ГОСТ Р 70569-2022 Информационные технологии. Сетецентрические информационно-управляющие системы. Интероперабельность. Information technologies. Network-centric information-control systems. Interoperability. УДК 004.7:006.354 ОКС 35.240.01. Редакция от 22.01.2023.
1 Область применения ГОСТ Р 70569-2022
1.1 Настоящий стандарт распространяется на сетецентрические информационно-управляющие системы (СЦ ИУС) [из 1.1 ГОСТ Р 70569-2022]
1.2 Настоящий стандарт устанавливает основные положения по обеспечению интероперабельности СЦ ИУС в ходе их создания и развития [из 1.2 ГОСТ Р 70569-2022]
1.3 Настоящий стандарт определяет:
- основные термины и определения, связанные с понятием «интероперабельность» и «сетецентрическая информационно-управляющая система»;
- основные принципы обеспечения интероперабельности;
- методику обеспечения интероперабельности СЦ ИУС, включающую рекомендации:
- по формированию концепции обеспечения интероперабельности;
- построению архитектуры;
- построению проблемно-ориентированной модели;
- построению профиля;
- организации жизненного цикла;
- аттестационному тестированию интероперабельности.
[из 1.3 ГОСТ Р 70569-2022]
1.4 Настоящий стандарт предназначен для организации разработки (модернизации) СЦ ИУС руководителями, заказчиками и разработчиками [из 1.4 ГОСТ Р 70569-2022]
2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 70569-2022
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
- ГОСТ Р 1.12 Стандартизация в Российской Федерации. Термины и определения
- ГОСТ Р 55062 Информационные технологии. Интероперабельность. Основные положения
- ГОСТ Р 59796 Информационные технологии. Интероперабельность. Термины и определения
- ГОСТ Р ИСО 11354-1 Усовершенствованные автоматизированные технологии и их применение. Требования к установлению интероперабельности процессов промышленных предприятий. Часть 1. Основа интероперабельности предприятий
- ГОСТ Р ИСО 11354-2 Усовершенствованные автоматизированные технологии и их применение. Требования к установлению интероперабельности процессов промышленных предприятий. Часть 2. Модель зрелости для оценки интероперабельности предприятий
- ГОСТ Р ИСО/МЭК 25000 Системная и программная инженерия. Требования и оценка качества систем и программных средств (SQuaRE). Руководство
- ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010 Информационные технологии. Системная и программная инженерия. Требования и оценка качества систем и программного обеспечения (SQuaRE). Модели качества систем и программных продуктов
[из 2 Нормативные ссылки ГОСТ Р 70569-2022]
3 Термины и определения ГОСТ Р 70569-2022
3.1 В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ Р 1.12, ГОСТ Р ИСО 11354-1, ГОСТ Р ИСО 11354-2, ГОСТ Р ИСО/МЭК 25000, ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010, ГОСТ Р 59796, а также следующие термины с соответствующими определениями:
[из 3.1 ГОСТ Р 70569-2022]
Архитектура (arhitecture) по ГОСТ Р 70569-2022
Фундаментальная организация системы, реализованная в ее компонентах, их взаимосвязях друг с другом и с окружающей средой, и руководящие правила проектирования и развития системы.
Примечание - Термин «архитектура» определяется в стандартах системной и программной инженерии применительно к системам [из 3.1.1 ГОСТ Р 70569-2022]
Аттестационное тестирование интероперабельности (interoperability testing) по ГОСТ Р 70569-2022
Оценка соответствия тестируемой системы требуемым показателям в рамках выбранных критериев качества [из 3.1.2 ГОСТ Р 70569-2022]
Барьер интероперабельности (interoperability barrier) по ГОСТ Р 70569-2022
Определенное препятствие или ограничение, затрудняющее обмен информацией или использование информации, полученной в результате обмена [из 3.1.3 ГОСТ Р 70569-2022]
Единое информационное пространство (unified information space) по ГОСТ Р 70569-2022
Совокупность баз и банков данных, технологий их ведения и использования, информационно-телекоммуникационных систем и сетей, функционирующих на основе единых принципов и по общим правилам, обеспечивающим информационное взаимодействие пользователей, а также удовлетворение их информационных потребностей [из 3.1.4 ГОСТ Р 70569-2022]
Интероперабельность (interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Способность двух или более информационных систем или компонентов к обмену информацией и к использованию информации, полученной в результате обмена [из 3.1.5 ГОСТ Р 70569-2022]
Интероперабельная система (integrated system) по ГОСТ Р 70569-2022
Система, элементы, компоненты и подсистемы которой беспрепятственно обмениваются информацией и используют полученную информацию, при этом правила обмена определяются единым набором стандартов - профилем интероперабельности [из 3.1.6 ГОСТ Р 70569-2022]
Качество программного обеспечения (quality of the software) по ГОСТ Р 70569-2022
Способность программной продукции удовлетворять заявленным и подразумеваемым потребностям при использовании в заданных условиях [из 3.1.7 ГОСТ Р 70569-2022]
Концепция (framework) по ГОСТ Р 70569-2022
Основные положения по достижению интероперабельности, определяющие контекст, основные принципы, описание основных проблем предметной области и обобщенные правила для их решения [из 3.1.8 ГОСТ Р 70569-2022]
