Функциональная совместимость — это свойство продукта или системы работать с другими продуктами или системами. [1] Хотя этот термин первоначально был определен для информационных технологий или услуг системного проектирования , чтобы обеспечить обмен информацией, [2] более широкое определение учитывает социальные, политические и организационные факторы, которые влияют на производительность системы к системе. [3]
Типы взаимодействия включают синтаксическую совместимость , когда две системы могут взаимодействовать друг с другом, и междоменную совместимость , когда несколько организаций работают вместе и обмениваются информацией.
Если две или более системы используют общие форматы данных и протоколы связи , они способны взаимодействовать друг с другом и демонстрируют синтаксическую совместимость . XML и SQL являются примерами распространенных форматов данных и протоколов. Форматы данных низкого уровня также способствуют синтаксической совместимости, гарантируя, что алфавитные символы будут храниться в одном и том же формате ASCII или Unicode во всех взаимодействующих системах.
Помимо способности двух или более компьютерных систем обмениваться информацией, семантическая совместимость — это способность автоматически интерпретировать обмениваемую информацию осмысленно и точно для получения полезных результатов, определенных конечными пользователями обеих систем. Для достижения семантической совместимости обе стороны должны использовать общую эталонную модель обмена информацией. Содержание запросов на обмен информацией определено однозначно: то, что отправляется, совпадает с тем, что понимается.
Междоменная совместимость предполагает совместную работу множества социальных, организационных, политических и юридических лиц для достижения общих интересов или обмена информацией. [4]
Функциональная совместимость подразумевает обмен между рядом продуктов или аналогичными продуктами от нескольких разных поставщиков или даже между прошлыми и будущими версиями одного и того же продукта. Функциональная совместимость может быть разработана постфактум , как особая мера между двумя продуктами, исключая при этом остальные, путем использования открытых стандартов . [ необходимо дальнейшее объяснение ] Когда поставщик вынужден адаптировать свою систему к доминирующей системе, которая не основана на открытых стандартах, это совместимость , а не взаимодействие. [ нужна цитата ]
Открытые стандарты полагаются на широкую консультативную и инклюзивную группу, включающую представителей поставщиков, ученых и других лиц, заинтересованных в разработке, которая обсуждает и обсуждает технические и экономические преимущества, недостатки и осуществимость предлагаемого общего протокола. После того, как сомнения и оговорки всех членов будут рассмотрены, итоговый общий документ утверждается в качестве общего стандарта . Этот документ впоследствии может быть опубликован для общественности и отныне станет открытым стандартом . Обычно он публикуется и доступен бесплатно или по номинальной цене для всех желающих без каких-либо дополнительных ограничений . Различные поставщики и отдельные лица (даже те, кто не входил в первоначальную группу) могут использовать стандартный документ для создания продуктов, реализующих общий протокол, определенный в стандарте, и, таким образом, совместимых по конструкции , без какой-либо конкретной ответственности или преимуществ для клиентов за выбор. преимущество одного продукта над другим на основе стандартизированных характеристик. Продукты поставщиков конкурируют по качеству реализации, пользовательскому интерфейсу, простоте использования, производительности, цене и множеству других факторов, сохраняя при этом данные клиента нетронутыми и пригодными для передачи, даже если он решит переключиться на другой конкурирующий продукт для бизнеса. причины.
Функциональная совместимость постфактум может быть результатом абсолютного доминирования на рынке определенного продукта в нарушение любых применимых стандартов или отсутствия каких-либо эффективных стандартов на момент появления этого продукта. Поставщик этого продукта может затем игнорировать любые предстоящие стандарты и вообще не участвовать в каком-либо процессе стандартизации, используя свою почти монополию, чтобы настаивать на том, что его продукт устанавливает стандарт де-факто благодаря своему доминированию на рынке. Это не проблема, если реализация продукта открыта и минимально обременена, но она вполне может быть как закрытой, так и сильно обремененной (например, патентными заявками). Из-за сетевого эффекта достижение совместимости с таким продуктом одновременно имеет решающее значение для любого другого поставщика, если он хочет оставаться актуальным на рынке, и труднодостижимо из-за отсутствия сотрудничества на равных условиях с первоначальным поставщиком, который вполне может видеть новый поставщик как потенциальный конкурент и угроза. Новые реализации часто полагаются на обратное проектирование в «чистой комнате» при отсутствии технических данных для достижения совместимости. Первоначальные поставщики могут предоставлять такие технические данные другим, часто во имя поощрения конкуренции , но такие данные всегда обременены и могут иметь ограниченное использование. Наличие таких данных не эквивалентно открытому стандарту, поскольку:
Говоря с точки зрения электронного правительства , функциональная совместимость означает возможность сотрудничества трансграничных услуг для граждан, предприятий и государственных администраций. Обмен данными может стать проблемой из-за языковых барьеров, различных спецификаций форматов, разновидностей категоризации и других препятствий.
