IDEF1X

Integrare DEFinition for information modeling (IDEF1X) este un limbaj de modelare a datelor pentru dezvoltarea semanticii modelelor de date . IDEF1X este folosit pentru a genera reprezentări grafice ale modelelor de informații care reflectă structura și semantica informațiilor într-un mediu sau sistem . [unu]

IDEF1X vă permite să construiți modele de date semantice care pot servi pentru a sprijini gestionarea datelor ca resursă, integrarea sistemelor informaționale și construirea bazelor de date computerizate. Acest standard face parte din familia de limbaje de modelare IDEF de inginerie software .

Prezentare generală

Această tehnică de modelare este utilizată pentru a modela datele într-un mod standard, consistent și previzibil pentru a le gestiona ca resursă. Poate fi utilizat în proiecte care necesită mijloace standard de identificare și analiză a resurselor de date din cadrul unei organizații. Astfel de proiecte includ încorporarea modelării datelor într-o metodologie, gestionarea datelor ca resursă, integrarea sistemelor informaționale sau proiectarea bazelor de date computerizate. Obiectivele principale ale standardului IDEF1X sunt de a oferi: [1]

Scopul principal al IDEF1X este de a sprijini integrarea. Abordarea integrării se concentrează pe captarea, gestionarea și utilizarea unei singure definiții semantice a unei resurse de date numită „concept”. Un „cadru” oferă o definiție unică, integrată a datelor în cadrul unei întreprinderi, care nu este părtinitoare față de nicio utilizare a datelor și este independentă de modul în care datele sunt stocate sau accesate fizic. Scopul principal al unei scheme conceptuale este de a oferi o definiție consecventă a valorilor și a relațiilor dintre date care pot fi utilizate pentru a integra, partaja și gestiona integritatea datelor. Schema conceptuală ar trebui să aibă trei caracteristici importante: [1]

Istorie

Necesitatea unui model de date semantice a fost recunoscută pentru prima dată de US Air Force la mijlocul anilor 1970, ca urmare a programului Automation and Computer Integrated Technology (ICAM). Scopul acestui program a fost creșterea productivității producției prin aplicarea sistematică a tehnologiei informatice. Programul ICAM a identificat necesitatea îmbunătățirii metodelor de analiză și comunicare pentru persoanele implicate în îmbunătățirea eficienței producției. Ca rezultat, programul ICAM a dezvoltat o serie de metode cunoscute sub numele de metode IDEF (iCAM Definition), care includ următoarele: [1]

Abordarea inițială a modelării informațiilor IDEF (IDEF1) a fost publicată de programul ICAM în 1981, pe baza cercetării actuale și a nevoilor industriei. Rădăcinile teoretice ale acestei abordări provin din lucrările timpurii ale lui Edgar F. Codd despre teoria modelelor relaționale și Peter Chen despre modelul entitate-relație . Metodologia originală IDEF1 s-a bazat pe munca dr. R.R. Brown și domnul T.L. Ramy de la Hughes Aircraft și domnul D.S. Coleman de la D. Appleton & Company (DACOM), cu revizuire critică și influență de la Charles Bachman, Peter Chen, Dr. M.A. Melkanoff și Dr. G.M. Niissen. [unu]

În 1983, Forțele Aeriene ale SUA au inițiat proiectul Sistemului de Suport Informațional Integrat (I2S2) în cadrul programului ICAM. Scopul acestui proiect a fost de a oferi o tehnologie care să permită integrarea logică și fizică a unei rețele de hardware și software disparate. Ca rezultat al acestui proiect și al experienței din industrie, a fost recunoscută necesitatea unei metodologii îmbunătățite de modelare a informațiilor. [unu]

Din punctul de vedere al administratorilor de contract ai programului IDEF al Forțelor Aeriene ale SUA, IDEF1X a fost rezultatul proiectului ICAM IISS-6201 și a fost extins în continuare prin proiectul IISS-6202. Pentru a îndeplini cerințele de îmbunătățire a modelării datelor identificate în proiectul IISS-6202, subcontractantul DACOM a licențiat Tehnologia de proiectare a bazelor de date logice (LDDT) și software-ul său suport (ADAM). În ceea ce privește conținutul tehnic al metodologiei de modelare IDEF1X, aceasta este o redenumire a LDDT.

