基本概念
開放結構於20世紀80年代初提出，與開放系統概念的提出和實現密切相關。它的發展是為了適應更大規模地推廣計算機的套用和計算機網路化的需求，現仍處於繼續發展和完善之中。一些標準化組織對開放系統的概念是大體相同的，但具體的定義不完全一致。
開放式體系結構框架（open architecture framework）是具有套用系統的可移植性和可剪裁性、網路上各結點機間的互操作性和易於從多方獲得軟體的體系結構框架，簡稱開放結構(OAF)，它是構成開放套用體系結構（OAA）的技術基礎。
對於開放系統，美國電氣和電子工程師協會(IEEE)給出了以下定義：“開放系統應提供這樣一些功能，它們使正確執行的應用程式能在多個廠商提供的不同平台上運行，和其它應用程式互操作，並且為用戶相互作用提供一個統一風格的界面。”該定義中有三個關鍵點：一是應用程式能在不同平台上運行；二是套用軟體能夠互操作；三是有統一風格的人機界面(HCI)。
開放系統
計算機綜合與集成自動化系統要求有多廠商、異機種、異構的計算機系統、網路、資料庫管理系統的互連，於是產生了開放式系統的概念，各計算機廠商也紛紛推出其開放網路體系結構，如IBM的SNA, DEC的DNA等。
開放式計算機系統的發展中，目前有幾種定義：
X/Open協會的定義：開放系統是以規範化與實際上存在的接口標準為依據而建立的計算機系統、網路系統及相關的通信環境，這些標準不應是任何機構所專有的。開放系統可以為各種套用系統中的標準平台提供軟體的可移植性、系統的互操作性、信息資源管理的靈活性和更大的可選擇性。
OSF的定義：開放系統是一種能使各類用戶在連續工作的環境下，將不同的硬體系統與軟體系統共同套用的系統。開放系統技術則是為用戶提供可以自主選擇所需計算機系統、通信系統以及相關軟體的技術。
IEEE POSIX委員會則認為：所謂開放式計算機系統，就是為應用程式提供在展覽中網路上的可移植性、互操作性和分布計算機的計算機系統。
雖然目前尚無統一的定義，但開放式計算機系統一般應有幾個基本特徵:可移植性、互操作性、廣泛性和可得可用性 。
開放體系結構框架
在開放體系結構的研究中，美國的OMAC (Open Modular Architecture Controls)、歐盟的。SAGA (Open System Architecture for Control within Automation System、日本的OSEC (Open system environment for controllers)這三種體系結構影響深遠。OMAC由基類和模組來描述抽象的體系結構，通過選擇不同的模組，以搭積木的思想來構造系統。OSACA提出一個“分層的系統平台與結構功能單元”的結構。體系結構以一個系統平台為
基礎，由一組邏輯上離散的部件組成，控制系統本身不帶有平台的任何信息；在平台之間定義了很好的接口，允許不同供應商提供的組件之間協調工作；正確工作的控制器可以運行在不同的系統平台上。OSEC體系屬於層次性結構，系統按功能分層，每一層按照功能分為若干個模組，層次間具有單向調用或者依賴關係，每一層都在其下層建立，下層為上層提供所需的服務。同一層的模組間按照一定的接口關係自由調用。
OMAC與OSACA體系是理想的、革命性的，力圖成為自動化領域的通用國際標準，它的範圍涵蓋了整個自動化領域。而OSEC體系的目標是建立國際性的工廠自動化控制設備標準。
其重點集中在數控本身和分散式控制系統上，因而它是可階段性實現的，並且對數控系統的發展有直接的指導意義。基於OSEC的體系結構思想，微機數控系統的開放體系結構如圖1所示：
開放體系結構框架圖1
最底層是設備層，包括採用可重構功能模組組成的工具機本體，以及具有標準接口的伺服系統、輸入輸出模組和智慧型感測器模組等，設備層中所有設備均採用統一標準接口的模組，因此易實現互換或互用。中間層是功能層，主要完成數控系統的運動軌跡控制和工具機邏輯控制功能。最上層是套用層，是計算機主流作業系統上的標準套用，負責提供人機界面，CAPP/CAM等的工藝規劃，NC程式的處理等。網路接口使得網路製造以及遠程監控、診斷和決策變得容易。
在以上三個層次結構中，功能層是實現開放式數控系統的關鍵，它必須實現兩個層次上的開放。即向下對設備層的開放和向上對套用層的開放，對設備層的開放是指提供一個通用的接口訪問外部控制設備，使功能層具有設備無關性；對套用層的開放是指提供一個通用的數據交換接口，接受來自套用層的命令並把相關操作和處理後的數據送回到套用層，使功能層具有套用無關性 。
特點
為滿足建立和實現開放系統的需要，開放結構應具有以下4個特點：
①可移植性。各種計算機套用系統可在具有開放結構特性的各種計算機系統間進行移植，不論這些計算機是否同種型號、同種機型。
②可互操作性。如計算機網路中的各結點機都具有開放結構的特性，則該網上各結點機間可相互操作和資源共享，不論各結點機是否同種型號、同種機型。
③可剪裁性。如某個計算機系統是具有開放結構特性的，則在該系統的低檔機上運行的套用系統應能在高檔機上運行，原在高檔機上運行的套用系統經剪裁後也可在低檔機上運行。
④易獲得性。在具有開放結構特性的機器上所運行的軟體環境易於從多方獲得，不受某個來源所控制。
實現 為了全面實現上述開放系統的4個特性，首先要保證實現系統的可移植性和互操作性。
①為實現可移植性，首先要建立起符合開放系統概念的開發平台，在這個開發平台上所開發的套用系統都可以在另一個符合開放系統概念的平台上，以同樣的工作環境去編譯和運行原套用系統，不必對源程式作任何修改。
②為實現互操作性，首先應實現通信時的互操作性，即應實現開放系統互連環境（OSIE）。
開放體系的特性
開放體系有如下特性：
（1）基於開放、公開的規範—作為標準，易於用公認的方法進行維護；
（2）使用標準接口、服務和格式；
（3）持久耐用，具有易於組成成分更換或增添新性能的接口；
（4）可升級，在聯合更多的組成部分的同時，帶給系統的影響最小。
一方面，能減少用於計算機和電腦程式的費用，減少由電腦程式產生的種種不足，減少有關協同作戰能力的問題，減少基礎組織以及全面的作戰壽命周期成本，減少作戰時間。另一方面，能增加程式的性能和容量，競爭和改革創新增多，增加系統組成成分的共性和再使用能力，增強商業投資的槓桿作用 。