Если данные интерпретируются по-разному, сотрудничество ограничено, занимает больше времени и является неэффективным. Например, если гражданин страны А хочет купить землю в стране Б, ему будет предложено предоставить правильные адресные данные. Адресные данные в обеих странах включают полное имя, название и номер улицы, а также почтовый индекс . Порядок данных адреса может отличаться. На том же языке не является препятствием для заказа предоставленных адресных данных; но, преодолевая языковые барьеры, это становится сложно. Если в языке используется другая система письма, это практически невозможно, если отсутствуют средства перевода.
Функциональная совместимость используется исследователями в контексте управления рисками городских наводнений . [5] Города и городские территории во всем мире расширяются, что создает сложные пространства со множеством взаимодействий между окружающей средой, инфраструктурой и людьми. Чтобы решить эту сложность и надлежащим образом управлять водой в городских районах, необходима система системного подхода к борьбе с водой и наводнениями . В этом контексте функциональная совместимость важна для облегчения системного мышления и определяется как: «способность любой системы управления водными ресурсами перенаправлять воду и использовать другую систему (системы) для поддержания или улучшения своей производительной функции во время водопользования. случаи превышения». [6] Путем оценки сложных свойств систем городской инфраструктуры, в частности совместимости между дренажными системами и другими городскими системами (например, инфраструктурой, такой как транспорт), можно было бы расширить возможности всей системы по управлению паводковыми водами для достижения повышение устойчивости городов к наводнениям. [7]
Оперативная совместимость сил определяется в НАТО как способность сил двух или более стран обучаться, тренироваться и эффективно действовать вместе при выполнении поставленных миссий и задач. Кроме того, НАТО определяет оперативную совместимость в более общем смысле как способность действовать вместе слаженно, эффективно и результативно для достижения тактических, оперативных и стратегических целей союзников. [8]
На стратегическом уровне оперативная совместимость является фактором, способствующим созданию коалиции. Это способствует значимому вкладу партнеров по коалиции. На этом уровне вопросы оперативной совместимости сосредоточены на гармонизации мировоззрений, стратегий, доктрин и силовых структур. Функциональная совместимость является элементом готовности коалиции работать вместе в долгосрочной перспективе для достижения и поддержания общих интересов в борьбе с общими угрозами. Функциональная совместимость на оперативном и тактическом уровнях — это то, где стратегическая и технологическая совместимость объединяются, чтобы помочь союзникам формировать окружающую среду, управлять кризисами и выигрывать войны. Преимущества оперативной совместимости на оперативном и тактическом уровнях обычно проистекают из взаимозаменяемости элементов и подразделений сил. Технологическая совместимость отражает интерфейсы между организациями и системами. Основное внимание уделяется средствам связи и компьютерам, но также затрагиваются технические возможности систем и, как следствие, совместимость миссий между системами и данными партнеров по коалиции. На технологическом уровне преимущества оперативной совместимости проистекают прежде всего из их воздействия на оперативном и тактическом уровнях с точки зрения повышения гибкости. [9]
Поскольку службам экстренного реагирования необходимо иметь возможность общаться во время широкомасштабных чрезвычайных ситуаций, совместимость является важным вопросом для правоохранительных органов , пожаротушения , служб неотложной медицинской помощи и других ведомств общественного здравоохранения и безопасности. За последние 12 лет это была основная область инвестиций и исследований. [10] [11] Широко разное и несовместимое оборудование препятствует обмену информацией между агентствами. [12] Информационные системы агентств, такие как компьютерные диспетчерские системы и системы управления записями, функционировали в основном изолированно, на так называемых информационных островах . Агентства пытались преодолеть эту изоляцию с помощью неэффективных временных методов, в то время как крупные агентства начали внедрять ограниченно совместимые системы. Эти подходы были неадекватными, и в США отсутствие функциональной совместимости в сфере общественной безопасности стало очевидным во время атак 11 сентября [13] на структуры Пентагона и Всемирного торгового центра. Еще одно свидетельство отсутствия оперативной совместимости появилось, когда агентства боролись с последствиями урагана Катрина .
