Вопросы оценки качества баз данных

Современные базы данных - один из тех объектов в сфере информатизации, от которых иногда требуется особенно высокое качество и наличие возможности его оценки.

При анализе качества баз данных целесообразно рассматривать две компоненты: системы программ управления данными и совокупность данных, упорядоченных по некоторым правилам. Эти два объекта различаются:

· номенклатурой и содержанием показателей качества, определяющих их назначение, функции и потребительские свойства;

· технологией и средствами автоматизации разработки и обеспечения всего жизненного цикла объекта;

· категориями специалистов, обеспечивающих создание, эксплуатацию или применение баз данных;

· комплектами эксплуатационной и технологической документации, поддерживающими жизненный цикл объекта.

Практически весь набор характеристик и атрибутов стандарта ISO 9126 «Качество программных средств» в той или иной мере может использоваться в составе требований к БД и СУБД. Во всех случаях важнейшими характеристиками качества являются требования к функциональной пригодности процессов формирования и изменения информационного наполнения баз данных, а также доступа к данным посредством представления результатов пользователям.

В зависимости от области применения, приоритет при оценке качества баз данных может отдаваться различным конструктивным характеристикам: надежности и защищенности применения (финансовая сфера), удобству использования малоквалифицированными пользователями (социальная сфера), эффективности использования ресурсов (сфера материально-технического снабжения). Практически во всех случаях сохраняется некоторая роль других конструктивных показателей качества – для каждого из них необходимо оценивать его приоритет для конкретной сферы применения, меры и шкалы необходимых и допустимых характеристик качества.

В системах баз данных доминирующее значение приобретают сами данные, их хранение и обработки. Для оценивания качества информации может применяться общий методологический подход к выделению адекватной номенклатуры стандартизированных в ISO 9126 базовых характеристик и субхарактеристик. Однако их содержание требуется уточнить. Выделяемые показатели качества должны быть упорядочены в соответствие с приоритетами их практического применения и иметь реальный практический интерес.

При разработке баз данных в техническом задании и спецификации ранее должен формализоваться представительный набор функциональных требований к качеству баз данных.

Характеристики качества информации должны быть разделены на функциональные и конструктивные, содержание которых также базируется на стандарте ISO 9126 (Рис. 1). Однако номенклатура качества не всегда должна включать только показатели, характеризующие информацию в базе данных, также должны включаться ряд уточнений, отражающую комплексную эффективность и функциональную пригодность ее применения в реальных условиях.

Рис. 1 Характеристики качества информации

Функциональная пригодность информации базы данных может представлять сложную систему для измерения и оценки соответствия требованиям реальных значений атрибутов качества. Особенно это актуально для больших распределенных баз данных, в которых циркулирует разнообразная и сложная информация об анализируемом объекте. Мерой качества функциональной пригодности может стать степень покрытия целей, назначения и функций баз, данных доступной пользовательской информацией. Для баз данных разумно использовать группу субхарактеристик, определяющих функциональные, структурные и эксплуатационные требования.

На содержательном уровне функциональную пригодность многих баз данных отражают:

1. полнота накопленных описаний объектов – относительное число объектов или документов, имеющихся в базе данных, к общему числу объектов по данной тематике или по отношению к числу объектов в аналогичных базах данных;

2. идентичность – относительно число описаний объектов, не содержащих дефекты или ошибки, к общему числу документов об объектах в базе данных;

3. актуальность – относительное число устаревших данных об объектах в базах данных к общему числу накопленных и обрабатываемых данных.

В связи с многовариантностью функций, выполняемых базами данных, не представляется возможным стандартизация требований к ним только общими правилами организациями. Меры и шкалы качества функциональной пригодности столь же разнообразны, насколько различаются назначение и специфика функций информации баз данных.

Конструктивные характеристики могут быть стандартизированы. К числу этих характеристик качества информации относят практически все стандартизированные показатели качества, представленные в стандарте ISO 9126. Меры и шкалы для оценивания конструктивных характеристик могут быть применены те, что используются при анализе программных средств.

Корректность или достоверность данных – это степень соответствия данных об объектах в базы данных реальным объектам в текущий момент времени, определяющаяся изменениями самих объектов, некорректностями записей об их состоянии или некорректностями самих расчетов их характеристик. Выбор и установку требований к корректности данных можно оценивать по степени покрытия накопленными, актуальными и достоверными данными состояния и изменения внешних объектов, которые они отражают. Можно выделить следующие субхарактеристики:

1. объем данных – относительное число записей, доступных для хранения и обработки, по сравнению с полным числом реальных объектов во внешней вреде;

2. оперативность – степень соответствия динамики изменения данных состояниям реальных объектов;

3. глубина ретроспективы – интервал времени от даты выпуска и / или записи в базу данных самого раннего документа до настоящего времени;

4. динамичность – относительное число изменяемых описаний объектов к общему числу записей в базы данных за некоторый интервал времени, определяемый периодичностью издания версий базы данных.

Защищенность информации реализуется средствами СУБД с поддерживающими их средствами защиты данных. Цели, назначение и функции защиты тесно связаны с особенностями функциональной пригодности каждой базы данных. В распределенных базах данных показатели защищенности тесно связаны с характеристиками целостности и отражают степень тождественности одинаковых данных в памяти удаленных компонент.

Косвенным показателем защищенности является относительная доля вычислительных средств, используемых непосредственно средствами защиты информации. На практике способность защищать информацию баз данных описываются составом средств, используемых для защиты от внешних внутренних угроз. Основное внимание уделяется вопросам защиты от злоумышленных разрушений, искажений и хищений информации; основным мероприятием, проводимым для реализации данных задач, является аудит санкционирования доступа, контроль организации и эффективности ограничений доступа.

