Информационная модель

Диаграмма IDEF1X , пример определения интеграции для информационного моделирования.

Информационная модель в разработке программного обеспечения — это представление концепций и отношений, ограничений, правил и операций для определения семантики данных для выбранной области обсуждения. Обычно он определяет отношения между видами вещей, но может также включать отношения с отдельными вещами. Он может обеспечить разделяемую, стабильную и организованную структуру информационных требований или знаний для контекста предметной области.

Обзор

Термин «информационная модель» в целом используется для моделей отдельных объектов, таких как объекты, здания, технологические установки и т. д. В этих случаях концепция специализируется на информационной модели объекта , информационной модели здания , информационной модели предприятия и т. д. Информационная модель – это интеграция модели объекта с данными и документами об объекте.

В области разработки программного обеспечения и моделирования данных информационная модель обычно представляет собой абстрактное формальное представление типов сущностей, которое может включать их свойства, отношения и операции, которые можно над ними выполнять. Типы сущностей в модели могут быть видами реальных объектов, таких как устройства в сети или события, или они сами могут быть абстрактными, например, для сущностей, используемых в биллинговой системе. Обычно они используются для моделирования ограниченной области, которую можно описать закрытым набором типов сущностей, свойств, отношений и операций.

Информационная модель обеспечивает формализм описания проблемной области, не ограничивая то, как это описание отображается на фактическую реализацию в программном обеспечении. Может существовать множество отображений информационной модели. Такие отображения называются моделями данных , независимо от того, являются ли они объектными моделями (например, с использованием UML ), моделями отношений сущностей или схемами XML .

Языки информационного моделирования

Пример диаграммы ER .

Требования к базе данных для коллекции компакт-дисков в нотации EXPRESS-G .

В 1976 году сущность-связь представил графическую нотацию Питер Чен (ER) . Он подчеркнул, что это «семантический» метод моделирования, не зависящий от каких-либо методов моделирования баз данных, таких как иерархическое, CODASYL, реляционное и т. д. С тех пор языки информационных моделей продолжали развиваться. Некоторыми примерами являются расширенный интегрированный язык определений 1 ( IDEF1X ), язык EXPRESS и унифицированный язык моделирования (UML).

Исследования современников Питера Чена, таких как JRAbrial (1974) и GM Nijssen (1976), привели к созданию сегодняшних языков факто-ориентированного моделирования (FOM), которые основаны на лингвистических предложениях, а не на «сущностях». Инструменты FOM можно использовать для создания модели ER, что означает, что разработчик модели может избежать трудоемкой и подверженной ошибкам практики ручной нормализации. Язык объектно-ролевого моделирования ( ORM ) и полностью коммуникационно-ориентированное информационное моделирование ( FCO-IM ) являются результатами исследований, разработанными в начале 1990-х годов на основе более ранних исследований.

В 1980-е годы существовало несколько подходов к расширению модели отношений сущностей Чена. Также важное значение в этом десятилетии имеет REMORA от Колетт Роллан .

Язык определения ICAM (IDEF) был разработан в рамках программы ICAM ВВС США в период с 1976 по 1982 год. Целью программы ICAM, по словам Ли (1999), было повышение производительности производства за счет систематического применения компьютерных технологий. IDEF включает три различных метода моделирования: IDEF0 , IDEF1 и IDEF2 для создания функциональной модели, информационной модели и динамической модели соответственно. IDEF1X — это расширенная версия IDEF1. Язык находится в свободном доступе. Это графическое представление, разработанное с использованием подхода ER и реляционной теории. Он используется для представления «реального мира» с точки зрения сущностей, атрибутов и отношений между сущностями. Нормализация обеспечивается KEY Structures и KEY Migration. Язык идентифицирует группы свойств (агрегирование) для формирования полных определений объектов.

EXPRESS был создан как ISO 10303-11 для формального определения информационных требований модели данных продукта. Он является частью набора стандартов, неофициально известного как СТАНДАРТ для обмена данными модели продукта (STEP). Впервые он был представлен в начале 1990-х годов. Язык, согласно Ли (1999), представляет собой текстовое представление. Кроме того, доступно графическое подмножество EXPRESS под названием EXPRESS-G. EXPRESS основан на языках программирования и объектно-ориентированной парадигме. Ряд языков внесли свой вклад в EXPRESS. В частности, Ada, Algol, C, C++, Euler, Modula-2, Pascal, PL/1 и SQL. EXPRESS состоит из элементов языка, которые позволяют однозначно определять объекты и указывать ограничения для определенных объектов. Он использует объявление SCHEMA для обеспечения секционирования и поддерживает спецификацию свойств данных, ограничений и операций.

