IDEF1X

Integration DEFinition for informationsmodellering (IDEF1X) er et datamodelleringssprog til udvikling af datamodellers semantik . IDEF1X bruges til at generere grafiske repræsentationer af informationsmodeller, der afspejler strukturen og semantikken af ​​information i et miljø eller system . [en]

IDEF1X giver dig mulighed for at bygge semantiske datamodeller, der kan tjene til at understøtte håndtering af data som en ressource, integration af informationssystemer og opbygning af computerdatabaser. Denne standard er en del af IDEF software engineering familie af modelleringssprog .

Oversigt

Denne modelleringsteknik bruges til at modellere data på en standard, konsistent og forudsigelig måde for at administrere dem som en ressource. Det kan bruges i projekter, der kræver standardmidler til at identificere og analysere dataressourcer i en organisation. Sådanne projekter omfatter inkorporering af datamodellering i en metodologi, håndtering af data som en ressource, integration af informationssystemer eller design af computerdatabaser. Hovedmålene med IDEF1X-standarden er at levere: [1]

Hovedformålet med IDEF1X er at understøtte integration. Integrationstilgangen er fokuseret på at indfange, administrere og bruge en enkelt semantisk definition af en dataressource kaldet et "koncept". En "ramme" giver en enkelt integreret definition af data i en virksomhed, der ikke er forudindtaget i forhold til en enkelt brug af dataene og er uafhængig af, hvordan disse data fysisk lagres eller tilgås. Hovedformålet med et konceptuelt skema er at give en ensartet definition af værdier og relationer mellem data, der kan bruges til at integrere, dele og administrere dataintegritet. Den konceptuelle ordning bør have tre vigtige egenskaber: [1]

Historie

Behovet for en semantisk datamodel blev først anerkendt af det amerikanske luftvåben i midten af ​​1970'erne som et resultat af programmet Automation and Computer Integrated Technology (ICAM). Formålet med dette program var at øge produktiviteten i produktionen gennem systematisk anvendelse af computerteknologi. ICAM-programmet har identificeret behovet for at forbedre analyse- og kommunikationsmetoderne for personer, der er involveret i at forbedre produktionseffektiviteten. Som følge heraf har ICAM-programmet udviklet en række metoder kendt som IDEF (iCAM Definition) metoder, som omfatter følgende: [1]

Den originale IDEF Information Modeling Approach (IDEF1) blev udgivet af ICAM-programmet i 1981, baseret på aktuelle forsknings- og industribehov. De teoretiske rødder til denne tilgang kommer fra Edgar F. Codd 's tidlige arbejde om relationel modelteori og Peter Chen om entitetsrelationsmodellen . Den originale IDEF1-metode var baseret på arbejdet fra Dr. R.R. Brown og hr. T.L. Ramy fra Hughes Aircraft og Mr. D.S. Coleman fra D. Appleton & Company (DACOM), med kritisk gennemgang og indflydelse fra Charles Bachman, Peter Chen, Dr. M.A. Melkanoff og Dr. G.M. Niissen. [en]

I 1983 indledte det amerikanske luftvåben projektet Integrated Information Support System (I2S2) under ICAM-programmet. Målet med dette projekt var at levere en teknologi, der tillader logisk og fysisk integration af et netværk af forskellig computerhardware og -software. Som et resultat af dette projekt og brancheerfaring blev behovet for en forbedret informationsmodelleringsmetodologi erkendt. [en]

Fra synspunktet af kontraktadministratorer af US Air Force IDEF-programmet var IDEF1X resultatet af ICAM IISS-6201-projektet og blev yderligere udvidet af IISS-6202-projektet. For at opfylde kravene til forbedring af datamodellering, der er identificeret i IISS-6202-projektet, har underleverandøren DACOM licenseret Logical Database Design Technology (LDDT) og dens understøttende software (ADAM). Med hensyn til det tekniske indhold af IDEF1X-modelleringsmetoden er dette en omdøbning af LDDT.

