Часть1. Базовая модель.

Предпосылки возникновения открытых систем:

1. Переход от централизованной к полностью распределенной модели обработки данных

2. Значительное расширение сфер применения ИТ при одновременной универсализации функций, вып.вычислительными системами

3. Потребность сохранения существующих технологических решений при развертывании новых систем обработки данных (СОД) и обеспечение совместимости между ними в различных аспектах.

4. Высокая сложность не только электрической техники и системного ПО, но и логической организации (структуры, отдельных компонентов и взаимосвязей между ними) СОД и приложений

Создание и эксплуатация сложных СОД требует научно-методической основы (система

международных стандартов и др.коорд.документов, созд.спеуиализированными международными организациями)

Информационное обеспечение (ИО) деятельности предприятия – создание, организация и обеспечение функционирования такой системы сбора, хранения, обработки и выдачи информации, которая предоставляла бы всем подразделениям и должностным лицам организации всю необходимую им информацию в требуемое время, требуемого качества и при соблюдении всех устанавливаемых правил обращения с информацией.

В большинстве случаев ИО осуществляется при помощи компьютерных ИС.

СОД – сложная система, включающая технические средства преобразования, хранения и передачи информации, методы их организации, которые обеспечивают поддержку прикладных программ или приложений пользователя.

ИС предназначена для решения каких-либо конкретных прикладных задач, т.е. обеспечивает поддержку информационной деятельности пользователя, а СОД предоставляет ИС средства для решения этих задач (т.е. поддерживает приложения)

Среда (среда ИТ, распределенная вычислительная среда. Среда приложения, телекоммуникационная среда и тп) – конкретное воплощение ИС или ее части (прикладная, программная, коммуникационная сеть и т.п.) в отдельно взятой вычислительной системе, на конкретном предприятии, в регионе и тп., со всей совокупностью присущих ей качеств, особенностей, образуемых всеми используемыми методами и средствами обработки данных, и условий, в которых, протекает процесс обработки информации.

Характеристики типичной ИС достаточно крупной организации:

1. Разнородность (гетерогенность)

Сложность и специфичность задач, решаемых ИС организации, обширность и сложность структуры системы приводят к наличию в ней большого количества аппаратных и программных средств от разных производителей и поставщиков, они могут быть изначально не предназначены к совместной работе друг с другом.

Несовместимость аппаратного и программного обеспечения.

Развитие СОД происходило несколькими самостоятельными путями:

1. Суперкомпьютеры – многопроцессорные вычислительные комплексы очень высокой производительности, обладающие параллелизмом аппаратной архитектуры и требующие специального ПО, предназначенного, как правило, для решения специальных классов задач с очень интенсивными вычислениями (IBM SP1, SP2, CRAY, NEC, Fujitsu, «Эльбрус»)

2. Централизованные технологии (mainframe) – многопользовательские, многозадачные вычислительные системы высокой производительности с очень развитым набором возможностей по обработке информации (IBM System 360, 370, S/390)

3. Unix-системы – попытка достижения независимости прикладных программ от аппаратного обеспечения вычислительной платформы (Linux, Solaris, …)

4. RISC – технологии (reduced instructions set computer) – попытка улучшить производительность, достиж.мейнфремами на системах низкого уровня (архитектура POWER и основанные на ней системы IBM RS/6000, арх. SPARC)

5. Системы среднего уровня (midrange – systems) – попытка оптимизировать структуру системы с требованиями сред приложений среднего уровня, например для бизнеса, промышленного предпр. (архитектура VAX фирмы DEC, архитектура AS/400 – IBM)

6. Персональные системы – попытка перенести традиционные технологии обработки данных, ориентированные на деловую деятельность, в повседневную практику индивидуальных пользователей (архитектура 80x86, IA-64 Intel, серии процессоров Compaq Alpha, Heotonola 6000)

7. Карманные компьютеры и мобильное оборудование – расширение традиционной технологии обработки данных при помощи микропроцессорной техники на класс портативных вычислительных устройств связи, обладающей сравнительно малой вычислительной мощностью.

Различные классы систем ПО, для каждой системы создан большой набор прикладных программ.

