принцип независимости от конкретных реализаций. Таким образом, все особенности реализации OSE-профилей скрываются за интерфейсами открытых систем, что и обеспечивает свойство прозрачности реализаций для конечных пользователей систем ИТ.

Поддержкапользовательскихтребований (Support Clear Statement of User Requirements)

    Важным свойством открытых систем является точная спецификация пользовательских требований, определенных в виде наборов сервисов предоставляемых открытыми системами на их интерфейсах. Это свойство адекватно поддерживается применением аппарата OSE-профилей.

Концепция OSE-профилей

Общие принципы

    Как следует из определения OSE-профиля, данная конструкция представляет собой некоторый набор базовых стандартов и/или ISPs вместе с указанием выбираемой для области применения профиля функциональности (опций, классов сервиса, тестовых наборов, значений параметров), которая специфицирует полное или частичное поведение спроектированных на основе данного профиля систем ИТ, наблюдаемое на их интерфейсах. При этом под интерфейсами понимаются границы систем, на которых может прослеживаться их функционирование со стороны внешнего наблюдателя (пользователя, приложения, тестовой системы, администратора и пр.).

    Наиболее важным результатом рассматриваемого документа является введение классификации интерфейсов систем ИТ. Данная классификация совпадает с классификацией, приведенной в эталонной модели RM OSE POSIX (ISO/IEC TR 14252, Guide to the POSIX Open System Environment), но она представлена в более обобщенном, независящем от конкретных архитектурных решений контексте и согласована с классификацией эталонных точек (reference points) объектных распределенных систем (ITU-T Rec. X.902 | ISO/IEC 10746-2, Information Technology - Open Distributed Processing - Reference Model: Foundations).

    Классификация интерфейсов открытых систем вводит следующие четыре основных типа интерфейсов OSE, определения которых были рассмотрены выше:

  • API (Application Program Interface - Интерфейс прикладной программы);

  • CSI (Communication Services Interface - Интерфейс коммуникационных услуг);

  • HCI (Human/Computer Interface - Человеко-машинный интерфейс);

  • ISI (Information Services Interface - Интерфейс информационных услуг).

    В принципе могут быть определены и другие типы интерфейсов, например, интерфейс управляемых объектов.

    Под API понимается интерфейс между прикладным программным обеспечением и поставщиком необходимого для функционирования этого программного обеспечения сервиса, т.е. прикладной платформой.

    CSI трактуется как интерфейс, который обеспечивает сервис для реализации взаимодействия с внешними системами ИТ. Реализация такого взаимодействия осуществляется с помощью протоколов (процедур обмена), стандартизация которых вместе со стандартизацией форматов обмениваемых с помощью этих протоколов данных является основой обеспечения интероперабельности систем.

    Понятие HCI ассоциируется с интерфейсом, через который осуществляется физическое взаимодействие пользователя и системы ИТ. Примерами такого интерфейса служат клавиатуры для ввода информации и оконные системы взаимодействия с пользователем.

    ISI рассматривается как граница взаимодействия с внешней памятью долговременного хранения данных, для переносимости и интероперабельности которых необходима стандартизация форматов и синтаксиса представления данных.

    Таким образом, определяемая профилем OSE функциональность в общем случае может рассматриваться как композиция функций или сервисов, реализуемых на интерфейсах определенных выше классов. Функциональность профиля специфицируется в терминах вызовов функций, протоколов взаимодействия, форматов данных. Естественным требованием к профилю является согласованность используемых им спецификаций, относящихся к интерфейсам различным классов.

    Следует отметить, что при разработке профилей OSE ссылки на стандарты и ISPs, определяющие способы и форматы представления данных, так называемые F-профили (F-profiles), могут относиться к любым типам интерфейсов, в зависимости от назначения этих стандартных спецификаций.

    Описанная выше классификация интерфейсов открытых систем является основой для построения таксономии профилей. Она также полезна при использовании систематического подхода к проектированию профилей OSE.

    Иллюстрацией к введенным выше понятиям и их взаимосвязи может служить модель OSE систем ИТ, предложенная на рис. 4.1.



