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IDEF1X

Ejemplo de un diagrama IDEF1X. La Definición de Integración para el Modelado de Información ( IDEF1X ) es un lenguaje de modelado de datos para el desarrollo de modelos de datos...

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Ejemplo de un diagrama IDEF1X.

La Definición de Integración para el Modelado de Información ( IDEF1X ) es un lenguaje de modelado de datos para el desarrollo de modelos de datos semánticos . IDEF1X se utiliza para producir un modelo de información gráfico que representa la estructura y la semántica de la información dentro de un entorno o sistema . [ 1 ]

IDEF1X permite la construcción de modelos de datos semánticos que pueden servir para apoyar la gestión de datos como recurso, la integración de sistemas de información y la creación de bases de datos informáticas . Este estándar forma parte de la familia IDEF de lenguajes de modelado en el campo de la ingeniería de software .

Descripción general

Una técnica de modelado de datos se utiliza para modelar datos de manera estándar, consistente y predecible con el fin de gestionarlos como un recurso. Se puede utilizar en proyectos que requieren un medio estándar para definir y analizar los recursos de datos dentro de una organización. Dichos proyectos incluyen la incorporación de una técnica de modelado de datos en una metodología , la gestión de datos como un recurso, la integración de sistemas de información o el diseño de bases de datos informáticas . Los objetivos principales del estándar IDEF1X son proporcionar: [ 1 ]

  • Medios para comprender y analizar completamente los recursos de datos de una organización.
  • Medios comunes para representar y comunicar la complejidad de los datos.
  • Una técnica para presentar una visión general de los datos necesarios para gestionar una empresa.
  • Medios para definir una vista de datos independiente de la aplicación que pueda ser validada por los usuarios y transformada en un diseño de base de datos físico.
  • Una técnica para derivar una definición de datos integrada a partir de recursos de datos existentes.

Un objetivo principal de IDEF1X es apoyar la integración . El enfoque de integración se centra en la captura, gestión y uso de una única definición semántica del recurso de datos denominada “ esquema conceptual ”. El “esquema conceptual” proporciona una única definición integrada de los datos dentro de una empresa que no está sesgada hacia ninguna aplicación de datos en particular y es independiente de cómo se almacenan o acceden físicamente los datos. El objetivo principal de este esquema conceptual es proporcionar una definición coherente de los significados y las interrelaciones entre los datos que se pueden utilizar para integrar, compartir y gestionar la integridad de los datos. Un esquema conceptual debe tener tres características importantes: [ 1 ]

  • Coherente con la infraestructura del negocio y válido en todas las áreas de aplicación.
  • Extensible, de modo que se puedan definir nuevos datos sin alterar los datos definidos previamente.
  • Se puede transformar tanto en las vistas de usuario requeridas como en diversas estructuras de almacenamiento y acceso a datos.

Historia

La necesidad de modelos de datos semánticos fue reconocida por primera vez por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos a mediados de la década de 1970 como resultado del Programa Integrado de Fabricación Asistida por Computadora (ICAM). El objetivo de este programa era aumentar la productividad de la fabricación mediante la aplicación sistemática de la tecnología informática. El Programa ICAM identificó la necesidad de mejores técnicas de análisis y comunicación para las personas involucradas en la mejora de la productividad de la fabricación. Como resultado, el Programa ICAM desarrolló una serie de técnicas conocidas como los Métodos IDEF (Definición ICAM) que incluían lo siguiente: [ 1 ]

  • IDEF0 se utiliza para producir un “ modelo de función ”, que es una representación estructurada de las actividades o procesos dentro del entorno o sistema.
  • IDEF1 se utiliza para producir un “modelo de información” que representa la estructura y la semántica de la información dentro del entorno o sistema.
  • IDEF2 se utilizaba para producir un “modelo dinámico”.

El enfoque inicial del modelado de información IDEF (IDEF1) fue publicado por el programa ICAM en 1981, basado en la investigación actual y las necesidades de la industria. Las raíces teóricas de este enfoque surgieron del trabajo inicial de Edgar F. Codd sobre la teoría de modelos relacionales y de Peter Chen sobre el modelo entidad-relación . La técnica inicial de IDEF1 se basó en el trabajo del Dr. RR Brown y el Sr. TL Ramey de Hughes Aircraft, quienes trabajaron con Dan Appleton y Stu Coleman de D. Appleton Company (DACOM), con la revisión crítica e influencia de Charles Bachman , Peter Chen , el Dr. MA Melkanoff y el Dr. GM Nijssen . [ 1 ] DACOM y Hughes probaron IDEF1 modelando datos de ingeniería. Se propusieron mejoras metodológicas en dos áreas: notación de modelado y metodología y reglas de modelado. Las mejoras sugeridas por Appleton fueron aceptadas, y la AF renombró su metodología de modelado de datos como IDEF1 Xtended, o IDEF1X.