La 2 septembrie 2008, standardul NIST corespunzător, FIPS 184, a fost retras (decizia Federal Register volumul 73 / pagina 51276 [1] ).

Din septembrie 2012, IDEF1X face parte din standardul internațional ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012. [2] Standardul descrie sintaxa și semantica IDEF1X97, care constă din două limbaje de modelare conceptuală: un limbaj „stil cheie” compatibil cu FIPS 184, care acceptă baze de date relaționale și extinse și un limbaj mai nou „stil de identitate”, potrivit pentru bazele de date cu obiecte. baze de date și modelare orientată pe obiecte.

Metode de proiectare a bazelor de date logice

Metodele de proiectare a bazelor de date logice (LDDT) au fost dezvoltate în 1982 de Robert G. Brown de la Database Design Group, complet în afara programului IDEF și fără cunoștințe despre IDEF1. Cu toate acestea, scopul principal al IDEF1 și LDDT a fost același: să creeze un model neutru pentru baze de date al informațiilor persistente necesare unei întreprinderi prin modelarea obiectelor din lumea reală implicate. LDDT a combinat elemente ale modelului de date relaționale, modelului ER și generalizărilor datelor într-un mod care a fost conceput special pentru a sprijini modelarea datelor și transformarea modelelor de date în design de baze de date.

LDDT a inclus o ierarhie de medii (spații de nume), mai multe niveluri de model, modelare generică/specializare și o reprezentare explicită a relațiilor prin chei primare și externe susținute de o facilitate de denumire a rolului bine definită. Cheile primare și cheile străine fără ambiguitate exprimau uneori constrângeri subtile asupra unicității și integrității referențiale care trebuiau definite și aplicate de orice tip de bază de date dezvoltată. Utilizarea cheilor de constrângere a integrității modelului LDDT ca chei de acces sau indexuri atunci când proiectați o bază de date a fost o decizie complet separată. Acuratețea și completitudinea modelelor LDDT a fost un factor important care a permis ca modelele să fie traduse în proiecte de baze de date relativ ușor. Modelele LDDT timpurii au fost convertite în design de baze de date pentru baza de date ierarhică a IBM, IMS . Modelele ulterioare au fost convertite în design de baze de date pentru baza de date a rețelei Cullinet, IDMS și multe altele.

În software-ul LDDT, vizualizarea (modele) acceptată de ADAM, vizualizarea uniune, vizualizarea selectivă (subset), moștenirea spațiului de nume, normalizări, analiza de asigurare a calității vizualizării, graficul și raportarea entitate-relație, conversia în declarații de declarare a datelor SQL, verificarea integrității referențiale în SQL. Modelele logice au fost serializate folosind un limbaj de modelare structurală.

Sintaxa grafică a LDDT a fost diferită de cea a IDEF1 și, mai important, LDDT conținea multe concepte de modelare înrudite care nu se găsesc în IDEF1. Prin urmare, în loc să extindă IDEF1, Mary E. Loomis de la DACOM a scris un rezumat concis al sintaxei și semanticii unui subset semnificativ de LDDT, folosind terminologia compatibilă cu IDEF1 acolo unde este posibil. DACOM a desemnat rezultatul IDEF1X și l-a furnizat programului ICAM, din care a fost publicat în 1985. (IEEE 1998, p. iii) (Bruce 1992, p. xii) [1] DACOM a rescris și software-ul ADAM în C și l-a comercializat sub numele de Leverage.

