Свойство не попадать в состояния отказов вследствие ошибок

Конструктивные
характеристики разделены на две группы:
количественные и качественные, которые
различаются возможностями конкретизацией
мер и шкал. Две
группы стандартизированных характеристик
качества ПС

Надежность и Эффективность в наибольшей
степени доступны количественным
измерениям.
Они могут служить ориентирами при выборе
и установлении требуемых значений этих
показателей качества в спецификациях
ПС.

Надежность:
свойства комплекса программ обеспечивать
доста­точно низкую вероятность
потери работоспособности 
отказа, в
процессе функционирования ПС в реальном
времени. Основные атрибуты надежности
могут быть объективно измерены и
сопоставлены с требованиями. Надежность
функциониро­вания программ является
понятием
динамическим,
проявляющимся во времени. Надежность
ПС наиболее полно характери­зуется
устойчивостью или способностью к
безотказному функциони­рованию и
восстанавливаемостью работоспособного
состояния после произошедших сбоев или
отказов. В реальных ус­ловиях по
различным причинам исходные данные
могут попадать в области значений, не
проверенные при разработке и испытани­ях,
а также не заданные требованиями
спецификации и технического задания,
вызывающие сбои и отказы. При этом не
корректная программа может функционировать
совершенно надежно.

Завершенность:
свойство ПС не попадать в состояния
отказов вследствие ошибок и дефектов
в программах и данных.

Устойчивость
к дефектам и ошибкам:
свойство ПС автоматически поддерживать
заданный уровень качества функционирования
при проявлениях дефектов и ошибок или
нарушениях установленного интерфейса.

Восстанавливаемость:
свойство ПС в случае отказа возобновлять
требуемый уровень качества функционирования,
а также исправлять поврежденные
программы и данные.

Доступность
или
готовность:
свойство ПС быть в состоянии выполнять
требуемую функцию в данный момент
времени при заданных условиях
использования.

Эффективность:
отражены две субхарактеристики качества
– временная эффективность и используемость
ресурсов ЭВМ, которые рекомендуется
описывать, в основном количественными,
атрибутами, характеризующими динамику
функционирования компонентов ПС. В
этой стандартизированной характеристике
отражается только частная
конструктивная эффективность
использования ресурсов ЭВМ, которую не
следует смешивать с системной
эффективностью
функциональной пригодности ПС при
применении в конкретной системе.

Временная
эффективность:
свойства ПС, характеризующие требуемые
времена отклика и обработки заданий, а
также производительность решения задач
с учетом количества используемых
вычислительных ресурсов в установленных
условиях.

Используемость
ресурсов:
степень загрузки доступных вычислительных
ресурсов в течение заданного времени
при выполнении функций ПС в установленных
условиях.

Три
группы конструктивных характеристик
качества ПС
– Практичность, Сопровождаемость и
Мобильность трудно измерять количественно,
и они доступны в основном качественным
оценкам их свойств.
В некоторых проектах для субхарактеристик
Сопровождаемости и Мобильности при
системном проектировании могут
доминировать технико-экономические
меры трудоемкости (человеко-часы) и
длительности (часы) для процедур,
обеспечивающих реализацию атрибутов
этих субхарактеристик.

Практичность

применимость:
свойства ПС, отражающие сложность его
понимания, изучения и использования, а
также привлекательность для
квалифицированных пользователей при
применении в указанных условиях.
Требования к
практичности
и ее субхарактеристикам 
понятности и простоте использования,
зависят от назначения и функций ПС и
могут формализоваться заказчиками
набором свойств, необходимых для
обеспечения удобной и комфортной
эксплуатации программ.

Понятность:
свойства ПС, обеспечивающие пользователю
понимание, является ли программа
пригодным для его целей, и как ее можно
использовать для конкретных задач и
условий применения.

Простота
использования:
возможность пользователю удобно и
комфортно эксплуатировать и управлять
ПС.

Изучаемость:
свойства ПС, обеспечивающие удобное
освоение его применения достаточно
квалифицированными пользователями.

Оценки практичности
зависят не только от собственных
характеристик ПС, но также от организации
и адекватности документации процессов
их эксплуатации.

Сопровождаемость:
приспособленность ПС к модификации и
изменению конфигурации. Модификации
могут включать исправления,
усовершенствования или адаптацию ПС к
изменениям во внешней среде применения,
а также в требованиях и функциональных
спецификациях. Требования к сопровождаемости
количественно можно установить для
субхарактеристик изменяемости и
тестируемости экономическими категориями
допустимой трудоемкости и длительности
реализации этих задач при некоторых
условиях.

Анализируемость:
подготовленность ПС к диагностике его
дефектов или причин отказов, а также к
идентификации и выделению его компонентов
для модификации и исправления.

Изменяемость:
приспособленность ПС к простой реализации
специфицированных изменений и к
управлению конфигурацией.

Тестируемость:
свойство ПС, обеспечивающее простоту
проверки качества изменений и приемки
модифицированных компонентов программ.

Мобильность:
подготовленность ПС к переносу из одной
аппаратно-операционной среды в другую.
Переносимость программ и данных
на различные
аппаратные и операционные платформы
является важным показателем функциональной
пригодности для многих современных ПС.
Установление требований к
мобильности
ПС может быть сведено к формализации
трудоемкости и длительности процессов:
адаптации к новым характеристикам
пользователей и внешней среды, инсталляции
версий ПС в среде пользователей и замены
крупных компонентов версий ПС по
требованиям заказчиков или конкретных
пользователей.

Адаптируемость:
приспособленность программ и информации
баз данных к модификации для эксплуатации
в различных аппаратных и операционных
средах без применения других действий
или средств, чем те, что предназначены
для этой цели при первичной разработке
в исходной версии ПС.

Простота
установки — инсталляции:
способность ПС к простому внедрению
(инсталляции) в новой аппаратной и
операционной среде заказчика или
пользователя.

Замещаемость:
приспособленность каждого компонента
ПС к относительно простому использованию
вместо другого выделенного и указанного
заменяемого компонента.

Билет 16

1.
Ресурсы для обеспечения функциональной
пригодности при разработке сложных ПC.

При проектировании
ПС необходимо учитывать, что экономические,
временные, вычислительные и другие
ресурсы на
разработку и весь ЖЦ программ
всегда ограниченны и используемые
затраты для улучшения каждой характеристики
должны учитывать эти ограничения.

Обеспечение
функциональной пригодности
является основной целью при использовании
финансовых, трудовых, вычислительных
и других ресурсов в ЖЦ ПС.

Для анализа затрат
ресурсов в жизненном цикле ПС при
проектировании, их целесообразно
разделить на две
части:

— затраты на
создание программных компонентов,
обеспечивающих базовые
свойства функциональной пригодности
комплекса программ для его применения
по прямому назначению пользователями,
в соответствии с требованиями контракта
и технического задания;

— основные
составляющие
дополнительных
затрат,
обеспечивающие требуемые конструктивные
характеристики качества для улучшения
функциональной пригодности ПС в
соответствии с целями и сферой его
применения.

Затраты на
обеспечение функциональной пригодности
зависят от
сложности алгоритмов, объема комплекса
программ и баз данных, которые определяют
затраты труда и длительность полного
цикла их разработки.

Сюда также входят:
Затраты на квалификационное тестирование
и испытания ПС, Затраты на обеспечение
безопасности и надежности функционирования
— ПС определяются требуемым уровнем
защищенности и сложностью (размером)
программ для ее реализации. На документацию.

2. Процессы
оценивания характеристик и испытания
ПС.

Процесс
оценивания ПС представлен как совокупность
действий, выполняемых в кооперации
заказчиком и оценщиком – испытателем.

Общую схему
процессов оценивания
характеристик комплексов программ
составляют:

— формализация
исходных требований для оценки значений
характеристик программного средства,
определение целей испытаний, идентификация
потребителей результатов испытаний;

— формализация
принципов и особенностей оценивания
при проведении экспертиз, измерений и
испытаний характеристик программного
средства, выделение критериев для
сравнения полученных характеристик с
требованиями;

— планирование и
проектирование процессов оценивания
характеристик в жизненном цикле
программного средства в соответствии
с потребностями пользователей этих
характеристик;

— реализация
процессов испытаний, измерений и
оценивания достигнутого качества
программного продукта, сравнение
результатов испытаний с требованиями;
оформление и использование результатов.

Спецификация
оценивания – испытаний
должна определять область экспертизы
и измерения различных компонентов
продукта, передаваемого на оценивание.

