автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Методология построения профилей взаимосвязи открытых систем

у , Президиум ВАК

ОТ !

ИлШг.,^

11фисудил. ученую степень ,

1«

На правах рукописи г»

1ач&льник управления ВАК России

КОЗЛОВ Вадим Александрович

Методология построения профилей взаииосвяэи открытых систеи

(на Примере ГОСПРОФИЛН ВОС России)

05.13.05 - элементы и устройства вычислительной техники и

систем управления; 05.13.13 - вычислительные машины, комплексы, системы и сети

Диссертация в виде научного доклада

на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва-

1997

Работа выполнена в Московском научно-исследовательском центре Комитета при Президенте Российской Федерации по политике информатизации.

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук» профессор Олейников А. Я.

- доктор технических наук, профессор Саксонов Е. А,

- доктор технических наук, профессор Исаев Л. К ,

Ведущее предприятие:

Всероссийский научно-исследовательский институт стандартизации Госстандарта России

на заседании диссертационного Совета Д 063.68.03 Московского Государственного Института Электроники и Математики ( МГИЗМ) по адресу: 1®9@28, Москва, Трвхсвятитель с кий пер., д.3/12.

Жа<Гаро£> /Ъ-в.

Защита состоится

19 9 7 г.

С диссертацией в виде научного докл.'

копиться в

библиотеке МГИЗМ

Диссертация в виде научного

г .

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 0636883 кандидат технических наук

Ю. Л.

г I /

СОДЕРЖАНИЕ

стр .

Об'шая характеристика работы,.................................. 3

Глава I Проблемы развития информационных технологии......... 9

1.1 Роль стандартизации при построении профилей........ 9

1.2 Анализ особенностей концепции ВОС.................. 11

1.3 Правительственные пробили ВОС зарубежных стран (GQSIP)..........................................,.16

Глава II Концептуальные принципы и модели построения государственного профиля взаимосвязи открытых систем России............................................... 1 /

2.1 Основные особенности и применение ГОСПРОФИЛЯ ВОС

Р о с с и и ............................................. 17

2.2 Конфигурация систем ГОСПРОФИЛЯ ВОС Рос си и .......... 20

2.3 Тестирование протоколов ГОСПРОФМЛЯ ВОС России...... 21

2.4 Общая схема ГОСПРОМЛЯ ВОС России.................. 22

2.4.1 Общая схема Г0СПР0«Ш1Я ВОС России в представлении базовых стандартов............................22

2.4.2 Общая схема ГОСПРОФИЛЯ ВОС России s представлении функциональных стандартов .......... 23

2.4.3 Выбор версии ГОСПРОФИЛЯ ВОС России........... 23

2.4.4 Система обработки сообщении..................2.5

2.4.5 Передача Файлов» доступ и управление Файлами...................................... 2 7

2.4.6 Факсимильные службы..........................28

2.4.7 Базовые стандарты по модемам..........'....... 31

Глава III Методология моделирования открытых информационных

систем (ОЙС),.................................................34

3.1 Общие принципы моделирования ОИС...................34

3.2 Концептуальная модель среды открытых систем........ 36

3.3 Модель MUSIC.......................................37

3.4 Формализованное описание открытой системы..........3S

Глава IV Практическая реализация и наполнение стандартами

ГОСПРОФИЛЯ ВОС России................................43

4.1 Экономическая эффективность от реализации ГОСПРОФИЛЯ 80 С.....................................43

4.2 Функциональные выгоды..............................46

£ 4.3 Выгоды перспективного планирования ................. 48

h

^ 4.4 Рекомендации по созданию и приобретению информационных технологии...................................49

Выводы............................. ..................................52

Список опубликованных работ...........................5 4

Приложение . .Vi ........................................59

I ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1-1 Актуальность проблемы. Характерной чертой научно-технического прогресса двух последних десятилетии явилась широкая информатизация общества за счет внедрения во все с*еры жизни общества средств вычислительной техники, телекоммуникаций, новых информационных технологий. В свою очередь внедрение этих средств повлекло за собой необходимость решения и разработки целого ряда других не менее важных предшествующих проблем, среди которых следует назвать:

- методы и средства зашиты информации и ее кодирование;

~ разработка языков и систем программирования;

- разработка микропроцессорных систем, аппаратно-технических комплексов, баз данных, носителей информации;

- методы и средства измерений (метрология);

- методы и средства защиты линий связи и аппаратных средств от опасного и мешающего влияния внешних электрических и магнитных полей;

- разработка концепций и комплексных программ стандартизации s области информационных технологий и т.д..

Комплексный подход к решению этих проблем создает необходимые условия для информатизации общества, степень информатизации которого определяется соответствующим уровнем применяемых информационных технологий (ИТ), представляющих собой совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных единым технологическим процессом, обеспечивающим сбор, обработку, хранение, распространение и отображение информации. Одним из основных направлений ИТ, определяющим эффективность информационно-вычислительных систем, выступает технология открытых систем.

Крупнейшие компьютерные кампании, такие как Digital, Hewlett-Packard, IBM, Sun Microsystems и др. пришли к выводу, что выгодней использовать принципы открытых систем, позволяющие ра-

ботать в среде вычислительных машин различных производителей, чем придерживаться собственных Фирменных стандартов.

В настоящее время Россия только начинает входить в период создания единого информационного пространства, совместимого с мировым информационным пространством за счет использования принципов открытых систем, базирующихся на международных стандартах.

Работы по открытым системам в нашей стране находятся в начальной стадии в то время как актуальность проблемы непрерывно нарастает, так как быстро и стихийно растет парк разнородной вычислительной техники и программного обеспечения, объемы которых составляют на сегодня более 200 млн. долларов.

Если в самое ближайшее время в России не будет решен на государственном уровне вопрос совместимости поступающих информационных технологий западных стран и разрабатывающихся в России, страна превратится в отстойник мировых информационных технологий "вчерашнего дня" с экономическими потерями, исчисляемыми сотнями миллионов долларов. Поэтому процессы информатизации России нуждаются в обоснованной государственной научно-технической политике, выраженной в виде определенного подбора базовых и функциональных стандартов мирового уровня, профилей» методических рекомендаций, программ государственных стандартов России, разрабатываемых на базе, международных стандартов.

Методологической основой этой государственной политики стала концепция развития и применения открытых систем в условиях России, разработанная Российской Академией наук.

Существо технологии открытых систем состоит в обеспечении следующих возможностей:

- унифицированного обмена данными между различными компьютерами (взаимосвязь открытых систем);

- переносимости (мобильности) прикладных программ между различными платформами (аппаратными средствами компьютеров и их операционными системами);

- мобильности пользователей, т.е. возможности пользователей

переходить с одного компьютера на другой с различными программами без необходимости переобучения.

Перечисленные возможности достигаются за счет использования международных стандартов на see программные и аппаратные интерфейсы между компонентами систем. Вопросами стандартизации открытых систем занимаются более 250 различных подкомитетов международных организаций.

Идея развития и применения открытых систем в России, родившаяся в недрах Российской Академии наук, нашла конкретное воплощение в работах Московского научно-исследовательского центра (МНИЦ) - головной организации Комитета при Президенте Российской Федерации по политике информатизации. Заместителем директора МНИЦ и научным руководителем работ с 1982 г. является соискатель.

Основной результат этой деятельности за прошедший период времени - анализ мировых тенденций разработки и применения правительственных профилей взаимосвязи открытых систем и на его основе разработка методологии построения профилей, в том числе модели государственного профиля взаимосвязи открытых систем России (ГОСПРОФИЛЬ ВОС России) и его наполнение государственными стандартами России (ГОСТ Р) , разрабатываемыми на базе международных стандартов по взаимосвязи открытых систем.

