Итология - наука об информационных технологиях

В. Сухомлин, НИВЦ МГУ

В последнее десятилетие произошло становление новой науки - науки об информационных технологиях (ИТ-науки) или итологии, основными характерными чертами которой являются:

фундаментальное значение для развития по существу всех областей знания и видов деятельности, как эффективного метода познания и инструмента, усиливающего интеллектуальные возможности человека;

целевая направленность на преображение человеческой практики и бытия, способность прокникновения во все аспекты жизни и деятельности человека;

междисциплинарная роль как общезначимой дисциплины (аналогично математике и философии), обусловленная прежде всего ее методологическим значением, благодаря наличию развитого концептуального базиса, универсальных в применении парадигм, методов, языков для формализации, анализа и синтеза прикладных знаний.

Предмет итологии - информационные технологии (ИТ), а также процессы, связанные с их созданием и применением.

Основными методами итологии являются:

Создание основ научного знания в виде методологичекого ядра (метазнаний), представляющего собой целостную систему эталонных моделей важнейших разделов ИТ, осуществляющего структуризацию научного знания в целом. Данный метод получил название архитектурной спецификации.

Представление ИТ в виде спецификаций поведения реализаций ИТ, т.е. ИТ-систем, которое может наблюдаться на интерфейсах (границах) этих систем. Данный метод называют также функциональной спецификацией.

Стандартизация спецификаций ИТ и управление их жизненным циклом, осуществляемая системой специализированных международных организаций на основе строго регламентированной деятельности. Данный процесс обеспечивает накопление базовых сертифицированных научных знаний, служит основой создания открытых технологий.

Аппарат (концепция и методология) проверки соответствия (аттестации) реализаций ИТ (т.е. ИТ-систем) ИТ-спецификациям, на основе которых данные ИТ-системы были разработаны (по существу данный аппарат играет такую же роль в пространстве информационных технологий, как и эпсилон-дельта аппарат в математическом анализе).

Профилирование ИТ или разработка функциональных профилей ИТ - метод построения спецификаций комплексных технологий посредством комбинирования базовых и производных от них (представленных в стандартизованном виде) спецификаций с соответствующей параметрической настройкой этих спецификаций (по существу профилирование является композиционным оператором в пространстве ИТ с базисом, в качестве которого выступают базовые, т.е. стандартные спецификации).

Таксономия (классификационная система) профилей ИТ, обеспечивающая уникальность идентификации в пространстве ИТ, явное отражение взаимосвязей ИТ между собой.

Разнообразные методы формализации и алгоритмизации знаний, методы конструирования прикладных информационных технологий (пара-дигмы, языки программирования, базовые открытые технологии, функциональное профилирование ИТ и т.п.).

Основные особенности итологии

Предметом итологии являются ИТ, представляемые в двух видах:

в формальном, в виде спецификаций ИТ;

в виде ИТ-систем, т.е. реализаций спецификаций ИТ.

Предметом итологии являются динамические развиваемые сущности.

Являясь отражением той или иной человеческой деятельности, ИТ изменяются на протяжении их жизненного цикла. Характеризуется созидательностью, направленностью на преображение бытия, практики общества, неудержимостью проникновения во все сферы жизни и формы деятельности человека с целью их качественного преобразования. Самая агрессивная из всех наук.

Общезначимая научная дисциплина, играющая такую же важную междисциплинарную роль как математика или философия. При этом роль итологии должна рассматриваться:

во-первых, в концептуальном плане, как методологический базис формализации, анализа и синтеза знаний;

во-вторых, в технологическом плане, как инструмент, продвигающий интеллектуальные способности и коструктивные возможности человека.

Индустрализация науки, проявляющаяся как в ее тесной связи с информационной индустрией, так и в активном участии промышленности в развитии самой науки.

Важность всеоблемлющей стандартизации как концептуальных основ и методов, так и самих ИТ.

Создание мощной международная системы специализированных организаций для плановой разработки новых концепций и технологий, их гармонизации и сертификации в качестве международных стандартов, управления жизненным циклом стандартов ИТ, поддержания их в согласованном состоянии, разработки методов и средств аттестации ИТ-систем.

Несет черты бюрократической дисциплины, знания которой представляются в виде обезличенных документов, имеющих стандартизованную форму.

Является правопреемницей математики как инструмент формализации знаний.

Организационная структура в области стандартизации ИТ

Организационная структура, поддерживающая процесс стандартизации ИТ, включает три основных группы организаций:

а) Международные организации, входящие в структуру ООН;

ISO (International Organization for Standardization - Международная организация по стандартизации);

IEC (International Electrotechnical Commision - Международная электротехническая комиссия);

ITU-T (International Telecommunication Union-Telecommunications - Международный союз по телекоммуникации - телекоммуникация). До 1993г. эта организация имела другое название - CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee - Международный консультативный комитет по телефонии и телеграфии или, сокращенно, МККТТ). X.200, X-400, X-500, X-600.