En 1983, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos inició el proyecto del Sistema Integrado de Soporte de Información (I2S2) dentro del programa ICAM. El objetivo de este proyecto era proporcionar la tecnología necesaria para integrar lógica y físicamente una red de hardware y software informático heterogéneo . Como resultado de este proyecto y de la experiencia de la industria, se reconoció la necesidad de una técnica mejorada para el modelado de datos. [ 1 ]

Desde la perspectiva de los administradores de contratos del programa IDEF de la Fuerza Aérea, IDEF1X surgió del proyecto ICAM IISS-6201 y fue ampliado posteriormente por el proyecto IISS-6202. Para satisfacer los requisitos de mejora del modelado de datos identificados en el proyecto IISS-6202, D. Appleton Company obtuvo una licencia para un software de diseño de bases de datos basado en la técnica de diseño lógico de bases de datos (LDDT), desarrollada por Robert Brown para el Bank of America. El equipo de tecnología de Appleton modificó el software para adaptarlo a los gráficos y reglas de modelado de IDEF1X.

El 2 de septiembre de 2008, se retiró la norma NIST asociada, FIPS 184 (decisión en el Registro Federal vol. 73 / página 51276).).

Desde septiembre de 2012, IDEF1X se ha incorporado a la norma internacional ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012. [ 2 ] La norma describe la sintaxis y la semántica de IDEF1X97, que consta de dos lenguajes de modelado conceptual: un lenguaje de "estilo clave" compatible hacia abajo con FIPS 184, que admite bases de datos relacionales y relacionales extendidas, y un lenguaje más nuevo de "estilo identidad" adecuado para bases de datos de objetos y modelado orientado a objetos .

La técnica de diseño lógico de bases de datos (LDDT) del Bank of America fue desarrollada en 1982 por Robert Brown. El objetivo central de IDEF1X y LDDT era el mismo: crear una metodología que produjera de forma consistente y fiel un modelo independiente de la base de datos para la información persistente que necesita una empresa, modelando las entidades del mundo real involucradas. IDEF1X combinó elementos del modelo de datos relacional, el modelo ER y la generalización de datos de una manera específicamente diseñada para apoyar el modelado de datos y la transformación de los modelos de datos en diseños de bases de datos.

IDEF1X incluye una jerarquía de entorno (espacio de nombres), múltiples niveles de modelo, modelado de generalización/especialización y representación explícita de relaciones mediante claves primarias y foráneas, con el apoyo de un sistema de asignación de roles bien definido. Las claves primarias y las claves foráneas con nombres de roles inequívocos expresaban restricciones de unicidad e integridad referencial , a veces sutiles , que debían ser conocidas y respetadas por cualquier tipo de base de datos que se diseñara. La decisión de utilizar las claves basadas en restricciones de integridad del modelo IDEF1X como claves de acceso o índices era completamente independiente. La precisión y la exhaustividad de los modelos IDEF1X fueron factores importantes para facilitar la transformación relativamente fluida de los modelos en diseños de bases de datos. Los primeros modelos IDEF1X se transformaron en diseños de bases de datos para la base de datos jerárquica de IBM, IMS . Posteriormente, los modelos se transformaron en diseños de bases de datos para la base de datos de red de Cullinet, IDMS, y diversas bases de datos relacionales.

Appleton desarrolló un software de modelado de datos IDEF1X llamado Leverage. Leverage admitía la entrada de vistas (modelos), la fusión de vistas, la visualización selectiva (subconjuntos), la herencia de espacios de nombres, la normalización, un análisis de control de calidad de las vistas, la generación de gráficos de relaciones entre entidades e informes, la transformación a una base de datos relacional mediante sentencias SQL y la comprobación de integridad referencial SQL. Los modelos lógicos se serializaban con un lenguaje de modelado estructural.