Процесс
оценивания – испытаний
рекомендуется из следующих действий:

— анализ оценочных
требований, при котором выделяются для
идентификации реальные требования
заказчика на испытания;

— спецификация
процессов и возможных результатов, при
которой вырабатывается спецификация
оценивания на основе требований и
описания программного продукта,
предоставляемых заказчиком;

— проект процессов
испытаний, при котором вырабатывается
план на основе спецификации оценивания,
компонентов ПС и методов, предлагаемых
испытателем;

— процесс выполнения
плана оценивания, который состоит из
моделирования, экспертизы, измерения
и испытания компонентов ПС в соответствии
с планом, с использованием программного
инструментария, а также действия
осуществляемые испытателем, которые
фиксируются и результаты заносятся в
отчет;

— заключение по
оцениванию, которое состоит в предоставлении
отчета о результатах испытаний компонентов
и ПС.

Билет 17

1. Ресурсы на
имитацию внешней среды для обеспечения
тестирования и испытаний программных
средств.

При создании
крупных ПС, одной из больших составляющих
могут быть необходимые ресурсы
на генерацию тестов.

Факторы,
определяющие эффективность программной
имитации внешней среды
на ЭВМ при разработке ПС, могут оцениваться
в основном по их воздействию на качество
создаваемых программ.

Затраты на
программную имитацию тестовых данных
определяются ресурсами необходимыми
на проектирование и эксплуатацию сложных
комплексов программ для этих целей и
следующими составляющими:

— затратами на
разработку комплекса программ для
имитации информации внешних объектов
и среды их функционирования;

— затратами на
эксплуатацию программ имитации за время
проведения тестирования, испытаний
и/или определения характеристик качества
тестируемого ПС;

— затратами на
первичную установку и эксплуатацию
моделирующей ЭВМ и вспомогательного
оборудования, используемого в имитационном
стенде.

Любые испытания
ограничены допустимым объемом проверок
и длительностью работы комиссии и
поэтому не могут гарантировать
всестороннюю проверку изделия. Поэтому,
после предварительных испытаний
программное обеспечение целесообразно
на некоторое время передать на опытную
эксплуатацию в типовых условиях, что
позволит более глубоко оценить
эксплуатационные характеристики
созданного программного продукта и
устранить многие в нем ошибки.

Тести́рование
програ́ммного обеспе́чения — процесс
исследования программного обеспечения
(ПО) с целью получения информации о
качестве продукта.

2. Процессы и
средства тестирования программных
компонентов.

Современные
системы
систематического тестирования и отладки
программных компонентов
высокого и контролируемого качест­ва
должны обеспечивать:

— удобный,
дружественный диалог в символьном и
графическом видах, пользователей со
средствами автоматизации и, в основном,
безбумажное тестирование программ;

— использование
достаточно развитой и эффективной базы
дан­ных проектирования (репозитория)
для накопления и хранения разнообразной
ин­ формации о разрабатываемых
программах, их версиях, планах тести­
рования, тестовых и эталонных данных,
выполненных корректировках;

— автоматическое
обнаружение статическими методами
типовых ошибок в исходных текстах
программ, обусловленных нарушениями
формализованных правил семантики
программирования, структурного
построения модулей и использования
данных;

— автоматизированное
планирование тестирования, выдачу ре­
комен-даций пользователям по
систематическому применению методов,
стратегий и средств динамической
отладки;

— эффективную
реализацию отладочных заданий с целью
дости­ жения максимальной корректности
программ в условиях ограниченных
ресурсов на тестирование;

— оценку достигнутой
корректности программ по выбранным
критериям тестирования и определение
основных показателей ка­ чества
созданных программных компонентов;

— автоматизированную
регистрацию и документирование всех
выполняемых изменений в программах, и
учет версий программных мо­ дулей и
групп программ, в которых проведены
корректировки.

Средства тестирования
можно разделить на:

— статические

анализирующие спецификации и исходные
тексты программ без их исполнения в
объектном коде;

— динамические,
при использовании которых программы
функци­онируют в объектном коде и
пригодны для их реального применения.

В результате
расчетов (по тестированию) выявляются
компонен­ты программы, требующие
избыточно большого времени счета на
реа­лизующей ЭВМ, а также подготавливаются
данные для общей проверки
реализуемости ПС в реальном времени.

Средства тестирования
позволяют улучшить такие аспекты
разработки ПО, как функциональность
приложений, их надежность, эффективность,
а также предоставляют возможность
проектирования и тестирования в режиме
реального времени. Множество компании
предлагает различные средства тестирования
приложений — от комплексных до
специализированных — для решения любых
связанных с тестированием задач.

Билет 18

1.
Цели и процессы технико-экономического
обоснования проектов ПС.

ТЭО — документ, в
котором представлена информация, из
которой выводится целесообразность
(или нецелесообразность) создания
продукта или услуги. ТЭО содержит анализ
затрат и результатов какого-либо проекта.
ТЭО позволяет инвесторам определить,
стоит ли вкладывать деньги в предлагаемый
проект.

три методики
ТЭО:

— Методика
1 – экспертного
технико-экономического обоснования
проектов программных средств при
подготовке концепции и технического
задания на новый комплекс программ на
основе экспертных данных разработки
одной строки текста программ – прототипов;

— Методика
2 – оценка
технико-экономических показателей
проектов программных продуктов с учетом
совокупности основных факторов
предварительной модели СОСОМО II;

— Методика
3 –
уточненная
оценка технико-экономических показателей
проектов программных продуктов с учетом
полной совокупности факторов детальной
модели СОСОМО II.2000 (там же).

Структура
технико-экономического обоснования (
ТЭО )

• общие сведения о
  проекте;

• капитальные
  затраты;

• эксплуатационные
  затраты;

• производственная
  программа;

• финансирование
  проекта;

• оценка коммерческой
  целесообразности реализации проекта

2. Задачи и процессы
переноса программ и данных на иные
платформы.

    Для
эффективного переноса создаются
методологии и технологии переноса, а
также стандарты, поддерживающие процессы
и разработку переносимых программ и
данных.

Задачи
переноса программ и данных
охватывают:

— встраивание
готового программного средства и
информации базы данных в создаваемую
новую систему при условии, что их
поставщики гарантируют функционирование
на выбранной платформе;

— перенос программ
и данных с платформ, в среде которых
они были ранее реализованы, на выбранную
для системы новую платформу;

— обеспечение
доступа к информационным ресурсам
других распределенных систем и сетей.

объектами
анализа переносимости являются: 

— программные
модули и функциональные компоненты ПС;

— готовые (покупные)
программные продукты и пакеты прикладных
программ;

— крупные программные
комплексы определенного функционального
назначения;

— системы управления
базами данных;

— файлы и информационные
массивы баз данных;

— электронные
документы на программы и данные.

Процессы
переноса программных средств и баз
данных регламентируются
рядом процедур и документов. Специалисты,
которые проводят перенос по рекомендациям
этих стандартов, должны разработать
план переноса, известить пользователей,
обучить персонала, выдать предупреждения
о завершении переноса, оценить влияние
новой версии и внешней среды и архивировать
соответствующие данные.

Отчетными
результатами
работ по переносу ПС и БД являются:

— перенесенный
программный продукт на новой платформе;

— план реализации
переноса;

— инструментальные
средства для переноса;

— извещения о
намерениях по переносу;

— уведомление о
завершении переноса;

— архивные данные
процессов и результатов переноса.

Билет
19

1. Рес-сы
   на реализацию конструктивных хар-к
   кач-ва ПС.

З-ты на
взаимодействие
ПС и их компон-в с внутренней и внешней
средой определяются сложностью программ
и з-тами произв-ти ЭВМ, реализующими эти
ф-ции. Они включают з-ты на визуализацию
инф-ии, обеспечивающей функциональную
пригодность, телекоммуникацию с внешними
абонентами системы и с ОС и могут
составлять 10 – 20% з-т на обеспечение
основных фун-ий ПС.

Особенности
з-т на реализацию остальных требований
к конструктивным хар-ам кач-ва отмечаются
при представлении соответ-щих хар-к и
сводятся к следующему:

• дополнительные
  з-ты на обеспечение высокой надежности;

• з-ты для повышения
  эф-ти
  использ-я рес-в;

• з-ты на обеспечение
  практичности.

Необходим системный
анализ распределения и использ-я рес-в
на разработку программ с
учетом всего их ЖЦ,
включая сопровождение и перенос на др
платформы. При использовании приведенных
данных, необходимо учитывать, что они
могут служить только
ориентирами
при приближенной оценке з-т на
непосредственную разработку и обеспечение
кач-ва конкретного ПС.

