IDEF1X

Пример диаграммы IDEF1X.

Интеграция DEFinition для информационного моделирования (IDEF1X) - это язык моделирования данных для разработки семантических моделей данных . IDEF1X используется для создания графической модели информации , которая представляет собой структуру и семантику из информации в среде или системе . ^[1]

IDEF1X позволяет создавать семантические модели данных, которые могут служить для поддержки управления данными как ресурсами, интеграции информационных систем и построения компьютерных баз данных . Этот стандарт является частью семейства языков моделирования IDEF в области разработки программного обеспечения .

Обзор [ править ]

Моделирования данных метод используется для модели данных в стандарте, последовательной и предсказуемой основе для того , чтобы управлять им в качестве ресурса. Его можно использовать в проектах, требующих стандартных средств определения и анализа ресурсов данных в организации. Такие проекты включают включение техники моделирования данных в методологию , управление данными как ресурсом, интеграцию информационных систем или проектирование компьютерных баз данных . Основные цели стандарта IDEF1X - обеспечить: ^[1]

Средства для полного понимания и анализа ресурсов данных организации
Общие средства представления и передачи сложности данных
Методика представления общего представления данных, необходимых для работы предприятия.
Средства для определения независимого от приложений представления данных, которое может быть проверено пользователями и преобразовано в физический дизайн базы данных.
Метод получения интегрированного определения данных из существующих ресурсов данных.

Основная цель IDEF1X - поддержка интеграции . Подход к интеграции фокусируется на захвате, управлении и использовании единого семантического определения ресурса данных, называемого « концептуальной схемой ». «Концептуальная схема» обеспечивает единое интегрированное определение данных внутри предприятия, которое не привязано к какому-либо одному приложению данных и не зависит от того, как данные физически хранятся или к ним осуществляется доступ. Основная цель этой концептуальной схемы - обеспечить единообразное определение значений и взаимосвязей между данными, которые могут использоваться для интеграции, совместного использования и управления целостностью данных. Концептуальная схема должна иметь три важных характеристики: ^[1]

Соответствует инфраструктуре бизнеса и действует во всех областях применения
Расширяемый, так что новые данные могут быть определены без изменения ранее определенных данных
Возможность преобразования как в требуемые пользовательские представления, так и в различные структуры хранения данных и доступа.

История [ править ]

Потребность в семантических моделях данных была впервые признана ВВС США в середине 1970-х годов в результате программы Integrated Computer Aided Manufacturing (ICAM). Целью этой программы было повышение производительности производства за счет систематического применения компьютерных технологий. Программа ICAM выявила потребность в улучшенных методах анализа и коммуникации для людей, участвующих в повышении производительности производства. В результате программа ICAM разработала серию методов, известных как методы IDEF (определение ICAM), которые включали следующее: ^[1]

IDEF0 используется для создания «функциональной модели», которая представляет собой структурированное представление действий или процессов в среде или системе.
IDEF1 используется для создания «информационной модели», которая представляет структуру и семантику информации в среде или системе.
IDEF2 используется для создания «динамической модели».

Первоначальный подход к информационному моделированию IDEF (IDEF1) был опубликован программой ICAM в 1981 году на основе текущих исследований и потребностей отрасли. Теоретические корни этого подхода восходят к ранним работам Эдгара Ф. Кодда по теории реляционных моделей и Питера Чена по модели сущность-связь . Первоначальная методика IDEF1 была основана на работе д-ра Р.Р. Брауна и г-на Т.Л. Рэми из Hughes Aircraft и г-на Д.С. Коулмана из D. Appleton Company (DACOM) с критическим обзором и влиянием Чарльза Бахмана , Питера Чена , д-ра М.А. Мелканоффа и Д-р GM Nijssen . ^[1]

В 1983 году ВВС США инициировали проект Интегрированной системы информационной поддержки (I2S2) в рамках программы ICAM. Целью этого проекта было предоставить технологию, позволяющую логически и физически интегрировать сеть разнородного компьютерного оборудования и программного обеспечения. В результате этого проекта и отраслевого опыта была признана необходимость в усовершенствованной методике информационного моделирования. ^[1]

С точки зрения администраторов контрактов программы Air Force IDEF, IDEF1X был результатом проекта ICAM IISS-6201 и был расширен проектом IISS-6202. Чтобы удовлетворить требования к расширению моделирования данных, которые были определены в проекте IISS-6202, субподрядчик, DACOM, получил лицензию на технологию проектирования логических баз данных (LDDT) и поддерживающее программное обеспечение (ADAM). С точки зрения технического содержания техники моделирования, IDEF1X - это переименование LDDT.

