Анализ качества баз данных

Для анализа свойств базы данных предлагается различать качественные характеристики системы управления базой данных и содержащейся в ней информации. Рекомендуется организовать эти функции в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9126. Современная база данных — это один из объектов ИТ, высокое качество которого необходимо и ощутимо. Но что означает качество базы данных, какие требования к качеству должны быть созданы, какие характеристики можно использовать для описания качества, как его можно оценить и измерить? Этой цели служат методы и стандарты, разработанные для анализа сложного программного обеспечения.

При завершенном анализе качества базы данных не всегда можно четко разделить требования и значения характеристик качества для каждого из этих объектов. СЭД могут управлять различными структурами данных, конфигурациями и содержимым, а одни и те же данные могут управляться различными СБ. При анализе качества базы данных полезно рассмотреть два компонента: систему управления данными и все данные, упорядоченные в соответствии с определенными правилами. Эти элементы тесно взаимодействуют при реализации конкретной базы данных, но изначально создаются независимо друг от друга и могут рассматриваться как две разные сущности в жизненном цикле.

Номенклатура и содержание показателей качества, определяющих назначение, функции и потребительские свойства — Средства автоматизации разработки и поставки всего жизненного цикла объекта — Категории специалистов, создающих, функционирующих или обеспечивающих функциональность. Применение баз данных — набор функциональной и технической документации, поддерживающей жизненный цикл объекта.

На практике все характеристики и свойства ISO 9126 «Качество программных средств». [1, 2] могут быть использованы как часть требований SBS или в меньшей степени. Специфика заключается в различном акценте на отборе и компоновке. Во всех случаях важнейшей характеристикой качества СБД является требование эксплуатационной пригодности процесса конфигурирования, изменения информационного наполнения базы данных администратором, и выдачи результатов пользователю с доступом и отображением данных.

Различные требования к качественным характеристикам создали широкий спектр местных, специализированных и децентрализованных СБ. В зависимости от сектора реализации, различные характеристики дизайна (например, надежность и безопасность приложения (финансовый сектор), простота использования неквалифицированными пользователями (социальный сектор), эффективность использования ресурсов (снабжение) и т.д.) определяют приоритеты оценки качества. Однако почти во всех случаях важную роль играют другие конструктивные показатели качества. Для каждого из них необходимо оценить приоритеты для конкретного применения, измерения и масштабирования необходимых и приемлемых качественных характеристик.

В системах баз данных доминируют сами данные, их хранение и обработка. Качество информации может быть оценено путем применения общего методологического подхода для определения соответствующей номенклатуры основных характеристик и подхарактеристик, стандартизированных в ISO 9126. Однако содержание качества базы данных должно быть четко определено. Выделенные показатели качества должны быть практичными для пользователя и организованы в соответствии с реальными приоритетами применения. Кроме того, каждый показатель качества должен быть пригоден для надежной экспертной оценки или измерения и сравнения требуемых значений.

При разработке баз данных репрезентативный набор функциональных требований, касающихся качества базы данных, подходящих для цели и области применения и требований клиентов и потенциальных пользователей, в терминах ссылок и спецификаций базы данных. Что касается программных систем, то функции качества информации можно разделить на функциональные и производственные. Их номенклатура, содержание и индивидуальные характеристики основаны на стандарте ISO 9126. Она задает основу для стандартного формирования требований к качеству баз данных и позволяет установить номенклатуру и описание характеристик [1, 2]. При декларировании содержания характеристики качества она заменяется термином «информация базы данных» и ее содержанием. Однако номенклатура показателей качества не всегда ограничивается информационными характеристиками базы данных, а должна включать ряд улучшений, отражающих эффективность интеграции и функциональную пригодность приложения в реальных условиях.

Функциональная пригодность информации из базы данных Измерение и оценка требований к фактическим значениям качества может быть сложным вопросом. Это особенно важно для больших распределенных баз данных, где в анализируемых объектах имеется разнообразная сложная информация. Мерой качества функционального соответствия может быть степень, в которой цель, задачи и функции базы данных покрываются информацией, доступной пользователю. Что касается программных систем, то для баз данных имеет смысл использовать группы подхарактеристик, которые определяют функциональные, структурные и функциональные требования [1]. На уровне содержания отражается функциональная пригодность многих баз данных.

Полнота описания хранимых объектов. — Соответствующее количество объектов или документов, имеющихся в базе данных, по отношению к общему количеству объектов конкретной тематики или количеству объектов в аналогичной базе данныхУдостоверение личности — Описание соответствующих характеристик, без неполноты и ошибок по отношению к общему количеству документов характеристик в базе данныхАктуальность. — Актуальность количество устаревших элементов в базе данных по отношению к общему количеству накопленных и обработанных данных.