Критерий интероперабельности (criterion interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Признак, правило, мера суждения, на основании которых проводят оценку достижения требуемой степени интероперабельности [из 3.1.9 ГОСТ Р 70569-2022]
Метаданные (metadata) по ГОСТ Р 70569-2022
Структурированные данные, описывающие контекст, содержание и структуру электронного объекта, предназначенные для его идентификации, поиска и управления им [из 3.1.10 ГОСТ Р 70569-2022]
Модель качества (quality model) по ГОСТ Р 70569-2022
Определенное множество характеристик, а также взаимосвязей между ними, которые обеспечивают основу для задания требований к качеству и оценки качества [из 3.1.11 ГОСТ Р 70569-2022]
Организационная интероперабельность (organizational interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Интероперабельность на уровне общих целей, бизнес-процессов, нормативно-правовых актов [из 3.1.12 ГОСТ Р 70569-2022]
Показатели интероперабельности (measure of interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Параметр, совокупность параметров или величин, качественно и количественно оценивающих степень достижения интероперабельности [из 3.1.13 ГОСТ Р 70569-2022]
Профиль интероперабельности (interoperability profile) по ГОСТ Р 70569-2022
Согласованный набор стандартов и других нормативно-технических и нормативно-правовых документов, структурированный в терминах модели интероперабельности [из 3.1.14 ГОСТ Р 70569-2022]
Семантическая интероперабельность (semantic interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Способность взаимодействующих информационных систем одинаковым образом интерпретировать смысл информации, которой они обмениваются [из 3.1.15 ГОСТ Р 70569-2022]
Сетецентрический принцип управления (network-centric management principle) по ГОСТ Р 70569-2022
Принцип интеграции разнородных средств и ресурсов информационно-управляющих и исполнительных систем различной принадлежности на заданный период времени и в заданном пространстве в целях концентрации функциональных возможностей интегрируемых систем для выполнения комплексных задач различного масштаба на всех уровнях управления [из 3.1.16 ГОСТ Р 70569-2022]
Сетецентрическая информационно-управляющая система (network-centric information control system), СЦ ИУС по ГОСТ Р 70569-2022
Совокупность функционально связанных информационных и управляющих подсистем, реализующих сетецентрический принцип управления и решающих группу общих или частных задач на основе сетевого обмена информацией по принципу «каждый с каждым» [из 3.1.17 ГОСТ Р 70569-2022]
Техническая интероперабельность (technical interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Интероперабельность на уровне технических средств, аппаратных и программных комплексов, их интерфейсов и протоколов обмена информацией, а также форматов представления информации [из 3.1.18 ГОСТ Р 70569-2022]
Уровень интероперабельности (level of interoperability) по ГОСТ Р 70569-2022
Степень абстракции и детализации описания процесса обмена информацией и использования информации, полученной в результате такого обмена [из 3.1.19 ГОСТ Р 70569-2022]
4 Общие положения ГОСТ Р 70569-2022
4.1 Функционирование СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
4.1.1 Независимо от сферы функционирования в СЦ ИУС всегда протекает два основных вида процессов, - информационные и управляющие (см. [3]) [из 4.1.1 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.2 Информационные процессы обеспечивают сбор, обработку, доведение и представление в удобном для пользователя виде информации о состоянии объекта управления, ходе процесса управления и складывающейся ситуации в целом. Качество выполнения данных процедур в совокупности с дальнейшими расчетами позволяют обеспечить лицо, принимающее решения, необходимой информацией для выработки наиболее рациональных управляющих воздействий. Предоставляемые пользователям информационные услуги и ресурсы - результат информационных процессов, которые служат основой для принятия решений и формирования управляющих воздействий [из 4.1.2 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.3 Управляющие процессы обеспечивают формирование управляющих воздействий и доведение их до объектов управления. В большинстве случаев формирование управляющих воздействий осуществляется на основе данных, полученных в результате выполнения информационных процессов [из 4.1.3 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.4 Объединение СЦ ИУС на базе единого информационного пространства позволяет обеспечить следующие положительные эффекты для информационных и управляющих процессов в СЦ ИУС:
- повышение своевременности информационного обмена за счет наличия прямых информационных связей между элементами, вследствие чего обеспечивается повышение полноты и актуальности информации о состоянии системы и окружающей среды, а также повышение оперативности управления;
- повышение осведомленности лиц, принимающих решения, за счет получения информации от множества источников с последующим ее комплексированием, вследствие чего обеспечивается адекватность принимаемых решений и возможность самоорганизации;
- повышение устойчивости информационного обмена за счет возможности многократного дублирования путей передачи информации, вследствие чего обеспечивается устойчивость и непрерывность управления;
- повышение эффективности управления в целом.
