Структурно-интерфейсный подход к интеграции систем и его применение при построении интегрированной системы безопасности

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структурно-интерфейсный подход к интеграции систем и его применение при построении интегрированной системы безопасности

Журавлев Сергей Павлович,

аспирант Международного университета «Дубна»,

инженер-программист ОАО «Приборный завод «ТЕНЗОР».

Журавлев Павел Петрович, соискатель

Интегрированная система безопасности (ИСБ) предполагает объединение на базе современных информационных технологий и программно-аппаратной интеграции нескольких подсистем, функционально и информационно связанных между собой, использующих ресурсы друг друга, и работающих по согласованным алгоритмам. К основным подсистемам ИСБ относятся: система охранной сигнализации (СОС), система пожарной сигнализации (СПС), система контроля и управления доступом (СКУД), система видеонаблюдения (СВН).

Выделим общие закономерности, лежащие в основе процессов интеграции различных систем. Предложим обобщенную модель, описывающую интегрируемую систему, и на ее основе рассмотрим возможные пути интеграции систем.

Пусть множество сущностей образуют систему^[*] . Под сущностью понимается полезная с точки зрения самой системы информацию или предмет, которые можно получить от системы. Пусть также в системе существуют некие компоненты, в рамках которых сущности могут создаваться, уничтожаться, обрабатываться, развиваться, храниться, функционировать и передаваться. Система и ее компоненты могут оперировать сущностями известными им методами, т.е. сущности им «понятны». В данном случае не рассматривается способ реализации сущностей и компонент системы. Можно также констатировать, что в систему при ее взаимодействии с внешней средой могут быть извне привнесены сущности, понятные системе и ее компонентам. (Рис. 1).

Пусть имеются две системы: A и В. В общем случае сущности системы A будут «непонятны» системе B, равно как наоборот - сущности системы B будут «непонятны» системе A. То есть системы A и B «не понимают» друг друга вследствие того, что сущности, которыми они оперируют, разные (Рис. 2).

Рис. 1. Система с точки зрения интеграции.

Рис. 2. Системы A и B «не понимают» друг друга.

программный интеграция инкапсуляция

Первый метод, разрешающий проблему нестыковки систем, состоит в следующем. Необходимо найти способ приведения (преобразования) сущности системы B к сущности системы A, чтобы эта сущность была «понятна» системе A (Рис. 3).

Рис. 3. Приведение сущности ?_m к сущности ?_n для «понимания» ее компонентой Aq.

Применение данного метода к сущностям системы B приведет к тому, что сущности системы B станут «понятны» системе A. Назовем указанный метод как «приведение сущностей».

Однако, каким образом можно передать сущность из системы B в систему А?

Здесь становится актуальным рассмотрение такого важного понятия, как интерфейс. Слово интерфейс обозначает место или способ соединения/соприкосновения/связи. Если интерфейс какого-либо объекта (персонального компьютера, программы, функции) не изменяется (стабилен, стандартизирован), это даёт возможность модифицировать сам объект, не перестраивая принципы его взаимодействия с другими объектами [4].

Применительно к нашей теме, интерфейсы могут быть программными или аппаратными. Интерфейсы хорошо подходят для описания метода «приведения сущностей», в котором принимающая компонента системы A определяет интерфейсы «понятных» ей сущностей, а внешняя система B реализует эти интерфейсы для своих сущностей, передаваемых в систему А. С тем же успехом реализацию интерфейса можно возложить на принимающую систему А. Реализация интерфейса какой-либо сущностью означает, что сущность преобразуется из одного вида в другой. Это преобразование в подавляющем числе случаев происходит с потерей информации. Приведем пример. Есть система A, «понимающая» сущности «НОРМА», «МАЛО», «МНОГО» и система В, «понимающая» множество шестнадцатеричных значений. Приведение сущности системы В к сущности системы А приводит к уменьшению мощности множества значений сущности системы B с 2¹⁶ до 3.

Однако, как быть с сущностями, когда такие информационные потери недопустимы? Решение, очевидно, состоит в следующем. Необходимо инкапсулировать (внедрить) в систему A компоненту системы B, «понимающую» «непонятные» для системы A сущности (Рис. 4). Назовем этот метод как «инкапсуляция компонент».

Приведем пример применения метода инкапсуляции компонент. Даны две системы: система видеонаблюдения A, в которой сущностями являются «ИЗОБРАЖЕНИЕ» и система B, «понимающая» сущности «НОРМА», «МАЛО», «МНОГО». Вполне очевидно, что применяя метод приведения сущностей для интеграции сущностей система A в систему B, будет утеряна полезная информация об изображениях. Применяя метод инкапсуляции компонент, внедрив в систему B компоненту «ЭКРАН», понимающую сущность «ИЗОБРАЖЕНИЕ», можно этого избежать.