Сопровождаемость
ПС можно
оценивать потребностью
трудовых и временных рес-в
для ее обеспечения и для реализации.
Возможные з-ты рес-в на развитие и
совершенствование кач-ва комплекса
программ зависят не только от внутр-х
св-в программ, но также от запросов и
потребностей пользов-й на новые ф-ции
и от готовности заказчика и разработчика
удовлетворить эти потреб-ти.

При первичном эк
анализе рес-в на создание ПС с требуемыми
хар-ами кач-ва, целесообразно рассматривать
2 альтер-х
варианта
опр-я з-т на разработку:

• полностью нового
  ПС, для кот отсутствуют или недоступны
  подходящие готовые компоненты;

—
ПП на базе комплексирования набора
готовых програм-х компон-в и инф-ии баз
данных, для кот почти не требуется
создания новых компон-в.

Мобильность
и з-ты конкретных рес-в для переноса
программ и данных на иные аппаратные и
операционные платформы при проектировании
включают адаптируемость, простоту
установки и замещаемость программ, кот
целесообразно оценивать
количественно:
совокупными з-тами, стоимостью,
трудоемкостью и длительностью на
реализацию процедур переноса программ
и данных. Оценки мобильности зависят
не только от внутр-х субхар-к ПС, но также
от орг-ии, технологии и документирования
реализации ЖЦ и процессов переноса
комплексов программ и их компон-в.

В
ряде случаев целесообразна настройка

адаптация
готовых компон-в на новые условия
применения. Относительное снижение з-т
пропорционально доле использ-я готовых
комплектующих компон-в и степени их
пригодности для использ-я в новом ПС.

Практически
всегда необходимо
время и трудоемкость на системный
анализ,
и оценивание целесообразности разработки
комплекса программ из готовых компон-в
с учетом стоимости приобретения и
адаптации переносимых программ.
Интегрирование компон-в в новой
операционной среде, тестир-е и испытания
в комплексе с унаследованными программами,
также почти всегда требует времени и
других рес-в.

1. Принципы выбора
   хар-к кач-ва в проектах ПС.

Необходимо
установить диапазоны рациональные мер
и шкал для каждой хар-ки и ее атрибутов,
кот можно будет использовать в качестве
первичных ограничений при выборе их
значений для реальных проектов. Далее
должны быть разработаны процессы выбора,
установления и представления в
спецификациях, требований к атрибутам
каждой хар-ки кач-ва. Эти требования
должны учитывать реальные огранич-я
рес-в, доступных для обеспечения ЖЦ ПС.
Рес-сы этих процессов и атрибуты хар-к
кач-ва ниже, по возможности, сводятся к
трудоемкости и длительности их реализации,
а также к соответствующему влиянию этих
параметров в функциональную пригодность.

Ограниченные
рес-сы трудоемкости и длительности
этапов ЖЦ ПС должны распределяться по
процессам улучшения отдельных хар-к и
атрибутов кач-ва с учетом их воздействия
на повышение функциональной пригодности.

Наиболее просто
могут быть установлены рациональные
значения стандартизированных хар-к или
их номинальные категории св-в для
определенных классов ПС. Так, например,
надежность функц-ния ПС при больших
нагрузках и перегрузках может сильно
зависеть от временной эф-ти использ-я
произв-ти ЭВМ. Используемость рес-в ЭВМ
может ограничивать сопровождаемость
и изменяемость программ, и то и другое
необходимо учитывать при определении
требований к хар-ам конкретных проектов
ПС.

Доступные
рес-сы разработки включает реальные
финансовые, временные, кадровые и
аппаратурные огранич-я, в условиях кот
происходит создание и развитие сложного
комплекса программ. Эти факторы
проявляются как дополнительные
показатели кач-ва продуктов
и рентабельности процессов, кот следует
учитывать и оптимизировать в ЖЦ ПС. При
выборе и определении требований к хар-ам
кач-ва проекта ПС могут использоваться
два сценария.

Первый
сценарий
базируется на маркетинговых исследованиях
рынка ПП и на стремлении поставщика
занять на рынке достаточно выгодное
место. Для этого ему необходимо определить
наличие на рынке всей гаммы близких по
назначению и качеству ПС, оценить их
экономическую эффективность, стоимость
и применяемость, а также возможную
конкурентоспособность предполагаемого
ПП для потенциальных пользов-й и их
возможное число. Кроме того, следует
оценить рентабельность з-т на обеспечение
всего ЖЦ нового ПС и выявить функциональные
и конструктивные хар-ки
кач-ва, кот способны привлечь
достаточно
массовых покупателей и оправдать з-ты
на предстоящую разработку.

Второй
сценарий
предполагает
наличие опр заказчика-потребителя
проекта ПС, который определяет осн
технические и эк-ие требования и хар-ки
кач-ва. Он выбирает конкурентоспособного
поставщика-разработчика, кот оценивает
на возможность реализовать проект с
необходимыми хар-ами кач-ва с учетом
огранич-я сроков, бюджета и других рес-в.

Билет
20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

11.4. Характеристики качества баз данных

компонентам систем. Меры и шкалы для оценивания конструктивных характеристик, в значительной степени могут применяться те же, что при анализе качества программных средств.

Корректность или достоверность данных — это степень соответствия информации об объектах в БД, реальным объектам вне ЭВМ в данный момент времени, определяющаяся изменениями самих объектов, некорректностями записей о их состоянии или некорректностями расчетов их характеристик. При системном проектировании выбор и установление требований к корректности данных в БД можно оценивать по степени покрытия накопленными, актуальными и достоверными данными состояния и изменения внешних объектов, которые они отражают (см. табл. 11.1). Кроме того, к корректности БД можно отнести некоторые объемно-временные характеристики сохраняемых и обрабатываемых данных:

объем базы данных — относительное число записей описаний объектов или документов в базе данных, доступных для хранения и обработки, по сравнению с полным числом реальных объектов во внешней среде;

оперативность — степень соответствия динамики изменения описаний данных в процессе сбора и обработки, состояниям реальных объектов, или величина допустимого запаздывания между появлением или изменением характеристик реального объекта, относительно его отражения в базе данных;

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

динамичность — относительное число изменяемых описаний объектов к общему числу записей в БД за некоторый интервал времени, определяемый периодичностью издания версий БД.

Защищенность информации БД реализуется в основном программными средствами СУБД, однако в сочетании с поддерживающими их средствами организации и защиты данных. Цели, назначение и функции защиты тесно связаны с особенностями функциональной пригодности каждой ИБД. При проектировании свойства защищать информацию баз данных от негативных воздействий описываются обычно составом и номенклатурой методов и средств, используемых для защиты от внешних и внутренних угроз.

Лекция 11. Характеристики качества программных средств

Надежность информации баз данных может основываться на применении понятий и методов теории надежности, которая позволяет получить ряд четких, измеряемых интегральных показателей их качества. Надежная ИБД, прежде всего, должна обеспечивать достаточно низкую вероятность потери работоспособности — отказа, в процессе ее функционирования в реальном времени. Быстрое реагирование на потерю или искажение данных и восстановление их достоверности и работоспособности за время меньшее, чем порог между сбоем и отказом, обеспечивают высокую надежность БД. Если в этих ситуациях происходит достаточно быстрое восстановление, такое, что не фиксируется отказ, то такие события не влияют на основные показатели надежности — наработку на отказ и коэффициент готовности ИБД. Непредсказуемость вида, места и времени проявления дефектов ИБД в процессе эксплуатации приводит к необходимости создания специальных, дополнительных систем оперативной защиты от непредумышленных, случайных искажений данных. Надежность должна повышаться за счет средств обеспечения помехоустойчивости, оперативного контроля и восстановления ИБД.

Стандартом ISO 9126 рекомендуется анализировать и учитывать надежность комплексов программ четырьмя субхарактеристиками, которые могут быть применены также для формирования требований к характеристикам качества информации БД. Завершенность — свойство ИБД, состоящее в способности не попадать в состояния отказов вследствие потерь, искажений, ошибок и дефектов в данных. Устойчивость к дефектам и ошибкам — свойство ИБД автоматически поддерживать заданный уровень качества данных в случаях проявления дефектов и ошибок или нарушения установленного интерфейса по данным с внешней средой. Для этого в ИБД рекомендуется вводить оперативное обнаружение дефектов и ошибок информации, их идентификацию и автоматическое восстановление (рестарт) нормального функционирования ИБД.

