Вычислительные сети и СУБД

     Примеры: Microsoft Access, Borland Paradox.

• Клиент-серверные.

     Такие СУБД состоят из клиентской части (которая  входит в состав прикладной программы) и сервера (см. Клиент-сервер). Клиент-серверные СУБД, в отличие от файл-серверных, обеспечивают разграничение доступа между пользователями и мало загружают сеть и клиентские машины. Сервер является внешней по отношению к клиенту программой, и по надобности его можно заменить другим. Недостаток клиент-серверных СУБД в самом факте существования сервера (что плохо для локальных программ — в них удобнее встраиваемые СУБД) и больших вычислительных ресурсах, потребляемых сервером.

     Примеры: Firebird, Interbase, IBM DB2, MS SQL Server, Sybase, Oracle, PostgreSQL, MySQL, ЛИНТЕР.

• Встраиваемые.

     Встраиваемая  СУБД — библиотека, которая позволяет унифицированным образом хранить большие объёмы данных на локальной машине. Доступ к данным может происходить через SQL либо через особые функции СУБД. Встраиваемые СУБД быстрее обычных клиент-серверных и не требуют установки сервера, поэтому востребованы в локальном ПО, которое имеет дело с большими объёмами данных (например, геоинформационные системы).

     Примеры: OpenEdge, SQLite, BerkeleyDB, один из вариантов Firebird, один из вариантов MySQL, Sav Zigzag, Microsoft SQL Server Compact, ЛИНТЕР.

     Местоположение  БД определяет так называемую архитектуру  базы данных. Имеются четыре разновидности  архитектур баз данных:

     - локальные базы данных;

     - архитектура "файл-сервер";

     - архитектура "клиент-сервер";

     - многозвенная архитектура.

     Использование той или иной архитектуры накладывает  сильный отпечаток на общую идеологию  работы приложения и на программный  код приложения. При работе с локальными базами данных сами базы данных расположены  на том же компьютере, что и приложения, осуществляющие доступ к ним. Работа с базой данных происходит в однопользовательском режиме. Приложение ответственно за поддержание  целостности базы и за выполнение запросов к базе данных.

Основные  характеристики баз данных 

     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. 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. 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. 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.

     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.