Enfoque de tres esquemas

El enfoque de tres esquemas , o concepto de tres esquemas , en ingeniería de software es un método para construir sistemas de información y gestionar la información de los sistemas que se originó en la década de 1970. Propone tres perspectivas diferentes en el desarrollo de sistemas, considerando el modelado conceptual como la clave para lograr la integración de datos . ^{[ 2 ]}

El enfoque de tres esquemas proporciona tres tipos de esquemas con técnicas de esquema basadas en descripciones de lenguaje formal: ^{[ 3 ]}

• 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 piensan y hablan de ellos. El esquema físico, según Sowa (2004), "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 ". ^{[ 4 ]} El marco intentó permitir el uso de múltiples modelos de datos para los esquemas externos. ^{[ 5 ]}

Con el paso de los años, la habilidad y el interés en la creación de sistemas de información han crecido enormemente. Sin embargo, en general, el enfoque tradicional para la creación de sistemas se ha centrado únicamente en la definición de datos desde dos perspectivas distintas: la del usuario y la del ordenador. Desde la perspectiva del usuario, que denominaremos «esquema externo», la definición de datos se realiza en el contexto de informes y pantallas diseñados para ayudar a las personas a realizar sus tareas específicas. La estructura de datos requerida desde la perspectiva del usuario cambia según el entorno empresarial y las preferencias individuales del usuario. Desde la perspectiva del ordenador, que denominaremos «esquema interno», los datos se definen en términos de estructuras de archivos para su almacenamiento y recuperación. La estructura de datos requerida para el almacenamiento informático depende de la tecnología informática específica empleada y de la necesidad de un procesamiento eficiente de los datos. ^{[ 6 ]}

Estas dos visiones tradicionales de los datos han sido definidas por los analistas a lo largo de los años, aplicación por aplicación, a medida que se abordaban necesidades comerciales específicas (véase la Figura 1). Por lo general, el esquema interno definido para una aplicación inicial no se puede utilizar fácilmente para aplicaciones posteriores, lo que da lugar a la creación de definiciones redundantes y, a menudo, inconsistentes de los mismos datos. En los primeros sistemas de información, los datos se definían por la disposición de los registros físicos y se procesaban secuencialmente. Sin embargo, la necesidad de flexibilidad condujo a la introducción de los Sistemas de Gestión de Bases de Datos (SGBD), que permiten el acceso aleatorio a fragmentos de datos conectados lógicamente. Las estructuras de datos lógicas dentro de un SGBD se definen típicamente como jerarquías, redes o relaciones. Si bien los SGBD han mejorado enormemente la compartición de datos, el uso de un SGBD por sí solo no garantiza una definición consistente de los datos. Además, la mayoría de las grandes empresas han tenido que desarrollar múltiples bases de datos, que a menudo están bajo el control de diferentes SGBD y aún presentan problemas de redundancia e inconsistencia. ^{[ 6 ]}

El reconocimiento de este problema llevó al Grupo de Estudio ANSI/X3/SPARC sobre Sistemas de Gestión de Bases de Datos a concluir que, en un entorno ideal de gestión de datos, se necesita una tercera perspectiva de los datos. Esta perspectiva, denominada "esquema conceptual", es una definición integrada de los datos dentro de una empresa, imparcial respecto a cualquier aplicación específica de los datos e independiente de cómo se almacenan o acceden físicamente a ellos (véase la Figura 2). El objetivo principal de este esquema conceptual es proporcionar una definición coherente de los significados y la interrelación de los datos, que pueda utilizarse para integrar, compartir y gestionar la integridad de los mismos. ^{[ 6 ]}

La noción de un modelo de tres esquemas, compuesto por un modelo conceptual , un modelo externo y un modelo interno o físico, fue introducida por primera vez por el Comité de Planificación y Requisitos de Estándares ANSI/X3/SPARC, dirigido por Charles Bachman, en 1975. El Informe ANSI/X3/SPARC caracterizó a los sistemas de gestión de bases de datos (DBMS) como sistemas con una organización de dos esquemas. Es decir, los DBMS utilizan un esquema interno, que representa la estructura de los datos tal como la ve el DBMS, y un esquema externo, que representa diversas estructuras de los datos tal como las ve el usuario final. El concepto de un tercer esquema (conceptual) se introdujo en el informe. El esquema conceptual representa la estructura subyacente básica de los datos tal como la ve la empresa en su conjunto. ^{[ 2 ]}

El informe ANSI/SPARC tenía como objetivo servir de base para sistemas informáticos interoperables. Todos los proveedores de bases de datos adoptaron la terminología de tres esquemas, pero la implementaron de forma incompatible. Durante los siguientes veinte años, diversos grupos intentaron definir estándares para el esquema conceptual y su correspondencia con bases de datos y lenguajes de programación. Lamentablemente, ninguno de los proveedores tenía un incentivo fuerte para que sus formatos fueran compatibles con los de sus competidores. Se elaboraron algunos informes, pero no se establecieron estándares. ^{[ 4 ]}

A medida que la práctica de la administración de datos y las técnicas gráficas han evolucionado, el término "esquema" ha dado paso al término "modelo". El modelo conceptual representa la visión de los datos que se negocia entre los usuarios finales y los administradores de bases de datos, abarcando las entidades sobre las que es importante conservar datos, el significado de los datos y las relaciones entre ellos. ^{[ 2 ]}

Otro desarrollo es la metodología de modelado de información IDEF1X , basada en el concepto de tres esquemas . Otro ejemplo es el Marco de Zachman , propuesto por John Zachman en 1987 y desarrollado desde entonces en el campo de la Arquitectura Empresarial . En este marco, el modelo de tres esquemas ha evolucionado hacia una capa de seis perspectivas. En otros marcos de Arquitectura Empresarial se incorpora algún tipo de modelo de vista .

• Arquitectura ANSI-SPARC
• Esquema conceptual
• Modelo de datos
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• Modelo entidad-relación
• Sistemas de información
• Modelado de roles de objetos
• Ver modelo
• Lenguaje de programación UNIFACE

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

• Presentación sobre diseño de información a cargo de Walden 3D Inc.
• Ejemplo de una solicitud en la Oficina de Desarrollo Hidrológico del Servicio Meteorológico Nacional de los Estados Unidos.