Восстанавливаемость — свойство ИБД в случае отказа возобновлять требуемый уровень качества информации, а также корректировать поврежденные данные. Для этого необходимы вычислительные ресурсы и время на выявление неработоспособного состояния, диагностику причин отказа, а также на реализацию процессов восстановления. Доступность или готовность — свойство ИБД быть в состоянии полностью выпол-

Источник

Характеристики качества баз данных

Современные базы данных являются одними из массовых специфических объектов в сфере информатизации, для которых в ряде областей

Лекция 11. Характеристики качества программных средств

необходимо особенно высокое качество и его квалифицированное системное проектирование. Базу данных можно рассматривать как два компонента:

Первым компонентом для системного анализа и требований к качеству является комплекс программ СУБД. Практически весь набор характеристик и атрибутов качества ПС, изложенный в стандарте ISO 9126,в той или иной степени может использоваться при формировании требований к качеству СУБД. Во всех случаях важнейшими характеристиками качества СУБД являются требования к функциональной пригодности для процессов формирования и изменения информационного наполнения БД администраторами, а также доступа к данным и представления результатов пользователям БД. Ниже за основу принята номенклатура и содержание стандартизированных характеристик сложных комплексов программ, которые адаптируются применительно к понятиям и особенностям компо-

11.4. Характеристики качества баз данных

нентов баз данных. В зависимости от конкретной проблемно-ориентированной области применения СУБД приоритет при системном анализе требований к качеству может отдаваться различным конструктивным характеристикам: либо надежности и защищенности применения (финансовая сфера), либо удобству использования малоквалифицированными пользователями (социальная сфера), либо эффективности использования ресурсов (сфера материально-технического снабжения). Однако практически во всех случаях сохраняется некоторая роль ряда других конструктивных показателей качества.

Вторым компонентом БД является собственно накапливаемая и обрабатываемая информация. В системах баз данных доминирующее значение приобретают сами данные, их хранение и обработка. Ниже сделан акцент на системный анализ требований и составляющих характеристик качества этого объекта — на информацию баз данных (ИБД) с предположением, что средства СУБД способны их обеспечить. Для оценивания качества информации БД может сохраняться общий, методический подход к выделению адекватной номенклатуры стандартизированных в ISO 9126базовых характеристик и субхарактеристик качества ПС. Выделяемые показатели качества должны иметь практический интерес для пользователей БД и быть упорядочены в соответствии с приоритетами практического применения. Кроме того, каждый выделяемый показатель качества ИБД должен быть пригоден для достаточно достоверного оценивания или измерения, а также для сравнения с требуемым значением при испытаниях заказчиком.

При проектировании каждой БД в контракте, техническом задании и в спецификации должны селектироваться и формализоваться представительный набор функциональных требований к качеству ИБД, адекватный ее назначению и области применения, а также требованиям заказчика и потенциальных пользователей. Так же как для ПС, характеристики качества ИБД можно разделить на функциональные и конструктивные. Их номенклатура, содержание и субхарактеристики ниже базируются на описаниях, рекомендуемых стандартом ISO 9126.Они представляются достаточно универсальными и применимыми для систематизации характеристик качества информации баз данных. Однако номенклатура показателей качества не всегда может ограничиваться только характеристиками

Лекция 11. Характеристики качества программных средств

информации в БД, а должна включать ряд уточнений, отражающих комплексную эффективность и функциональную пригодность совместного применения СУБД и ИБД пользователями в реальных условиях.

Функциональная пригодность ИБДможет представлять сложную проблему для определения соответствия требований реальным значениям необходимых атрибутов качества, особенно для больших распределенных БД при использовании разнообразной и сложной информации об анализируемых объектах. Мерой качества функциональной пригодности может быть степень покрытия целей, назначения и функций БД, доступной пользователям информацией. Так же как для ПС, для баз данных в составе функциональной пригодности целесообразно использовать группу субхарактеристик, определяющих функциональные и структурные требования к базам данных. Дополнительно функциональная пригодность многих ИБД может отражаться:

— полнотой накопленных описаний объектов — относительным числом объектов или документов, имеющихся в БД, к общему числу объектов по данной тематике или по отношению к числу объектов в аналогичных БД того же назначения;

— идентичностью данных — относительным числом описаний объектов, не содержащих дефекты и ошибки, к общему числу документов об объектах в ИБД;

— актуальностью данных — относительным числом устаревших данных об объектах в ИБД к общему числу накопленных и обрабатываемых данных.

К конструктивным характеристикам качества информации БДв целом можно отнести, с некоторым уточнением понятий, субхарактеристик и атрибутов, практически все стандартизированные показатели качества ПС, которые представлены в ISO 9126.Требования к информации баз данных также должны содержать обеспечение ее надежности, эффективности использования ресурсов ЭВМ, практичности — применимости, сопровождаемое™ и мобильности. Содержание и атрибуты этих конструктивных характеристик в данном случае несколько отличаются от применяемых для программ, однако их сущность, как базовых понятий и характеристик качества объектов, целесообразно использовать при проектировании для систематизации и регламентированного формирования требований к этим

11.4. Характеристики качества баз данных

компонентам систем. Меры и шкалы для оценивания конструктивных характеристик, в значительной степени могут применяться те же, что при анализе качества программных средств.

Корректность или достоверность данных — это степень соответствия информации об объектах в БД, реальным объектам вне ЭВМ в данный момент времени, определяющаяся изменениями самих объектов, некорректностями записей о их состоянии или некорректностями расчетов их характеристик. При системном проектировании выбор и установление требований к корректности данных в БД можно оценивать по степени покрытия накопленными, актуальными и достоверными данными состояния и изменения внешних объектов, которые они отражают (см. табл. 11.1). Кроме того, к корректности БД можно отнести некоторые объемно-временные характеристики сохраняемых и обрабатываемых данных:

— объем базы данных — относительное число записей описаний объектов или документов в базе данных, доступных для хранения и обработки, по сравнению с полным числом реальных объектов во внешней среде;

— оперативность — степень соответствия динамики изменения описаний данных в процессе сбора и обработки, состояниям реальных объектов, или величина допустимого запаздывания между появлением или изменением характеристик реального объекта, относительно его отражения в базе данных;

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

— динамичность — относительное число изменяемых описаний объектов к общему числу записей в БД за некоторый интервал времени, определяемый периодичностью издания версий БД.

Защищенность информации БД реализуется в основном программными средствами СУБД, однако в сочетании с поддерживающими их средствами организации и защиты данных. Цели, назначение и функции защиты тесно связаны с особенностями функциональной пригодности каждой ИБД. При проектировании свойства защищать информацию баз данных от негативных воздействий описываются обычно составом и номенклатурой методов и средств, используемых для защиты от внешних и внутренних угроз.

Лекция 11. Характеристики качества программных средств

Надежность информации баз данных может основываться на применении понятий и методов теории надежности, которая позволяет получить ряд четких, измеряемых интегральных показателей их качества. Надежная ИБД, прежде всего, должна обеспечивать достаточно низкую вероятность потери работоспособности — отказа, в процессе ее функционирования в реальном времени. Быстрое реагирование на потерю или искажение данных и восстановление их достоверности и работоспособности за время меньшее, чем порог между сбоем и отказом, обеспечивают высокую надежность БД. Если в этих ситуациях происходит достаточно быстрое восстановление, такое, что не фиксируется отказ, то такие события не влияют на основные показатели надежности — наработку на отказ и коэффициент готовности ИБД. Непредсказуемость вида, места и времени проявления дефектов ИБД в процессе эксплуатации приводит к необходимости создания специальных, дополнительных систем оперативной защиты от непредумышленных, случайных искажений данных. Надежность должна повышаться за счет средств обеспечения помехоустойчивости, оперативного контроля и восстановления ИБД.

Стандартом ISO 9126рекомендуется анализировать и учитывать надежность комплексов программ четырьмя субхарактеристиками, которые могут быть применены также для формирования требований к характеристикам качества информации БД. Завершенность — свойство ИБД, состоящее в способности не попадать в состояния отказов вследствие потерь, искажений, ошибок и дефектов в данных. Устойчивость к дефектам и ошибкам — свойство ИБД автоматически поддерживать заданный уровень качества данных в случаях проявления дефектов и ошибок или нарушения установленного интерфейса по данным с внешней средой. Для этого в ИБД рекомендуется вводить оперативное обнаружение дефектов и ошибок информации, их идентификацию и автоматическое восстановление (рестарт) нормального функционирования ИБД.

Восстанавливаемость — свойство ИБД в случае отказа возобновлять требуемый уровень качества информации, а также корректировать поврежденные данные. Для этого необходимы вычислительные ресурсы и время на выявление неработоспособного состояния, диагностику причин отказа, а также на реализацию процессов восстановления. Доступность или готовность — свойство ИБД быть в состоянии полностью выпол-

11.4. Характеристики качества баз данных

нять требуемую функцию в данный момент времени при заданных условиях использования информации базы данных. Обобщение характеристик отказов и восстановления производится в критерии коэффициент готовности ИБД. Этот показатель отражает вероятность иметь восстанавливаемые данные в работоспособном состоянии в произвольный момент времени.