Рис.4.1. Модель OSE для систем ИТ

    В частности, в данной модели показано, что открытые системы могут иметь более одного экземпляра интерфейсов каждого класса. Например, конкретная система может включать одновременно CSI-интерфейс, соответствующий стеку протоколов TCP/IP, а также CSI-интерфейс, соответствующий стеку OSI. Также данная модель отражает тот факт, что интерфейсы разных классов могут взаимодействовать друг с другом. Примером такого взаимодействия может служить включение в API-интерфейс средств (библиотек), с помощью которых прикладная программа может взаимодействовать с элементами интерфейсов других классов. Такая зависимость интерфейсов показана на модели с помощью функциональной нотации (API(HCI), API(ISI), API(CSI)).

    Завершая рассмотрение аппарата OSE-профилей, отметим важность этого понятия для концепции тестирования конформности открытых систем стандартам и профилям.

    OSE-профиль, представляющий собой набор стандартизованных спецификаций, описывающих поведение системы на ее интерфейсах, является исходной конструкцией для осуществления процесса установления конформности систем этим спецификациям. При этом в случае OSE-профилей данный процесс существенно усложняется из-за необходимости проверки соответствия тестируемого продукта сразу нескольким спецификациям, определяющим требования к поведению системы на интерфейсах различных классов с учетом взаимосвязанности происходящих на этих интерфейсах событий.

Принципы разработки OSE-профилей

    Рассмотрим пример применения OSE-профиля и на основе этого примера продемонстрируем методику разработки OSE-профилей.

    Для примера выберем класс распределенных офисных систем, содержащих в качестве своих компонент (подсистем) системы трех типов: A, B, C. Их назначение следующее:

  • Система типа A представляет собой систему-клиента базы данных с некоторым прикладным программным обеспечением (например, ориентированным на поддержку бухгалтерской деятельности).

  • Система типа В - сервер баз данных, обслуживающий запросы клиентов к базе данных.

  • Система типа С - терминальный сервер, выполняющий семантику функций человеко-машинного интерфейса на клиентских машинах.

    Зададимся целью разработать офисную систему рассмотренного класса, обладающую свойством переносимости прикладного программного обеспечения клиентской части и, возможно, интероперабельности.

    Методологической основой создания такой системы является разработка соответствующего OSE-профиля, специфицирующего поведение системы типа А на всех ее интерфейсах. При этом специфицируемое профилем окружение должно определяться некоторым набором стандартизованных спецификаций (стандартов и ISPs), чтобы обеспечить разработку приложений клиентской системы А на основе принципов открытости, в частности, переносимости программного обеспечения. Присвоим данному профилю рабочее наименование DOT (Distributed Office Technology).

    Для разработки профиля DOT будем применять некоторый систематический подход, который можно представить в виде последовательности шагов. Основными шагами данного подхода являются:

  • 1. Идентификация области применения систем ИТ, соответствующих данному профилю, а также определения конечных целей и общих ограничений задачи проектирования профиля.

    В нашем случае область применения разрабатываемого профиля ограничена конкретным классом информационных систем и конкретной функциональной компонентой таких систем (прикладным программным обеспечением клиентских систем). Также определены цели проектирования - переносимость и интероперабельность клиентского программного обеспечения.

  • 2. Разработка сценария (типовой ситуации применения системы ИТ, соответствующей разрабатываемому профилю). Такой сценарий, как правило, представляет собой графическое представление информационной модели систем данного класса, включающей:

    • Основные функциональные элементы (системы/подсистемы) описываемой реализации;

    • Взаимосвязи между элементами (физические каналы, логические взаимодействия или протоколы);

    • Распределение функций ИТ по элементам модели.

  • 3. Определение функциональности профиля в виде набора ссылок на актуальные стандарты и ISPs и формирование, таким образом, раздела нормативных ссылок.

Дадим краткую мотивацию принятым решениям.

    Описанный выше профиль определяет OSE для прикладных программ клиентских систем распределенных офисных технологий со следующими возможностями:

  • В качестве средств API, обязательными для разработки прикладных программ систем типа А, принимаются стандарты языков С и SQL. Язык С++ вводится как дополнительная возможность для программирования приложений. Доступ к удаленным базам данных должен осуществляться посредством интерфейса и протокола ODBC, являющегося стандартом де-факто. Доступность базовых возможностей операционной системы и встроенных в нее языковых средств (оболочки) реализуется на основе спецификаций POSIX (IEEE Std 1003.1, IEEE Std 1003.2).

  • Для реализации интерфейса сетевого взаимодействия (CSI) предполагается использовать стек протоколов TCP/IP. В качестве базовой сетевой архитектуры канального уровня принимается структура локальных сетей, например, с методом доступа IEEE Std 802.3 (сети типа Ethernet).