Качество защиты можно охарактеризовать величиной предотвращенного ущерба, возможного при появлении дестабилизирующих факторов и реализации конкретных угроз безопасности, а также средним временем между возможными проявлениями угроз, преодолевающих систему защиты данных.

Надежность информации баз данных может основываться на применении теории методов надежности, которая позволяет получить ряд четких, хорошо измеряемых интегральных показателей. Надежная база данных должна, прежде всего, обеспечивать низкую вероятность потери работоспособности. Быстрое реагирование на потерю или искажение данных и восстановление их достоверности и работоспособности за время меньшее, чем порог между сбоем и отказом, обеспечивает высокую надежность.

Используемость ресурсов (или ресурсная экономия) в стандартах отражается занятостью ресурсов центрального процессора, оперативной, внешней и виртуальной памяти, каналов ввода-вывода и каналов связи. В зависимости от конкретных задач и особенностей базы данных при выборе атрибутов качества может доминировать либо абсолютная занятость ресурсов различных видов, либо относительная величина нормального использования ресурсов каждого вида при нормальном функционировании базы данных.

Практичность (применимость) – трудно формализуемое понятие, определяющее функциональную пригодность и полезность применения базы данных для определенных пользователей. В эту группу входят субхарактеристики, которые отражают с различных сторон функциональную понятность, удобство освоения, системную эффективность и простоту использования данных. Некоторые из этих характеристик можно оценить экономическими показателями – затратами труда и времени специалистов на реализацию определенных функций взаимодействия с данными. Для этой характеристики качества в стандарте дано наибольшее количество атрибутов описывающих свойства программных средств и полезных для оценки и баз данных. Оценка практичности зависит не только от собственных характеристик баз данных, но также от организации и адекватности документирования процессов их эксплуатации.

1. понятность зависит от качества документирования и субъективности впечатлений потенциальных пользователей; ее можно описать качественно четкостью функциональной концепции, полнотой описания, комплектностью и наглядностью представления в документации возможных функций и особенностей реализации данных;

2. простота использования – возможность удобно и комфортно эксплуатировать базу данных и манипулировать данными; она соответствует управляемости, согласованности с ожиданиями и навыками пользователей. Некоторые атрибуты этой характеристики можно оценить количественно те изменения трудозатрат и длительности соответствующих процессов подготовки и обучения квалифицированных пользователей;

3. изучаемость – может определяться трудоемкостью и длительностью подготовки пользователя. Качество изучаемости зависит от внутренних свойств и структуры самой базы данных, а также квалификации пользователей.

Сопровождаемость информации может отражаться удобством и эффективностью исправления, усовершенствования или адаптации структуру содержания описаний в зависимости от изменения во внешней среде применения. Обобщенно качество сопровождаемости баз данных можно оценить потребностью ресурсов для ее обеспечения и для реализации. Возможные затраты ресурсов на развитие и совершенствование качества базы данных зависят не только от внутренних свойств данных, но также от запросов и потребностей пользователей и готовности заказчика и разработчика удовлетворить эти потребности. Можно выделить набор субхарактеристик сопровождаемости и баз данных;

1. анализируемость баз данных зависит от стройности архитектуры, унифицированности интерфейсов, полноты и корректности технологической и эксплуатационной документации;

2. изменяемость состоит в приспособленности структурны и содержания данных к реализации специфицированных изменений и к управлению конфигурацией данных; изменяемость зависит не только от внутренних свойств базы данных, но также от организации и инструментальной оснащенности процессов сопровождения;

3. тестируемость зависит от величины области влияния изменения, которые необходимо тестировать при модификациях структуры и содержания данных.

Субхарактеристики изменяемости и тестируемости данных доступны для количественного оценивания по величине трудоемкости и длительности реализации этих функций при типовых операциях с данными при применении различных методов и средств автоматизации.

Мобильность баз данных можно характеризовать длительностью и трудоемкостью их инсталляции, адаптации и замещаемости при переносе на другие платформы (аппаратные или операционные). Информация о процессах, происходящих во внешней среде, может иметь большие объемы и иметь большую трудоемкость первичного накопления, что требует тщательности хранения и регламентированного изменения. Развитие аппаратной платформы, как впрочем, и операционной, может требовать расширения и замены первичных платформ, что не всегда предусмотрено. Особенности и трудоемкость переноса зависят от характеристик совместимости архитектур (форматной, лингвистической и физической совместимостей) и содержания переносимой между платформами информации. Сложность переноса, трудоемкость и длительность этой процедуры требуют серьезных работ по планированию и организации работ; одновременно должна быть обеспечена сохранность или повышение качества функционирования базы данных на новой платформе.

Для оценки качества и определения требований к мобильности базы данных следует решать задачу сравнения достигаемого эффекта и затрат для методов переноса или повторной разработки компонентов и наполнения базы данных в конкретных условиях с учетом всех перечисленных факторы и затрат. Эти задачи значительно упрощаются при применении идеологии открытости систем, поддержанных комплексом международных стандартов, а также современных версий СУБД, ОС.

Формализация характеристик качества информации баз данных на основе стандартов, разработанных для оценивания программных средства. Использование стандартизированных характеристик качества информации баз данных позволяет упорядочить выбор требований к ним и оценивание достигнутого качества.

Однако все существующие подходы будут малоэффективны, если не существует, во-первых, внутрикорпоративная заинтересованность в качестве разработанной базы данных, а, во-вторых, если не предусмотрена финансовая поддержка процессов сопровождения и оценки базы данных.

Дата добавления: 2014-01-06