Эффективность использования ресурсов ЭВМ при анализе реального функционирования БД отражается временными характеристиками взаимодействия конечных пользователей и администраторов ИБД в процессе эксплуатации базы данных по прямому назначению. Временная эффективность БД определяется длительностью выполнения заданных функций и ожидания результатов от ИБД в средних и/или наихудших случаях, с учетом приоритетов задач. Она зависит от объема, структуры и скорости обработки данных, влияющих непосредственно на интервал времени завершения конкретного вычислительного процесса, и от пропускной способности — производительности, т.е. от числа заданий, которое можно реализовать на данной ЭВМ в заданном интервале времени (см. табл. 11.2).

Используемость ресурсов или ресурсная экономичность в стандартах отражается занятостью ресурсов центрального процессора, оперативной, внешней и виртуальной памяти, каналов ввода-вывода, терминалов и каналов сетей связи. Эта величина определяется структурой, функциями и объемом ИБД, а также архитектурными особенностями и доступными ресурсами ЭВМ. В зависимости от конкретных задач и особенностей ИБД и ЭВМ при проектировании и выборе атрибутов качества ИБД может доминировать либо абсолютная величина занятости ресурсов различных видов, либо относительная величина использования ресурсов каждого вида при нормальном функционировании ИБД.

Практичность — применимость — зачастую значительно определяет функциональную пригодность и полезность применения ИБД для квалифицированных пользователей. В число пользователей могут быть включены администраторы, конечные и косвенные пользователи, которые находятся под влиянием или зависят от качества информации БД. В эту группу показателей качества входят субхарактеристики и атрибуты, с различных сторон отражающие функциональную понятность, удобство освоения, системную эффективность и простоту использования данных. Некоторые субхарактеристики можно оценивать экономическими показателя-

Лекция 11. Характеристики качества программных средств

ми — затратами труда и времени специалистов на реализацию некоторых функций взаимодействия с данными (см. табл. 11.3).

Понятность зависит от качества документации и субъективных впечатлений потенциальных пользователей от функций и характеристик ИБД. В проекте ее можно представить качественно четкостью функциональной концепции, широтой демонстрационных возможностей, полнотой, комплектностью и наглядностью представления в эксплуатационной документации возможных функций и особенностей реализации данных в БД. Она должна обеспечиваться корректностью и полнотой описания исходной и результирующей информации, а также всех деталей применения ИБД для пользователей.

Простота использования ИБД— возможность удобно и комфортно ее эксплуатировать и управлять данными. Для этого должны быть обеспечены: достаточный объем параметров управления, реализуемых по умолчанию, информативность сообщений пользователям, наглядность и унифицированность управления экраном, а также доступность изменения функций ИБД в соответствии с квалификацией пользователей и минимум операций, необходимых для реализации определенного задания и анализа результатов. Некоторые атрибуты этой субхарактеристики доступны при установлении количественных требований путем указания трудоемкости и длительности соответствующих процессов подготовки и обучения квалифицированных пользователей к эффективной эксплуатации ИБД.

Изучаемостъ может определяться требованиями затрат трудоемкости и длительности подготовки пользователя к полноценной эксплуатации информации БД. Изучаемость ИБД зависит от внутренних свойств и сложности структуры информации БД, а также от субъективных характеристик квалификации конкретных пользователей. Она может также характеризоваться объемом эксплуатационной документации и/или объемом и качеством электронных учебников.

Сопровождаемостъ информации БД в проекте может отражаться удобством и эффективностью исправления, усовершенствования или адаптации структуры и содержания описаний данных в зависимости от изменений во внешней среде применения, а также в требованиях и функциональных спецификациях заказчика. Обобщенно качество сопровождаемо-сти ИБД можно представить потребностью трудовых и временных ресурсов

11.4. Характеристики качества баз данных

для ее обеспечения и для реализации. Возможные затраты экономических, трудовых и временных ресурсов на развитие и совершенствование качества ИБД зависят не только от внутренних свойств данных, но также от запросов и потребностей пользователей на новые функции и от готовности заказчика и разработчика удовлетворить эти потребности. По объему предполагаемых изменений, а также вновь вводимых в очередную версию данных с учетом сложности и новизны их разработки могут быть сформулированы требования на их реализацию.

Совокупность субхарактеристик сопровождаемости ПС, представленная в стандарте ISO 9126,вполне применима для описания требований к этому показателю качества информации БД, в основном теми же организационно-технологическими субхарактеристиками. Анализируемость ИБД зависит от стройности архитектуры, унифицированности интерфейсов, полноты и корректности технологической и эксплуатационной документации на БД. Изменяемость состоит в приспособленности структуры и содержания данных к реализации специфицированных изменений и расширений и к управлению конфигурацией данных. Изменяемость зависит не только от внутренних свойств ИБД, но также от организации и инструментальной оснащенности процессов сопровождения и конфигурационного управления, на которые ориентированы в проекте архитектура, внешние и внутренние интерфейсы данных.

Тестируемость зависит от величины области влияния изменений, которые необходимо тестировать при модификациях структуры и содержания данных в ИБД, от сложности тестов для проверки их характеристик. Ее атрибуты зависят от четкости формализации в системном проекте правил структурного построения компонентов и всего комплекса ИБД, от унификации межмодульных и внешних интерфейсов, от полноты и корректности технологической документации. Субхарактеристики изменяемость и тестируемость данных доступны количественному определению по величине трудоемкости и длительности реализации этих функций при типовых операциях с данными при применении различных методов и средств автоматизации.

Мобильность данных БД, так же как для программ, можно характеризовать в основном длительностью и трудоемкостью их инсталляции, адаптации и замещаемости при переносе ИБД на иные аппаратные и

Лекция 11. Характеристики качества программных средств

операционные платформы. Информация о процессах, происходящих во внешней среде, может иметь большие объем и трудоемкость первичного накопления и актуализации, что определяет необходимость ее тщательного хранения и регламентированного изменения. Так как перенос БД часто обусловлен необходимостью увеличения ресурсов ЭВМ, доступных для решения новых перспективных задач, их проект становится естественным расширением функций ИБД относительно исходной версии проекта. Для оценки качества и определения требований к мобильности ИБД, так же как для ПС, 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 факторов и затрат.

Источник

Для анализа свойств баз данных предлагается выделять характеристики качества системы управления базой данных и содержащейся в ней информации. Состав этих характеристик рекомендуется систематизировать на основе требований международного стандарта ISO 9126.

Современные базы данных — один из тех объектов в сфере информатизации, от которых иногда требуется особенно высокое качество и наличие возможности его оценки. Но что означает качество баз данных, какие требования следует предъявлять к их качеству, какими характеристиками можно описывать качество, как их оценивать и измерять? Для этого могут быть полезны методы и стандарты, разработанные для анализа сложных программных средств.

При комплексном анализе качества баз данных не всегда удается четко разделить требования и значения характеристик качества для каждого из этих объектов. Одна СУБД может обрабатывать различные по структуре, составу и содержанию данные, а одни и те же данные могут управляться различными СУБД. При анализе качества баз данных целесообразно рассматривать два компонента: систему программ управления данными и совокупность данных, упорядоченных по некоторым правилам. Хотя эти компоненты тесно взаимодействуют при реализации конкретной базы данных, первоначально они создаются независимо и могут рассматриваться в своем жизненном цикле как два объекта, которые 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 из стандарта ISO 9126 «Качество программных средств» [1, 2] в той или иной степени может использоваться в составе требований к СУБД. Особенности состоят в изменении акцентов при их выборе и упорядочении. Во всех случаях важнейшими характеристиками качества СУБД являются требования к функциональной пригодности процессов формирования и изменения информационного наполнения баз данных администраторами, а также доступа к данным и представления результатов пользователям.

Различия требований к характеристикам качества привели к созданию широкого спектра локальных, специализированных и распределенных СУБД. В зависимости от области применения, приоритет при оценке качества может отдаваться различным конструктивным характеристикам: надежности и защищенности применения (финансовая сфера), удобству использования малоквалифицированными пользователями (социальная сфера), эффективности использования ресурсов (сфера материально-технического снабжения). Однако 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 обработка. Для оценивания качества информации может применяться общий методический подход к выделению адекватной номенклатуры стандартизированных в ISO 9126 базовых характеристик и субхарактеристик. Однако их содержание для применения к качеству баз данных требуется уточнить. Выделяемые показатели качества должны иметь практический интерес для пользователей и быть упорядочены в соответствии с приоритетами практического применения. Кроме того, каждый выделяемый показатель качества должен быть пригоден для достоверного экспертного оценивания или измерения, а также для сравнения с требуемым значением.

