IDEF1X: Ақпараттық модельдеу тілі және деректер базасын жобалау

Кіріспе

Интеграция DEFinition for information modeling (IDEF1X) – семантикалық деректер модельдерін жасауға арналған деректерді модельдеу тілі. IDEF1X ортадағы немесе жүйедегі ақпараттың құрылымын және мағынасын көрсететін графикалық ақпараттық модельді құру үшін қолданылады. IDEF1X деректерді ресурс ретінде басқаруды, ақпараттық жүйелерді интеграциялауды және компьютерлік деректер базаларын құруды қолдайтын семантикалық деректер модельдерін құруға мүмкіндік береді. Бұл стандарт бағдарламалық қамтамасыз ету саласындағы IDEF модельдеу тілдері отбасының бір бөлігі болып табылады.

Шолу

Деректерді ресурс ретінде басқару үшін стандартты, тұрақты және болжамды түрде модельдеуге арналған деректерді модельдеу әдісі қолданылады. Ол ұйым ішіндегі дерек ресурстарын анықтау және талдаудың стандартты құралын қажет ететін жобаларда қолданылуы мүмкін. Мұндай жобаларға деректерді модельдеу әдісін әдістемеге енгізу, деректерді ресурс ретінде басқару, ақпараттық жүйелерді интеграциялау немесе компьютерлік деректер базаларын жобалау кіреді. IDEF1X стандартының негізгі мақсаттары: Стандарт IDEF1X97 синтаксисі мен семантикасын сипаттайды, ол екі тұжырымдамалық модельдеу тілінен тұрады: FIPS 184 стандартына сәйкес келетін «кілттік стиль» тілі, ол реляциялық және кеңейтілген реляциялық деректер базаларын қолдайды, және жаңа «идентификациялық стиль» тілі, ол объектілік деректер базалары мен объектіге бағытталған модельдеуге жарамды. Bank of America логикалық деректер базасын жобалау техникасын (LDDT) 1982 жылы Роберт Браун жасаған. IDEF1X және LDDT-нің басты мақсаты бірдей болды: қатысатын нақты әлем объектілерін модельдеу арқылы кәсіпорынға қажетті тұрақты ақпараттың деректер базасына бейтарап моделін жүйелі және адал түрде жасау. IDEF1X қатынастық деректер моделінің, ER моделінің элементтерін және деректерді жалпылауды, деректерді модельдеуді және дерек модельдерін деректер базасының жобаларына түрлендіруді қолдау үшін арнайы біріктірді. IDEF1X орталық (атау кеңістігі) иерархиясын, модельдің бірнеше деңгейлерін, жалпылау/мамандандыруды модельдеуді және жақсы анықталған рөлдерді атау мүмкіндігімен қолдау тапқан негізгі және сыртқы кілттер арқылы қатынастарды нақты бейнелеуді қамтиды. Негізгі кілттер мен біржақты аталатын сыртқы кілттер кейде күрделі бірегейлік және сілтемелік тұтастық шектеулерін білдіреді, олар жобаланған деректер базасының кез келген түрінде белгілі және сақталуы керек. Деректер базасының дизайны IDEF1X моделінің тұтастық шектеулеріне негізделген кілттерін деректерге кіру кілттері немесе индекстер ретінде пайдаланса, бұл толығымен бөлек шешім болды. IDEF1X модельдерінің дәлдігі мен толықтығы модельдерді деректер базасының жобаларына салыстырмалы түрде оңай түрлендіруге мүмкіндік беретін маңызды фактор болды. IDEF1X-тің алғашқы модельдері IBM-нің иерархиялық деректер базасы IMS үшін деректер базасының жобаларына айналдырылды. Кейінгі модельдер Cullinet желілік деректер базасы IDMS және реляциялық деректер базасының көптеген түрлері үшін деректер базасының жобаларына айналдырылды. Appleton Leverage деп аталатын IDEF1X деректерді модельдеу бағдарламалық жасақтамасын жасады. Leverage көрініс (модель) енгізуге, көріністерді біріктіруге, таңдамалы (ішінара) қарауға, атау кеңістігін мұралауға, нормалдауға, көріністердің сапасын бағалауға, объектілер арасындағы қатынас графигін және есептерді жасауға, деректерді декларациялау үшін SQL тілінде көрсетілген реляциялық деректер базасына түрлендіруге және сілтемелік тұтастықты тексеруге қолдау көрсетті. Логикалық модельдер құрылымдық модельдеу тілімен серияландырылды.