Большой вклад в решение проблемы развития открытых систем в России внесли в разные годы: А.Я. Олейников, B.C. Жданов, В.8. Липаев, Е.Е. Журавлев, Е.Н. Филинов, В.И. Богатырев, Б.А. Позин и многие другие.

1-2 Цель работы - разработка методологии построения и моделирования профилей 80С для применения в различных прикладных областях жизни общества.

В соответствии с поставленной целью основные задачи работы Формулируются следующим образом:

1. Анализ правительственных профилей взаимосвязи открытых систем передовых зарубежных стран.

2. Создание обобщенной модели построения государственного профиля взаимосвязи открытых систем России (ГОСПРОФИЛЬ ВОС Р.оссии).

3. Разработка государственных стандартов России по взаимосвязи открытых систем на базе международных стандартов ИСО/МЗК.

4. Наполнение ГОСПРОФИЛЯ 80С России стандартами мирового уровня и его внедрение в России.

1-3 Методы исследовании. Исследования выполнены на основе анализа мирового опыта моделирования прикладных областей открытых систем применительно к условиям развития информационных технологий России.

При создании ГОСПРОФИЛЯ ВОС России за основу среди правительственных профилей были взяты G0SIP США (версии 1,2 и 3) и G0SIP Великобритании, а также целый ряд профилей ВОС других стран и межгосударственных объединений.

I-4 Достоверность результатов подтверждается тем, что национальная проблема создание единого информационного пространства России, совместимого с мировым информационным пространством, решается в рамках конкретной модели ГОСПРОФИЛЯ ВОС России, наполненной более чем 500 международными стандартами ИСО/МЗК и разра-ботнной на базе семиуровневой модели ИСО 7498-1.

1 *5 Научная новизна. В результате комплекса исследований, анализа состояния и тенденций мирового развития информационных технологий решена задача создания научных основ построения государственных и прикладных профилей взаимосвязи открытых систем

(ВОС) для России. Научная новизна работы состоит в следующем:

1. Разработана обобщенная модель для формирования как государственного, так и прикладных профилей ВОС России.

2. Предложены новые методы, способы и подходы, с учетом уровня развития стандартизации России, к созданию открытых систем

России .

3. Предложен» обоснован и реализован единый подход к нормированию государственного профиля взаимосвязи открытых систем России

4. Показан оптимальный путь достижения мирового уровня России через состояние стандартизации России и международной стандартизации в области открытых систем.

1 • б

тации. Научные исследования и разработки, выполненные под руководством и при непосредственном участии соискателя, создали основу оптимального построения национальной информационной сети всей России, указав на проблему поступления в Россию несовместимых информационных технологий из зарубежных стран.

Принцип построения государственного профиля ВОС России существенно облегчит построение любого прикладного профиля ВОС, например, в сфере банковской деятельности, на транспорте, в торговле, в авиации и т.д..

Развитый в работе подход, с учетом проанализированного мирового опыта по созданию и совершенствованию правительственных профилей ВОС на основе международных стандартов, даст возможность России войти в мировое информационное сообщество с наименьшими экономическими и временными потерями.

Практическая реализация ГОСПРОФИЛЯ ВОС позволит любым вычислительным системам, сетям и комплексам, в которых реализованы протоколы ВОС, взаимодействовать со всеми компьютерами, базами данных как внутри России, так и за ее пределами благодаря протоколам ВОС, определяющими стандартный язык обмена данными между различными вычислительными системами при условии соблюдения требований к защите информации.

Не соблюдение протоколов ВОС ГОСПРОШИЛЯ ВОС России при наполнении зарубежными несовместимыми информационными технологиями нашей страны в конечном счете повлечет за собой многомиллиардные потери в экономике и отставание во времени.

Результаты исследований и разработок составили основу более

чем 15 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и в 140 государственных стандартах России по взаимосвязи открытых систем, разработанных под руководством соискателя.

Технические решения опубликованы в 48 статьях и докладах, а также в нескольких авторских свидетельствах СССР и более чем в 2® рационализаторских предложениях.

