IDEF1X: Моделирование данных и интеграция информационных систем.

Введение

Интеграция ОПРЕДЕЛЕНИЯ для моделирования информации (IDEF1X) — это язык моделирования данных для разработки семантических моделей данных. IDEF1X используется для создания графической информационной модели, представляющей структуру и семантику информации в определенной среде или системе. IDEF1X позволяет строить семантические модели данных, которые могут поддерживать управление данными как ресурсом, интеграцию информационных систем и создание компьютерных баз данных. Этот стандарт входит в семейство языков моделирования IDEF в области разработки программного обеспечения.

Обзор

Метод моделирования данных используется для моделирования данных стандартным, последовательным и предсказуемым образом с целью управления ими как ресурсом. Он может применяться в проектах, требующих стандартных средств определения и анализа ресурсов данных в организации. К таким проектам относятся внедрение метода моделирования данных в методологию, управление данными как ресурсом, интеграция информационных систем или проектирование компьютерных баз данных. Основными задачами стандарта IDEF1X являются: Стандарт описывает синтаксис и семантику IDEF1X97, который включает два языка концептуального моделирования: язык “ключевого стиля”, обратно совместимый с FIPS 184 и поддерживающий реляционные и расширенные реляционные базы данных, и более новый язык “стиля идентификации”, подходящий для объектных баз данных и объектно-ориентированного моделирования. Техника логического проектирования баз данных (LDDT) банка Bank of America была разработана в 1982 году Робертом Брауном. Центральная цель IDEF1X и LDDT была одинаковой: разработать методологию, которая последовательно и точно создавала бы нейтральную к типу базы данных модель постоянной информации, необходимой предприятию, путем моделирования вовлеченных сущностей реального мира. IDEF1X объединил элементы реляционной модели данных, модели «сущность-связь» и обобщения данных таким образом, чтобы обеспечить поддержку моделирования данных и преобразования моделей данных в конструкции баз данных. IDEF1X включает иерархию окружения (пространств имен), несколько уровней модели, моделирование обобщения/специализации и явное представление связей с помощью первичных и внешних ключей, поддерживаемое четко определенной системой именования ролей. Первичные ключи и однозначно именованные внешние ключи выражали иногда тонкие ограничения уникальности и референтной целостности, которые должны были быть известны и соблюдены любым типом базы данных, который в конечном итоге был спроектирован. Использование ключей модели IDEF1X, основанных на ограничениях целостности, в качестве ключей доступа к базе данных или индексов было совершенно отдельным решением. Точность и полнота моделей IDEF1X были важным фактором, обеспечивающим относительно плавное преобразование моделей в конструкции баз данных. Ранние модели IDEF1X 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 различных типов реляционных баз данных. Компания Appleton разработала программное обеспечение для моделирования данных IDEF1X под названием Leverage. Leverage поддерживал ввод данных в модель, объединение моделей, выборочный (подмножественный) просмотр, наследование пространств имен, нормализацию, анализ качества моделей, построение графа связей между сущностями и генерацию отчетов, преобразование в реляционную базу данных, выраженное в виде операторов определения данных SQL, и проверку референтной целостности SQL. Логические модели сериализовались с использованием языка структурного моделирования.

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.

Строительные блоки IDEF1X

Сущности – Представление класса реальных или абстрактных вещей (людей, объектов, мест, событий, идей, комбинаций вещей и т. д.), которые рассматриваются как экземпляры одного класса, поскольку они обладают общими характеристиками и могут участвовать в одних и тех же отношениях. Домены – Именованный набор значений данных (фиксированных или, возможно, бесконечного количества), все одного типа данных, из которого выбирается фактическое значение для экземпляра атрибута. Каждый атрибут должен быть определен ровно в одной базовой области. Несколько атрибутов могут основываться на одном и том же базовом домене. Атрибуты – Свойство или характеристика, общая для некоторых или всех экземпляров сущности. Атрибут представляет собой использование домена в контексте сущности. Ключи – Атрибут или комбинация атрибутов сущности, значения которых однозначно идентифицируют каждый экземпляр сущности. Каждый такой набор является кандидатом в ключи. Первичные ключи – Кандидат в ключи, выбранный в качестве уникального идентификатора сущности. Внешние ключи – Атрибут или комбинация атрибутов экземпляра дочерней или категорийной сущности, значения которых совпадают со значениями первичного ключа связанной родительской или обобщенной сущности. Внешний ключ можно рассматривать как результат "миграции" первичного ключа родительской или обобщенной сущности через конкретное соединение или отношение категоризации. Атрибуту или комбинации атрибутов во внешнем ключе может быть присвоено имя роли, отражающее его роль в дочерней или категорийной сущности. Отношения – Связь между экземплярами двух сущностей или между экземплярами одной и той же сущности. Соединительные отношения – Отношение, не имеющее семантики, кроме связи. См. ограничение, кардинальность. Отношения категоризации – Отношение, в котором экземпляры обеих сущностей представляют одну и ту же реальную или абстрактную вещь. Одна сущность (обобщенная сущность) представляет собой полный набор вещей, а другая (категорийная сущность) – подтип или подклассификацию этих вещей. Категорийная сущность может иметь одну или несколько характеристик или связь с экземплярами другой сущности, которыми не обладают все экземпляры обобщенной сущности. Каждый экземпляр категорийной сущности одновременно является экземпляром обобщенной сущности. Неспецифические отношения – Отношение, в котором экземпляр любой сущности может быть связан с любым количеством экземпляров другой сущности. Уровни представления – В IDEF1X определены три уровня представления: отношения между сущностями (ER), основанные на ключах (KB) и полностью атрибутированные (FA). Они различаются уровнем абстракции. Уровень ER – наиболее абстрактный. Он моделирует наиболее фундаментальные элементы предметной области – сущности и их отношения. Обычно его область охвата шире, чем у других уровней. Уровень KB добавляет ключи, а уровень FA – все атрибуты.

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.