При разработке базы данных в техническом задании и спецификации на нее должен формализоваться представительный набор функциональных требований к качеству базы данных, адекватный ее назначению и области применения, а также требованиям заказчика и потенциальных пользователей. Так же как для программных систем, характеристики качества информации можно разделить на функциональные и конструктивные. Их номенклатура, содержание и субхарактеристики базируются на ISO 9126. Может быть заложена основа для стандартизированного формирования требований к качеству баз данных и при изложении содержания характеристик качества использованы номенклатура и описания характеристик [1, 2], в которых объекты для анализа качества — «программы», заменены термином и содержанием — «информация баз данных». Однако номенклатура показателей качества не всегда может ограничиваться только характеристиками информации в базе данных, а должна включать ряд уточнений, отражающих комплексную эффективность и функциональную пригодность ее применения в реальных условиях.

Функциональная пригодность информации базы данных может представлять сложную проблему 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 анализируемых объектах. Мерой качества функциональной пригодности может быть степень покрытия целей, назначения и функций баз данных доступной пользователям информацией. Как и для программных систем, для баз данных целесообразно использовать группу субхарактеристик, определяющих функциональные, структурные и эксплуатационные требования [1]. На содержательном уровне функциональную пригодность многих баз данных отражают:

• 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;
• идентичность — относительное число описаний объектов, не содержащих дефекты и ошибки, к общему числу документов об объектах в базах данных;
• актуальность — относительное число устаревших данных об объектах в базах данных к общему числу накопленных и обрабатываемых данных.

Разнообразие функций баз данных ограничивает возможность стандартизации требований к ним только общими правилами их организации, структурирования и документирования, которые достаточно подробно изложены в [1]. Меры и шкалы качества функциональной пригодности столь же разнообразны, насколько различаются назначения и специфика функций информации баз данных, однако конструктивные характеристики могут быть в значительной степени стандартизированы.

К конструктивным характеристикам качества информации можно отнести практически все стандартизированные показатели качества, представленные в ISO 9126. Требования к информации баз данных также должны содержать особенности обеспечения ее надежности, эффективности использования ресурсов компьютера, практичности, применимости, сопровождаемости и мобильности. Содержание и атрибуты этих характеристик несколько отличаются от тех, которые применяются для программ, однако их сущность целесообразно использовать. Меры и шкалы для оценивания конструктивных характеристик, в значительной степени, могут применяться те же, что при анализе качества программных средств.

Корректность или достоверность данных — это степень соответствия данных об объектах в базах данных реальным объектам в данный момент времени, определяющаяся изменениями самих объектов, некорректностями записей об их состоянии или некорректностями 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. Сюда же можно отнести и некоторые объемно-временные характеристики сохраняемых и обрабатываемых данных:

• объем базы данных — относительное число записей описаний объектов или документов, доступных для хранения и обработки, по сравнению с полным числом реальных объектов во внешней среде;
• оперативность — степень соответствия динамики изменения данных состояниям реальных объектов;
• глубина ретроспективы — интервал времени от даты выпуска и/или записи в базу данных самого раннего документа до настоящего времени;
• динамичность — относительное число изменяемых описаний объектов к общему числу записей в базе данных за некоторый интервал времени, определяемый периодичностью издания версий базы.

Защищенность информации реализуется средствами СУБД в сочетании 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 компонентов.

На практике способности защищать информацию баз данных от негативных воздействий описываются обычно составом средств, используемых для защиты от внешних и внутренних угроз. Однако есть попытки измерять и описывать качество защищенности информации обобщенно, трудоемкостью и временем, необходимыми для преодоления злоумышленниками системы защиты [3, 4]. Косвенным показателем ее качества может служить относительная доля вычислительных ресурсов, используемых непосредственно средствами защиты информации.

На практике основное внимание сосредоточено на защите от злоумышленных разрушений, искажений и хищений информации баз данных. Основой такой защиты является аудит санкционирования доступа, а также контроль организации и эффективности ограничений доступа. В реальных базах данных возможны и не всегда учитываются катастрофические последствия и аномалии информации, отражающиеся на безопасности применения, при которых их источниками являются случайные, непредсказуемые дестабилизирующие факторы. Качество защиты можно характеризовать величиной предотвращенного ущерба, возможного при проявлении дестабилизирующих факторов и реализации конкретных угроз безопасности, а также средним временем между возможными проявлениями угроз, преодолевающих защиту данных.

Надежность информации баз данных может основываться на применении понятий и методов теории надежности, которая позволяет получить ряд четких, хорошо измеряемых интегральных показателей. Надежная база данных, прежде всего, должна 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, обеспечивают высокую надежность.

Классификация сбоев и отказов по длительности восстановления приводит к необходимости анализа динамических характеристик абонентов, являющихся источниками и/или потребителями данных. Для любого потребителя информации существует допустимое время отсутствия данных от базы данных, при котором их значения, изменяясь по инерции, достигают предельного отклонения от того, которое должно было быть рассчитано. Это допустимое отклонение результатов после перерыва функционирования базы данных зависит, в основном, от динамических характеристик источников и потребителей информации.

Используемость ресурсов (или ресурсная экономичность) в стандартах отражается занятостью ресурсов центрального процессора, оперативной, внешней и виртуальной памяти, каналов ввода-вывода, терминалов и каналов связи. В зависимости от конкретных задач и особенностей базы данных при выборе атрибутов качества может доминировать либо величина абсолютной занятости ресурсов различных видов, либо относительная величина использования ресурсов каждого вида при нормальном функционировании базы данных. Задача оценки и эффективного использования вычислительных ресурсов сохраняет свою актуальность [5, 6].

Практичность (применимость) — трудно формализуемое понятие, однако, в итоге, значительно определяющее функциональную пригодность и полезность применения базы данных для определенных пользователей. В эту группу показателей входят субхарактеристики, с различных сторон отражающие функциональную понятность, удобство освоения, системную эффективность и простоту использования данных. Некоторые субхарактеристики можно оценивать экономическими показателями — затратами труда и времени специалистов на реализацию определенных функций взаимодействия с данными. В стандарте ISO 9126 для этой характеристики качества предлагается наибольшее число атрибутов, подробно описывающих свойства программных средств, которые так же могут быть полезны для оценки баз данных заказчиками при их практическом выборе, освоении и применении. Оценки практичности зависят не только от собственных характеристик баз данных, но также от организации и адекватности документирования процессов их эксплуатации.

Понятность зависит от качества документации и субъективных впечатлений потенциальных пользователей. Ее можно описать качественно четкостью функциональной концепции, широтой демонстрационных возможностей, полнотой, комплектностью и наглядностью представления в эксплуатационной документации возможных функций и особенностей реализации данных. Она должна обеспечиваться корректностью и полнотой описания исходной и результирующей информации, а также всех деталей применения базы данных для пользователей.

Простота использования — возможность удобно и комфортно эксплуатировать базу данных и манипулировать данными. Она соответствует управляемости, устойчивости к дефектам данных и согласованности с ожиданиями и навыками пользователей. Некоторые атрибуты этой субхарактеристики можно оценить количественно путем измерения трудоемкости и длительности соответствующих процессов подготовки и обучения квалифицированных пользователей.

Изучаемость может определяться трудоемкостью и длительностью подготовки пользователя. Качество изучаемости зависит от внутренних свойств и сложности структуры информации базы данных, а также от субъективных характеристик квалификации конкретных пользователей. Изучаемость может также характеризоваться объемом эксплуатационной документации или объемом и качеством электронных учебников.

Сопровождаемость информации может отражаться удобством и эффективностью исправления, усовершенствования или адаптации структуры и содержания описаний данных в зависимости от изменений во внешней среде применения, а также в требованиях и функциональных спецификациях заказчика. Обобщенно качество сопровождаемости базы данных можно оценивать 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 от готовности заказчика и разработчика удовлетворить эти потребности. По объему предполагаемых изменений, а также вновь вводимых в очередную версию данных с учетом сложности и новизны их разработки могут быть оценены затраты на их создание. Такой анализ может дать ориентиры для прогнозирования общих затрат на сопровождение и для оценивания этой характеристики качества в конкретных проектах. Совокупность субхарактеристик сопровождаемости программной системы, представленная в стандарте ISO 9126, вполне применима для описания этого качества баз данных, в основном, теми же организационно-технологическими субхарактеристиками.