б) Промышленные профессиональные или административные организации;

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers - Институт инженеров по электротехнике и электронике) LAN IEEE802, POSIX

Internet и IAB (Internet Activities Board - Совет управления деятельностью Internet) TCP/IP

Regional WOS (Workshops on Open Systems - Рабочие группы по открытым системам). OSE-profiles

с) Промышленные консорциумы.

ECMA (European Computer Manufactureres Association - Европейская ассоциация производителей вычислительных машин) OSI, безопасность, управление, Office Document Architecture (ODE)

OMG (Object Management Group - Группа управления объектами) RM: Common Object Request Broker Architecture (CORBA)

X/Open (Организована группой поставщиков компьютерной техники) X/Open Portability Guide (XPG4) Common Application Environment

NMF (Network Management Forum - Форум управления сетями)

OSF (Open Software Foundation - Основание открытого программного обеспечения). Имеет следующие предложения: OSF/1 (Соответствует стандарту POSIX и XPG4) MOTIF - графический пользовательский интерфейс (Distributed Computer Environment) DCE - технология интеграции платформ: DEC, HP, SUN, MIT, Siemens, Microsoft, Transarc DME (Distributed Management Environment) ~=~ NMF

Международные организации по стандартизации, входящие в структуру ООН:

ISO (International Organization for Standartization: Международная организация по стандартизации)

IEC (International Electrotechnical Commision: Международная Электротехническая Комиссия)

ITU-T (International Telecommunications Union - Telecommunications: Международный союз по телекоммуникации)

Промышленные, профессиональные или административные организации

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers: Институт инженеров по электротехнике и электронике)

Internet и IAB (Internet Activities Board: Совет управления деятельностью Internet)

Regional WOS (Workshops on Open Systems: Рабочие группы по открытым системам)

Промышленные консорциумы

ECMA (European Computer Manufactures Assosiation: Европейская ассоциация производителей вычислительных машин)

OMG (Object Management Group: Группа управления объектами)

X/Open (Организован группой европейских поставщиков компьютерной техники)

NMF (Network Management Forum: Форум управления сетями)

OSF (Open Software Foundation: Фонд открытого программного обеспечения)

Структура JTC1 и состав основных подкомитетов по стандартизации ИТ

В 1987 г. ISO и IEC объединили свою деятельность в области стандартизации ИТ, создав единый орган JTC1 (Joint Technical Committee 1 - Объединенный технический коммитет 1), предназначенный для формирования всеобъемлющей системы базовых стандартов в области ИТ и их расширений для конкретных сфер деятельности.

Работа над стандартами ИТ в JTC1 тематически распределена по подкомитетам (Subcommittees - SC).

В дополнение создана специальная группа по функциональным стандартам (Special Group on Functional Standards - SGFS) для обработки предложений по Международным стандартизованным профилям (International Standardized Profiles - ISP s), представляющим пределения профилей ИТ.

Ниже показаны подкомитеты и группы JTC1, связанные с разработкой стандартов ИТ, относящихся к окружению открытых систем (Open Systems Environment - OSE).

JTC1:

C2 - Символьные наборы и кодирование информации

SC6 - Телекоммуникация и информационный обмен между системами

SC7 - Разработка программного обеспечения и системная документация

SC18 - Текстовые и офисные системы

SC21 - Открытая распределенная обработка (Open Distributed Processing - ODP), управление данными (Data Management - DM) и взаимосвязь открытых систем (Open System Interconnection - OSI)

SC22 - Языки программирования, их окружения и интерфейсы системного программного обеспечения

SC24 - Компьютерная графика

SC27 - Общие методы безопасности для ИТ-приложений

SGFS - Специальная группа по функциональным стандартам

Организация ITU-T

(International Telecommunication Union-Telecommunications Международный союз по телекоммуникации-телекоммуникация)

ITU-T несет ответственность за разработку и согласование Рекомедаций, которые обеспечивают интероперабельность телекоммуникационного сервиса в глобальном масштабе, в частности, сервиса, связанного с передачей данных, интегрированного телекоммуникационного сервиса для голоса и данных; сервиса передачи сообщений и справочной службы (стандартов OSI и ODP).

Основные исследовательские группы (Study Groups - SGs):

ITU-T

SG7 Сети передачи данных

SG8 Терминалы для услуг телематики

SG10 Языки для телекоммуникации

Имеется тесное сотрудничество между JTC1 и ITU-T. Основной формой сотрудничества является соглашение об общем тексте для стандартов ISO/IEC (т.е. JTC1) и рекомендаций и ITU-T/CCITT, относящихся к одним и тем же аспектам в областях OSI и ODP.