Рис. 4. Инкапсуляция компоненты B_n в систему A.

При «инкапсуляции компонент» включаемые в систему сущности расширяют функциональность последней, добавляя к ней новые свойства.

Итак, были рассмотрены два метода, позволяющие системам обмениваться сущностями, и делающие эти системы понятными друг другу:

«Приведение сущностей»

«Инкапсуляция компонент»

По сути, эти два метода являются фундаментальными для интеграции систем любой природы и сложности.

Однако прежде чем начать интеграцию, необходимо каким-то образом выделить полезные сущности в интегрируемых системах и определить те точки и пути, через которые будет осуществляться стыковка двух систем.

Предложим метод поиска полезных сущностей применительно к системам безопасности.

Каждая из подсистем ИСБ в общем случае состоит из двух основных уровней: нижнего - аппаратного и верхнего - программного. Информация каждой подсистемы может быть доступна операторам ИСБ посредством некоторого человеко-машинного интерфейса (HMI - Human-Machine Interface). Связь с остальными подсистемами ИСБ осуществляется через программные и аппаратные точки интеграции. Введем согласно сказанному обобщенную функциональную модель подсистемы ИСБ (Рис. 5).

Рис. 5. Обобщенная функциональная модель подсистемы ИСБ.

Представим каждую подсистему ИСБ в соответствии с введенной интеграционной моделью. Теперь, чтобы иметь ясное представление о структуре и логических взаимосвязях элементов каждой из подсистем, проведем структурный анализ каждой из подсистем. Воспользуемся для этого диаграммами потоков данных DFD [5]. Таким образом, станет понятным, какие именно потоки данных используются в каждой подсистеме.

Рассмотрим теперь последовательно каждый процесс диаграммы DFD для каждой подсистемы ИСБ. Сформируем полный перечень потоков данных, используемых в системе. Это и есть те полезные сущности, или иначе информация, которой система может оперировать или передавать в другие системы. Из этих потоков выделим те, которые целесообразно было бы использовать для интеграции с другими подсистемами.

На Рис. 6 приведена диаграмма DFD 1-го уровня подсистемы видеонаблюдения с выделенными точками интеграции.

Рис. 6. Пример диаграммы DFD 1-го уровня подсистемы видеонаблюдения с выделенными точками интеграции.

Пунктирными линиями обозначены потоки данных, которые могут быть использованы совместно с другими подсистемами.

Теперь для каждой пары подсистем проведем детальный анализ всех возможных связей между выделенными точками интеграции. Этот анализ необходим для выявления существенных и отбрасывания несущественных или не имеющие смысла, с точки зрения функционирования интегрируемых подсистем, связей. Поскольку количество искомых интеграционных связей конечно, то становится возможным дать оценку о полноте интеграции.

Пример интеграционной связи, построенной по методу «приведение сущностей»

Сущность СВН «НАЛИЧИЕ ДВИЖЕНИЯ НА ИЗОБРАЖЕНИИ» приводится к сущности СОС «СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТА ОХРАНЫ». Наличие/отсутствие движения на изображении есть тревога/норма для сущности СОС «СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТА ОХРАНЫ». При таком подходе система СОС может обращаться с детектором движения СВН как с обычным охранным датчиком.

Рис. 7. Пример интеграционной связи, построенной по методу «приведение сущностей».

Пример интеграционной связи, построенной по методу «инкапсуляция компонент» В СОС встраивается компонента СВН «ЭКРАН», позволяя СОС принимать сущности СВН «ИЗОБРАЖЕНИЕ» при возникновении состояния тревоги сущности СОС «СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТА ОХРАНЫ» или при просмотре архива тревог.

Рис. 8. Пример интеграционной связи, построенной по методу «инкапсуляция компонент».

Литература

1. Генне О.В. «Заочная дискуссия об интеграции», Журнал «Защита информации. Конфидент», - № 1, 2002.

2. Журнал «Все о вашей безопасности», - № 2, 2004.

3. Рудь С. «Тенденции развития интегрированных систем», Журнал «Все о вашей безопасности», - № 1, 2000.

4. Свободная энциклопедия «Википедия».

5. Калянов Г.Н. CASE структурный системный анализ. - М.: ЛОРИ, - 1996.

Размещено на Allbest.ru