2 сентября 2008 г. соответствующий стандарт NIST, FIPS 184, был отозван (решение о Федеральном регистре, том 73 / стр. 51276 [1] ).

С сентября 2012 года IDEF1X является частью международного стандарта ISO / IEC / IEEE 31320-2: 2012. ^[2] Стандарт описывает синтаксис и семантику IDEF1X97, который состоит из двух языков концептуального моделирования: язык «ключевого стиля», обратно совместимый с FIPS 184, который поддерживает реляционные и расширенные реляционные базы данных, и более новый «стиль идентичности». язык, подходящий для объектных баз данных и объектно-ориентированного моделирования.

Техника логического проектирования баз данных [ править ]

Техника логического проектирования баз данных (LDDT) была разработана в 1982 году Робертом Дж. Брауном из группы разработки баз данных, полностью вне программы IDEF и без знания IDEF1. Тем не менее, основная цель IDEF1 и LDDT была той же: создать нейтральную к базе данных модель постоянной информации, необходимой предприятию, путем моделирования задействованных реальных сущностей. LDDT объединил элементы реляционной модели данных, модели ER и обобщения данных способом, специально предназначенным для поддержки моделирования данных и преобразования моделей данных в проекты баз данных.

LDDT включал в себя иерархию среды (пространства имен), несколько уровней модели, моделирование обобщения / специализации и явное представление отношений с помощью первичных и внешних ключей, поддерживаемое четко определенной функцией именования ролей. Первичные ключи и внешние ключи с однозначно названными ролями иногда выражали тонкие ограничения уникальности и ссылочной целостности, которые необходимо было знать и соблюдать в любом типе базы данных, который в конечном итоге был разработан. Использовать ли в проекте базы данных ключи модели LDDT, основанные на ограничении целостности, в качестве ключей доступа к базе данных или индексов, было совершенно отдельным решением. Точность и полнота моделей LDDT были важным фактором в обеспечении относительно плавного преобразования моделей в проекты баз данных.Ранние модели LDDT были преобразованы в проекты баз данных для иерархической базы данных IBM,IMS . Более поздние модели были преобразованы в проекты баз данных для сетевой базы данных Cullinet, IDMS и многих разновидностей реляционных баз данных.

Программное обеспечение LDDT, ADAM, поддерживаемый ввод представления (модели), объединение представлений, выборочный просмотр (подмножество), наследование пространства имен, нормализация, анализ обеспечения качества представлений, граф взаимосвязей сущностей и создание отчетов, преобразование в реляционную базу данных, выраженную в виде данных SQL операторы объявления и проверка ссылочной целостности SQL. Логические модели были сериализованы с помощью языка структурного моделирования.

Графический синтаксис LDDT отличался от синтаксиса IDEF1 и, что более важно, LDDT содержал множество взаимосвязанных концепций моделирования, отсутствующих в IDEF1. Поэтому вместо расширения IDEF1 Мэри Е. Лумис из DACOM написала краткое изложение синтаксиса и семантики существенного подмножества LDDT, используя терминологию, совместимую с IDEF1, где это возможно. DACOM пометил результат как IDEF1X и предоставил его программе ICAM, которая опубликовала его в 1985 году. (IEEE 1998, p. Iii) (Bruce 1992, p. Xii) ^[1] DACOM также преобразовал программное обеспечение ADAM на C и продавал его под название Кредитное плечо.

Строительные блоки IDEF1X [ править ]

Синтаксис сущности
Иерархия доменов
Пример атрибута
Синтаксис первичного ключа

Сущности: Представление класса реальных или абстрактных вещей (людей, объектов, мест, событий, идей, комбинации вещей и т. Д.), Которые распознаются как экземпляры одного и того же класса, потому что они имеют одинаковые характеристики и могут участвовать в одних и тех же отношениях .
Домены: Именованный набор значений данных (фиксированного или, возможно, бесконечного числа), все одного и того же типа, на основе которого строится фактическое значение для экземпляра атрибута. Каждый атрибут должен быть определен ровно в одном базовом домене. Несколько атрибутов могут быть основаны на одном и том же базовом домене.
Атрибуты: Свойство или характеристика, общая для некоторых или всех экземпляров объекта. Атрибут представляет использование домена в контексте объекта.
Ключи: Атрибут или комбинация атрибутов объекта, значения которого однозначно идентифицируют каждый экземпляр объекта. Каждый такой набор представляет собой потенциальный ключ.
Первичные ключи: Ключ-кандидат, выбранный в качестве уникального идентификатора объекта.
Внешние ключи: Атрибут или комбинация атрибутов экземпляра дочерней сущности или сущности категории, значения которых соответствуют значениям в первичном ключе связанного родительского или универсального экземпляра сущности. Внешний ключ можно рассматривать как результат «миграции» первичного ключа родительского или универсального объекта через определенное соединение или отношение категоризации. Атрибуту или комбинации атрибутов во внешнем ключе может быть присвоено имя роли, отражающее его роль в дочернем элементе или сущности категории.