[из 4.1.4 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.5 Для СЦ ИУС важной задачей является способность к беспрепятственному информационному взаимодействию, позволяющему органам управления обращаться к необходимым информационным ресурсам и функциональным возможностям объектов управления вне зависимости от их географического положения и иерархической и организационной принадлежности (см. [4]) [из 4.1.5 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.6 При устранении значимых барьеров интероперабельности взаимодействие СЦ ИУС и их элементов повышает адекватность принимаемых решений, оперативность, непрерывность и устойчивость управления объектами, объединенными общей целью. На рисунке 1 представлено взаимодействие нескольких СЦ ИУС.
Рисунок 1 - Взаимодействие нескольких СЦ ИУС
[из 4.1.6 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.7 Попытки организовать совместное функционирование систем, не достигших минимально необходимого уровня интероперабельности (в западной литературе - «зрелости») дают обратный эффект (см. [3], [5], [6]). Преодоление барьеров интероперабельности в ходе совместного функционирования нескольких (не готовых к этому) СЦ ИУС и их элементов усилиями персонала может существенно снизить качество управления и повысить издержки достижения цели управления [из 4.1.7 ГОСТ Р 70569-2022]
4.1.8 Решение проблемы интероперабельности СЦ ИУС необходимо осуществлять по следующим основным направлениям:
- использование проблемно-ориентированной модели интероперабельности, построенной на основе конкретных особенностей предназначения, при проектировании и испытаниях СЦ ИУС;
- обоснование и скоординированная реализация автоматизируемых процессов в СЦ ИУС с достижением приемлемого уровня качества и соблюдением основных принципов;
- унификация и стандартизация правил взаимодействия СЦ ИУС.
[из 4.1.8 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2 Основные принципы обеспечения интероперабельности при построении СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
4.2.1 Принцип открытости. Применительно к СЦ ИУС принцип открытости определяет использование при разработке СЦ ИУС общепринятых нормативно-правовых актов, стандартных правил, протоколов и интерфейсов. Проприетарные, закрытые или внутренние локальные организационно-технические решения должны использоваться только там, где открытые версии аналогичных решений отсутствуют или неприменимы в связи со спецификой функционирования СЦ ИУС (см. [5], [6]) [из 4.2.1 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.2 Принцип прозрачности. Прозрачность в контексте интероперабельности СЦ ИУС означает обеспечение доступности внутри сетевой среды информационных ресурсов и функциональных возможностей взаимодействующих систем с учетом соблюдения правил разграничения доступа (см. [5], [6]) [из 4.2.2 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.3 Принцип модульности и автономности. Соблюдение принципа модульности и автономности обеспечивает независимость каждой СЦ ИУС (подсистемы СЦ ИУС) от состояния взаимодействующих систем, их информационных ресурсов и функционала до уровня, необходимого для решения собственной частной задачи (см. [5], [6]) [из 4.2.3 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.4 Принцип возможности повторного использования. Возможность повторного использования организационно-технических решений (например, программных компонентов, интерфейсов, протоколов, стандартов) позволяет снизить расход материальных и временных ресурсов на организацию взаимодействия и обеспечить наращивание масштаба СЦ ИУС (см. [5], [6]) [из 4.2.4 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.5 Принцип технологической нейтральности и переносимости данных. При создании СЦ ИУС следует свести к минимуму зависимости от конкретных технологий, избегать использования организационных и технических решений, которые не могут быть быстро заменены на аналоги. Используемые в СЦ ИУС технологии должны позволять оперативно и эффективно адаптироваться к быстроменяющейся технологической среде [из 4.2.5 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.6 Принцип ориентации на пользователя. Под пользователями понимаются лица, принимающие решение или организации, использующие СЦ ИУС. Потребности пользователей должны учитываться при определении того, какая информация и пользовательские инструменты необходимы им для решения задач управления (см. [5], [6]) [из 4.2.6 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.7 Принцип административного упрощения. Там, где это возможно, следует стремиться к рационализации и упрощению организационных, информационных и управляющих процессов (см. [6], [7]) [из 4.2.7 ГОСТ Р 70569-2022]