Структура знаний итологии

Структура знаний имеет многоуровневую организацию

Концептуальный уровень или уровень метазнаний, состоит из архитектурных спецификаций, называемых эталонными моделями (Reference Model). Архитектурные спецификации предназначены для структуризации спецификаций функций некоторой области.

Базовые спецификации, определяющие индивидуальные функции или наборы функций, вошедшие в состав эталонных моделей.

Локальные профили (например, OSI - профили)

OSE-профили (специализация поведения открытых систем

Полные OSE-профили (профили платформ и систем).

OSE-профили прикладных технологий

Стратегические профили (например, GOSIP).

Спецификации OSE предназначены для описания поведения ИТ-систем на их границах, называемых интерфейсами.

Построение OSE-спецификаций осуществляется с помощью аппарата профилей на основе базовых или стандартных спецификаций.

Структура знаний итологии

Стратегические профили ( GOSIP)

Профили прикладных технологий

Полные OSE-профили (профили платформ, систем)

OSE-профили

Локальные профили (в частности, OSI - профили)

Базовые спецификации

Архитектурные спецификации (Эталонные модели)

Архитектурные спецификации

Имеюся следующие основные эталонные модели:

Эталонная модель взаимосвязи открытых систем (Reference Model for Open Sysnems Interconnection - RM-OSI); - ITU-T X.200 (1994); ISO/IEC 7498-1,2,3,4:1994

Руководство по окружению открытых систем POSIX Portable Operaring System Interface for Computer Environments) - ISO/IEC DTR 14252;

Эталонная модель для открытой распределенной обработки (RM-ODR) - ITU-T Rec. 902 ISO/IEC 10746-2:1995;

Эталонная модель управления данными (Reference Model for Data Management - RMDF) - DIS 9075:1992 ;

Эталонная модель компьютерной графики (Reference Model of Computer Graphics - RM CG);

Эталонная модель программной инженерии (ISO 9000 - ISO 9004, ISO8402:1988);

Эталонная модель текстовых и офисных систем (ISO/IEC TROTSM-1), в частности, общая (general) модель распределенных офисных систем (ISO/IEC 10031:1991).

Разрабатываются и близки к опубликованию:

Методы аттестации и аттестационное тестирование (conformance and conformance test methods);

основы общей безопасности (generic security frameworks);

качества OSI-сервиса (Quality of Service for OSI).

Базовые спецификации

Базовые функции ОС; определяются стандартами по окружению открытых систем POSIX (Portable Operaring System Interface for Computer Environments) - ISO/IEC 9945:1990.

Функции управления базами данных; включают язык баз данных SQL (Structured Query Language), информационную справочную систему (Information Resource Dictionary System - IRDS), протокол распределенных операций RDA (Remote Data base Access).

Функции пользовательского интерфейса; включают следующие ИТ: MOTIF из OSF для графического пользовательского интерфейса (GUI); система X Windows, охватывающая рпоцедуры GUI и телекоммуникации; стандарты для виртуального терминала (Virtual Terminal - VT), включая Telenet, определяющую процедуры для работы VT в символьном режиме через транпортную службу TCP/IP; cтандарты машинной графики GKS (Grafical Kernel System - ISO/IEC 7942), PHIGS (Programmers Hierarchical Interactive Graphics System, а также CGI (Computer Graphics Interface).

Функции взаимосвязи открытых систем, включая спецификации сервиса и протоколов, разработанные в соответствии с моделью OSI (рекомендации серии X 200); стандарта локальных сетей (IEEE 802); спецификации сети Internet.

Функции распределенной обработки, включая базовые спецификации OSI (Remote Procedure Call - RPC; Commitment, Concurrency and Recovery - CCR; Distributed Transaction Processing - TP; File Transfer, Access and Management (FTAM), OSI Management, а также API для доступа к сервису Object Request Broker (ORB) в архитектуре CORBA, API, определяющий базовые возможности такого сервиса (Commom Object Services - COS 1), язык спецификации интерфейсов объектов IDL (Interface Definition Language) и его проекции на ООП.

Распределенные приложения, включая, спецификации специальных сервисных элементов прикладного уровня модели OSI, стандартов Internet, OMG, X/Open. В частности, к ним относятся: система обработки сообщений MHS (Message Handling System - X.400), служба справочника (The Directory - X.500) и др.