Анализируемость базы данных зависит от стройности архитектуры, унифицированности интерфейсов, полноты и корректности технологической и эксплуатационной документации. Изменяемость состоит в приспособленности структуры 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 и конфигурационного управления, на которые ориентирована архитектура, внешние и внутренние интерфейсы данных. Тестируемость зависит от величины области влияния изменений, которые необходимо тестировать при модификациях структуры и содержания данных, от сложности тестов для проверки их характеристик. Ее атрибуты зависят от четкости правил структурного построения компонентов и базы данных в целом, от унификации межмодульных и внешних интерфейсов, от полноты и корректности технологической документации. Субхарактеристики изменяемости и тестируемости данных доступны для количественных оценок по величине трудоемкости и длительности реализации этих функций при типовых операциях с данными при применении различных методов и средств автоматизации. Эти экономические шкалы по существу (хотя и не явно) могут отражать также анализируемость и стабильность, и применяться для интегрального оценивания сопровождаемости в целом.

Мобильность баз данных, как и программ, можно характеризовать в основном длительностью и трудоемкостью их инсталляции, адаптации и замещаемости [1] при переносе на иные аппаратные и операционные платформы. Информация о процессах, происходящих во внешней среде, может иметь большие объемы и трудоемкость первичного накопления и актуализации, что определяет необходимость ее тщательного хранения и регламентированного изменения. Возможны ситуации, когда подобные данные являются уникальными и невосстанавливаемыми. Однако первичные аппаратная или операционная платформы, в которых они накапливались и обрабатывались, может требовать расширения и замены. Формирование и заполнение информацией баз данных достаточно сложный и трудоемкий процесс, технико-экономические показатели которого сильно зависят от структуры, состава, объема, связности и других характеристик исходной информации.

Однако часто возможность переноса при первичном формировании и наполнении базы данных не предусматривается и проявляется после длительной эксплуатации. Сложность, трудоемкость и длительность переноса в этом случае значительно возрастают и требуют тщательного планирования и организации работ, приближающихся к созданию новой базы данных. Одновременно должно быть обеспечено сохранение или повышение качества ее функционирования 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 факторов и затрат [2]. Эти задачи значительно упрощаются при одновременном сокращении затрат при применении идеологии и концепции открытых компьютерных систем, поддержанных комплексом международных стандартов POSIX, а также современных версий ОС и СУБД, как стандартов де-факто.

Формализация характеристик качества информации баз данных, на основе стандартов, разработанных для оценивания программных средств, открывает путь для применения апробированных на комплексах программ методов систематизации, определения и повышения их качества. Использование стандартизированных характеристик качества информации баз данных позволяет упорядочить выбор требований к ним и оценивание достигнутого качества. Это должно способствовать повышению качества баз данных в целом, с учетом их программных и информационных компонентов, возможности достоверного определения их реальных характеристик при разработке, испытаниях и сертификации.

Литература

[1] Липаев В.В. Выбор и оценивание характеристик качества программных средств. М.: «Синтег», 2001

[2] Липаев В.В. Обеспечение качества программных средств. М.: «Синтег», 2001

[3] Безкоровайный М.М., Костогрызов А.И., Львов В.М. Инструментально-моделирующий комплекс для оценки качества функционирования информационных систем «KOK». М.: «Синтег», 2000

[4] Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных. Книга 1 и 2. М.: «Энергоатомиздат», 1994

[5] Кульба В.В., Ковалевский С.С., Косяченко С.А., Сиротюк В.О. Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределенных баз данных. М.: «Синтег», 1999

[6] Encyclopedia of Software Engineering, Editor-in-Chief John J. Marciniak. John Wiley & Sons, 1995

О надежности в терминах ISO 9126

Стандартом ISO 9126 рекомендуется анализировать и учитывать надежность комплексов программ четырьмя субхарактеристиками.

• Завершенность — способность базы данных не попадать в состояния отказов вследствие потерь, искажений, ошибок и дефектов в данных. На эту субхарактеристику влияют потери работоспособности, которые могут быть обусловлены не полным тестовым покрытием при испытаниях компонентов и системы в целом, а также недостаточной завершенностью их тестирования и защищенностью от искажений.
• Устойчивость к дефектам и ошибкам — свойство базы данных автоматически поддерживать заданный уровень качества данных в случаях проявления дефектов и ошибок или нарушения установленного интерфейса с внешней средой. Для этого в базу должна вводиться временная и информационная избыточность, реализующая оперативное обнаружение дефектов и ошибок информации, их идентификацию и автоматическое восстановление нормального функционирования. Относительная доля вычислительных ресурсов, используемых непосредственно для быстрой ликвидации последствий отказов и оперативного восстановления данных отражается на повышении надежности и определяет значение устойчивости.
• Восстанавливаемость — свойство базы данных в случае отказа возобновлять требуемый уровень качества информации и корректировать поврежденные данные. После отказа, база данных бывает неработоспособна в течение времени, продолжительность которого определяется восстанавливаемостью ее данных. Для этого необходимы вычислительные ресурсы и время на выявление неработоспособного состояния, диагностику причин отказа, а также на реализацию процессов восстановления. Основными показателями процесса восстановления данных являются его длительность и вероятностный характер. Восстанавливаемость характеризуется также полнотой восстановления нормального содержания.
• Доступность (или готовность) — свойство базы данных быть в состоянии полностью выполнять требуемую функцию в данный момент времени и при заданных условиях ее использования. Внешне, доступность может оцениваться относительным временем, в течение которого база данных находится в работоспособном состоянии, в пропорции к общему времени ее применения. Обобщение характеристик отказов и восстановления производится через коэффициент готовности, отражающий вероятность работать с нормальными данными в произвольный момент времени. Нижние границы шкал атрибутов надежности могут быть отражены значениям, при которых резко уменьшается функциональная пригодность базы данных, а использование конкретной базы данных становится неудобным и опасным.

Эффективность использования ресурсов компьютера при реальном функционировании отражается временными характеристиками взаимодействия конечных пользователей и администраторов баз данных. Эти характеристики зависят от качества СУБД, а также от объема, структуры и показателей качества используемой информации. Для баз данных важнейшим ресурсом является память компьютера, занимаемая информацией, а также ее используемость. Эти показатели качества влияют на время реакции системы на разные виды запросов пользователей и на пропускную способность базы данных.

В стандарте ISO 9126 выделены две субхарактеристики качества, которые рекомендуется описывать, в основном, количественными атрибутами, отражающими динамику функционирования компонентов базы данных. Временная эффективность определяется длительностью выполнения заданных функций и ожидания результатов в средних и/или наихудших случаях, с учетом приоритетов задач. Она зависит от объема, структуры и скорости обработки данных, влияющих непосредственно на интервал времени завершения конкретного вычислительного процесса, и от пропускной способности, т.е. от числа заданий, которые можно реализовать на данном компьютере в заданном интервале времени. Она зависит также от функционального содержания данных и конструктивной их реализации, тем самым может рассматриваться как один из внутренних показателей качества.

Особенности и трудоемкость переноса зависят, прежде всего, от характеристик совместимости архитектур и содержания переносимой между платформами информации.

• Форматная совместимость характеризуется степенью соответствия данных требованиям стандартов на форматы представления данных для документальных, фактографических, словарных и иных базах данных.
• Лингвистическая совместимость определяется степенью использования в рассматриваемых базах данных единых лингвистических средств (классификаторов, рубрикаторов, словарей), формализованных соответствующими стандартами этих платформ.
• Физическая совместимость заключается в степени соответствия кодировки информации одинаковым стандартам на машиночитаемые носители.