4.2.8 Принцип оценки результативности. Совместное функционирование двух и более СЦ ИУС должно оцениваться по показателям оперативности, непрерывности и устойчивости управления, а также степени достижения цели функционирования совокупностью объектов управления (исходя из назначения конкретной СЦ ИУС и предъявляемых требований). Оценка результативности и действенности различных решений для обеспечения интероперабельности и технологических вариантов построения СЦ ИУС должна осуществляться с учетом потребностей органов управления, а также пропорциональности и сбалансированности затрат и выгод (см. [5], [6]) [из 4.2.8 ГОСТ Р 70569-2022]
5 Обеспечение и оценка интероперабельности СЦ ИУС на этапах создания и развития ГОСТ Р 70569-2022
5.1 Общее описание методики обеспечения интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
Обеспечение интероперабельности СЦ ИУС должно строиться на основе единого подхода, содержащего ряд этапов (см. [8]), зафиксированных в ГОСТ Р 55062. Методика содержит ряд основных и вспомогательных этапов. К основным относятся этапы 1-6, а к вспомогательным - этапы 7-9. Для обеспечения интероперабельности должны быть выполнены все этапы, приведенные на рисунке 2, с учетом специфики предметной области СЦ ИУС (см. [3], [4]) [из 5.1 Общее описание методики обеспечения интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022]
5.2 Рекомендации по выполнению основных этапов методики обеспечения интероперабельности ГОСТ Р 70569-2022
5.2.1 Основные положения концепции создания СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
5.2.1.1 Концепция создания СЦ ИУС (элемента СЦ ИУС) (этап 1, рисунок 2) обязательно (см. [3], [5], [7]) должна отражать:
- описание целей функционирования СЦ ИУС и каждого из ее элементов;
- описание потребностей и ожиданий всех заинтересованных сторон, в интересах которых функционирует СЦ ИУС и каждый из ее элементов;
- описание условий и ограничений функционирования СЦ ИУС (элемента СЦ ИУС), определяемых контекстом предметной области;
- описание ключевых ресурсов, необходимых для функционирования СЦ ИУС (элемента СЦ ИУС);
- описание режимов работы;
- функциональные требования к системе и ее элементам, отражающие, что именно каждый из элементов должен выполнять в интересах системы;
- требования, отражающие необходимые и достаточные значения параметров быстродействия, надежности и т. д.
Рисунок 2 - Методика обеспечения интероперабельности СЦ ИУС
[из 5.2.1.1 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.1.2 Концепция создания конкретной СЦ ИУС должна содержать:
- описание подходов к соблюдению основных принципов интероперабельности в контексте предметной области, в рамках которой создается СЦ ИУС (см [3], [5], [7]);
- результаты анализа функционирования существующих аналогичных систем, соответствующих технологических стандартов, а также прогноз их развития (см. [3], [5], [7]);
- общее описание сценариев совместного функционирования элементов СЦ ИУС и результаты анализа рисков и возможностей (см. [3], [5], [7]);
- критерии интероперабельности в виде модели оценки зрелости СЦ ИУС. Моделью оценки зрелости являются шкала или набор шкал, позволяющие определить уровень качества интероперабельности (см. [3], [5], [7]).
[из 5.2.1.2 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2 Архитектура СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
5.2.2.1 Архитектура СЦ ИУС (этап 2, рисунок 2) с точки зрения интероперабельности представляет собой структуру (см. [6]), отражающую:
- множество отдельных СЦ ИУС, взаимодействующих между собой;
- множество подсистем и элементов, входящих в каждую СЦ ИУС;
- функции и сервисы (службы) различных элементов и подсистем, составляющих СЦ ИУС;
- виды и характеристики связи между элементами.