Elementele IDEF1X

Esențe Reprezentarea unei clase de lucruri reale sau abstracte (oameni, obiecte, locuri, evenimente, idei, combinații de lucruri etc.) care sunt recunoscute ca instanțe ale aceleiași clase deoarece au aceleași caracteristici și pot participa la aceleași la fel. relaţie. Domenii Un set numit de valori de date (dimensiune fixă ​​sau posibil infinit) de același tip de date din care este derivată valoarea reală pentru o instanță de atribut. Fiecare atribut trebuie definit într-un singur domeniu de bază. Mai multe atribute se pot baza pe același domeniu de bază. Atribute O proprietate sau caracteristică care este comună unora sau tuturor instanțelor unei entități. Atributul reprezintă utilizarea domeniului în contextul entității. Chei Un atribut sau o combinație de atribute de entitate ale căror valori identifică în mod unic fiecare instanță de entitate. Fiecare astfel de set este o cheie candidată. Chei primare Cheia candidată aleasă ca identificator unic al entității. Cheie externă Un atribut sau o combinație de atribute pe o instanță de entitate copil sau o instanță de categorie ale cărei valori se potrivesc cu cele din cheia primară a instanței părinte sau generice asociate. O cheie străină poate fi considerată ca rezultatul unei „migrari” a cheii primare a unui părinte sau a unei entități generice printr-o anumită relație sau relație de categorizare. Un atribut sau o combinație de atribute dintr-o cheie străină poate primi un nume de rol care reflectă rolul său într-o entitate copil sau categorie. Conexiuni O relație între instanțe a două entități sau între instanțe ale aceleiași entități. Legături de relații Legături care nu au nicio semantică în plus față de asociere. Vezi limitare, putere. Clasificarea linkurilor Relații în care instanțe ale ambelor entități reprezintă același lucru real sau abstract. O entitate (entitate arbitrară) este un set complet de proprietăți, cealaltă (categoria de entități) este un subtip sau subclasă al acelor lucruri. O entitate de categorie poate avea una sau mai multe caracteristici sau asocieri cu instanțe ale unei alte entități care nu sunt comune tuturor instanțelor unei entități generice. Fiecare instanță a unei entități de categorie este, de asemenea, o instanță a unei entități arbitrare. Conexiuni nedefinite Relații în care o instanță a unei entități poate fi legată de orice număr de instanțe ale alteia. Vizualizați niveluri IDEF1X definește trei niveluri de prezentare: Relația cu entitate (ER), bazată pe chei (KB) și atribuită complet (FA). Ele diferă prin nivelul de abstractizare. Nivelul ER este cel mai abstract. Modelează cele mai de bază elemente ale domeniului subiectului - entitățile și relațiile lor. Este de obicei mai larg ca domeniu de aplicare decât celelalte niveluri. Nivelul KB adaugă cheile, iar nivelul FA adaugă toate atributele.


Secțiuni IDEF1X

Abordare cu trei circuite

Abordarea cu trei scheme în ingineria software este o abordare a construirii sistemelor informatice și a sistemelor de management al informațiilor care promovează modelul conceptual ca cheie pentru realizarea integrării datelor . [patru]

O schemă , care este un model , este de obicei descrisă ca o diagramă și este uneori însoțită de o descriere a limbajului. Trei scheme au fost utilizate în următoarele abordări: [5]

În centru, schema conceptuală definește ontologia conceptelor , modul în care utilizatorul gândește și vorbește despre ele. Schema fizică descrie formatele interne ale datelor stocate în baza de date , în timp ce schema externă definește reprezentarea datelor prezentate în programul de aplicație . [6] Ca parte a încercărilor de a permite modele multiple de date pentru scheme externe. [7]

Ghid de modelare

Procesul de modelare poate fi împărțit în cinci etape de dezvoltare a modelului.

Faza zero - începutul proiectului Obiectivele fazei de inițiere a proiectului includ: Prima etapă - Definirea entităților Scopul etapei Definirea entității este de a identifica și defini entitățile care se încadrează în zona problematică modelată. Faza a doua – Determinarea relațiilor Scopul etapei de identificare a relațiilor este de a identifica și defini relațiile de bază dintre entități. În această etapă a modelării, unele relații pot fi incerte și vor necesita clarificări suplimentare în etapele ulterioare. Principalele rezultate ale etapei a doua sunt: Etapa a treia - definirea cheilor Obiectivele fazei de definire a cheilor sunt următoarele: Faza a patra - Definirea atributelor Obiectivele fazei de definire a atributelor sunt:

Metamodelul IDEF1X

Un metamodel este un model al structurilor unui sistem de modelare. Ca orice model, este folosit pentru a reprezenta și raționa despre domeniul modelului - în acest caz, IDEF1X. Meta Modelul este folosit pentru a raționa despre IDEF1X, adică ce sunt constructele IDEF1X și cum se leagă între ele. Modelul IDEF1X prezentat este IDEF1X. Astfel de metamodele pot fi utilizate în diverse scopuri, cum ar fi proiectarea depozitelor, proiectarea instrumentelor sau specificarea unui set de modele IDEF1X valide. În funcție de obiective, se obțin modele ușor diferite ca rezultat. Nu există „un singur model potrivit”. De exemplu, un model pentru un instrument care acceptă construirea de modele incrementale trebuie să permită modele incomplete sau chiar inconsecvente. Metamodelul de formalizare, totuși, subliniază conformitatea cu conceptele de formalizare și, prin urmare, modelele incomplete sau inconsistente nu sunt permise.

Metamodelele au două limitări importante. În primul rând, ei definesc sintaxa, nu semantica. În al doilea rând, meta-modelul trebuie completat cu constrângeri în limbaj natural sau formal. Teoria formală IDEF1X oferă atât semantica, cât și mijloacele pentru a exprima cu precizie constrângerile necesare.

Metamodelul pentru IDEF1X este prezentat în figura alăturată. Tipul de afișare se numește mm . De asemenea, sunt date ierarhia și restricțiile de domeniu. Constrângerile sunt exprimate ca propoziții în teoria meta-modelului formal. Metamodelul definește informal setul de modele IDEF1X valide în mod obișnuit, ca exemple de tabele de instanță corespunzătoare unui model IDEF1X valid. De asemenea, metamodelul definește formal setul de modele IDEF1X valide după cum urmează. Meta-modelul, ca și modelul IDEF1X, corespunde teoriei formale. Semantica teoriei este definită într-un mod standard. Adică, interpretarea unei teorii constă din domenii ale indivizilor și un set de sarcini:

În interpretarea intenționată, tărâmul indivizilor constă din reprezentări precum producția; entități precum parte și furnizor; domenii precum qty_on_hand; relații de comunicare; clustere de categorii etc. Dacă fiecare axiomă din teorie este adevărată în interpretare, atunci interpretarea se numește model pentru teorie. Fiecare model din teoria IDEF1X care se conformează metamodelului IDEF1X și constrângerilor acestuia este un model IDEF1X valid.

Vezi și

Lectură suplimentară

Surse externe

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Publicația FIPS 184 Arhivată la 3 decembrie 2013. publicația IDEF1X a Laboratorului de sisteme informatice al Institutului Național de Standarde și Tehnologie (NIST). 21 decembrie 1993.
  2. ↑ ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012 Arhivat 15 august 2020 la Wayback Machine Tehnologia informației - Limbaje de modelare - Partea 2: Sintaxă și semantică pentru IDEF1X97 (IDEFobject).
  3. ↑ itl.nist.gov (1993) Integration Definition for Information Modeling (IDEFIX) Arhivat 3 decembrie 2013. . 21 decembrie 1993.
  4. ↑ CUREA SECȚIUNEA 2 ABORDAREA Arhivată 22 octombrie 2020 la Wayback Machine . Primit la 30 septembrie 2008.
  5. ↑ Mary E. S. Loomis (1987). Cartea bazei de date . pagina 26.
  6. ↑ John F. Sowa (2004). „Provocarea supei de cunoștințe”. publicat în: Research Trends in Science, Technology and Mathematics Education . Editat de J. Ramadas & S. Chunawala, Homi Bhabha Centre, Mumbai, 2006.
  7. ↑ Gad Arivas și James Clifford (1986). Noi direcții pentru sistemele de baze de date: lucrări revizuite . Școala Absolventă de Administrare a Afacerilor de la Universitatea din New York. Centrul de Cercetare a Sistemelor Informaționale, 1986.