Синтаксис количества элементов отношения
Определение синтаксиса отношений
Синтаксис отношения категоризации
Неспецифический синтаксис отношений

Отношения: Связь между экземплярами двух сущностей или между экземплярами одной и той же сущности.
Связь отношения: Отношение, не имеющее семантики, кроме ассоциации. См. Ограничение, мощность.
Отношения категоризации: Отношения, в которых экземпляры обеих сущностей представляют одну и ту же реальную или абстрактную вещь. Один объект (общий объект) представляет собой полный набор вещей, другой (объект категории) представляет подтип или подкласс этих вещей. Сущность категории может иметь одну или несколько характеристик или связь с экземплярами другой сущности, не разделяемую всеми экземплярами универсальной сущности. Каждый экземпляр сущности категории одновременно является экземпляром общей сущности.
Неспецифические отношения: Отношение, в котором экземпляр одной сущности может быть связан с любым количеством экземпляров другой.
Посмотреть уровни: В IDEF1X определены три уровня представления: связь сущностей (ER), основанная на ключах (KB) и полностью атрибутированная (FA). Они различаются уровнем абстракции. Уровень ER - самый абстрактный. Он моделирует самые фундаментальные элементы предметной области - сущности и их отношения. Обычно он шире, чем другие уровни. Уровень KB добавляет ключи, а уровень FA добавляет все атрибуты.

Темы IDEF1X [ править ]

Подход с использованием трех схем [ править ]

Три схемы подхода . ^[3]

Подход три-схемы в программной инженерии является подход к созданию информационных систем и систем управления информацией, которая способствует концептуальной модели как ключ к достижению интеграции данных . ^[4]

Схема представляет собой модель , как правило , изображается диаграммой , а иногда сопровождается описанием языка. В этом подходе используются три схемы: ^[5]

Внешняя схема для пользовательских представлений
Концептуальная схема объединяет внешние схемы
Внутренняя схема, определяющая физические структуры хранения.

В центре, концептуальная схема определяет онтологию из понятий , как пользователи думают о них и говорить о них. Физическая схема описывает внутренние форматы данных, хранящихся в базе данных , а внешняя схема определяет представление данных, представляемых прикладным программам . ^[6] Платформа попыталась разрешить использование нескольких моделей данных для внешних схем. ^[7]

Мета-модель IDEF1X [ править ]

Мета-модель IDEF1X.

Мета-модель - это модель конструкций системы моделирования. Как и любая модель, он используется для представления и рассуждения о предмете модели - в данном случае IDEF1X. Мета-модель используется для рассуждений об IDEF1X, то есть о том, что представляют собой конструкции IDEF1X и как они соотносятся друг с другом. Показанная модель является IDEF1X-моделью IDEF1X. Такие метамоделиможет использоваться для различных целей, таких как проектирование репозитория, разработка инструментов или для определения набора допустимых моделей IDEF1X. В зависимости от назначения получаются несколько разные модели. Не существует «единственной правильной модели». Например, модель для инструмента, который поддерживает постепенное построение моделей, должна допускать неполные или даже несовместимые модели. Однако метамодель формализации подчеркивает соответствие концепциям формализации, и, следовательно, неполные или противоречивые модели недопустимы.

У метамоделей есть два важных ограничения. Во-первых, они определяют синтаксис, но не семантику. Во-вторых, метамодель должна быть дополнена ограничениями на естественном или формальном языке. Формальная теория IDEF1X предоставляет как семантику, так и средства для точного выражения необходимых ограничений.

Мета-модель для IDEF1X приведена на рисунке рядом. Имя вида - мм . Также указаны иерархия домена и ограничения. В формальной теории метамодели ограничения выражаются предложениями. Мета-модель неформально определяет набор допустимых моделей IDEF1X обычным способом, как примерные таблицы экземпляров, которые соответствуют допустимой модели IDEF1X. Мета-модель также формально определяет набор допустимых моделей IDEF1X следующим образом. Мета-модель, как модель IDEF1X, имеет соответствующую формальную теорию. Семантика теории определяется стандартным образом. То есть интерпретация теории состоит из области индивидов и набора заданий:

Каждой константе в теории присваивается индивидуум в области
Каждому символу n-арной функции в теории приписывается n-арная функция по области
Каждому n-арному предикатному символу в теории назначается n-арное отношение по области.