[из 5.2.2.1 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2.2 Существуют две основные стратегии обеспечения интероперабельности - краткосрочная и долгосрочная (см. [5]) [из 5.2.2.2 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2.3 Краткосрочная стратегия обеспечивает информационное взаимодействие через специальные шлюзы между отдельными СЦ ИУС (в том числе на основе web-сервисов). Преимущество данной стратегии заключается в том, что она относительно проста в реализации. Однако при объединении значительного количества разнородных систем такая стратегия часто приводит к трудностям в сопровождении всей совокупности шлюзов между СЦ ИУС и потере надежности взаимодействия (см. [5]) [из 5.2.2.3 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2.4 Долгосрочная стратегия предусматривает прямые связи между элементами взаимодействующих СЦ ИУС (подсистемами, службами, процессами) без использования шлюзов. Преимущество данной стратегии заключается в том, что она позволяет осуществлять реконфигурируемое взаимодействие, однако она сложна в реализации и требует глубокого системного анализа процессов. На рисунке 3 представлена схема реализации указанных стратегий интеграции (см. [5]) [из 5.2.2.4 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2.5 При разработке архитектуры создаваемой СЦ ИУС одним из рациональных способов обеспечения интероперабельности является внедрение промежуточного программного обеспечения (ПО), общего набора сервисов, обращение к которым позволяет разнородным элементам СЦ ИУС взаимодействовать между собой, несмотря на различия в реализации.
Рисунок 3 - Стратегии интеграции СЦ ИУС
[из 5.2.2.5 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2.6 На промежуточное ПО каждого элемента СЦ ИУС необходимо возлагать:
- организацию информационного взаимодействия разнородных элементов СЦ ИУС (именование, адресация и т. д.);
- предоставление интерфейсов доступа к данным и процессам;
- диспетчеризацию совместного функционирования элементов СЦ ИУС в рамках информационных и управляющих процессов;
- оптимизацию работы программно-технических средств.
[из 5.2.2.6 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.2.8 При разработке нового элемента уже существующей СЦ ИУС необходимо учитывать архитектурные особенности и принимать общие правила функционирования [из 5.2.2.8 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.3 Проблемно-ориентированная модель интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
5.2.3.1 Для обеспечения интероперабельности СЦ ИУС окончательные технические решения по их построению следует принимать с учетом (см. ГОСТ Р 55062) проблемно-ориентированной модели интероперабельности (этап 3, рисунок 2). Проблемно-ориентированная модель интероперабельности приведена на рисунке 4. Цветом обозначено соответствие характеристик проблемно-ориентированной модели уровням интероперабельности.
Рисунок 4 - Проблемно-ориентированная модель интероперабельности
[из 5.2.3.1 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.3.2 Технический уровень рассматривает барьеры, связанные с обеспечением единых стандартов формирования, передачи, хранения, поиска, обработки и представления информации, программно-аппаратной реализацией элементов СЦ ИУС, их надежностью и производительностью, удобством эксплуатации и обслуживания. Техническая интероперабельность достигается, главным образом, за счет использования соответствующих стандартов и достаточно надежных и производительных компонентов, открытых технических и программных решений [из 5.2.3.2 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.3.3 Семантический уровень описывает информационно-лингвистические, смысловые аспекты взаимодействия, т. е. содержательную сторону обмениваемой информации и ее качество. Семантическая интероперабельность позволяет системам комбинировать полученную информацию с другими информационными ресурсами и обрабатывать ее смысловое содержание. Семантические барьеры интероперабельности систем должны преодолеваться за счет построения стека открытых протоколов для каждого типа системы (комплекса). Разработанные правила включения различных систем и комплексов в общую среду закрепляются профилем, доступным для всех разработчиков. Семантическая интероперабельность достигается за счет применения стандартов типа XML, XSD, RDF, OWL и т. д. [из 5.2.3.3 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.3.4 Организационный уровень описывает прагматические (деловые и стратегические) аспекты взаимодействия и организационные барьеры интероперабельности. На этом уровне достигаются соглашения о сотрудничестве между административными органами и согласуются цели информационного взаимодействия систем. Организационная интероперабельность достигается за счет единого понимания и применения нормативно-правовых документов (соглашений, конвенций, договоров о сотрудничестве), согласованностью целей и отношений между взаимодействующими системами, учетом текущих стадий жизненного цикла систем, достижением организационной готовности объектов системы к взаимодействию между собой. При этом важно обеспечить совместное использование информации при исполнении бизнес-задач [из 5.2.3.4 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.3.5 Интероперабельность считается обеспеченной, если устранены барьеры взаимодействия на трех уровнях: техническом, семантическом и организационном. Для обеспечения и оценки интероперабельности необходимо формировать отдельные спецификации на основе моделей качества, например предложенных в ГОСТ Р ИСО/МЭК 25010 с учетом проблемно-ориентированной модели [из 5.2.3.5 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.4 Разработка профиля интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