Den 2. september 2008 blev den tilsvarende NIST-standard, FIPS 184, trukket tilbage (Federal Register-beslutning bind 73 / side 51276 [1] ).

Siden september 2012 har IDEF1X været en del af den internationale standard ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012. [2] Standarden beskriver syntaksen og semantikken for IDEF1X97, som består af to konceptuelle modelleringssprog: et FIPS 184-kompatibelt "key style"-sprog, der understøtter relationelle og udvidede relationelle databaser, og et nyere "identity style"-sprog velegnet til objektdatabaser databaser og objektorienteret modellering.

Logiske databasedesignmetoder

Logical Database Design Methods (LDDT) blev udviklet i 1982 af Robert G. Brown fra Database Design Group, helt uden for IDEF-programmet og uden kendskab til IDEF1. Imidlertid var hovedmålet med IDEF1 og LDDT det samme: at skabe en databaseneutral model af den vedvarende information, som en virksomhed har brug for, ved at modellere de involverede objekter i den virkelige verden. LDDT kombinerede elementer af den relationelle datamodel, ER-modellen og datageneraliseringer på en måde, der var specifikt designet til at understøtte datamodellering og transformation af datamodeller til databasedesign.

LDDT inkluderede et hierarki af miljøer (navnerum), flere modelniveauer, generisk/specialiseringsmodellering og en eksplicit repræsentation af relationer ved primære og fremmede nøgler understøttet af en veldefineret rollenavngivningsfacilitet. Primære nøgler og utvetydige fremmednøgler udtrykte nogle gange subtile begrænsninger for unikhed og referenceintegritet, som skulle defineres og håndhæves af enhver type database, der blev udviklet. At bruge LDDT-modellens integritetsbegrænsningsnøgler som adgangsnøgler eller indekser ved design af en database var en helt separat beslutning. Nøjagtigheden og fuldstændigheden af ​​LDDT-modellerne var en vigtig faktor for, at modellerne kunne oversættes til databaseprojekter relativt problemfrit. Tidlige LDDT-modeller blev konverteret til databasedesign til IBMs hierarkiske database, IMS . Senere modeller er blevet konverteret til databasedesign til Cullinet netværksdatabasen, IDMS og mange flere.

I LDDT-software understøtter ADAM visning (modeller), unionsvisning, selektiv (delmængde) visning, arv af navneområder, normaliseringer, visningskvalitetssikringsanalyse, entitetsrelationsgraf og rapportering, konvertering til SQL-dataerklæringserklæringer, kontrol af referenceintegritet i SQL. De logiske modeller er blevet serialiseret ved hjælp af et strukturelt modelleringssprog.

Den grafiske syntaks for LDDT var forskellig fra den for IDEF1, og endnu vigtigere, LDDT indeholdt mange relaterede modelleringskoncepter, der ikke findes i IDEF1. Derfor, i stedet for at udvide IDEF1, har Mary E. Loomis fra DACOM skrevet et kortfattet resumé af syntaksen og semantikken for en betydelig delmængde af LDDT, hvor det er muligt ved hjælp af IDEF1-kompatibel terminologi. DACOM udpegede resultatet som IDEF1X og leverede det til ICAM-programmet, hvorfra det blev offentliggjort i 1985. (IEEE 1998, s. iii) (Bruce 1992, s. xii) [1] DACOM omskrev også ADAM-softwaren i C og markedsførte den under navnet Leverage.

