Введение
Информационная индустрия, – быстро развивающаяся отрасль экономики, связанная со
· сбором,
· производством,
· обработкой,
· передачей,
· распространением,
· хранением,
· эксплуатацией,
· представлением,
· использованием,
· защитой
различных видов информации, а также с созданием необходимых для этого средств и технологий [1].
Информационная индустрия оказывает глубокое воздействие на темпы и характер развития современного общества. Именно информация становится одним из важнейших общественных ресурсов. Процессы информатизации человеческой деятельности оказываются столь масштабными и глубокими, что ведут к качественным изменениям самого общества, основой существования которого становятся знания, представленные в виде информационных ресурсов. Поэтому соответствующая стадия развития общества получила название информационного общества, а концепция его построения - концепцией Глобального информационного общества или GIS (Global Information Society) [2, 3].
Информационные технологии (ИТ) в совокупности представляют собой научно-методическую и технологическую базу информационной индустрии. В этом понятии объединяются методы, средства и системы для производства, передачи, обработки и использования информационных ресурсов, а также для создания собственно инструментов и технологий информационной индустрии. Создание ИТ базируется на использовании многих видов современных индустрий, включая: компьютерную, телекоммуникационную, приложений и информационных содержаний (application and content industry), электронных бытовых приборов и пр. [4].
Уровень развития информационной индустрии и соответствующих технологий определяется уровнем развития научно-методических основ и, в частности, нормативной базы (системы стандартов) в области ИТ. Поэтому формирование научно-методических основ ИТ является актуальной и стратегически важной задачей
Центральную роль в решении данной задачи играет международная система стандартизации ИТ, объединяющая многие десятки специализированных профессиональных организаций: ISO, IEC, ITU, CEN, CENELEC, ETSI, ISOC, IETF, IEEE, OMG и др.
Результатом целенаправленной деятельности по стандартизации ИТ явилось создание развитой системы стандартов ИТ, охватывающей весь спектр основных направлений ИТ в широком диапазоне решений. Диапазон этих решений включает руководства методического характера, глобальные концепции развития области ИТ, основополагающие модели важнейших разделов ИТ (эталонные модели), а также спецификации типовых аспектов разработки, тестирования, функционирования, использования систем ИТ. Важной составной частью системы стандартов являются стандартизованные языки программирования, языки представления информационных ресурсов, языки описания самих стандартов ИТ.
Именно, на основе комплексной стандартизации ИТ осуществляется практическая реализация глобальных концепций развития области ИТ, а именно, концепции открытых систем [5, 6] и концепции Глобальной информационной инфраструктуры или GII [7, 8].
Характерная особенность стандартов ИТ по сравнению с индустриальными стандартами традиционных отраслей промышленности состоит в том, что стандарты и профили ИТ содержат определения основных понятий и терминов области ИТ, описания моделей, сценариев, функций, правил поведения, правил представления информации. По существу, в стандартах ИТ свойства систем ИТ представляются в виде концептуальных, функциональных, информационных моделей объектов стандартизации.
Характерная особенность стандартов ИТ по сравнению с индустриальными стандартами традиционных отраслей промышленности состоит в том, что стандарты и профили ИТ содержат определения основных понятий и терминов области ИТ, описания моделей, сценариев, функций, правил поведения, правил представления информации. По существу, в стандартах ИТ свойства систем ИТ представляются в виде концептуальных, функциональных, информационных моделей объектов стандартизации.
Таким образом, система стандартов определяет пространство стандартизованных моделей ИТ, стандартизованный концептуальный базис области ИТ, а также стандартизованные языки для формализации прикладных знаний.
Масштабность, систематичность, интенсивность, научная обоснованность разработок в области стандартизации ИТ позволили развить систему стандартов до такого уровня, при котором именно система стандартов становится главным носителем научно-методических основ области ИТ, фундаментом развития информационной индустрии. Формирование таких основ явилось решающим фактором для становления области ИТ как самостоятельной научно-прикладной дисциплины, имеющей характерные для нее предмет, методы исследования, фундаментальный методологический базис.
В современной трактовке область ИТ рассматривается как фундаментальная научно-прикладная дисциплина, базовая для других областей знаний, и охватывающая десятки крупных научных направлений, включая искусственный интеллект, вычислительную математику, инженерию программного обеспечения, когнитивную науку, архитектуры компьютерных систем, автоматизацию научных исследований, Web-технологии и пр. [9].
Как научная дисциплина область ИТ обладает собственным предметом и общими научными методами
Предметом дисциплины ИТ являются собственно ИТ, а также методы, процессы и процедуры, связанные с их созданием и применением.
При этом ИТ рассматриваются в двух формах представления :
• в виде спецификаций ИТ, например, в виде стандартов, описывающих функциональные возможности или поведение объектов ИТ, синтаксис и семантику языков программирования и пр.;
• в виде реализаций ИТ (систем ИТ, продуктов ИТ, сервисов ИТ, информационных содержаний или ресурсов, электронных коллекций и пр.), т.е. в виде материализованных программным, информационным и/или аппаратным способами сущностей, представляющих собой реализации спецификаций ИТ.