A data modeling technique is used to model data in a standard, consistent and predictable manner in order to manage it as a resource. It can be used in projects requiring a standard means of defining and analyzing the data resources within an organization. Such projects include the incorporation of a data modeling technique into a methodology, managing data as a resource, integrating information systems, or designing computer databases. The primary objectives of the IDEF1X standard are to provide: The standard describes the syntax and semantics of IDEF1X97, which consists of two conceptual modeling languages: a “key style” language downward compatible with FIPS 184, which supports relational and extended relational databases, and a newer “identity style” language suitable for object databases and object oriented modeling. The Bank of America's logical database design technique (LDDT) had been developed in 1982 by Robert Brown. The central goal of IDEF1X and LDDT was the same: to produce a methodology that consistently and faithfully produced a database neutral model of the persistent information needed by an enterprise by modeling the real world entities involved. IDEF1X combined elements of the relational data model, the E R model, and data generalization in a way specifically intended to support data modeling and the transformation of the data models into database designs. IDEF1X includes an environmental (namespace) hierarchy, multiple levels of model, the modeling of generalization/specialization, and the explicit representation of relationships by primary and foreign keys, supported by a well defined role naming facility. The primary keys and unambiguously role named foreign keys expressed sometimes subtle uniqueness and referential integrity constraints that needed to be known and honored by whatever type of database was ultimately designed. Whether the database design used the integrity constraint based keys of the IDEF1X model as database access keys or indexes was an entirely separate decision. The precision and completeness of the IDEF1X models was an important factor in enabling the relatively smooth transformation of the models into database designs. Early IDEF1X models were transformed into database designs for IBM's hierarchical database, IMS. Later models were transformed into database designs for Cullinet's network database, IDMS, and many varieties of relational database. Appleton produced IDEF1X data modeling software called Leverage. Leverage supported view (model) entry, view merging, selective (subset) viewing, namespace inheritance, normalization, a quality assurance analysis of views, entity relationship graph and report generation, transformation to a relational database expressed as SQL data declaration statements, and referential integrity checking SQL. Logical models were serialized with a structural modeling language.