В предполагаемой интерпретации область индивидов состоит из представлений, таких как производство; объекты, такие как деталь и поставщик; домены, например qty_on_hand; отношения связи; кластеры категорий; и так далее. Если каждая аксиома теории верна в интерпретации, то интерпретация называется моделью теории. Каждая модель теории IDEF1X, соответствующая метамодели IDEF1X и ее ограничениям, является действительной моделью IDEF1X.

См. Также [ править ]

Концептуальная модель (информатика)
Обозначение вороньей лапки
ER / Студия
Enterprise Architect (программное обеспечение)
IDEF0
IDEF5
ISO 10303
Логика Работает
Слабая сущность

Ссылки [ править ]

Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, с веб-сайта Национального института стандартов и технологий https://www.nist.gov .

^ a b c d e f g Публикация FIPS 184, заархивированная 3 декабря 2013 г. на Wayback Machine, выпущенная для IDEF1X Лабораторией компьютерных систем Национального института стандартов и технологий (NIST). 21 декабря 1993 г.
^ ISO / IEC / IEEE 31320-2: 2012 Информационные технологии - Языки моделирования - Часть 2: Синтаксис и семантика для IDEF1X97 (IDEFobject).
^ itl.nist.gov (1993) Определение интеграции для информационного моделирования (IDEFIX). Архивировано 03 декабря 2013 г. на Wayback Machine . 21 декабря 1993 г.
^ ПОДХОД ЧЕРЕЗ РАЗДЕЛ 2 . Проверено 30 сентября 2008 года.
^ Mary ES Loomis (1987). Книга базы данных . п. 26.
↑ Джон Ф. Сова (2004). [«Вызов супа знаний»]. опубликовано в: Тенденции исследований в области естественных наук, технологий и математического образования . Под редакцией Дж. Рамадаса и С. Чунавалы, Центр Хоми Бхабха, Мумбаи, 2006 г.
^ Гад Ariav и Джеймс Клиффорд (1986). Новые направления для систем баз данных: исправленные версии статей . Высшая школа делового администрирования Нью-Йоркского университета. Центр исследований информационных систем, 1986.

Дальнейшее чтение [ править ]

Томас А. Брюс (1992). Создание качественных баз данных с использованием информационных моделей Idef1X . Издательство Дорсет Хаус.
Ю. Тина Ли и Шигеки Умеда (2000). «Информационная модель IDEF1x для моделирования цепочки поставок» .

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме IDEF1X .

ISO / IEC / IEEE 31320-2: 2012
Публикация FIPS 184, объявляющая о стандарте IDEF1X, декабрь 1993 г. Лабораторией компьютерных систем Национального института стандартов и технологий (NIST). (Отозвано NIST 08 сентября 2002 г., см. Отозвано FIPS по числовому индексу )
Федеральный регистр об. 73 / стр. 51276 решение об отзыве
Обзор IDEF1X на www.idef.com
Обзор IDEF1X от Essential Strategies, Inc.

[FIPS184-1] Публикация FIPS 184, заархивированная 3 декабря 2013 г. на Wayback Machine, выпущенная для IDEF1X Лабораторией компьютерных систем Национального института стандартов и технологий (NIST). 21 декабря 1993 г.

[ISO31320-2] ISO / IEC / IEEE 31320-2: 2012 Информационные технологии - Языки моделирования - Часть 2: Синтаксис и семантика для IDEF1X97 (IDEFobject).

[ITL93-3] tl.nist.gov (1993) Определение интеграции для информационного моделирования (IDEFIX). Архивировано 03 декабря 2013 г. на Wayback Machine . 21 декабря 1993 г.

[STRAP08-4] ПОДХОД ЧЕРЕЗ РАЗДЕЛ 2 . Проверено 30 сентября 2008 года.

[5] Mary ES Loomis (1987). Книга базы данных . п. 26.

[JFS04-6] Джон Ф. Сова (2004). [«Вызов супа знаний»]. опубликовано в: Тенденции исследований в области естественных наук, технологий и математического образования . Под редакцией Дж. Рамадаса и С. Чунавалы, Центр Хоми Бхабха, Мумбаи, 2006 г.

[7] Гад Ariav и Джеймс Клиффорд (1986). Новые направления для систем баз данных: исправленные версии статей . Высшая школа делового администрирования Нью-Йоркского университета. Центр исследований информационных систем, 1986.

[1]