Cтруктуры данных и документов, в том, числе средства языка ASN.1 (Abstract Syntax Notation One - ISO/IEC 8824:1990), предназначенного для спецификации прикладных структур данных, т.е. абстрактного синтаксиса прикладных объектов; спецификация структур учрежденческих документов (Office Document Architecture (ODA) - T.411-T.418, T.421, T.502, T.505, T.506; структура документов для производства - Standard Generalized Markup Language (SGML - ISO/IEC 8876:1986); форматы метафайла для представления графической информации: Computer Graphics Metafile (CGM); стандарт на сообщения и элементы данных для электронного обмена данными в управлении, коммерции и торговле (стандарт EDIFACT - Electronic Data Interchange for Administration, Commence and Trade); языки описания документов гипермалтимедиа: HyTime (ISO/IEC 10744:1992), SMDL (Standard Music Description Language - ISO/IEC 1074:1992), SMSL (Standard Multimedia/Hypermedia Scripting Language - ISO/SC1/WG8:1993), SPDS (Standard Page Description Language - ISO/IEC 10180:1994), DSSSL (Document Style Semantics and Specification Language - ISO/IEC 10179), HTML (HyperText Markup Language) и др.

Роль и назначение концепции профиля

Реализует пакетирование и идентификацию комбинаций базовых стандартов и ISPs, вместе с указанными для них ограничениями, включая: соответствующие классы и поднаборы сервиса, опции и параметры, необходимые для поддержки технологических функций (как, например, интероперабельность) или поддержки класса приложений (как, например, обработка транзакций).

Поддерживает и связывает воедино такие аспекты, как: определение, документирование, стандартизация, реализация, аттестация реализаций, сопровождение спецификаций ИТ.

Поддерживает создание системы идентификации и классификационной схемы ИТ-профилей.

Поддерживает единую методику документирования ИТ-профилей (в виде ISP).

Профиль является базисом для создания средств (тестовых пакетов - test suites) и методов тестирования реализаций ИТ, с целью аттестации последних на международном уровне.

Является проводником в практику стандартизованных решений, воплощающих концептуальные построения эталонных моделей.

Является опорной точкой для создания вокруг деятельности по функциональной стандартизации климата, способствовавшего разработке гармонизированных профилей, т.е. профилей, для которых достигалась бы большая мера согласия.

Определение профилей

Определение профиля включает следующие его элементы:

сжатое определение области действия функции, для которой определяется профиль;

иллюстрацию сценария, показывающего пример применения профиля, при этом желательно использование диаграммного представления ИТ-системы, самого приложения и имеющих место интерфейсов;

нормативные ссылки на набор базовых стандартов или ISPs, включающие точную идентификацию актуальных текстов базовых спецификаций, а также охватывающие принятые дополнения и исправления;

спецификации применения каждого цитируемого базого стандарта или ISPs, устанавливающие выбор классов, подмножеств, опций, диапазонов значений параметров, а также ссылки на регистрируемые объекты;

раздел, определяющий требования на соответствие данному профилю реализующих его ИТ-систем;

ссылку на спецификацию аттестационных тестов для реализации данного профиля, если таковые имеют место;

информативные ссылки на любые полезные документы.

Типовая структура документа ISP

FOREWORD // Предисловие

INTRODUCTION // Введение

1. SCOPE // Область применения + Scenario

2. NORMATIVE REFERENCES // Нормативные ссылки

3. DEFINITIONS // Определения

4. ABBREVIATIONS // Сокращения

5. CONFORMANCE // Соответствие

6. Requirements specifications related to each base standard // Спецификации требований для каждого базового стандарта

NORMATIVE ANNEXES - задающие требования соотвествия профиля в табличном представлении.

INFORMATIVE ANNEXES - содержащие объяснения и руководства, если это требуется.

В дополнении к 10000-1 приводятся правила составления каждого из элементов ISP, соответствующие правилам IEC/ISO. (В случае разбиения ISP на части, каждая часть должна удовлетворять этой структуре).

Требования к содержанию и формату ISP

Профили непосредственно связаны с базовами стандартами и аттестация на соответствие профилю подразумевает аттестацию на соответствие этим базовым стандартам.

ISPs должны удовлетворять правилам IEC/ISO для представления проектов и самих международных стандартов.

ISP должен быть компактным документом, не повторяющим текста документов, на которые он ссылается.

Определение одного профиля может включать ссылки на определение других.

Многие профили документируются и публикуются в виде отдельных ISPs. Однако для тесно связанных между собой профилей может быть использован более подходящий для такого случая механизм многокомпонентных ISPs (multipart ISPs). Многокомпонетные ISPs позволяют избежать копирование общего текста для связанных профилей.

Для каждого профиля должна обеспечиваться спецификация тестирования профиля (Profile Test Specification), которая определяется или как часть ISP или как отдельный самостоятельный ISP. В последнем случае в