Elementer af IDEF1X

Essenser Repræsentation af en klasse af virkelige eller abstrakte ting (mennesker, objekter, steder, begivenheder, ideer, kombinationer af ting osv.), der genkendes som forekomster af samme klasse, fordi de har de samme karakteristika og kan deltage i det samme forhold. Domæner Et navngivet sæt af dataværdier (fast størrelse eller muligvis uendelig) af samme datatype, hvorfra den faktiske værdi for en attributforekomst er afledt. Hver attribut skal kun defineres i ét basisdomæne. Flere attributter kan være baseret på det samme basisdomæne. Egenskaber En egenskab eller karakteristik, der er fælles for nogle eller alle forekomster af en enhed. Attributten repræsenterer brugen af ​​domænet i enhedens kontekst. Nøgler En attribut eller kombination af enhedsattributter, hvis værdier unikt identificerer hver enhedsinstans. Hvert sådant sæt er en kandidatnøgle. Primære nøgler Kandidatnøglen valgt som enhedens unikke identifikator. Ekstern nøgle En attribut eller kombination af attributter på en underordnet enhedsforekomst eller kategoriforekomst, hvis værdier matcher dem i den primære nøgle for den tilknyttede overordnede eller generiske enhedsinstans. En fremmednøgle kan opfattes som resultatet af en "migrering" af den primære nøgle for en forælder eller generisk enhed gennem et bestemt forhold eller kategoriseringsforhold. En attribut eller kombination af attributter i en fremmednøgle kan gives et rollenavn, der afspejler dens rolle i en underordnet eller kategorientitet. Forbindelser Et forhold mellem forekomster af to entiteter eller mellem forekomster af samme enhed. Link relationer Links, der ikke har nogen semantik ud over foreningen. Se begrænsning, magt. Link kategorisering Relationer, hvor forekomster af begge entiteter repræsenterer den samme reelle eller abstrakte ting. Den ene enhed (vilkårlig enhed) er et komplet sæt af egenskaber, den anden (entitetskategori) er en undertype eller underklasse af disse ting. En kategorienhed kan have en eller flere karakteristika eller tilknytning til forekomster af en anden enhed, som ikke deles af alle forekomster af en generisk enhed. Hver forekomst af en kategorientitet er også en forekomst af en vilkårlig enhed. Ubestemte forbindelser Relationer, hvor en forekomst af en enhed kan relateres til et hvilket som helst antal forekomster af en anden. Se niveauer IDEF1X definerer tre præsentationsniveauer: Entity Relationship (ER), Key-Based (KB) og Fully Attributed (FA). De adskiller sig i abstraktionsniveauet. ER-niveauet er det mest abstrakte. Den modellerer de mest grundlæggende elementer i fagområdet - enheder og deres relationer. Det er normalt bredere end de andre niveauer. KB-niveauet tilføjer nøgler, og FA-niveauet tilføjer alle attributter.


Sektioner IDEF1X

Tre-kredsløb tilgang

Den tre skema tilgang i software engineering er en tilgang til opbygning af informationssystemer og systemstyring af information, der fremmer den konceptuelle model som nøglen til at opnå dataintegration . [fire]

Et skema , som er en model , er normalt afbildet som et diagram og er nogle gange ledsaget af en beskrivelse af sproget. Tre skemaer er blevet brugt i følgende tilgange: [5]

I centrum definerer det konceptuelle skema begrebernes ontologi , hvordan brugeren tænker og taler om dem. Det fysiske skema beskriver de interne formater for de data, der er gemt i databasen , mens det eksterne skema definerer repræsentationen af ​​de data, der præsenteres i applikationsprogrammet . [6] Som en del af forsøg på at tillade flere datamodeller for eksterne skemaer. [7]

Retningslinjer for modellering

Modelleringsprocessen kan opdeles i fem stadier af modeludvikling.

Nulfase - begyndelsen af ​​projektet Målene for projektstartfasen omfatter: Fase 1 - Definition af enheder Formålet med Entity Definition-trinnet er at identificere og definere de entiteter, der falder inden for det modellerede problemområde. Fase to - Bestemmelse af relationer Målet med trinnet med at identificere relationer er at identificere og definere de underliggende relationer mellem enheder. På dette stadie af modelleringen kan nogle sammenhænge være usikre og vil kræve yderligere afklaring i efterfølgende faser. De vigtigste resultater af anden fase er: Fase tre - definition af nøglerne Målene for nøgledefinitionsfasen er som følger: Fase fire - Definition af attributter Målene for attributdefinitionsfasen er at:

IDEF1X metamodel

En metamodel er en model af strukturerne i et modelleringssystem. Som enhver model bruges den til at repræsentere og ræsonnere om modellens domæne - i dette tilfælde IDEF1X. Metamodellen bruges til at ræsonnere om IDEF1X, det vil sige, hvad IDEF1X-konstruktioner er, og hvordan de forholder sig til hinanden. Den præsenterede IDEF1X-model er IDEF1X. Sådanne metamodeller kan bruges til forskellige formål, såsom at designe repositories, designe værktøjer eller angive et sæt gyldige IDEF1X-modeller. Afhængigt af målene opnås lidt forskellige modeller som resultat. Der er ingen "én rigtig model". For eksempel skal en model for et værktøj, der understøtter trinvis modelopbygning, tillade ufuldstændige eller endda inkonsekvente modeller. Formaliseringsmetamodellen lægger dog vægt på overholdelse af formaliseringsbegreber, og derfor er ufuldstændige eller inkonsistente modeller ikke tilladt.

Metamodeller har to vigtige begrænsninger. For det første definerer de syntaks, ikke semantik. For det andet skal metamodellen suppleres med begrænsninger i naturligt eller formelt sprog. IDEF1X formelle teori giver både semantikken og midlerne til at udtrykke de nødvendige begrænsninger præcist.

Metamodellen for IDEF1X er vist i figuren ved siden af. Displaytypen kaldes mm . Domænehierarkiet og restriktioner er også angivet. Begrænsninger er udtrykt som sætninger i den formelle meta-model teori. Metamodellen definerer uformelt sættet af gyldige IDEF1X-modeller på den sædvanlige måde, som eksempel-forekomsttabeller, der svarer til en gyldig IDEF1X-model. Metamodellen definerer også formelt sættet af gyldige IDEF1X-modeller som følger. Metamodellen svarer ligesom IDEF1X modellen til den formelle teori. Teoriens semantik er defineret på en standard måde. Det vil sige, at fortolkningen af ​​en teori består af domæner af individer og et sæt opgaver:

I den tilsigtede fortolkning består individernes rige af repræsentationer som produktion; enheder såsom del og udbyder; domæner såsom qty_on_hand; kommunikationsrelationer; kategoriklynger mv. Hvis hvert aksiom i teorien er sandt i fortolkningen, så kaldes fortolkningen en model for teorien. Hver model i IDEF1X-teorien, der er i overensstemmelse med IDEF1X-metamodellen og dens begrænsninger, er en gyldig IDEF1X-model.

Se også

Yderligere læsning

Eksterne kilder

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 FIPS-publikation 184 Arkiveret 3. december 2013. publikation IDEF1X fra Computer Systems Laboratory ved National Institute of Standards and Technology (NIST). 21. december 1993.
  2. ↑ ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012 Arkiveret 15. august 2020 på Wayback Machine Informationsteknologi - Modelleringssprog - Del 2: Syntaks og semantik for IDEF1X97 (IDEFobject).
  3. ↑ itl.nist.gov (1993) Integration Definition for Information Modeling (IDEFIX) Arkiveret 3. december 2013. . 21. december 1993.
  4. ↑ STRAP AFSNIT 2 APPROACH Arkiveret 22. oktober 2020 på Wayback Machine . Modtaget 30. september 2008.
  5. ↑ Mary E. S. Loomis (1987). Databasebogen . side 26.
  6. ↑ John F. Sowa (2004). "Videnssuppens udfordring". offentliggjort i: Research Trends in Science, Technology and Mathematics Education . Redigeret af J. Ramadas & S. Chunawala, Homi Bhabha Centre, Mumbai, 2006.
  7. ↑ Gad Arivas og James Clifford (1986). Nye retningslinjer for databasesystemer: Reviderede papirer . New York University Graduate School of Business Administration. Information Systems Research Center, 1986.