В отличие от общей национальной картины, некоторые штаты, включая Юту, уже добились больших успехов. Дорожный патруль штата Юта и другие департаменты штата Юта создали сеть обмена данными по всему штату . [14]
Содружество Вирджиния является одним из ведущих штатов США по улучшению оперативной совместимости. Координатор по функциональной совместимости использует региональную структуру для лучшего распределения грантового финансирования по всему Содружеству, чтобы все регионы имели возможность улучшить функциональную совместимость коммуникаций. Стратегический план связи Вирджинии ежегодно обновляется и включает в себя новые инициативы для Содружества. Все проекты и усилия привязаны к этому плану, который согласуется с Национальным планом экстренной связи, автором которого является Управление экстренной связи Министерства внутренней безопасности.
Штат Вашингтон стремится улучшить функциональную совместимость по всему штату. Исполнительный комитет штата по функциональной совместимости [15] (SIEC), созданный законодательным органом в 2003 году, работает для оказания помощи службам экстренного реагирования (полиция, пожарная служба, шериф, медицинская служба, служба безопасности и т. д.) на всех уровнях власти (город, округ, штат). , племенной, федеральный), чтобы определить совместимость для своего местного региона. Вашингтон признает, что сотрудничество в проектировании и разработке систем беспроводной радиосвязи позволяет службам экстренного реагирования эффективно предоставлять дополнительные услуги, повышать функциональную совместимость и снижать долгосрочные затраты. Эта работа спасает жизни сотрудников служб экстренной помощи и граждан, которым они служат.
Правительство США прилагает усилия, чтобы преодолеть отсутствие в стране функциональной совместимости в области общественной безопасности. Управление функциональной совместимости и совместимости (OIC) Министерства внутренней безопасности реализует программы SAFECOM [16] , CADIP и Project 25 , которые призваны помочь агентствам интегрировать свои CAD и другие ИТ-системы.
ОИК запустила CADIP в августе 2007 года. В рамках этого проекта ОИК будет сотрудничать с агентствами в нескольких местах, включая Силиконовую долину . В этой программе будут использоваться тематические исследования для выявления лучших практик и проблем, связанных с объединением систем САПР через границы юрисдикций. Эти уроки позволят создать инструменты и ресурсы, которые агентства общественной безопасности смогут использовать для создания совместимых САПР-систем и взаимодействия между местными, государственными и федеральными границами.
Органы управления могут повысить функциональную совместимость посредством своих законодательных и исполнительных полномочий. Например, в 2021 году Европейская комиссия , после заказа двух исследований по оценке воздействия и исследования по анализу технологий , предложила реализовать стандартизацию – для итераций USB-C – зарядных устройств для телефонов , что может повысить совместимость, а также конвергенцию и удобство для потребителей, одновременно уменьшая потребности в ресурсах, избыточность и электронные отходы . [17] [18] [19]
Совместимость настольных компьютеров — это разновидность совместимости программного обеспечения. Вначале в центре внимания совместимости была интеграция веб-приложений с другими веб-приложениями. Со временем были разработаны контейнеры открытой системы для создания среды виртуального рабочего стола, в которой эти приложения могли быть зарегистрированы, а затем взаимодействовать друг с другом, используя простые шаблоны публикации-подписки . Также поддерживались элементарные возможности пользовательского интерфейса, позволяющие группировать окна с другими окнами. Сегодня совместимость настольных компьютеров превратилась в платформы с полным спектром услуг, которые включают поддержку контейнеров, базовый обмен между Интернетом и Интернетом, а также встроенную поддержку других типов приложений и расширенное управление окнами. Новейшие платформы взаимодействия также включают службы приложений, такие как универсальный поиск, уведомления, разрешения и предпочтения пользователей, соединители сторонних приложений и языковые адаптеры для собственных приложений.
Совместимость поиска означает возможность поиска в двух или более коллекциях информации с помощью одного запроса. [20]
В частности, проблема совместимости, связанная с веб-поиском, связана с тем, что разработчикам веб-ресурсов обычно практически не нужно беспокоиться об обмене информацией с другими веб-ресурсами. Технология федеративного поиска , которая не предъявляет требований к формату владельцу данных, стала одним из решений проблем совместимости поиска. Кроме того, появились такие стандарты, как Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting , Resource Description Framework и SPARQL , которые также помогают решить проблему совместимости поиска, связанного с веб-ресурсами. Такие стандарты также затрагивают более широкие темы совместимости, например, интеллектуальный анализ данных.