Различные функции баз данных ограничивают возможность стандартизации требований только общими правилами организации, структуры и документирования, описанными в [1]. Меры качества и шкалы функционального соответствия различаются, как различаются цели и специфика информационных функций базы данных, но функции проектирования могут быть в значительной степени стандартизированы.

Функции проектирования качества информации могут включать почти все стандартные показатели качества, представленные в ISO 9126. Требования к информации базы данных должны также включать функции, обеспечивающие надежность, эффективное использование компьютерных ресурсов, практичность, применимость, ремонтопригодность и мобильность. Содержание и свойства этих функций несколько отличаются от функций программы, но их суть полезна. Меры и метрики для оценки характеристик дизайна могут применяться в основном так же, как и при анализе качества программного обеспечения.

Точность или надежность данных. — Это степень соответствия данных об объектах в базе данных реальным объектам в конкретный момент времени, определяемая изменениями в самих объектах, неправильной записью их состояния или неправильным расчетом их характеристик. Выбор и определение требований к точности данных можно оценить по тому, насколько они охватывают состояния и изменения внешних объектов, отражаемые хранимыми и действующими на данный момент данными. Здесь также можно сослаться на количественные и временные характеристики хранимых и обрабатываемых данных.

Объем базы данных. — Относительное количество объектов или записей описания документов, доступных для хранения и обработки, по сравнению с общим количеством фактических объектов во внешней средеПереписка. — Степень соответствия динамики данных состоянию реальных объектовГлубина оглядывания — Период времени от даты публикации самого старого документа и/или его регистрации в базе данных до сегодняшнего дня, вплоть доДинамизм — Относительное количество описаний объектов, которые изменились по отношению к общему количеству записей в базе данных за определенный период времени, определяемое частотой выпуска версий базы данных.

Информационная безопасность реализуется посредством сочетания мер GDPR и мер по защите данных, которые их поддерживают. Цели, задачи и функции защиты тесно связаны с деталями каждой функции базы данных. В распределенных базах данных показатель безопасности тесно связан с функцией целостности и отражает степень идентичности одинаковых данных в памяти удаленных компонентов.

На практике способность защитить информацию базы данных от неблагоприятных воздействий обычно описывается конфигурацией мер, используемых для ее защиты от внешних и внутренних угроз. Однако существуют попытки измерить и описать качество информационной безопасности в общих терминах, усилия и время, необходимые злоумышленнику для преодоления системы защиты [3, 4]. Косвенным показателем его качества может быть относительная доля вычислительных ресурсов, непосредственно используемых средствами защиты информации.

На практике основной задачей является защита от злонамеренного уничтожения, изменения и кражи информации из базы данных. Основой такой защиты является контроль разрешений и эффективность организационного контроля и ограничений доступа. В реальных базах данных могут возникать катастрофические последствия и информационные аномалии, которые влияют на безопасность приложения. Причинами являются случайные и непредсказуемые дестабилизирующие факторы, которые не всегда принимаются во внимание. Качество защиты может характеризоваться объемом предотвращенного ущерба от возникновения дестабилизирующих факторов и реализации конкретных угроз безопасности, а также средним временем между инцидентами угроз, которые могут превысить защиту данных.

Надежность информации Надежность базы данных основана на применении концепций и методов теории надежности. Надежная база данных должна, прежде всего, иметь низкую вероятность функциональной деградации. Высокая надежность обеспечивается быстрой реакцией на потерю или ухудшение данных, а также восстановлением надежности и функциональности ниже предела между повреждением и отказом.

Классификация повреждений и ошибок на основе времени восстановления приводит к необходимости анализа динамических характеристик источника или потребителя данных, абонента. Для каждого потребителя данных существует время, когда данные из базы отсутствуют и их значение меняется из-за неактивности, достигая небольшого отклонения от того, что должно быть рассчитано. Это допустимое отклонение результата после отключения базы данных зависит в основном от динамических характеристик источников и потребителей информации.

Использование ресурсов (или эффективность использования ресурсов) Это отражено в стандарте использованием ресурсов процессора, оперативной, внешней и виртуальной памяти, каналов ввода/вывода, терминалов и каналов связи. В зависимости от конкретных задач и характеристик базы данных, при выборе качественных характеристик учитывается либо абсолютная величина занятости ресурсов из разных типов ресурсов, либо относительная величина использования каждого типа ресурсов во время нормального функционирования базы данных. Задача оценки и эффективного использования вычислительных ресурсов остается актуальной [5, 6].

