Характеристики качества программных средств. Выбор характеристик качества в проектах программных средств

характеристик ПС наиболее жесткие требования обычно предъявляются к

трудоемкости  и длительности инсталляции версий ПС на новой платформе,

которые могут занимать от нескольких минут  до нескольких десятков

часов и  требовать соответствующей трудоемкости до десятков человеко-

часов. Большей  потребностью времени и трудоемкости обычно характеризуются

адаптация версий ПС к условиям новой внешней  среды и к требованиям

пользователей, а также замена и ввод крупных  компонентов в

новую программно-аппаратную среду. Интегрально мобильность  оказывает

влияние на функциональную пригодность при  переносе программ и

данных  на иные операционные и аппаратные платформы, при расширении

и изменении  их функций. Для этого реализация основных функций комплекса

программ  должна быть подготовлена к мобильности, для чего требуются

дополнительные  трудовые, временные и вычислительные ресурсы.

Отсутствие  такой подготовки при проектировании ПС отражается на возрастании

затрат  на процедуры, входящие в мобильность  и для некоторых

типов ПС могут ограничивать их функциональную пригодность.

11.4. Характеристики  качества баз данных

Современные базы данных являются одними из массовых специфических

объектов  в сфере информатизации, для которых  в ряде областей

321

Лекция 11. Характеристики качества программных  средств

необходимо  особенно высокое качество и его  квалифицированное системное

проектирование. Базу данных можно рассматривать  как два компонента:

— программные средства системы управления базой данных

(СУБД), независимые  от сферы их применения, структуры  и смыслового

содержания  накапливаемых и обрабатываемых данных;

— информацию базы данных (ИБД), доступную для накопления,

упорядочивания, обработки и использования в  конкретной проблемно-

ориентированной сфере применения.

При этом одна и та же система управления базой данных (СУБД)

может обрабатывать различные по структуре, составу  и содержанию данные,

а одни и  те же данные могут управляться программными средствами

различных СУБД. Хотя эти компоненты тесно  взаимодействуют при реализации

конкретной  прикладной БД, первоначально при  проектировании

они создаются  или выбираются практически независимо и могут рассматриваться

в их ЖЦ 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 ЖЦ каждого объекта;

— категориями специалистов, обеспечивающих: создание, эксплуатацию

или применение компонентов БД;

— комплектами эксплуатационной и технологической документации,

поддерживающими жизненный цикл объектов.

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-

322

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  £Д 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

9126 базовых 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

323

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 ИБД  может 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 БД в

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, сопро-

вождаемости 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

324

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.

325

Лекция 11. Характеристики качества программных  средств

Надеэкность 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-

326

11.4. Характеристики  качества баз данных