Что касается программного обеспечения , термин «совместимость» используется для описания способности различных программ обмениваться данными через общий набор форматов обмена, читать и записывать файлы одних и тех же форматов и использовать одни и те же протоколы связи . [a] Отсутствие функциональной совместимости может быть следствием отсутствия внимания к стандартизации при разработке программы. Действительно, совместимость не считается чем-то само собой разумеющимся в той части компьютерного мира, которая не основана на стандартах. [21]
В соответствии со стандартом ISO/IEC 2382-01 « Словарь информационных технологий, фундаментальные термины» , функциональная совместимость определяется следующим образом: «Возможность взаимодействовать, выполнять программы или передавать данные между различными функциональными блоками таким образом, что от пользователя требуется мало или вообще не требуется знание уникальных характеристик этих единиц». [22] [б]
Организации, разрабатывающие стандарты, предоставляют открытые общедоступные спецификации программного обеспечения для облегчения взаимодействия; примеры включают организацию Oasis-Open и BuildingSMART (бывший Международный альянс по совместимости). Еще одним примером нейтральной стороны являются документы RFC Инженерной группы Интернета (IETF).
Сообщество Open Service for Lifecycle Collaboration [23] работает над поиском общего стандарта, позволяющего программным инструментам обмениваться данными, например, об ошибках, задачах, требованиях и т. д. Конечная цель — согласовать открытый стандарт для совместимости приложений с открытым исходным кодом. инструменты управления жизненным циклом приложений . [24]
Java является примером совместимого языка программирования, который позволяет писать программы один раз и запускать их где угодно с помощью виртуальной машины Java . Программа на Java, пока она не использует специфичные для системы функции, будет поддерживать взаимодействие со всеми системами, имеющими доступную виртуальную машину Java. Приложения сохранят совместимость, поскольку, несмотря на различия в реализации, базовые языковые интерфейсы одинаковы. [25]
Совместимость программного обеспечения достигается пятью взаимосвязанными способами :
Каждый из них играет важную роль в уменьшении изменчивости программного обеспечения для связи и улучшении общего понимания конечной цели, которую необходимо достичь.
Функциональная совместимость обычно рассматривается как проблема для экспертов, и ее значение для повседневной жизни иногда недооценивается. Пример конкуренции Microsoft в Европейском Союзе показывает , как совместимость влияет на важные вопросы соотношения сил. В 2004 году Европейская комиссия обнаружила, что Microsoft злоупотребила своей рыночной властью, намеренно ограничивая взаимодействие между серверами рабочих групп Windows и серверами рабочих групп сторонних производителей. Таким образом, Microsoft смогла защитить свою доминирующую позицию на рынке серверных операционных систем для рабочих групп, которые являются сердцем корпоративных ИТ-сетей. Microsoft было приказано раскрыть полную и точную документацию по интерфейсу, которая могла бы позволить конкурирующим поставщикам конкурировать на равных ( средство обеспечения совместимости ).
Функциональная совместимость также всплыла в ходе дебатов по патентам на программное обеспечение в Европейском парламенте (июнь – июль 2005 г.). Критики утверждают, что, поскольку патенты на технологии, необходимые для обеспечения совместимости, сохраняются на условиях RAND (разумное и недискриминационное лицензирование), клиентам придется платить лицензионные сборы дважды: один раз за продукт и, в соответствующем случае, один раз за защищенный патентом продукт. программа, которую использует продукт.
Функциональная совместимость часто является скорее организационным вопросом. Функциональная совместимость может оказать существенное влияние на заинтересованные организации, поднимая вопросы собственности (хотят ли люди делиться своими данными? или они имеют дело с информационными хранилищами ?), трудовых отношений (готовы ли люди пройти обучение?) и удобства использования. В этом контексте более подходящее определение содержится в термине « совместимость бизнес-процессов» .