Если организация обладает однородной средой, то система может столкнуться с проблемой гетерогенности при объединении своих ИС с другими организациями.

Гетерогенность может принимать различные формы:

• Большое разнообразие техники, используемой на рабочих местах: рабочие станции, терминалы, персональная система, мобильные пользователи

• Различные аппаратные архитектуры и платформы

• Множество ОС

• Множество коммуникационных сетей и протоколов

• Многочисленные версии одного ПО

• Множество поколений одних прикладных программ

Причины возникновения гетерогенности в среде ИТ:

• Экономические, финансовые или иные условия деятельности организации, диктующая необходимость сохранения инвестиций, уже вложенных в ИС

• Со снижением стоимости вычислительных систем появилась возможность приобретать новые элементы СОД без учета существующих решений

• Слияние организаций или поглощение одной другой

• С изменением нужд организации и развитием новых технологий оказывается, что ни одна фирма – производитель не может удовлетворить всех потребностей организации при сохранении приемлемой стоимости системы

• В ряде случае фирмы – производители патентуют, намеренно не разглашают или сильно ограничивают информацию

• Не существует стандартов, препятствующих объединению разнородных сред в одно целое и делающих невозможной адаптацию систем различных фирм –производителей для совместной работы

2. Несовместимость

Перемещение прикладного ПО между различными системами и адаптация пользователей к работе на различных системах могут быть затруднены, т.к. при объединении разнородных сред в создающейся следующей среде ее модули будут использовать различные аппаратные, программные и коммуникационные компоненты

3. Большое количество систем

При общей тенденции непрерывного снижения стоимости, а также улучшения функциональности, упрощения использования аппаратного обеспечения, количество применяемых вычислительных систем постоянно растет, количество вычислительных систем, участвующих в обработке данных при решении той или иной задачи, может быть вообще неопределенно или неизвестно заранее (если ИС построена на основе глобальной сети)

4. Недостаток глобальной инфраструктуры

Превращения совокупности разнородных сред во взаимосвязанную систему требует создание согласованной управляемой инфраструктуры для обеспечения эффективной работы всей сложной системы в целом.

Проблемы работы СОД:

• Трудность разделения информации межу различными системами вследствие различных форматов представления и методов организации данных, различных ОС, прикладных программ и протоколов, не позволяющих осуществить соединение между системами.

• Трудность разделения ресурсов между различными системами вследствие несовместимости методов подключения устройств, коммуник.интерфейсов и т.п.

• Неспособность перенести с системы на систему прикладные программы, созданные пользователем, и адаптироваться самому пользователю к работе в различных средах.

• Неспособность управления системой из одной точки, расширять или масштабировать систему, обнаруживать источники сбоев и устранять их.

• Высокая стоимость обучения персонала вследствие использования в различных системах разных методов управления системой и др.

• Трудность обеспечения общего комплекса мер по ЗИ, т.к. системы обеспечивают различные уровни защищенности и непохожие механизмы для отслеживания целостности системы.

Решение почти всех перечисленных проблем может быть сведено к выполнению следующих требований:

• Переносимость (portability) приложений, данных и пользователей между системами

• Способность к взаимодействию (interoperability) между системами, включая управление системами и использование ресурсов множества систем

Переносимость позволила бы перемещать прикладные решения, информационные ресурсы, пользователей и персонал на новые системные платформы или между платформами в соответствии с потребностью функционирования ИС.

Способность к взаимодействию позволяет безболезненно объединить существующие и новые системы в единую инфраструктуру управления и размещения ресурсов.

Выполнение 2х указанных требований позволит обеспечить совместимость ИС - > создание нового научно-технологического направления

«Технологии открытых систем»

Термин «открытые системы» подразумевает сложный, постоянно растущий набор требований к ИС.

2 основные группы требований к открытым системам:

1. Идеальное решение для пользователей открытой системы – технология, позволяющая любой прикладной программе осуществлять доступ и разделять свои собственные локальные данные и любой тип данных, размещенных на удаленной гетерогенной системе, поддерживающей одинаковый уровень производительности

2. Пользователи должны иметь возможность осуществлять свободный выбор наилучших для них решений для всех компонентов открытой системы, которые наиболее полно отвечают их требованиям, без ограничений в существующих аппаратных, программных и архитектурных систем.