IDEF1X құраушы элементтері

Субъектілер – нақты немесе абстракт ұғымдардың (адамдар, нысандар, орындар, оқиғалар, идеялар, ұғымдардың жиынтығы және т.б.) кластың бейнеленуі. Олар бірдей сипаттамалары бар және бірдей қатынастарға қатыса алатындықтан, бір кластың мысалдары ретінде танылады. Домендер – бір дерек типіне жататын, белгілі немесе шексіз саны бар дерек мәндерінің аталған жиынтығы. Атрибут мысалының нақты мәні осы доменнің негізінде анықталады. Әрбір атрибут дәл бір негізгі доменде анықталуы керек. Бірнеше атрибут бір доменге негізделуі мүмкін. Атрибуттар – бір субъектінің кейбір немесе барлық мысалдарын сипаттайтын қасиет немесе ерекшелік. Атрибут – субъектінің контексінде доменді қолдануды білдіреді. Кілттер – субъектінің атрибуты немесе атрибуттар жиынтығы, олардың мәндері әрбір субъекті мысалын бірегей түрде анықтайды. Мұндай жиынтықтың әрқайсысы – үміткер кілт. Негізгі кілттер – субъектінің бірегей идентификаторы ретінде таңдалған үміткер кілт. Шетелдік кілттер – бағынышты немесе категориялық субъекті мысалының атрибуты немесе атрибуттар жиынтығы, олардың мәндері байланысты бас немесе жалпы субъекті мысалының негізгі кілтімен сәйкес келеді. Шетелдік кілтті бас немесе жалпы субъектінің негізгі кілтінің белгілі бір байланыс немесе категориялау қатынасы арқылы "көшірілуінің" нәтижесі деп қарастыруға болады. Шетелдік кілттегі атрибутқа немесе атрибуттар жиынтығына оның бағынышты немесе категориялық субъектідегі рөлін көрсететін рөл атауы берілуі мүмкін. Қатынастар – екі субъектінің мысалдары немесе бір субъектінің мысалдары арасындағы байланыс. Байланыс қатынастары – тек байланысқа ғана сипаттамасы жоқ қатынастар. Қараңыз: шектеу, кардиналдық. Категориялау қатынастары – екі субъектінің мысалдары бірдей нақты немесе абстракт ұғымды білдіретін қатынас. Бір субъекті (жалпы субъекті) – ұғымдардың толық жиынтығын, екіншісі (категориялық субъекті) – олардың кіші түрін немесе жіктелуін білдіреді. Категориялық субъектінің бір немесе бірнеше ерекшеліктері болуы мүмкін немесе басқа субъектінің мысалымен ортақ емес қарым-қатынасы болуы мүмкін. Категориялық субъектінің әрбір мысалы бір мезгілде жалпы субъектінің мысалы болып табылады. Белгісіз қатынастар – кез келген субъектінің мысалы екінші субъектінің кез келген санымен байланысты болатын қатынас. Көрініс деңгейлері IDEF1X жүйесінде үш көрініс деңгейі анықталған: субъектілік қатынас (ER), кілтке негізделген (KB) және толық атрибутталған (FA). Олар абстракция деңгейімен ерекшеленеді. ER деңгейі ең абстрактілі. Ол субъектілер мен олардың қатынастарын анықтайтын негізгі элементтерді моделідейді. Ол әдетте басқа деңгейлерге қарағанда кеңірек көлемді қамтиды. KB деңгейі кілттерді, ал FA деңгейі барлық атрибуттарды қосады.

Entities The representation of a class of real or abstract things (people, objects, places, events, ideas, combination of things, etc.) that are recognized as instances of the same class because they share the same characteristics and can participate in the same relationships. Domains A named set of data values (fixed, or possibly infinite in number) all of the same data type, upon which the actual value for an attribute instance is drawn. Every attribute must be defined on exactly one underlying domain. Multiple attributes may be based on the same underlying domain. Attributes A property or characteristic that is common to some or all of the instances of an entity. An attribute represents the use of a domain in the context of an entity. Keys An attribute, or combination of attributes, of an entity whose values uniquely identify each entity instance. Each such set constitutes a candidate key. Primary keys The candidate key selected as the unique identifier of an entity. Foreign keys An attribute, or combination of attributes of a child or category entity instance whose values match those in the primary key of a related parent or generic entity instance. A foreign key can be viewed as the result of the "migration" of the primary key of the parent or generic entity through a specific connection or categorization relationship. An attribute or combination of attributes in the foreign key can be assigned a role name reflecting its role in the child or category entity. Relationships An association between the instances of two entities or between instances of the same entity. Connection relationships A relationship having no semantics in addition to association. See constraint, cardinality. Categorization relationships A relationship in which instances of both entities represent the same real or abstract thing. One entity (generic entity) represents the complete set of things, the other (category entity) represents a sub type or sub classification of those things. The category entity may have one or more characteristics, or a relationship with instances of another entity, not shared by all generic entity instances. Each instance of the category entity is simultaneously an instance of the generic entity. Non specific relationships A relationship in which an instance of either entity can be related to any number of instances of the other. View levels Three levels of view are defined in IDEF1X: entity relationship (ER), key based (KB), and fully attributed (FA). They differ in level of abstraction. The ER level is the most abstract. It models the most fundamental elements of the subject area the entities and their relationships. It is usually broader in scope than the other levels. The KB level adds keys and the FA level adds all the attributes.