Профиль представляет собой согласованный набор стандартов и других нормативно-технических и нормативно-правовых документов. Для обеспечения интероперабельности необходимо разработать профиль (этап 4, рисунок 2), в котором все документы будут распределены по уровням проблемно-ориентированной модели интероперабельности (см. [8], [9]) (см. рисунок 4) [из 5.2.4 Разработка профиля интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5 Реализация СЦ ИУС и их элементов с учетом этапов жизненного цикла ГОСТ Р 70569-2022
5.2.5.1 Проблема интероперабельности при создании СЦ ИУС (этап 5, рисунок 2) проявляется уже на ранних стадиях их жизненного цикла. Для обеспечения совместного функционирования разнородных систем в рамках СЦ ИУС, наиболее предпочтительным является спиральный (итерационный) подход к разработке систем (см. [5], [7]) [из 5.2.5.1 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5.2 Данный подход в своей основе использует эволюционное наращивание уровня интероперабельности системы при регулярной оценке результативности, в том числе при выявлении и устранении барьеров интероперабельности. Другие модели жизненного цикла систем также могут использоваться при создании (модернизации) СЦ ИУС, но, как правило, с меньшей эффективностью [из 5.2.5.2 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5.3 Преимуществами спирального (итерационного) подхода являются:
- раннее выявление рисков возникновения барьеров интероперабельности;
- поддержка изменений функционала взаимодействующих систем;
- достижение высокого качества за счет возможности исправления ошибок на следующей итерации;
- увеличение возможности повторного использования программных средств и данных.
Спиральный (эволюционный) жизненный цикл приведен на рисунке 5 [из 5.2.5.3 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5.4 Разработчикам рекомендуется сформировать и иметь в распоряжении на каждой итерации следующий набор документов или их аналогов [6]:
- концепцию СЦ ИУС;
- перечень процессов, выполняемых системами и их элементами, включая потоки данных между процессами системы;
- перечень пользователей системы, включающий их функциональные и информационные потребности;
- интегрированный словарь данных;
- инфологическую модель данных;
- реализацию объектов логической модели данных в виде форматов сообщений, структур данных и т. д.;
Рисунок 5 - Спиральный (эволюционный) жизненный цикл разработки СЦ ИУС
- матрицу обмена оперативной информацией между системами и их элементами;
- матрицу обмена служебной информацией между системами и их элементами;
- описание системных интерфейсов доступа к данным и службам;
- описание системы связи, включающей характеристики каналов и сетей.
[из 5.2.5.4 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5.5 Указанные документы должны своевременно уточняться в случае внесения значимых функциональных или структурных изменений во взаимодействующие системы и их элементы [из 5.2.5.5 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5.6 Ведение указанных документов должно быть направлено на поддержание достаточности программного и информационно-лингвистического обеспечения СЦ ИУС и ее элементов для поддержания всех автоматизируемых процессов [из 5.2.5.6 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.5.7 При формировании инфологических моделей и организации информационного взаимодействия между системами и их элементами рекомендуется использовать действующие и сопровождаемые общероссийские и отраслевые классификаторы. При отсутствии таковых допускается разработка локальных классификаторов [из 5.2.5.7 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6 Аттестационное тестирование и оценка качества СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
5.2.6.1 Интероперабельность может быть оценена как в ходе аттестационного тестирования (этап 6, рисунок 2) в рамках отраслевых систем сертификации и оценки качества, так и в ходе эксплуатации СЦ ИУС [из 5.2.6.1 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.2 Аттестационное тестирование программных и аппаратных комплексов и средств СЦ ИУС должно быть направлено на оценку: достигнутого качества интероперабельности, соответствия СЦ ИУС стандартам профиля, соответствия СЦ ИУС требованиям концепции, а также на выявление имеющихся в СЦ ИУС барьеров интероперабельности [из 5.2.6.2 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.3 Оценка качества интероперабельности СЦ ИУС и их элементов заключается в установлении соответствия показателей интероперабельности требуемым значениям в соответствии с критериями интероперабельности. Общий состав параметров