Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Семантическая модель данных
Тип процессаописание базы данных на основе семантики
Товары)Геллиш (2005), ISO 15926-2 (2002)
Ведущие компанииВВС США , как Integrated Computer-Aided Manufacturing программы
Основные объектыПланирование ресурсов данных, создание общих баз данных, оценка программного обеспечения поставщика, интеграция существующих баз данных
Год изобретениясередина 1970-х
Связь «семантических моделей данных» с «физическими хранилищами данных» и «реальным миром». [1]

Семантическая модель данных (SDM)представляет собой высокоуровневое описание базы данных на основе семантики и формализм структурирования (модель базы данных) для баз данных. Эта модель базы данных предназначена для улавливания большего смысла среды приложения, чем это возможно с современными моделями баз данных. Спецификация SDM описывает базу данных с точки зрения типов сущностей, которые существуют в среде приложения, классификации и группировки этих сущностей, а также структурных взаимосвязей между ними. SDM предоставляет набор примитивов моделирования высокого уровня для захвата семантики среды приложения. Включая производную информацию в структурную спецификацию базы данных, SDM позволяет просматривать одну и ту же информацию несколькими способами;это позволяет напрямую приспособиться к разнообразным потребностям и требованиям к обработке, обычно присутствующим в приложениях баз данных. Конструкция настоящего SDM основана на нашем опыте использования его предварительной версии. SDM разработан для повышения эффективности и удобства использования систем баз данных. Описание базы данных SDM может служить формальным инструментом спецификации и документации для базы данных; он может служить основой для поддержки множества мощных средств пользовательского интерфейса, он может служить концептуальной моделью базы данных в процессе проектирования базы данных; и его можно использовать в качестве модели базы данных для нового типа системы управления базами данных.Описание базы данных SDM может служить формальным инструментом спецификации и документации для базы данных; он может служить основой для поддержки множества мощных средств пользовательского интерфейса, он может служить концептуальной моделью базы данных в процессе проектирования базы данных; и его можно использовать в качестве модели базы данных для нового типа системы управления базами данных.Описание базы данных SDM может служить формальным инструментом спецификации и документации для базы данных; он может служить основой для поддержки множества мощных средств пользовательского интерфейса, он может служить концептуальной моделью базы данных в процессе проектирования базы данных; и его можно использовать в качестве модели базы данных для нового типа системы управления базами данных.


Семантическая модель данных в программной инженерии имеет различные значения:

  1. Это концептуальная модель данных, в которую включена семантическая информация. Это означает, что модель описывает значение своих экземпляров. Такая семантическая модель данных является абстракцией, которая определяет, как хранимые символы (данные экземпляра) соотносятся с реальным миром. [1]
  2. Это концептуальная модель данных, которая включает возможность выражать информацию и обмениваться ею, что позволяет сторонам интерпретировать значение (семантику) из экземпляров без необходимости знать метамодель. Такие семантические модели ориентированы на факты (в отличие от объектно-ориентированных). Факты обычно выражаются двоичными отношениями между элементами данных , тогда как отношения более высокого порядка выражаются как наборы двоичных отношений. Обычно бинарные отношения имеют форму троек: Object-RelationType-Object. Например: Эйфелева башня <находится в> Париже.

Обычно данные экземпляра семантических моделей данных явно включают виды отношений между различными элементами данных, например, <находится в>. Чтобы интерпретировать значение фактов из примеров, необходимо знать значение видов отношений (типов отношений). Поэтому модели семантических данных обычно стандартизируют такие типы отношений. Это означает, что второй вид семантических моделей данных позволяет экземплярам выражать факты, включающие их собственные значения. Второй вид семантических моделей данных обычно предназначен для создания семантических баз данных. Возможность включать значение в семантические базы данных облегчает построение распределенных баз данных.которые позволяют приложениям интерпретировать смысл содержимого. Это означает, что семантические базы данных могут быть интегрированы, если они используют одни и те же (стандартные) типы отношений. Это также означает, что в целом они имеют более широкое применение, чем реляционные или объектно-ориентированные базы данных .