Функциональная совместимость может иметь важные экономические последствия; например, исследования показали, что стоимость неадекватной совместимости в отрасли капитального оборудования США составляет 15,8 миллиардов долларов в год. [31] Если продукция конкурентов несовместима (по таким причинам, как патенты , коммерческая тайна или сбои в координации ), результатом вполне может стать монополия или провал рынка . По этой причине сообществам пользователей или правительствам может быть разумно предпринять шаги для поощрения функциональной совместимости в различных ситуациях. По меньшей мере 30 международных организаций и стран реализовали инициативы по созданию структуры взаимодействия на основе электронного правительства , называемые e-GIF , а в США существует инициатива NIEM . [32]
Новые технологии внедряются в больницах и лабораториях с постоянно возрастающей скоростью. Необходимость совместимости по принципу «включай и работай» – возможность достать медицинское устройство из коробки и легко заставить его работать с другими устройствами – привлекла большое внимание как со стороны поставщиков медицинских услуг, так и со стороны промышленности.
Все чаще медицинские устройства, такие как инкубаторы и системы визуализации, оснащены программным обеспечением, которое интегрируется на месте оказания медицинской помощи и с электронными системами, такими как электронные медицинские записи. На собрании Общества специалистов по вопросам регулирования (RAPS) в 2016 году такие эксперты в этой области, как Анджела Н. Джонсон из GE Healthcare и представитель Управления по контролю за продуктами и лекарствами США, провели практические семинары о том, как компании разрабатывают новые медицинские устройства, а больницы устанавливают их, могут более эффективно работать над согласованием совместимых программных систем. [33]
Железные дороги имеют большую или меньшую совместимость в зависимости от соответствия стандартам колеи , сцепок , тормозов , сигнализации , связи , габаритов погрузки , габаритов конструкции и правил эксплуатации , и это лишь некоторые параметры. Для пассажирских железнодорожных перевозок различные стандарты высоты и ширины железнодорожных платформ также могут вызывать проблемы совместимости. [ нужна цитата ]
Грузовые и междугородные пассажирские железные дороги Северной Америки обладают высокой функциональной совместимостью, а системы Европы, Азии, Африки, Центральной и Южной Америки и Австралии — гораздо хуже. Параметром, который труднее всего преодолеть (при разумных затратах), является несовместимость колеи, хотя системы осей с регулируемой колеей все чаще используются. [ нужна цитата ]
В телекоммуникациях этот термин можно определить как:
В двусторонней радиосвязи совместимость состоит из трех измерений:
Многие организации занимаются вопросами совместимости. Всех объединяет то, что они хотят подтолкнуть развитие Всемирной паутины к семантической сети. [ сомнительно ] Некоторые концентрируются на электронном правительстве, электронном бизнесе или обмене данными в целом.
На международном уровне Консорциум Network Centric Operations Industry Consortium способствует глобальной совместимости, преодолевая границы, языковые и технические барьеры. В сфере искусственной среды Международный альянс по совместимости был основан в 1994 году и в 2005 году был переименован в BuildingSMART. [36]
В Европе, например, Европейская комиссия и ее программа IDABC выпускают Европейскую структуру интероперабельности . На смену IDABC пришла программа ISA . Они также инициировали создание Европейского центра семантической совместимости (SEMIC.EU). Европейская служба земельной информации (EULIS) была создана в 2006 году как консорциум европейских национальных земельных реестров. Целью сервиса является создание единого портала, через который клиентам предоставляется доступ к информации об отдельных объектах недвижимости, об услугах по регистрации земли и недвижимости, а также о соответствующей правовой среде. [37]
Европейская структура интероперабельности (EIF) [38] рассматривает четыре вида интероперабельности: 1) юридическую интероперабельность, 2) организационную интероперабельность, 3) семантическую интероперабельность и 4) техническую интероперабельность. В Европейском исследовательском кластере Интернета вещей (IERC) и лучших практиках семантической совместимости IoT; выделяются четыре вида интероперабельности: 1) синтаксическая интероперабельность, 2) техническая интероперабельность, 3) семантическая интероперабельность и 4) организационная интероперабельность.
В Соединенных Штатах инициатива организации и регистрации компонентов администрирования общих служб (CORE.GOV) обеспечила среду совместной разработки, совместного использования, регистрации и повторного использования компонентов в начале 2000-х годов. [39] Сопутствующей инициативой является текущая работа над Национальной моделью обмена информацией (NIEM) и хранилище ее компонентов. Национальный институт стандартов и технологий выступает в качестве агентства по стандартам измерений.
{{cite web}}
: CS1 maint: другие ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link){{cite web}}
: CS1 maint: numeric names: authors list (link)