Двойная природа ИТ является отражением двух взаимосвязанных друг с другом сфер деятельности. Одна из них - научно-методическая деятельность, другая, - собственно производство и маркетинг реализаций ИТ. Основным продуктом первой сферы является пространство спецификаций ИТ, вторая - порождает пространство или рынок реализаций ИТ. Такая модель видения области ИТ иллюстрируется на рис. 0.1
Рис. 0.1. Модель области информационных технологий
Нас будут интересовать общеметодологические аспекты, связанные с обеими сферами ИТ. Однако наибольший интерес будут представлять именно спецификации ИТ и, прежде всего, спецификации, являющиеся стандартами.
Различают формальные стандарты (или стандарты де-юре) и стандарты де-факто (например, промышленные стандарты или открытые спецификации консорциумов).
Стандарты де-юре разрабатываются специализированными международными организациями. Эти стандарты свободны для копирования и для безлицензионного изготовления на их основе продукции. Стандарты де-юре обеспечивают независимость пользователей от конкретных поставщиков изделий ИТ.
Промышленные стандарты, как правило, связаны с изделиями, доминирующими на рынке, и в значительной степени зависят от изготовителей продукции.
Стандарты де-факто могут со временем становиться формальными, после принятия их в качестве таковых специализированными международными организациями. Формальные и промышленные стандарты являются продуктом общего процесса стандартизации ИТ, который более подробно будет рассмотрен далее.
II. Содержание любой научной дисциплины определяется как ее предметом, так и общими методами. Поэтому перейдем к рассмотрению методов, характерных для дисциплины ИТ.
К ним относятся:
1) Метод архитектурных спецификаций
Применяется для формирования концептуального базиса и определения семантической структуры важнейших разделов ИТ. Как правило, реализуется посредством разработки так называемых эталонных моделей, образующих методологическое ядро (метазнания) ИТ. Эталонные модели определяют семантическую структуризацию конкретных разделов ИТ, определяя тем самым контекст разработки соответствующих этим разделам стандартов. Эталонные модели могут рассматриваться в качестве фундаментальных моделей (законов) в пространстве ИТ.
2) Метод функциональных спецификаций
Применяется для определения функциональных и поведенческих свойств систем ИТ, которые должны наблюдаться на интерфейсах (границах) систем. Данный метод используется для формирования функционального базиса ИТ в виде международных и промышленных стандартов, открытых спецификаций консорциумов.
3) Профилирование ИТ
Универсальный метод комплексирования спецификаций ИТ на основе понятия профиля. Позволяет конструировать спецификации комплексных технологий посредством комбинирования стандартизованных спецификаций, при этом в процессе построения профиля осуществляется селекция необходимых для конкретного случая функциональных возможностей (например, селекция опций или функциональных групп) входящих в состав профиля спецификаций (стандартов или уже определенных профилей), а также их параметрическая настройка. По существу профилирование можно рассматривать в качестве композиционного оператора в пространстве ИТ, базисом которого служат спецификации, соответствующие эталонным моделям ИТ.
4) Тестирование конформности (соответствия) реализаций ИТ исходным профилям или стандартам
Определяет основу для построения аппарата измерения степени соответствия реализаций (систем) ИТ исходным спецификациям. По сути, данный аппарат играет такую же роль для области ИТ, как и эпсилон-дельта аппарат или метрика в математическом анализе, позволяя измерять степень близости реализаций ИТ (приближенных решений) идеальным решениям (предельным точкам), заданным исходными спецификациями.
5) Процедуры и методы гармонизации и стандартизации спецификаций ИТ
Осуществляются специализированными организациями с целью взаимного согласования, стандартизации, сопровождения типовых решений в области ИТ. Позволяют формировать и развивать нормативно-методический базис ИТ.
6) Таксономия (классификационная система) профилей ИТ
Обеспечивает классификацию и уникальность идентификации профилей в пространстве ИТ, явное отражение взаимосвязей между спецификациями (профилями) ИТ.
7) Методы формализации и алгоритмизации знаний
Включают методологии и методы проектирования систем ИТ, языковые парадигмы, стандартизованные языки программирования и языки представления информации, стандартизованные специальные нотации для определения собственно стандартов ИТ. В частности, именно дисциплина ИТ предлагает для представления, формализации, моделирования, систематизации, интеграции и обработки прикладных знаний мощные стандартизованные языковые системы, такие как, например: стандарты (международные или промышленные) языков: С++, Java, XML, UML, SQL, IDL, EXPRESS, LISP, PROLOG, SDL, ESTELLE, LOTOS, Z и др.
Рассмотренные выше предмет и методы в значительной мере характеризуют содержание ИТ как научной дисциплины. Отметим еще ряд ее характерных особенностей.
Как отмечалось выше, ИТ имеют две формы представления, - в виде спецификаций ИТ (например, в виде базовых стандартов или международных стандартизованных профилей) или в виде систем ИТ (реализаций конкретных спецификаций ИТ).