Обзор [ править ]

Логическая структура данных системы управления базами данных (СУБД), будь то иерархическая , сетевая или реляционная , не может полностью удовлетворить требования к концептуальному определению данных, поскольку она ограничена по объему и смещена в сторону стратегии реализации, используемой СУБД. Следовательно, необходимость определения данных с концептуального представленияпривело к развитию методов семантического моделирования данных. То есть методы определения значения данных в контексте их взаимосвязей с другими данными, как показано на рисунке. Реальный мир с точки зрения ресурсов, идей, событий и т. Д. Символически определяется в физических хранилищах данных. Семантическая модель данных - это абстракция, которая определяет, как хранимые символы относятся к реальному миру. Таким образом, модель должна достоверно отражать реальный мир. [1]

Согласно Класу и Шрефлю (1995), «общая цель семантических моделей данных состоит в том, чтобы уловить больший смысл данных путем интеграции реляционных концепций с более мощными концепциями абстракции, известными из области искусственного интеллекта . Идея состоит в том, чтобы предоставить примитивы моделирования высокого уровня, такие как неотъемлемая часть модели данных, чтобы облегчить представление ситуаций реального мира ". [2]

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.
    • IDEF1X - это метод семантического моделирования данных. Он используется для создания графической информационной модели, которая представляет структуру и семантику информации в среде или системе. Использование этого стандарта позволяет создавать семантические модели данных, которые могут служить для поддержки управления данными как ресурсами, интеграции информационных систем и создания компьютерных баз данных.
  • IDEF2 используется для создания «динамической модели», которая представляет изменяющиеся во времени поведенческие характеристики среды или системы.

В течение 1990-х годов применение методов семантического моделирования привело к созданию семантических моделей данных второго типа. Примером такой модели является семантическая модель данных, стандартизированная как ISO 15926-2 (2002), которая в дальнейшем развивается в язык семантического моделирования Gellish (2005). Определение языка Gellish задокументировано в форме семантической модели данных. Сам Gellish - это язык семантического моделирования, который можно использовать для создания других семантических моделей. Эти семантические модели могут храниться в Gellish Databases, которые являются семантическими базами данных.

Приложения [ править ]

Семантическую модель данных можно использовать для многих целей. Некоторые ключевые цели включают: [1]

  • Планирование ресурсов данных: предварительную модель данных можно использовать для обеспечения общего представления данных, необходимых для работы предприятия. Затем модель может быть проанализирована для определения и определения масштабов проектов для создания общих ресурсов данных.
  • Создание общих баз данных: полностью разработанная модель может использоваться для определения независимого от приложения представления данных, которое может быть проверено пользователями, а затем преобразовано в физический дизайн базы данных для любой из различных технологий СУБД. Помимо создания согласованных и совместно используемых баз данных, затраты на разработку могут быть значительно сокращены за счет моделирования данных.
  • Оценка программного обеспечения поставщика: поскольку модель данных на самом деле представляет инфраструктуру организации, программное обеспечение поставщика можно сравнить с моделью данных компании, чтобы выявить возможные несоответствия между инфраструктурой, предполагаемой программным обеспечением, и тем, как компания на самом деле ведет бизнес.
  • Интеграция существующих баз данных: определяя содержимое существующих баз данных с помощью семантических моделей данных, можно получить интегрированное определение данных. При наличии соответствующей технологии полученная концептуальная схема может использоваться для управления обработкой транзакций в среде распределенной базы данных. Интегрированная система информационной поддержки ВВС США (I2S2) является экспериментальной разработкой и демонстрацией технологии такого рода, применяемой в средах СУБД гетерогенного типа.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

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

  1. ^ a b c d e 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.
  2. ^ Вольфганг Клас, Майкл Schrefl (1995). «Семантическое моделирование данных» В кн . : Метаклассы и их применение . Конспекты серии книг по информатике. Издательство Springer Berlin / Heidelberg. Том Том 943/1995.

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Проектирование базы данных - подход семантического моделирования
  • Йохан тер Бекке (1992). Семантическое моделирование данных . Прентис Холл.
  • Альфонсо Ф. Карденас и Деннис МакЛеод (1990). Основы исследований в объектно-ориентированных и семантических системах баз данных . Прентис Холл.
  • Питер Грей, Кришнарао Г. Кулкарни и Норман У. Патон (1992). Объектно-ориентированные базы данных: подход к модели семантических данных . Международная серия Prentice-Hall по компьютерным наукам.
  • Майкл Хаммер и Деннис МакЛеод (1978). «Модель семантических данных: механизм моделирования для приложений баз данных». В: Proc. ACM SIGMOD Int'l. Конф. по управлению данными . Остин, Техас, 31 мая - 2 июня 1978 г., стр. 26–36.
  • Хаммер, Майкл и Деннис Маклеод. «Описание базы данных с SDM: семантическая модель базы данных». Транзакции ACM в системах баз данных (TODS) 6.3 (1981): 351-86. Интернет.

Внешние ссылки [ править ]

  • Семантическое моделирование данных, посвященный Йохану тер Бекке.