1.1 Возникновение понятия открытости

Развитие систем и средств вычислительной техники, расширенное их внедрение во все сферы науки, техники, сферы обслуживания и быта привели к необходимости объединения конкретных вычислительных устройств и реализованных на их основе информационных систем в единые информационно-вычислительные системы (ИВС) и среды. При этом разработчики ИВС столкнулись с рядом проблем:

- разнородность технических средств ВТ с точки зрения организации вычислительного процесса, архитектуры, системы команд, разрядности процессора и шины данных, ресурсных возможностей, частот синхронизации и так далее, потребовала создания физических интерфейсов, реализующих, как правило, бинарную совместимость устройств. При увеличении числа типов интегрируемых устройств сложность организации физического интерфейса между ними существенно возрастала.

- разнородность программных сред, реализуемых в конкретных вычислительных устройствах и системах с точки зрения многообразия операционных систем, различия в разрядности, объемах адресуемой памяти, применяемых языках программирования и так далее, привела к созданию программных интерфейсов между устройствами и системами, причем, необходимо отметить, что достигнуть полной совместимости программных продуктов, разработанных для конкретной программной среды, в другой программной среде удавалось не всегда.

- в ряде технических реализаций возможность организации взаимодействия с другими аппаратно-программными средствами вообще отсутствовала.

- разнородность реализации одной вычислительной структуры, изготовленной различными производителями, также требовала применения специальных ограничений, либо разработки дополнительных программных и (или) технических средств для интеграции.

- разнородность интерфейсов общения в системе "человек-машина" требовала постоянного переобучения кадров.

Таким образом, необходимость предусмотреть уже на стадии разработки возможность интегрирования разрабатываемого устройства в гомогенные и, особенно, в гетерогенные информационно-вычислительные среды стала актуальной для разработчиков как аппаратных, так и программных средств.

Широкое распространение ИВС в самых разных областях современной жизни: промышленности, финансах, образовании и культуре, - выдвинуло на первое место вопрос о создании некоторых стандартов выполнения ИВС. Наиболее комплексно эти вопросы ставятся в научном направлении, которое определяет концепцию "открытых систем".

1.2 Понятие открытой системы

В настоящее время существует множество определений понятия "открытая система". Так, Ассоциация французских пользователей UNIX и открытых систем (AFUU) дает следующее определение: "Открытая система - это система, состоящая из элементов, которые взаимодействуют друг с другом через стандартные интерфейсы". Производитель средств ВТ - компания Hewlett-Packard дает такое определение: "Открытая система - это совокупность разнородных компьютеров, объединенных сетью, которые могут работать как единое интегрированное целое, независимо от того, как в них представлена информация, где они расположены, кем они изготовлены, под управлением какой операционной системы они работают".

Национальный институт стандартизации и технологий США (NIST) определяет открытую систему следующим образом: "Открытая система - это система, которая способна взаимодействовать с другой системой посредством реализации международных стандартных протоколов. Открытыми системами являются как конечные, так и промежуточные системы. Однако открытая система не обязательно может быть доступна другим открытым системам. Эта изоляция может быть обеспечена или путем физического отделения или путем использования технических возможностей, основанных на защите информации в компьютерах и средствах коммуникации".

Институт электро- и радиоинженеров США (IEEE) сформулировал определение так:

"Открытая система - это исчерпывающая и последовательная совокупность международных стандартов в области информационных технологий и функциональных профилей стандартов, которая специфицирует интерфейсы, службы и поддерживающие форматы для достижения взаимодействия и переносимости приложений, данных и персонала". Анализируя приведенные выше определения, можно выделить некоторые общие черты, присущие открытым системам:

как правило, открытые системы представляют собой гетерогенную вычислительную среду как с точки зрения используемых платформ (архитектур), так и с учетом различий реализации структур конкретными производителями,

вычислительные средства объединены сетью или сетями различного уровня: от локальной до глобальной, в том числе, с использованием средств телекоммуникации,

в открытых системах допускается использование более одной операционной системы (программной среды),

реализация открытости осуществляется на основе разрабатываемых стандартов в области информационных технологий,

приложения (программные продукты), разработанные для конкретного устройства, обладающего свойством открытости, могут выполняться на других устройствах, входящих в единую среду открытых систем,

в открытых системах предполагается использование унифицированных интерфейсов в процессах взаимодействия в системе "человек-машина",

применение положений открытости предполагает некоторую избыточность при разработке программно-аппаратных комплексов.

Учитывая приведенные выше характеристические черты, приведем определение понятия открытой системы, данное в рекомендациях IEEE POSIX 1003.0 "Руководство по инфраструктуре POSIX-открытых систем. Свод POSIX-стандартов.":

Открытая система - это система, реализующая открытые спецификации на интерфейсы, службы, и форматы данных, достаточные для того, чтобы обеспечить:

возможность переноса (мобильность) прикладных систем, разработанных должным образом, с минимальными изменениями на широкий диапазон систем;

совместную работу (интероперабельность) с другими прикладными системами на локальных и удаленных платформах;

взаимодействие с пользователями в стиле, облегчающем последним переход от системы к системе (мобильность пользователей)".

Таким образом, важнейшими свойствами открытой ИВС являются:

мобильность прикладных программ, т.е. возможность переноса программ с одной аппаратной платформы на другую с минимальными доработками или даже без них;

мобильность персонала, т.е. возможность подготовки персонала для работы на ИВС с минимальными временными и трудозатратами;

четкие условия взаимодействия частей ИВС и сетей с использованием открытых спецификаций.

Ключевой момент в обеспечении свойств открытых ИВС - использование открытых спецификаций, т.е. общедоступных спецификаций, которые поддерживаются открытым, гласным согласительным процессом, направленным на постоянную адаптацию новым технологиям.

Важным моментом в концепции открытых систем для ИВС является то, что открытая система - это система, построенная на стандартных технических средствах - микропроцессорах и использующая стандартную операционную систему. Примером такой системы может служить персональный компьютер IBM PC или компьютер, совместимый с IBM PC. Большинство этих платформ используют одну и ту же операционную систему, и на них могут исполняться одни и те же прикладные программы.