Проводя некоторую аналогию с математикой, здесь можно говорить о двух видах абстракций осуществимости. В математике базовыми абстракциями осуществимости служат абстракция актуальной осуществимости (поддерживаемая, в частности, доказательством от противного и кардинальными числами) и потенциальной осуществимости (суть - абстрагирование от ресурсных ограничений при осуществлении пошаговых, последовательных процессов). Для области ИТ такими абстракциями являются абстракция спецификаций, представляющая собой абстракцию наиболее высокого уровня, и абстракция фактической осуществимости систем ИТ, в которой возможность создания систем ИТ и их функционирование обусловливается ресурсными ограничениями.
Механизмом перехода от низшей абстракции к высшей в математическом анализе служит предельный переход. В области ИТ таким механизмом является методология тестирования конформности систем ИТ, позволяющая устанавливать степень соответствия реализаций ИТ их спецификациям. Например, установление конформности компилятора языковому стандарту представляет собой процедуру проверки соответствия данного компилятора стандарту языка программирования, для которого данный компилятор создан.
Важной особенностью области ИТ является то, что в какой бы форме не были представлены ИТ (в форме спецификаций или в форме систем ИТ), они являются динамическими, изменяющимися во времени сущностями. В этом, в частности, и состоит важное отличие области ИТ от математики, так как в математике, как правило, изучаются объекты с инвариантными относительно времени свойствами. В случае области ИТ для обеспечения возможности контролировать во времени свойства ИТ вводятся понятия жизненного цикла и управления жизненным циклом ИТ.
Уже отмечавшейся особенностью области ИТ служит ее ориентация на индустрию, на массовое производство информационных ресурсов и продуктов, развертывание широкого спектра разнообразных общедоступных информационных услуг. Именно индустриальный характер области ИТ в значительной мере объясняет важность стандартизации ИТ. При этом следует отметить особенно агрессивный характер области ИТ, ее направленность на качественное преображение практики, способность проникновения в различные аспекты деятельности человека и его бытия.
Безусловно, важным качеством области ИТ является ее обще значимость, междисциплинарный характер, т.е. применимость ее методов и средств во многих областях знаний и сфер человеческой деятельности. В частности, это обусловлено тем, что она предоставляет развитую поддержанную современным инструментарием методологическую платформу, включающую универсальные парадигмы, методы и языки, предназначенные для представления и обработки прикладных знаний. И в этой роли для современных приложений область ИТ может рассматриваться правопреемницей, как математики, так и философии. От математики она наследует методы спецификации и алгоритмизации знаний. От философии наследуются идеи системно-структурного подхода и теория понятий, специализированные формы которых воплощаются в парадигмах и концепциях программирования.
Часть дисциплины ИТ, изучающую ее собственные научно-методические основы и систему стандартов ИТ, будем называть
Анализом ИТ.
Этот курс служит введением в этот предмет. В нем мы рассмотрим следующие вопросы:
1. Система стандартизации ИТ.
2. Система стандартов и концепция профиля.
3. Методологические основы концепции открытых систем и профили окружений открытых систем.
4. Методология и система стандартов POSIX OSE.
5. Методология профилирования и таксономия профилей в системе стандартов POSIX.
6. Методология тестирования конформности в системе стандартов POSIX.
7. Система стандартов OSI, эталонная модель RM OSI, основы теория сетевых протоколов.
8.Методологические основы концепции Глобальной информационной инфраструктуры (Global Information Infrastructure - GII) и процесс ее стандартизации.Однако прежде чем перейти к основному содержанию книги, сделаем некоторые оговорки терминологического характера.
Литература
[1] Мелюхин И.С. Информационное общество: истоки, проблемы, тенденции развития. – М.: Изд-во Моск. Ун-та, 1999. 208 с.
[2] Поппель Г., Б. Голдстайн. Информационная технология – миллионные прибыли: Пер. с англ. и авт. предисл. В.В. Симаков. – М.: Экономика, 1990. – 238 с.
[3] Р.М. Юсупов, В.П. Заболотский Научно-методические основы информатизации.- СПб.: Наука, 2000. 455 с.
[4] ISO/IEC JTC1 N4473. JTC 1’s Scope, Mission, Principles and Objectives. 1996г.
[5] ISO/IEC TR 10000-1: 1995 (final text, June 1995), Information technology - Framework and taxonomy of International Standardized Profiles - Part 1:General Principles and Documentation Framework.
[6] Сухомлин В.А. “Методологический базис открытых систем” - Открытые системы, N 4, 1996г.
[7] ISO/IEC JTC1/SWG-GII N72, 1996, Draft GII Roadmap.
[8] Сухомлин В.А. “Основные принципы Глобальной информационной инфраструктуры (GII)”, Москва, Московский государственный университет, 1997, 32с. /Учебное издание/.
[9] Computing Curricula 2001. Association for Computing Machinery and Computer Society of IEEE.
[10] Draft ETGnn Development and Use of OSE Profiles. EMOS/EG-OSE/95/10, 1995.