Bloques de construcción IDEF1X

Entidades
La representación de una clase de cosas reales o abstractas (personas, objetos, lugares, eventos, ideas, combinaciones de cosas, etc.) que se reconocen como instancias de la misma clase porque comparten las mismas características y pueden participar en las mismas relaciones.
Dominios
Un conjunto de valores de datos con nombre (fijo o posiblemente infinito), todos del mismo tipo , sobre el cual se extrae el valor real de una instancia de atributo. Cada atributo debe definirse en un único dominio subyacente. Varios atributos pueden basarse en el mismo dominio subyacente.
Atributos
Una propiedad o característica común a algunas o a todas las instancias de una entidad. Un atributo representa el uso de un dominio en el contexto de una entidad.
Llaves
Un atributo, o combinación de atributos, de una entidad cuyos valores identifican de forma única cada instancia de la entidad. Cada conjunto de estos constituye una clave candidata .
Claves primarias
La clave candidata seleccionada como identificador único de una entidad.
claves foráneas
Un atributo, o combinación de atributos, de una instancia de entidad hija o de categoría cuyos valores coinciden con los de la clave primaria de una instancia de entidad padre o genérica relacionada. Una clave externa puede considerarse como el resultado de la "migración" de la clave primaria de la entidad padre o genérica a través de una relación de conexión o categorización específica. A un atributo o combinación de atributos de la clave externa se le puede asignar un nombre de rol que refleje su función en la entidad hija o de categoría.
Relaciones
Una asociación entre instancias de dos entidades o entre instancias de la misma entidad.
Relaciones de conexión
Una relación que carece de semántica más allá de la asociación. Véase restricción, cardinalidad.
Relaciones de categorización
Relación en la que las instancias de ambas entidades representan la misma cosa, real o abstracta. Una entidad (genérica) representa el conjunto completo de cosas, mientras que la otra (categoría) representa un subtipo o subclasificación de esas cosas. La categoría puede tener una o más características, o una relación con instancias de otra entidad, que no comparten todas las instancias de la entidad genérica. Cada instancia de la categoría es, simultáneamente, una instancia de la entidad genérica.
Relaciones no específicas
Una relación en la que una instancia de cualquiera de las entidades puede estar relacionada con cualquier número de instancias de la otra.
Ver niveles
IDEF1X define tres niveles de vista: entidad-relación (ER), basado en claves (KB) y totalmente atribuido (FA). Estos niveles difieren en su nivel de abstracción. El nivel ER es el más abstracto. Modela los elementos fundamentales del área temática: las entidades y sus relaciones. Suele tener un alcance más amplio que los demás niveles. El nivel KB añade las claves y el nivel FA añade todos los atributos.

Temas de IDEF1X

El enfoque de tres esquemas

El enfoque de tres esquemas . [ 3 ]

El enfoque de tres esquemas en ingeniería de software es un enfoque para construir sistemas de información y gestión de información de sistemas, que promueve el modelo conceptual como la clave para lograr la integración de datos . [ 4 ]

Un esquema es un modelo , generalmente representado por un diagrama y a veces acompañado de una descripción en lenguaje. Los tres esquemas utilizados en este enfoque son: [ 5 ]

  • Esquema externo para vistas de usuario
  • El esquema conceptual integra esquemas externos
  • Esquema interno que define las estructuras de almacenamiento físico.

En el centro, el esquema conceptual define la ontología de los conceptos tal como los usuarios los conciben y hablan de ellos. El esquema físico describe los formatos internos de los datos almacenados en la base de datos , y el esquema externo define la vista de los datos que se presentan a los programas de aplicación . [ 6 ] El marco intentó permitir el uso de múltiples modelos de datos para los esquemas externos. [ 7 ]

Directrices para la elaboración de modelos

Síntesis de una entidad en la fase uno: definición de la entidad

El proceso de modelado se puede dividir en cinco etapas de desarrollo del modelo.

Fase cero – Inicio del proyecto
Los objetivos de la fase de inicio del proyecto incluyen:
  • Definición del proyecto: una declaración general de lo que hay que hacer, por qué y cómo se hará.
  • Material de origen: un plan para la adquisición de material de origen, incluyendo la indexación y el archivo.
  • Convenciones del autor: una declaración fundamental de las convenciones (métodos opcionales) mediante las cuales el autor elige crear y gestionar el modelo.
Fase uno: definición de la entidad
El objetivo de la fase de definición de entidades es identificar y definir las entidades que se encuentran dentro del dominio del problema que se está modelando.
Fase dos: definición de la relación
El objetivo de la fase de definición de relaciones es identificar y definir las relaciones básicas entre entidades. En esta etapa del modelado, algunas relaciones pueden ser inespecíficas y requerirán un mayor refinamiento en fases posteriores. Los principales resultados de la fase dos son:
  • Matriz de relaciones
  • Definiciones de relaciones
  • Diagramas a nivel de entidad.
Fase tres: definiciones clave
Los objetivos de la fase de definiciones clave son:
  • Refinar las relaciones no específicas de la fase dos
  • Defina los atributos clave para cada entidad.
  • Migrar las claves primarias para establecer claves foráneas.
  • Validar relaciones y claves.
Fase cuatro: definición de atributos
Los objetivos de la fase de definición de atributos son:
  • Desarrollar un conjunto de atributos
  • Establecer la propiedad de los atributos
  • Definir atributos no clave
  • Validar y refinar la estructura de datos .

Metamodelo IDEF1X

Metamodelo de IDEF1X.