Лекция 5. 1.12.2017

В идеале открытые системы должны предоставлять открытые решения задачи в любой области обработки данных, то есть обеспечивать возможность выбирать из множества источников любые доступные средства наиболее полно удовлетворяющие его запросы и позволяющие ему максимально эффективно решать стоящие перед ним задачи.

Определение открытой системы (среды открытых систем):

1.IEEE – международный институт инженеров по электронике и электротехнике:

Среда открытых систем – исчерпывающий и консистентный (то есть последовательный, внутренне согласованный и взаимосвязанный) набор международных стандартов по ИТ и функциональных профилей стандартов, который специфицирует интерфейсы, сервисы и поддерживаемые форматы для достижения способности к взаимодействию и переносимости, приложений, данных и пользователей.

Всемирная независимая организация по открытым системам X/Open:

Открытые системы – среда ПО, сконструированная и реализованная в соответствии со стандартами, которые являются независимыми от поставщиков и являются общедоступными.

Международный консорциум OSF-Open Software Foundation:

Открытые системы – среда, имеющая стандартный набор интерфейсов для программ, коммуникаций, управляющих систем и пользователей, интерфейсов, использующая способы к взаимодействию, переносимость и сохранение инвестиций.

Международный телекоммуникационный союз (ITU – International telecommunication Union), международная организация по стандартизации.

ISO:

Среда взаимодействия открытых систем – абстрактное представление набора концепций, элементов, функций, сервисов, протоколов и тд, определенных эталонной моделью OSI и производных от них специфицированных стандартов, которые будучи применены, позволяют осуществить связь между открытыми системами.

Общее:

• понятие открытых систем относится преимущественно к ПО.

• Основная цель открытых систем состоит в обеспечении способа к взаимодействию между гетерогенными системами

• обеспечение переносимости прикладных программ, пользователей и данных между гетерогенными системами

• понятие “открытые системы” может применяться и по отношению к отдельно взятой вычислительной системе и к системе обработки данных в целом, а также к построенной на ее основе ИС, если они согласуются с концепцией открытости.

• Стандарт играет ключевую роль в открытых системах.

  • Модель OSI (Open Systems Interconnection) – взаимодействие открытых систем.

  • ISO 7498 (1989-1997)

базовая эталонная модель (reference model) взаимодействие открытых систем.

4 определенные модели безопасности, управления, именования и адресации в среде открытых систем.

• Архитектура OSI достаточно абстрактна и охватывает широкий круг аспектов, общие принципы взаимодействия открытых систем, описание уровней (7), оборудования.

• Элементы архитектуры: системы, уровни, логические объекты, сервисы, протоколы, блоки данных, соединения.

Модель взаимодействия открытых систем OSI

Приложения пользователей <--------------------------------> Приложенияпользователей

7 прикладной

6 представления данных

5 сеансовый

4 транспортный

сетевой

звена данных

физический

7. Прикладной

Обеспечивает приложения высокоуровневым интефейсов к нижележащим коммуникационным сервисам с целью обеспечения их связи с другими приложениями на другой системе; передача файлов, управление сообщениями, виртуальный терминал, сервис директорий и т.п.

6. Представления предназначен для согласования синтаксиса и семантики данных в процессе передачи этих данных между системами.

5.Сеансовый

Обеспечивает сервисы координацией диалога между системами: синхронизацию, полномочия, активность.

Верхние: 5-7,

Нижние: 1-4

4.Транспортный

Обеспечивает надежную и эффективную доставку данных между любыми двумя абонентами потенциально по ненадежной сети передачи данных, независимо от характеристик и топологии сети.

3. Сетевой

Обеспечивает адресацию и маршрутизацию сообщений между системами, которые непосредственно не связаны друг с другом в сети

2. Связан с обменом неструктурированными данным между смежными узлами сети

1. предоставляет физическое соединение для передачи данных, среду распространения

сигналов, интерфейсы, процедуры передачи сигналов по линиям связи.

ГОСТ Р ИСО/МЭК 7498. Информационные технологии. Взаимосвязь открытых систем. Базовая эталонная модель.