Вариант 1

1.                 
Стандарт 14598-1-6:1998-2000 носит название

a)       Характеристики и метрики качества программного обеспечения

b)     
Оценивание программного продукта

c)       Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики
качества и руководство по их применению

d)      Информационная система. Оценка программного продукта. Характеристики
качества и руководство по их применению

2.                 
Защищенность относится к субхарактеристикам
метрики:

a)     
Функциональные возможности

b)      Надёжность

c)       Эффективность

d)      Практичность

3.                 
Какая группа характеристик отражает набор свойств и
общие характеристики объекта, которые могут быть представлены номинальной
шкалой?

a)       Качественно-описательные

b)      Описательно-качественные

c)      
Категорийно-описательные

d)      Описательно-количественные

4.                 
Какие метрики  применяется в ходе проектирования и
программирования к неисполняемым компонентам системы, таким как спецификация
или исходный программный текст

a)     
Внутренние метрики

b)      Внешние метрики

c)       Качественные метрики

d)      Количественные метрики

5.                 
Функциональные возможности относят к следующей
группе метрик:

a)       Качественные

b)      Количественные

c)      
Категорийно-описательные

d)      Описательно-количественные

6.                 
Понятность относится к субхарактеристикам метрики:

a)       Функциональные возможности

b)      Надёжность

c)       Эффективность

d)     
Практичность

7.                 
Простота использования относится к
субхарактеристикам метрики:

a)       Функциональные возможности

b)      Надёжность

c)       Эффективность

d)     
Практичность

8.                 
Адаптируемость относится к субхарактеристикам
метрики:

a)     
Мобильность

b)      Сопровождаемость

c)       Эффективность

d)      Практичность

9.                 
Анализируемость относится к субхарактеристикам
метрики:

a)       Мобильность

b)     
Сопровождаемость

c)       Эффективность

d)      Практичность

10.             
Способность ИС обеспечивать функции,
удовлетворяющие установленным  потребностям заказчиков и пользователей при
применении комплекса программ в заданных условиях – это

a)       Функциональная пригодность

b)      Способность к взаимодействию

c)      
Функциональные возможности

d)      Практичность

11.             
Свойство системы не попадать в состояния отказов
вследствие имеющихся ошибок и дефектов в программах и данных — это

a)     
Завершенность

b)      Восстанавливаемость

c)       Доступность

d)      Практичность

12.             
Свойство системы обеспечивать требуемую
производительность с учетом количества используемых вычислительных ресурсов в
установленных условиях – это

a)       Метрика надежность

b)      Субхарактеристика эффективность

c)      
Метрика эффективность

d)      Субхарактеристика надежность

13.             
Свойство системы, характеризующееся сложностью ее
понимания, изучения и использования, а также привлекательность для пользователя
при применении в указанных условиях.

a)       Доступность

b)     
Практичность

c)       Изучаемость

d)      Привлекательность

14.             
Функциональными показателями качества информации БД
не являются:

a)       полнота накопленных описаний объектов

b)      достоверность данных

c)       идентичность данных

d)     
конфиденциальность данных

15.             
Показатели защищенности относятся к:

a)       Функциональными показателями качества информации БД

b)     
К конструктивным показателям качества
информации в БД

c)       Функциональными показателями качества СУБД

d)      К конструктивным показателям качества информации СУБД

Вариант
2

1.                 
Стандарт ISO  9126:1-4 носит название

a)     
Характеристики и метрики качества
программного обеспечения

b)      Оценивание программного продукта

c)       Информационная технология. Оценка программного продукта. Характеристики
качества и руководство по их применению

d)      Информационная система. Оценка программного продукта. Характеристики
качества и руководство по их применению

2.                 
Для оценки  ИС на основе поведения системы в
процессе испытаний или эксплуатации используют:

a)       Внутренние метрики

b)     
Внешние метрики

c)       Качественные метрики

d)      Количественные метрики

3.                 
Какая группа характеристик ИС существует?

a)       Качественно-описательные

b)      Описательно-качественные

c)      
Категорийно-описательные

d)      Описательно-количественные

4.                 
Какая группа характеристик представляется
множеством упорядоченных, равноудаленных точек, описываемых интервальной или
относительной шкалой?

a)       Качественно-описательные

b)     
Количественные

c)       Категорийно-описательные

d)      Описательно-количественные

5.                 
Способность системы обеспечивать правильные или
приемлемые результаты и эффекты – это

a)       Функциональная пригодность

b)     
Корректность

c)       Функциональные возможности

d)      Практичность

6.                 
Что из нижеперечисленного не является
субхарактеристикой надежности?

a)       Завершенность

b)      Восстанавливаемость

c)       Доступность

d)     
Практичность

7.                 
Свойство системы выполнять требуемую функцию в
данный момент времени при заданных условиях использования – это

a)       Завершенность

b)      Восстанавливаемость

c)      
Доступность

d)      Практичность

8.                 
Свойство системы обеспечивать требуемое время
отклика и обработки заданий, а также пропускную способность при выполнении его
функций в заданных условиях.

a)       Временная экономичность

b)     
Временная эффективность

c)       Эффективность обработки

d)      Эффективность отклика

9.                 
Приспособленность системы к переносу  из одной
аппаратно-операционной среды в другую – это

a)     
Мобильность

b)      Сопровождаемость

c)       Эффективность

d)      Практичность

10.             
К конструктивным показателям качества информации в
БД не относят:

a)       объем базы данных

b)      оперативность

c)      
актуальность

d)      динамичность

11.             
Определение для каждого пользователя набора
санкционированных действий, которые он может выполнять по отношению к
определенным объектам БД – это

a)     
Проверка полномочий пользователя

b)      Защита информации

c)       Защита пользователя

d)      Проверка подлинности

12.             
Соответствие системы стандартам, нормативным
документам, соглашениям или нормам законов и другим предписаниям, связанным с
функциями, областью применения и защитой ИС – это

a)     
Согласованность

b)      Корректность

c)       Способность к взаимодействию

d)      Практичность

13.             
Корректность является субхарактеристикой,
относящейся к следующей группе метрик:

a)       Качественные

b)      Количественные

e)     
Категорийно-описательные

c)       Описательно-количественные

14.             
Завершенность относится к субхарактеристикам
метрики:

a)       Функциональные возможности

b)     
Надёжность

c)       Эффективность

d)      Практичность

15.             
Способность системы  к диагностике ее дефектов или
причин отказов, а также к идентификации и выделению ее компонентов для
модификации – это

a)       Тестируемость

b)     
Анализируемость

c)       Стабильность

d)      Мобильность

— относительно редкое
разрушение программных компонентов и необходимость их физической замены
приводит к принципиальному изменению понятий сбоя и отказа программ и к
разделению их по длительности восстановления относительно некоторого времени
простоя, допустимого для функционирования информационной системы;

Для полного определения понятия надежности ИС,
а также для корректного определения атрибутов ее субхарактеристик необходимо
дать описание понятия «проявление дефекта».

Проявление дефекта ИС – любое искажение (аномалия) программ, данных или вычислительного
процесса, которое приводит к регистрируемому нарушению работоспособности
ИС. {Регистрируемость – пример с продуктами Microsoft.}

Замечание. Иногда,
для краткости, вместо термина «проявление дефекта» употребляют просто термин
«дефект». Это может вносить некоторую путаницу, поскольку «дефект»
— это свойство ИС (ошибка в программе, в данных и т. д.) которое приводит к
нарушению работоспособности ИС, а «проявление дефекта» — это событие, происходящее
при ее функционировании. Однако из контекста обычно бывает ясно, в каком смысле
употребляется этот термин.

Надежность ИС является динамической
(проявляющейся во времени) характеристикой ИС и существенно отличается от
понятия статической корректности программ.

Проявления дефектов разделяются на сбои
и отказы по временному показателю длительности
восстановления после любого искажения (см. выше).

То есть задается некоторый временной порог,
и если длительность восстановления меньше заданного порога, зарегистрированное
нарушение работоспособности считается сбоем, а при длительности
восстановления, превышающем пороговое значение, оно считается отказом.

Пороговое время восстановления
работоспособного состояния системы, при превышении которого следует фиксировать
отказ, близко к периоду решения задач для подготовки информации
соответствующему абоненту. Поэтому для его корректной установки в конкретной ИС
необходим анализ динамических характеристик абонентов – потребителей данных и
временных характеристик функционирования программ.

Быстрое реагирование проявление дефекта, т. е.
восстановление работоспособности за время меньшее, чем порог между сбоем и
отказом, определяет высокую надежность ИС. Надежность функционирования ИС
наиболее широко характеризуется устойчивостью (способностью к
безотказному функционированию) и восстанавливаемостью работоспособного
состояния после произошедших сбоев или отказов.

2.2.2. Субхарактеристики надежности

Общепринятые атрибуты субхарактеристик
надежности ИС, их меры и шкалы представлены в таблице 1.

Таблица 1.

Завершенность — свойство ИС не попадать в состояния отказов вследствие ошибок и
дефектов в программах и данных.

Количество необнаруженных дефектов и ошибок в
ИС непосредственно отражается на длительности нормального функционирования ИС между
сбоями и отказами. Завершенность можно характеризовать наработкой
(длительностью) на отказ при отсутствии автоматического восстановления –
рестарта, измеряемой обычно часами. На этот показатель надежности влияют только
отказы в результате проявившихся дефектов ИС.

Замечание. Обычно
в качестве методики определения значения этого атрибута выбирается измерение
времени нормального функционирования ИС с момента ее запуска до первого сбоя
или отказа. {О методиках – позже.}

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.