"ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ"  N 11, 2001

оглавление

дискуссия

ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

    В. К. Батоврин*, В. В. Васютович**, Е. Е. Журавлев***, А. Я. Олейников****, А. Б. Петров*, С. А. Соколов****, Е. Д. Теряев*

* – Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (ТУ); ** – ВНИИСтандарт Госстандарта РФ; *** – ФИ РАН; **** – ИРЭ РАН

 

Получена 27 декабря 2001 г.

 

 

Работа посвящена проблемам создания и развития информационной инфраструктуры (ИИ) фундаментальных исследований. ИИ любого уровня включает информационные, вычислительные и телекоммуникационные ресурсы (ИВТР) и должна строиться на основе принципов и технологий открытых систем (ТОС), обеспечивающих переносимость и функциональную совместимость приложений в средах, объединяющих в своем составе аппаратные и программные платформы различных типов. Основным методологическим приемом ТОС служит функциональная стандартизация или построение профиля среды открытой системы – согласованного набора стандартов и их опций, в котором в формализованном виде зафиксированы потребности в информационных технологиях (ИТ), обеспечивающих решение проблем информатизации для данной области применения.

Основное содержание работы состоит в описании методики построения профиля ИВТР фундаментальных исследований, базирующейся на принципе декомпозиции области практической деятельности, для поддержания которой создается среда открытой системы и соответствующий профиль, до уровня ИТ, необходимых для решения проблем информатизации. Показано, что профиль ИВТР является профилем общего назначения, при построении которого удобно отдельно рассматривать публичные ИВТР коллективного доступа и частные ИВТР организаций, выполняющих фундаментальные исследования. Элементы построенных ранее профилей типового академического НИИ и типового технического университета могут при этом быть использованы в качестве составных частей профиля ИВТР. Описание методики построения профиля ИВТР доведено до начала этапа логического проектирования.

 

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 00-07-90278).

 

Создание информационной инфраструктуры (ИИ) фундаментальных исследований является частью процесса формирования национальной ИИ, основой для развития которой в Российской Федерации является концепция открытых систем (ОС), предусматривающая переносимость, взаимосвязь и масштабируемость приложений и данных [1]. Эта возможность достигается за счет использования развивающихся, общедоступных и общепризнанных стандартов на продукты информационных технологий, на все программные и аппаратные интерфейсы между компонентами информационных систем и сетей.

ИИ любого уровня включает информационные, вычислительные и телекоммуникационные ресурсы (ИВТР) [2]. При формировании среды ОС основным приемом является функциональная стандартизация или построение функционального стандарта – профиля [3–5]. Профиль – это согласованный набор стандартов и их опций, в котором в формализованном виде зафиксированы потребности в информационных технологиях (ИТ), обеспечивающих решение какой-либо задачи или класса задач [3].

Построение профиля позволяет создавать и развивать среду ОС и составляющие ее ресурсы наиболее гармоничным и экономичным образом. Поэтому, создание профиля является одним из важных этапов формирования ИВТР для обеспечения фундаментальных исследований.

Существуют различные типы профилей, их классификация проводится по принятой таксономии [6]. В упрощенном виде можно выделить профили общего назначения и профили конкретного применения.

К профилям общего назначения относятся, в частности, международный функциональный стандарт профиль ISO/IEC ISP 11183:1992, профиль POSIX реального времени (IEEE 1003.13-1998), профиль одного стандарта FIPS 151-2, профиль взаимосвязи открытых систем в соответствии с Рекомендациями Госстандарта 50.1.022-2000. Профиль ИВТР также можно отнести к профилям общего назначения.

Профили конкретного применения определяют разные типы функциональных возможностей, необходимых для конкретной среды. К профилям такого типа можно отнести, например, профиль конкретной организации, в частности, профиль НИИ или ВУЗа.

При построении профиля ИВТР фундаментальных исследований следует использовать комбинацию множества базовых стандартов и/или отдельных профилей. Для их выявления рассмотрим обобщенную структуру ИВТР (рис.1), в которой для удобства выделим две группы ресурсов:

 

Рис. 1. Обобщенная структура ИВТР

 

Видно, что для построения профиля ИВТР следует использовать отдельные элементы уже готовых профилей НИИ и ВУЗа. Авторы настоящей работы имеют опыт создания профилей уровня НИИ и технического университета [7,8]. Подходами к проектированию профилей, использованными в этих работах, мы воспользуемся для построения профиля ИВТР.

В основу методики построения профилей среды ОС положим принцип декомпозиции [3]. В соответствии с ним область практической деятельности, для поддержания которой создается среда открытой системы и соответствующий профиль, делится на составляющие, объединяющие в себе отдельные более простые виды деятельности, родственные между собой по логическому признаку. Этот процесс выполняется в несколько этапов, до тех пор пока не удастся установить взаимосвязь между отдельными, полученными в результате декомпозиции, видами деятельности и их количественными характеристиками с требованиями к службам информационной системы (ИС), которые поддерживают эти виды деятельности. В качестве примера таких служб ИС можно назвать службы: управления БД, управления процессами, обработки транзакций, статистического анализа, САПР, обработки изображений, обработки знаний, телеконференций, видеоконференций и т. п.