Практичность (удобство использования). — Понятие, которое трудно стандартизировать, но в конечном итоге оно определяет функциональную пригодность и полезность использования базы данных для некоторых пользователей. Эта группа показателей включает в себя отдельные характеристики, которые во многом отражают функциональное понимание, простоту использования, эффективность системы и удобство использования. Некоторые отдельные функции могут быть измерены в финансовом выражении с точки зрения работы и времени, необходимых эксперту для выполнения конкретной функции взаимодействия с данными. ISO 9126 предоставляет наибольшее количество этих функций качества и подробно описывает свойства программного средства. Он также помогает оценить базу данных клиентов во время фактического выбора, освоения и применения. Оценка удобства использования зависит не только от присущих базе данных свойств, но и от адекватности организационных и функциональных процессов.

Всеобъемлющий характер. Зависит от качества документации и субъективного впечатления потенциальных пользователей. Качественно это можно объяснить ясностью функциональной концепции, объемом, полнотой и тщательностью демонстрации возможностей, а также ясностью представления в функциональной документации возможных функций и характеристик реализации данных. Она должна быть гарантирована точностью и полнотой созданной информации, а также всеми деталями информации, вместе со всеми деталями приложения для пользователя.

Простота использования.— Способность обрабатывать и работать с базами данных с комфортом и легкостью. Это касается управляемости, устойчивости к дефектам данных и соответствия ожиданиям и навыкам пользователей. Некоторые из характеристик этой подхарактеристики можно оценить количественно, измерив затраты времени и продолжительность соответствующих процедур по подготовке и обучению профессиональных пользователей.

Обучение. Может определяться интенсивностью задачи и продолжительностью обучения пользователя. Качество возможности обучения зависит от присущих свойств и сложности структуры базы данных и субъективных характеристик навыков этих пользователей. Способность к обучению также может быть измерена количеством документации по юзабилити или количеством и качеством электронных образовательных программ.

Хранение информации может выражаться в простоте и эффективности модификации, улучшения или адаптации структуры и содержания данных в ответ на изменения внешней среды, требований заказчика и функциональных спецификаций. В целом, качество ведения базы данных можно оценить по потребности в ресурсах для ее обслуживания и реализации. Потенциальная стоимость ресурсов для развития и улучшения качества базы данных зависит не только от внутренних свойств данных, но и от требований и потребностей пользователей и готовности заказчиков и разработчиков удовлетворить эти потребности. Затраты на разработку можно оценить по новым данным, которые будут введены в следующем издании, с учетом объема ожидаемых изменений и сложности разработки и инноваций. Такой анализ может предсказать общие затраты на техническое обслуживание и дать рекомендации по оценке этой характеристики качества в конкретных проектах. Набор индивидуальных программных систем, представленных в ISO 9126, может быть применен для описания качества этой базы данных, в основном с теми же организационными и техническими индивидуальными особенностями.

Возможность анализа базы данных зависит от согласованной архитектуры, интегрированного интерфейса, а также полноты и правильности технической и функциональной документации. Изменчивость заключается в адаптивности структуры и содержания данных при применении определенных изменений и управлении конфигурацией данных. Волатильность зависит не только от внутренних свойств базы данных, но и от организации и оркестровки процессов обслуживания и управления конфигурацией, направленных на архитектуру, внешние и внутренние интерфейсы данных. Функциональность тестирования зависит от контроля размера области влияния контролируемых изменений в структуре и содержании данных, что является характеристикой сложности тестирования. Его характеристики зависят от четкости правил структурного построения элементов и базы данных в целом, интеграции внешних и не внешних интерфейсов, полноты и правильности технической документации. Возможность представления данных об изменчивости и контроле доступна для количественной оценки объема работы и продолжительности выполнения этих функций при стандартной работе с данными различными методами и использовании средств автоматизации. Эти экономические меры в основном (но не в явном виде) отражают подтверждение и стабильность и могут быть применены для комплексной оценки общего обслуживания.

Мобильность базы данных.Как и программы, они могут быть охарактеризованы в первую очередь по продолжительности и усилиям, затрачиваемым на их замену [1] при установке, настройке и переносе на другое оборудование и операционные платформы. Информация о процессах, происходящих во внешней среде, должна тщательно храниться, а модификации регулироваться, поскольку их накопление и обновление может быть огромным и трудоемким делом. Эти данные уникальны и могут быть не восстановлены. Однако базовое оборудование или операционная платформа, на которой они хранятся и обрабатываются, может потребовать расширения и замены. Формирование и пополнение базы данных информации — достаточно сложный и трудоемкий процесс, технико-экономические показатели которого во многом зависят от структуры, состава, количества, связности и других характеристик исходной информации.

Однако возможность переноса при первоначальном формировании и заполнении базы данных часто бывает непредвиденной и появляется после длительного периода эксплуатации. В этом случае сложность, интенсивность работы и продолжительность переноса значительно возрастают и требуют тщательного планирования и организации задач, приближающих создание новой базы данных. В то же время необходимо обеспечить сохранение или повышение качества операций на новой платформе.

