IDEF1X - IDEF1X

Пример диаграммы IDEF1X.

Определение интеграции для информационного моделирования (IDEF1X) это моделирование данных язык для развития семантические модели данных. IDEF1X используется для создания графического информационная модель который представляет собой структуру и семантика из Информация в среде или система.^[1]

IDEF1X позволяет создавать семантические модели данных, которые могут служить для поддержки управления данными в качестве ресурса, интеграции информационных систем и построения компьютера. базы данных. Этот стандарт является частью IDEF семейство языков моделирования в области программная инженерия.

Обзор

А моделирование данных техника используется для моделирования данные стандартным, последовательным и предсказуемым образом, чтобы управлять им как ресурсом. Его можно использовать в проектах, требующих стандартных средств определения и анализа ресурсов данных в организации. Такие проекты включают включение моделирование данных техника в методология, управление данными как ресурсом, интеграция информационные системы, или проектирующий компьютер базы 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 интеграция. Подход к интеграции фокусируется на захвате, управление, и использование единственного семантического определения ресурса данных, называемого «концептуальная схема. » «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

Нужда в семантические модели данных был впервые признан ВВС США в середине 1970-х годов в результате Интегрированное автоматизированное производство (ICAM) Программа. 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 Эдгар Ф. Кодд на Реляционная модель теория и Питер Чен на модель сущность-связь. Первоначальный метод IDEF1 был основан на работе д-ра Р. Р. Брауна и г-на Т. Л. Рэми из Hughes Aircraft и г-н Д. С. Коулман из D. Appleton Company (DACOM) с критическим обзором и влиянием Чарльз Бахман, Питер Чен, Д-р М. А. Мелканов и Д-р G.M. 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. Для удовлетворения требований к расширению моделирования данных, которые были определены в проекте IISS-6202, субподрядчик, DACOM, получил лицензию на технологию проектирования логических баз данных (LDDT) и вспомогательное 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: языка «ключевого стиля», обратно совместимого с FIPS 184, который поддерживает реляционные и расширенные реляционные базы данных, и более нового языка «стиля идентичности», подходящего для объектные базы данных и объектно-ориентированное моделирование.

Техника логического проектирования баз данных

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, E-R модель и обобщение 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. Использование в проекте базы данных ключей модели LDDT, основанных 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 как данные SQL операторы объявления и проверка ссылочной целостности SQL. Логические модели были сериализованы с помощью языка структурного моделирования.

Графический синтаксис LDDT отличался от IDEF1 и, что более важно, LDDT содержал много 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 передал его программе ICAM, которая опубликовала его в 1985 г. (IEEE 1998, стр. Iii) (Bruce 1992, стр. Xii)^[1] DACOM также преобразовала программное обеспечение ADAM на C и продала его под названием Leverage.

Строительные блоки IDEF1X

Синтаксис сущности
Иерархия доменов
Пример атрибута
Синтаксис первичного ключа

Сущности: Представление класса реальных или абстрактных вещей (людей, объектов, мест, событий, идей, сочетаний 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 совпадают со значениями 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.

IDEF1X темы

Подход с использованием трех схем

В трехсхемный подход .^[3]

В трехсхемный подход в программной инженерии - это подход к построению информационных систем и систем управления информацией, который способствует концептуальная модель как ключ к достижению интеграция данных.^[4]

А схема это модель, обычно изображаемый диаграмма и иногда сопровождается описанием языка. В этом подходе используются три схемы:^[5]

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

В центре концептуальная схема определяет онтология из концепции как пользователи думайте о них и говорите о них. Физическая схема описывает внутренние форматы данные хранится в база данных, а внешняя схема определяет представление данных, представленных в прикладные программы.^[6] Платформа попыталась разрешить использование нескольких моделей данных для внешних схем.^[7]

Мета модель IDEF1X

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. Такой мета модели может 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 несовместимые 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. Название представления 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 примеры таблиц 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.

Смотрите также

дальнейшее чтение

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».

внешняя ссылка

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

[FIPS184-1] а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм Публикация FIPS 184 В архиве 2013-12-03 в Wayback Machine выпущен 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) В архиве 2013-12-03 в Wayback Machine. 21 декабря 1993 г.

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

[5] Мэри Э.С. Лумис (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] Гэд Ариав 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]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]