На этом этапе происходит переход с описания практической деятельности на языке функциональных возможностей к описанию на языке информационных служб и технологий. На рис.2 приведен пример декомпозиции фундаментальных исследований по отдельным направлениям и видам. В данной работе мы не ставим задачи выявления всех, подлежащих учету в профиле, видов деятельности, из которых складываются фундаментальные исследования. Основная цель состоит в описании подходов, лежащих в основе построения профиля среды ОС, поэтому пример декомпозиции области экспериментальных исследований не приводится.

 

Рис. 2. Пример декомпозиции по направлениям и видам деятельности

 

 

После определения служб ИС выявляются службы ИТ, необходимые для того, чтобы обеспечить функционирование отдельных служб ИС. Описанный процесс удобно проиллюстрировать схемой отношений между видами практической деятельности, являющимися потребителями услуг служб ИС, службами ИС и соответствующими службами ИТ рис.3. Видно, что эти отношения являются отношениями вида "многие ко многим". В зависимости от используемой в процессе декомпозиции модели информационной среды, отдельным видам деятельности могут быть поставлены в соответствие либо ИС и поддерживающие их ИТ, либо другие элементы среды. Это, например, могут быть различные виды ресурсов в соответствии с классификацией РФФИ [8], технологические процессы, лежащие в основе отдельных видов деятельности и т. п. Эти составляющие могут, в свою очередь, быть представлены в виде комбинации более простых ресурсов, операций или других структурных элементов рис.3. В результате можно поставить в соответствие между собой составляющие элементы различных моделей, используемых для описания информационной среды и, следовательно, установить соответствие между элементами такой модели и элементами профиля.

 

Рис. 3. Отношения между видами деятельности и  службами ИС, службами ИТ, технологическими процессами и технологическими операциями.

 

 

Обеспечение открытости среды, применительно к описываемой методике построения профиля, достигается за счет использования эталонной модели среды открытых систем OSE/RM. Эталонная модель определяет четыре главных категории служб среды ОС рис.4, а именно:

служба интерфейса человек – компьютер (ИЧК);

системная служба;

информационная служба;

коммуникационная служба.

 

Рис. 4. Эталонная модель среды открытой системы с детализированными интерфейсами.

 

 

Такое группирование имеет слишком высокий уровень обобщения для осуществления декомпозиции служб ИС до уровня служб ИТ. Поэтому полезно (рис.5) четыре этих группы служб разбить на группы более низкого уровня, которые называются [9] группами служб профиля, а именно:

служба представления данных и служба ввода данных ИЧК;

служба системной обработки и локальная системная служба;

информационные службы обмена данными и управления данными;

коммуникационные распределенные службы и службы взаимосвязи.

 

 

Рис. 5. Декомпозиция служб ИС на группы служб ИТ

 

Службы ИТ представляют самый низкий уровень разбиения, они легко определяются стандартами и реализуются в виде продуктов.

На завершающем этапе построения профиля следует использовать процедуру наполнения стандартами модели службы ИТ, описанную в [10]. При выполнении этой процедуры должны быть учтены каждый интерфейс, каждая служба платформы и служба взаимосвязи, а выбранные стандарты должны удовлетворять требованиям взаимодействия и переносимости. В процессе выполнения этой процедуры может выявиться отсутствие необходимых стандартов, тогда необходимо принять частное решение устраняющее пробел. 

Заключение

При построении профиля ИВТР фундаментальных исследований в ИИ следует выделять две группы ресурсов: публичные ИВТР коллективного доступа и частные ИВТР НИИ и ВУЗов.

Профиль ИВТР фундаментальных исследований следует строить, как профиль общего назначения, в который как подмножества входят отдельные части профилей конкретного применения – НИИ и ВУЗа.

В основу построения профиля следует положить методику, основанную на принципе декомпозиции и включающую несколько стадий последовательного перехода от анализа предметной области до создания собственно профиля.

Декомпозиция может выполняться применительно к различным моделям информационной среды, что позволяет установить соответствие между элементами модели и элементами профиля. При построении профиля используется модель OSE/RM с выделением в ней групп служб профиля. На завершающем этапе выявляются службы ИТ, которые  насыщаются стандартами в соответствии с рекомендациями ISO/IEC.

Литература

  1. В.А. Козлов, А.Я. Олейников Национальная информационная инфраструктура: проблемы формирования. / Журнал "Ведомственные Корпоративные Сети Системы"

  2. А.Я. Олейников Открытые системы – основное направление информационных технологий для построения информационной инфраструктуры / Радиотехника.1998. №12., с.3-11.

  3. IEEE Std 1003.23-1998, IEEE Guide for Developing User Organization Open System Environment (OSE) Profiles.

  4. Rauh Wendy Distributed open system engineering / John Wiley&Sons.1996.

  5. А.Я. Олейников Идея – стандарт – изделие – идея! / Радиотехника. 2000., №8.,  с. 76-82.

  6. ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 10000 – 1,2,3 – 98.

  7. В.К. Батоврин, Н.Н. Евтихиев, А.Я. Олейников и др. Развитие информационной инфраструктуры ВУЗа для обеспечения доступа к распределенным информационным и вычислительным ресурсам науки и образования. / Телематика`2001, Труды Международной научно-методической конференции,   С-Птб., 2001, с. 72-73.

  8.  www.rfbr.ru

  9. CAP Gemini Sogeti, Architecture development Method, April 7, 1995.

  10. ISO/IEC 14252:1995.

 

оглавление

дискуссия