ГОСПРОФИЛЬ ВОС России вводится в действие Постановлением Правительства России, подготовленным Роскоминформом.

8 соответствии с вышеизложенным на защиту выносятся:

1. Комплексный подход к исследованиям и анализу концепции ВОС и правительственных профилей ВОС.

2. Принципы построения G0SIP ВОС и их анализ.

3. Модель построения ГОСПРОФИЛЯ ВОС России.

4. Модель построения прикладных профилей ВОС.

5. ГОСПРОФИЛЬ ВОС России.

6. Уровень стандартизации России в области информационных технологий.

I*7 Йппробация работы. Ключевые положения, основные научные и практические результаты многократно (свыше 20 докладов) докладывались и обсуждались на международных (Р.Куба, Болгария, Польша, Венгрия, ГДР, ЧССР, СССР, Румыния) и всесоюзных симпозиумах, конференциях, семинарах, сессиях, школах, секциях НТС ГКВТИ СССР, САНИ РАН, МИИТ, Минсвязи и др..

i-8 ПХЁЩШДМШ• По проблемам телекоммуникаций, стандартизации и метрологии открытых систем опубликовано 48 печатных работ.

1.9 Структура и объем работы.Научный доклад диссертационной работы состоит из 4-х глав, выводов, Приложений и изложен на 54 страницах основного машинописного текста, содержит 3 таблиц 15 рисунков и список научных публикаций автора.

Глава I ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.1 Роль стандартизации при построении профилей взаимосвязи открытых систем

В условиях рыночной экономики и самостоятельного выхода Физических и юридических лиц на международный рынок многие предприятия, з>ирмы, объединения производят массовые закупки средств вычислительной техники и информационных технологий (ИТ) самых различных Фирм и производителей. При этом в поисках оригинальных высокопроизводительных и экономичных средств часто игнорируются вопросы взаимной совместимости и обеспечения взаимодействия этих средств в единой системе или сети. Быстро и стихийно растет парк разнородной вычислительной техники.

Подобный подход для России недальновиден и экономически разорителен .

В определенной мере такой подход в предыдущие годы оправдывался некомлектностью международных стандартов, что побуждало многих обращаться к практически апробированным изделиям ведущих Фирм типа IBM.

Однако еще в середине 80-х годов многими была осознана перспективность международных стандартов ИСО по взаимосвязи открытых систем (ВОС), что привело к созданию ряда международных объединений (EWOS, cos, ЯОЫ и др.), основой деятельности которых стала поддержка, распространение и внедрение концепций ВОС, а многие страны (США, Франция, Великобритания, Япония, Германия и др.) включили эталонную модель 80С в свои генеральные планы развития ИТ и приняли ее на государственном уровне.

К настоящему времени только в области непосредственно ВОС насчитывается около 500 утвержденных международных стандартов ИСО/МЗК и еще большее количество рекомендаций МККТТ. При построении конкретной системы разработчик должен не только правильно выбрать из всего многообразия стандартов необходимые, но и из каждого базового стандарта выбрать необходимое подмножество его возможностей.

Возможность существенного упрощения этой проблемы основывается на использовании профилей базовых стандартов и Функциональных стандартов, разработкой которых в последние годы в мире занимаются десятки организаций и объединений, а с 1987 г. - Международная организация по стандартизации - ИСО, которая создала для этой цели при Совместном (ИСО/МЗК) техническом комитете (СТК1) "специальную группу по функциональной стандартизации" (СГФС). К концу 1996 г. СГФС разработала более 50 международных функциональных стандартов (НФС) и подготовила свыше 100 проектов МФС.

Профиль определяет комбинацию базовых стандартов, которые в совокупности выполняют четко определенную функцию ИТ. Профили классифицированы по группам и по типам решаемых задач (таксономия профилей) (см. ГОСТ Р ИСО/МЗК ТО 100 00-1-33). Основными являются две группы профилей: группы А (прикладные, использующие услуги транспортного уровня режима с установлением