Для оценки качества и определения требований к мобильности базы данных задача состоит в том, чтобы учесть все эти факторы и затраты и сравнить достигнутые результаты и затраты на то, как перенести или переработать данные и наполнить базу данных при определенных условиях [2 ]. Эти задачи значительно упрощаются и одновременно снижаются затраты, когда в качестве среды разработки применяются идеология и концепции открытых вычислительных систем, поддерживаемых набором международных стандартов POSIX, и последние версии операционных систем и СУБД. Фактические стандарты.

Стандартизация характеристик качества информации баз данных на основе стандартов, разработанных для оценки программных средств, открывает путь к систематизации, определению и улучшению их качества путем применения проверенных методов в сборках программного обеспечения. Используя стандартизированные характеристики качества информации баз данных, можно рационализировать выбор этих требований и оценить достигнутое качество. Учет программных и информационных компонентов и возможность надежного определения их фактических характеристик в процессе разработки, тестирования и сертификации должны способствовать повышению общего качества базы данных.

Надежность с точки зрения стандарта ISO 9126

Стандарт ISO 9126 рекомендует анализировать и исследовать надежность программных пакетов на основе четырех индивидуальных характеристик

Полнота. — Способность базы данных не выходить из строя из-за потери данных, повреждения, ошибок и дефектов. На эту подхарактеристику влияет недостаточное покрытие тестами при тестировании компонентов и системы в целом, а также потеря производительности, которая может быть вызвана недостаточным завершением тестов и защитой от деформации.Допустимость дефектов и ошибок.— Свойство базы данных автоматически поддерживать определенный уровень качества данных в случае несовершенства и ошибок в установленных взаимосвязях с внешней средой. Для этого в базу данных необходимо ввести временную и информационную избыточность. Это обеспечивает немедленное обнаружение сбоев и ошибок, определение нормального поведения и автоматическое восстановление. Относительная доля вычислительных ресурсов, непосредственно используемых для быстрой очистки ошибок и оперативных данных, отражается на повышении надежности и определяет ценность стабильности.Восстановление. — Свойство базы данных, которое восстанавливает необходимый уровень качества информации и исправляет поврежденные данные в случае их повреждения. После сбоя база данных не функционирует в течение некоторого периода времени, который определяется ее способностью восстанавливать данные. Это требует вычислительных ресурсов и времени для определения нефункционального состояния, диагностики причины сбоя и применения процесса восстановления. Основными показателями процесса восстановления являются его продолжительность и возможные характеристики. Способность к восстановлению также характеризуется полнотой восстановления нормального содержания.Доступность (или готовность). — Свойства базы данных полностью способны выполнять требуемые операции в определенное время и при определенных условиях. Внешне доступность можно измерить относительным временем нахождения базы данных в работоспособном состоянии в процентах от общего времени использования. Функции отказов и восстановления обобщаются через коэффициенты доступности, отражающие вероятность нормальной работы данных в любой момент времени. Нижний конец шкалы надежности может быть отражен в значении, при котором функциональность базы данных внезапно снижается, делая использование конкретной базы данных неудобным и опасным.

Ресурсная эффективность ПК в реальном режиме отражается функцией времени взаимодействия между конечным пользователем и менеджером базы данных. Эти характеристики зависят от качества БУР и объема, структуры и показателей качества используемой информации. В случае с базами данных наиболее важным ресурсом является память компьютера, занимаемая информацией, и удобство ее использования. Эти показатели качества влияют на время отклика системы на различные типы пользовательских запросов и производительность базы данных.

ISO 9126 выделяет две отдельные характеристики качества, которые лучше всего описываются в основном количественными характеристиками, отражающими динамику данных базы данных. Эффективность использования времени определяется продолжительностью выполнения конкретной функции и ожидания результатов в умеренных и/или плохих случаях с учетом приоритетности работы. От объема, структуры и скорости обработки данных зависит длительность завершения конкретного вычислительного процесса, которая напрямую влияет на количество задач, которые могут быть выполнены на конкретном компьютере. Учитывая временное пространство. Его также можно рассматривать как внутренний показатель качества, поскольку он зависит от функционального содержания данных и их конструктивного применения.

Специфика и интенсивность транспортных операций зависят в первую очередь от характеристик совместимости архитектуры и содержания информации, передаваемой между платформами.

Совместимость. Характеризуется степенью соответствия данных требованиям стандартов баз данных, событий, словарей и других форм представления данных баз данных.Языковая совместимость. Определяется степенью использования общих языковых инструментов (классификаторов, рубрикаторов, словарей), стандартизированных соответствующими стандартами этих платформ в рамках этих баз данных.Естественная совместимость. Это заключается в коммуникации с помощью средств, читаемых компьютером, и кодировании информации с соблюдением единых стандартов. Специфика и интенсивность <пан> рабочих задач зависит в первую очередь от совместимости архитектуры и характеристик содержания передаваемой информации. Межплатформенная.