приведен в приложении А [из 5.2.6.3 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.4 Критерии интероперабельности формируются на этапе проектирования СЦ ИУС отдельно для организационного, семантического и технического уровней с учетом специфики проектируемой СЦ ИУС (см. [5]). Общие критерии приведены в приложении Б [из 5.2.6.4 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.5 Каждая характеристика качества оценивается по одному или группе показателей интероперабельности. Показатели могут быть количественными и качественными. Каждый показатель интероперабельности определяется различными параметрами, аспектами и особенностями реализации конкретной СЦ ИУС [из 5.2.6.5 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.6 Совокупность показателей интероперабельности на организационном, семантическом и техническом уровнях, определяемые их параметрами, аспектами и особенностями образуют модель качества интероперабельности СЦ ИУС. Общий состав параметров указан в приложении А. Данная модель используется для оценки интероперабельности и выявления ее барьеров, то есть позволяет оценить качество СЦ ИУС с точки зрения способности ее элементов к информационному взаимодействию друг с другом, а системы в целом - к взаимодействию с другими СЦ ИУС. При этом конкретный состав показателей, параметров, аспектов и критериев оценки интероперабельности зависит от назначения конкретной СЦ ИУС и особенностей ее функционирования и должен формироваться на основе проблемно-ориентированной модели (см. [6], [10], [11]) (см. рисунок 4) [из 5.2.6.6 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.7 При выборе анализируемых показателей качества интероперабельности, параметров, аспектов и особенностей системы важно отдавать предпочтения тем, которые характеризуют наиболее вероятные барьеры интероперабельности. Оценка качества интероперабельности СЦ ИУС должна быть направлена на поиск и устранение таких барьеров (см. [6]) [из 5.2.6.7 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.8 Для оценки численных значений показателей интероперабельности на ранних этапах проектирования системы целесообразно применять методы имитационно-статистического моделирования. При этом имитационные модели удобно строить и уточнять параллельно с развитием разрабатываемой СЦ ИУС с комбинированием объектного, дискретно-событийного и системно-динамического подходов (см. [3]). При наличии образца СЦ ИУС имитационно-статистические эксперименты целесообразно комбинировать с натурными экспериментами [из 5.2.6.8 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.9 Модель качества интероперабельности СЦ ИУС определяет основные показатели, по которым можно оценить интероперабельность, а также основные параметры и особенности системы, влияющие на интероперабельность. Эти показатели, параметры и особенности рассматриваются на всех уровнях модели интероперабельности (см. [6]) [из 5.2.6.9 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.10 Аттестационное тестирование СЦ ИУС в интересах оценки качества и преодоления барьеров интероперабельности необходимо проводить регулярно, на каждой итерации создания (модернизации) системы [из 5.2.6.10 ГОСТ Р 70569-2022]
5.2.6.11 Подобный подход к аттестационному тестированию позволяет осуществлять оценку качества интероперабельности СЦ ИУС и ее элементов в процессе итерационного проектирования и модернизации, а также своевременно выявлять барьеры интероперабельности и устранять их [из 5.2.6.11 ГОСТ Р 70569-2022]
5.3 Рекомендации по выполнению дополнительных этапов методики обеспечения интероперабельности ГОСТ Р 70569-2022
5.3.1 Формирование дорожной карты разработки стандартов и разработка необходимых стандартов построения СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
При построении СЦ ИУС неизбежно понадобится разработка национальных и отраслевых стандартов. Она должна вестись на основе Дорожной карты (этап 7 и 8, рисунок 2) в порядке, установленном [12] и соответствующими основополагающими стандартами. Разработанные стандарты должны включаться в профили интероперабельности соответствующих систем [из 5.3.1 Формирование дорожной карты разработки стандартов и разработка необходимых стандартов построения СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022]
5.3.2 Разработка терминов и определений предметной области СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
Для взаимопонимания всех участников разрабатывается глоссарий (этап 9, рисунок 2) - документ, содержащий термины и их определения, общие для всех заинтересованных сторон [из 5.3.2 Разработка терминов и определений предметной области СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022]
Приложение А (справочное) - Общий перечень параметров для оценки степени интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
Таблица А.1
Параметры соответствующей характеристики | |
Согласованность целей, задач и назначения СЦ ИУС | Цели и задачи СЦ ИУС, параметры назначения СЦ ИУС. |
Согласованность руководящих и нормативных документов | Перечень информационно-управляющих процессов (функций). |
Функциональная пригодность и функциональная полнота | Функциональная полнота. Функциональная достаточность. Функциональная целесообразность |