  • Для реализации HCI в профиле DOT выбираются две оконные системы: OSF/MOTIF и X Window.

  • ISI в профиле DOT не специфицируется. Здесь считается, что соответствующих возможностей, предоставляемых базовой операционной системой должно быть достаточно для переносимости информации с внешних носителей.

 4. Анализ спецификаций на совместимость. На этом шаге производится тщательный анализ непротиворечивости спецификаций, входящих в состав профиля. В результате этого шага могут быть определены дополнительные требования конформности реализаций профилю, исключающие случаи потенциального конфликта между спецификациями.

 5. Определение концептуальной части профиля - введение новых понятий в раздел Definitions, дополняющих систему понятий цитируемых базовых спецификаций, а также введение используемых в профиле сокращений (раздел Abbreviations).

 6. Анализ требуемой функциональности для каждого цитируемого базового стандарта или ISPs, обоснование и выбор классов сервиса, тестовых поднаборов, опций, диапазонов значений параметров.

 7. Разработка требований конформности, учитывающих специфику применения профиля для каждой спецификации, упомянутой в разделе нормативных ссылок (раздел Conformance).

 8. Разработка списка требований конформности, например, в табличной форме, как это будет рассмотрено далее.

 9. Разработка информативных приложений.

Принципы таксономии профилей OSE

    Таксономия - это классификационная схема профилей ИТ, предназначенная для недвусмысленной ссылки на профили и группы профилей. Она позволяет формировать уникальные идентификаторы профилей, отражающие также взаимосвязь профилей и групп профилей между собой.

    Классификация основывается на разбиении профилей по областям, соответствующим содержанию определенных или предполагаемых эталонных моделей.

    Следует отметить, что представленная структура классификации является динамической по своей природе и легко адаптируется к эволюции системы стандартов и технологий.

    Для построения классификационной схемы применяется метод структурированных идентификаторов.

    Структурированный идентификатор имеет следующие компоненты:

  • Корневую мнемонику или корень (root mnemonic) - короткую символьную строку, обозначающую область использования OSE-профиля. Например, EDI (для Electronic Data Interchange) или MED (для медицинских приложений).

  • Числовую строку, следующую за корнем и используемую для разбиения области использования OSE-профилей на подразделы.

  • Характеристику специфицируемых интерфейсов (суффикс), состоящую от одной до четырех указанных ниже букв, следующих в алфавитном порядке:

    C - для CSI (в профилях, принятых до 1995г., обычно опускается)

    I - для ISI

    H - для HCI

    P - для API

    (Рассматривалось использование буквы F для F-профилей).

 В таксономии возможно указание профилей, цитируемых в конкретном OSE-профиле, при этом для идентификации OSE-профиля используется функциональная форма записи:

    MEDkkk-CHP (FTmmm-CP, WINiii-H)



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Информационных технологий механики и оптики отчет

    Отчет
    ... 500 часов Разработчикпрофессиональноориентированныхкомпьютерныхтехнологий Свыше 1000 часов Системный инженер (специалист по эксплуатации аппаратно ...
  2. Федеральное агенство по образованию автономная некоммерческая организация

    Документ
    ... по физике и астрономии с презентацией своих рефератов, докладов и наблюдений, используя компьютерныетехнологии, в частности программу ... 2009года Начальная школа является экспериментальной площадкой по введению Федерального государственного ...
  3. Федеральное агенство по образованию автономная некоммерческая организация

    Документ
    ... по физике и астрономии с презентацией своих рефератов, докладов и наблюдений, используя компьютерныетехнологии, в частности программу ... 2009года Начальная школа является экспериментальной площадкой по введению Федерального государственного ...
  4. М ОНИТОРИНГ СМИ Модернизация профессионального образования Март - август 2011г

    Краткое содержание
    ... Единые государственные экзамены «по выбору»: информационные компьютерныетехнологии, биологию и литературу. Кстати, в этом году ЕГЭ ... вопрос "Об итогах реализации программ развития национальных исследовательских университетов в 2009-2010 годах". ...
  5. СТРАТЕГИЧЕСКАЯ ПРОГРАММА РАЗВИТИЯ Тверь 2011

    Программа
    ... в 2009году. Структурные сдвиги, наблюдаемые в 2010 годупо отношению к 2009, ... Профессиональноориентированный иностранный язык», «Современные образовательные технологии». В каждой программе повышения квалификации реализуется модуль «Государственная ...

Другие похожие документы..