Un metamodelo es un modelo de las construcciones de un sistema de modelado. Como cualquier modelo, se utiliza para representar y razonar sobre el objeto del modelo, en este caso IDEF1X. El metamodelo se utiliza para razonar sobre IDEF1X, es decir, cuáles son las construcciones de IDEF1X y cómo se relacionan entre sí. El modelo que se muestra es un modelo IDEF1X de IDEF1X. Estos metamodelos pueden utilizarse para diversos fines, como el diseño de repositorios, el diseño de herramientas o para especificar el conjunto de modelos IDEF1X válidos. Dependiendo del propósito, se obtienen modelos ligeramente diferentes. No existe un único modelo correcto. Por ejemplo, un modelo para una herramienta que permite la construcción incremental de modelos debe admitir modelos incompletos o incluso inconsistentes. Sin embargo, el metamodelo para la formalización enfatiza la alineación con los conceptos de la formalización y, por lo tanto, no se permiten modelos incompletos o inconsistentes.

Los metamodelos presentan dos limitaciones importantes. En primer lugar, especifican la sintaxis, pero no la semántica. En segundo lugar, un metamodelo debe complementarse con restricciones en lenguaje natural o formal. La teoría formal de IDEF1X proporciona tanto la semántica como un medio para expresar con precisión las restricciones necesarias.

En la figura adjunta se muestra un metamodelo para IDEF1X. El nombre de la vista es mm . También se muestran la jerarquía de dominio y las restricciones. Las restricciones se expresan como oraciones en la teoría formal del metamodelo. El metamodelo define informalmente el conjunto de modelos IDEF1X válidos de la forma habitual, como las tablas de instancias de muestra que corresponden a un modelo IDEF1X válido. El metamodelo también define formalmente el conjunto de modelos IDEF1X válidos de la siguiente manera. El metamodelo, como modelo IDEF1X, tiene una teoría formal correspondiente. La semántica de la teoría se define de la forma estándar. Es decir, una interpretación de una teoría consiste en un dominio de individuos y un conjunto de asignaciones:

  • A cada constante de la teoría se le asigna un individuo del dominio.
  • A cada símbolo de función n- aria en la teoría se le asigna una función n -aria sobre el dominio.
  • A cada símbolo de predicado n -ario de la teoría se le asigna una relación n -aria sobre el dominio.

En la interpretación prevista, el dominio de los individuos consta de vistas, como producción; entidades, como pieza y proveedor; dominios, como cantidad disponible ; relaciones de conexión; grupos de categorías; y así sucesivamente. Si cada axioma de la teoría es verdadero en la interpretación, entonces la interpretación se denomina modelo para la teoría. Todo modelo para la teoría IDEF1X que corresponda al metamodelo IDEF1X y sus restricciones es un modelo IDEF1X válido.

Véase también

Referencias

Dominio público Este artículo incorpora material de dominio público del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.

  1. 1 2 3 4 5 6 Publicación FIPS 184 Archivada el 3 de diciembre de 2013 en Wayback Machine publicada de IDEF1X por el Laboratorio de Sistemas Informáticos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). 21 de diciembre de 1993.
  2. ↑ ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012 Tecnología de la información — Lenguajes de modelado — Parte 2: Sintaxis y semántica para IDEF1X97 (IDEFobject).
  3. ↑ itl.nist.gov (1993) Definición de integración para el modelado de información (IDEFIX) Archivado el 3 de diciembre de 2013 en Wayback Machine . 21 de diciembre de 1993.
  4. ↑ SECCIÓN DE LA CORREA 2 ENFOQUE . Consultado el 30 de septiembre de 2008.
  5. ↑ Mary ES Loomis (1987). El libro de bases de datos . pág. 26.
  6. ↑ John F. Sowa (2004). "El desafío de la sopa de conocimiento" . Publicado en: Tendencias de investigación en educación científica, tecnológica y matemática . Editado por J. Ramadas y S. Chunawala, Homi Bhabha Centre, Mumbai, 2006.
  7. ↑ Gad Ariav y James Clifford (1986). Nuevas direcciones para los sistemas de bases de datos: versiones revisadas de los artículos . Escuela de Posgrado de Administración de Empresas de la Universidad de Nueva York. Centro de Investigación sobre Sistemas de Información, 1986.

Lecturas adicionales

  • Thomas A. Bruce (1992). Diseño de bases de datos de calidad con modelos de información Idef1X . Dorset House Publishing.
  • Y. Tina Lee y Shigeki Umeda (2000). "Un modelo de información IDEF1x para una simulación de cadena de suministro" .
  • ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012
  • Publicación FIPS 184 que anuncia el estándar IDEF1X, diciembre de 1993, por el Laboratorio de Sistemas Informáticos del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). (Retirada por el NIST el 8 de septiembre de 2002; véase el Índice de Publicaciones FIPS retiradas por orden numérico ).
  • Registro Federal vol. 73 / página 51276 decisión de retirada
  • Descripción general de IDEF1X archivada el 8 de marzo de 2016 en Wayback Machine en www.idef.com
  • Descripción general de IDEF1X de Essential Strategies, Inc.