Согласованность информационных параметров и терминов | Параметры лингвистической совместимости взаимодействующих пользователей. |
Согласованность форматов структур данных и их содержания | Параметры синтаксической совместимости. |
Согласованность форм представления данных и инструментов управления | Уровень простоты взаимодействия человека с системой (обучаемость, удобство). |
Качество совместно используемой информации | Полнота предоставляемых (используемых) данных и метаданных. Актуальность предоставляемых (используемых) данных и метаданных. Безошибочность предоставляемых (используемых) данных и метаданных. Достоверность предоставляемых (используемых) данных и метаданных. Точность предоставляемых (используемых) данных: |
Согласованность протоколов и интерфейсов | Совместимость протоколов и интерфейсов физического уровня эталонной модели взаимодействия открытых систем (ЭМВОС). |
Алгоритмическая согласованность отдельных процедур, выполняемых в рамках совместных автоматизированных процессов | Наличие и возможность использования метаданных для описания объектов и информации, уровень автоматизации классификации и категоризации объектов и информации на основе метаданных. |
Производительность (время выполнения операций и процедур в рамках совместных процессов) | Математическое ожидание и дисперсия времени выполнения операций в рамках совместных процедур. |
Надежность ключевых элементов, критических для взаимодействия | Средняя наработка на отказ (сбой) программного обеспечения. |
Удобство эксплуатации (качество интерфейсов, уровень автоматизации управления сетью, время подготовки к работе и т.д.) | Необходимость формирования предварительной договоренности перед началом взаимодействия. |
Цветной заливкой обозначено соответствие параметров интероперабельности характеристикам проблемно-ориентированной модели интероперабельности и уровням интероперабельности [из Приложение А (справочное) - Общий перечень параметров для оценки степени интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022]
Приложение Б (справочное) - Общие критерии оценки степени интероперабельности СЦ ИУС ГОСТ Р 70569-2022
Б.1 Организационный уровень:
- наличие общей цели и решаемых задач;
- согласованы правила функционирования, руководящие и нормативные документы;
- системы информационно и функционально дополняют друг друга.
[из Б.1 ГОСТ Р 70569-2022]
Б.2 Семантический уровень:
- единые тезаурусы, единое понимание терминов и их определений;
- единые (стандартные) структуры данных и форматы сообщений, правила доступа к данным;
- высокое качество используемых данных и метаданных.
[из Б.2 ГОСТ Р 70569-2022]
Б.3 Технический уровень:
- наличие возможности управления системой связи и передачи данных;
- избыток производительности ПТК;
- высокий уровень надежности ПТК и системы передачи данных.
[из Б.3 ГОСТ Р 70569-2022]
Библиография ГОСТ Р 70569-2022
[1] Башлыкова А.А., Олейников А.Я., Осиньска К.Х. Актуальное состояние проблемы интероперабельности. - М.: ИТ-Стандарт, 2021, № 2(23). с. 37^2
[2] Башлыкова А.А., Козлов С.В., Макаренко С.И., Олейников А.Я., Фомин И.А. Подход к обеспечению интероперабельности в сетецентрических системах управления. М.: Журнал радиоэлектроники, ISSN 1684-1719, № 6, 2020
[3] Олейников А.Я., Растягаев Д.В., Фомин И.А. Основные положения концепции обеспечения интероперабельности сетецентрических информационно-управляющих систем./Вестник Российского нового университета. Серия: Сложные системы: модели, анализ и управление, 2020, № 3, с.122-131
[4] Козлов С.В., Макаренко С.И., Олейников А.Я., Растягаев Д.В., Черницкая Т.Е. Проблема интероперабельности в сетецентрических системах управления./Журнал радиоэлектроники, 2019, № 12
[5] NCOIC Interoperability Framework (NIF v. 2.1) and NIF Solution Description Reference Manual (NSD-RM v. 1.2). NCOIC, 2008, 125 p.
[6] Systems, Capabilities, Operations, Programs, and Enterprises (SCOPE) Model for Interoperability Assessment. Version 1.0. NCOIC, 2008. 154 p.
[7] The New European Interoperability Framework|ISA2 [Электронный ресурс]. URL: https://ec.europa.eu/isa2/eif_en (дата обращения: 21.06.2018)
[8] Гуляев Ю.В., Журавлев Е.Е., Олейников А.Я. Методология стандартизации для обеспечения интероперабельности информационных систем широкого класса. Аналитический обзор./Журнал радиоэлектроники, 2012, №3
[9] Каменщиков А.А., Олейников А.Я., Широбокова Т.Д. Исследование особенностей проблемы интероперабельности в крупномасштабных информационных системах./Информационные технологии и вычислительные системы, 2018, № 3, с. 16-21
[10] Макаренко С.И., Олейников А.Я, Черницкая Т.Е. Модели интероперабельности информационных систем. Системы управления, связи и безопасности, 2019, № 4, с. 215-245
[11] Гуляев Ю.В., Олейников А.Я., Макаренко С.И. Российский подход к формализации интероперабельности сетецентрических систем. Всероссийская конференция по проблемам управления в технических системах. Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина), 2021
[12] Федеральный закон от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ «О стандартизации в Российской Федерации»
[из Библиография ГОСТ Р 70569-2022]