UML — это язык моделирования, предназначенный для определения, визуализации, конструирования и документирования артефактов, а не процессов программных систем. Первоначально он был задуман Грэди Бучом , Джеймсом Рамбо и Иваром Джейкобсоном . UML был одобрен Object Management Group (OMG) в качестве стандарта в 1997 году. По словам Ли (1999), этот язык не является собственностью и доступен для общественности. Это графическое представление. Язык основан на объектно-ориентированной парадигме. UML содержит обозначения и правила и предназначен для представления требований к данным в виде объектно-ориентированных диаграмм. UML организует модель в виде нескольких представлений, которые представляют различные аспекты системы. Содержимое представления описывается в виде диаграмм, которые представляют собой графики с элементами модели. Диаграмма содержит элементы модели, которые представляют общие концепции объектно-ориентированного программирования, такие как классы, объекты, сообщения и отношения между этими концепциями.

IDEF1X, EXPRESS и UML можно использовать для создания концептуальной модели, и, по словам Ли (1999), каждый из них имеет свои особенности. Хотя некоторые из них могут привести к естественному использованию (например, реализация), один не обязательно лучше другого. На практике для разработки всех информационных моделей может потребоваться более одного языка, если приложение является сложным. На самом деле практика моделирования зачастую важнее выбранного языка.

Информационные модели также могут быть выражены на формализованных естественных языках, таких как геллиш . Gellish, который имеет варианты естественного языка. Gellish Formal English , Gellish Formal Dutch (Gellish Formeel Nederlands) и т. д. — это язык представления информации или язык моделирования, который определен в интеллектуальном словаре-таксономии Gellish, который имеет форму таксономии / онтологии . . База данных Gellish подходит не только для хранения информационных моделей, но также моделей знаний, моделей требований и словарей, таксономий и онтологий. Информационные модели в геллишском английском языке используют выражения желлишского формального английского языка. Например, географическая информационная модель может состоять из ряда выражений формального английского языка геллиша, таких как:

- the Eiffel tower <is located in> Paris
- Paris <is classified as a> city

тогда как информационные требования и знания могут быть выражены, например, следующим образом:

- tower <shall be located in a> geographical area
- city <is a kind of> geographical area

В таких выражениях геллиша используются имена понятий (например, «город») и типов отношений (например, ⟨находится в⟩ и ⟨классифицируется как ⟩ ), которые следует выбирать из формального английского словаря-таксономии геллиша (или из вашей собственной таксономии). словарь домена). Словарь-таксономия английского языка Gellish позволяет создавать семантически богатые информационные модели, поскольку словарь содержит определения более чем 40 000 понятий, включая более 600 стандартных типов отношений. Таким образом, информационная модель в геллише состоит из набора выражений геллиша, которые используют эти фразы и словарные понятия для выражения фактов или формулирования утверждений, запросов и ответов.

Стандартные наборы информационных моделей

( Рабочая группа по распределенному управлению DMTF) предоставляет стандартный набор информационных моделей для различных доменов предприятия под общим названием Common Information Model (CIM). Конкретные информационные модели извлекаются из CIM для конкретных областей управления.

Форум TeleManagement Forum (TMF) определил расширенную модель для телекоммуникационной области ( модель общей информации/данных или SID) как еще одну. Сюда входят мнения из сферы бизнеса, услуг и ресурсов в телекоммуникационной отрасли. TMF установил набор принципов, которые должна принять интеграция OSS , а также набор моделей, обеспечивающих стандартизированные подходы.

Модели взаимодействуют с информационной моделью ( Модель общей информации/данных или SID) через модель процесса ( Структура бизнес-процессов (eTOM) или eTOM) и модель жизненного цикла.

См. также

• Информационное моделирование зданий
• Концептуальная карта
• Концептуальная модель (информатика)
• Информационное моделирование системы

Ссылки

• Концептуальная схема ISO/IEC TR9007, 1986 г.
• Андрис ван Ренссен, Гелиш, общий расширяемый онтологический язык (доктор философии, Делфтский технологический университет, 2005 г.)
• Эта статья включает общедоступные материалы Национального института стандартов и технологий.

Дальнейшее чтение

• Ричард Верьярд (1992). Информационное моделирование: практическое руководство . Нью-Йорк: Прентис Холл.
• Репа, Вацлав (2012). Информационное моделирование организаций . Издательство Брукнера. ISBN  978-80-904661-3-5 .
• Бернер, Стефан (2019). Информационное моделирование. Метод улучшения понимания и точности вашего сотрудничества . ВДФ Цюрих. ISBN  978-3-7281-3943-6 .

Внешние ссылки

• RFC 3198 – Терминология управления на основе политик