EXPRESS (язык моделирования данных)

EXPRESS — это стандарт общего моделирования данных языка для данных о продуктах . EXPRESS формализован в стандарте ISO для модели обмена продуктами STEP (ISO 10303) и стандартизирован как ISO 10303-11. ^[1]

Обзор

Модели данных формально определяют объекты данных и отношения между объектами данных для интересующей области. Некоторые типичные применения моделей данных включают поддержку разработки баз данных и обеспечение обмена данными для определенной области интересов. Модели данных определяются на языке моделирования данных. ^[2] EXPRESS — это язык моделирования данных, определенный в ISO 10303-11, Справочном руководстве по языку EXPRESS. ^[3]

Модель данных EXPRESS может быть определена двумя способами: текстовым и графическим. Для формальной проверки и в качестве входных данных для таких инструментов, как SDAI, текстовое представление в файле ASCII наиболее важным является . С другой стороны, графическое представление часто более подходит для использования человеком, например, для объяснений и учебных пособий. Графическое представление, получившее название «ЭКСПРЕСС-Г», не способно отобразить все детали, которые можно сформулировать в текстовой форме.

EXPRESS похож на такие языки программирования, как Паскаль . В СХЕМЕ могут быть определены различные типы данных вместе со структурными ограничениями и алгоритмическими правилами. Основной особенностью EXPRESS является возможность формальной проверки совокупности типов данных - это проверка всех структурных и алгоритмических правил.

ЭКСПРЕСС-Г

EXPRESS-G — стандартная графическая система обозначений информационных моделей . ^[4] Это дополнение к языку EXPRESS для отображения определений сущностей и типов, отношений и мощности. ^[5] Эта графическая запись поддерживает подмножество языка EXPRESS. Одним из преимуществ использования EXPRESS-G по сравнению с EXPRESS является то, что структура модели данных может быть представлена более понятно. Недостатком EXPRESS-G является невозможность формального указания сложных ограничений. Рисунок 1 является примером. Модель данных, представленная на рисунке, может использоваться для определения требований к базе данных для коллекции аудиокомпакт-дисков (CD). ^[2]

Простой пример

Простая модель данных EXPRESS выглядит так, как показано на рис. 2, а код такой:

SCHEMA Family;

ENTITY Person
   ABSTRACT SUPERTYPE OF (ONEOF (Male, Female));
     name: STRING;
     mother: OPTIONAL Female;
     father: OPTIONAL Male;
END_ENTITY;

ENTITY Female
   SUBTYPE OF (Person);
END_ENTITY;

ENTITY Male
   SUBTYPE of (Person);
END_ENTITY;

END_SCHEMA;

Модель данных включена в семейство схем EXPRESS . Он содержит сущность супертипа Person с двумя подтипами Male и Female . Поскольку Person только экземпляры (ONEOF) подтипа Male или Female объявлен как ABSTRACT, могут существовать . Каждое появление человека имеет обязательный атрибут имени и необязательные атрибуты мать и отец . Существует фиксированный стиль чтения атрибутов некоторых типов объектов:

Женщина для роль матери Человека может играть
Мужчина для роль отца Человека может играть

ЭКСПРЕСС Строительные блоки

Типы данных

EXPRESS предлагает ряд типов данных со специальными символами типов данных нотации EXPRESS-G: ^[2]

Тип данных сущности: это наиболее важный тип данных в EXPRESS. Более подробно это описано ниже. Типы данных сущностей могут быть связаны двумя способами: в дереве подсупертипов и/или с помощью атрибутов.
Тип данных перечисления. Значения перечисления представляют собой простые строки, такие как красный, зеленый и синий цвета для перечисления RGB. Если тип перечисления объявлен расширяемым, его можно расширить в других схемах.
Определенный тип данных: это дополнительно конкретизирует другие типы данных — например, определяет положительный тип данных, который имеет целочисленный тип со значением> 0.
Выбор типа данных: выбор определяет выбор или альтернативу между различными вариантами. Чаще всего используются выборы между различными типами объектов. Более редкими являются выборки, включающие определенные типы. Если тип перечисления объявлен расширяемым, его можно расширить в других схемах.
Простой тип данных
- Строка: это наиболее часто используемый простой тип. Строки EXPRESS могут иметь любую длину и содержать любые символы (ISO 10646/Unicode).
- Двоичный: этот тип данных используется очень редко. Он охватывает несколько битов (не байтов). Для некоторых реализаций размер ограничен 32 битами.
- Логический: Подобно логическому типу данных, логический тип имеет возможные значения ИСТИНА и ЛОЖЬ, а также НЕИЗВЕСТНО.
- Логическое значение: с логическими значениями ИСТИНА и ЛОЖЬ.
- Число: числовой тип данных является супертипом как целого, так и вещественного. В большинстве реализаций для представления вещественного_типа используется тип double, даже если фактическое значение является целым числом.
- Целое число: целые числа EXPRESS в принципе могут иметь любую длину, но большинство реализаций ограничивают их 32-битным значением со знаком.
- Реальное значение: в идеале реальное значение EXPRESS не ограничено по точности и размеру. Но на практике действительное значение представляется значением с плавающей запятой типа double.
Тип данных агрегирования. Возможные типы типов агрегирования: SET, BAG, LIST и ARRAY. В то время как SET и BAG не упорядочены, LIST и ARRAY упорядочены. BAG может содержать определенное значение более одного раза, для SET это недопустимо. МАССИВ — единственный агрегат, который может содержать неустановленные элементы. Это невозможно для SET, LIST, BAG. Члены агрегата могут иметь любой другой тип данных.

В отношении типов данных следует упомянуть несколько общих вещей.

Созданные типы данных могут быть определены в схеме EXPRESS. Они в основном используются для определения сущностей, а также для указания типа атрибутов сущности и агрегатных членов.
Типы данных можно использовать рекурсивно для создания все более и более сложных типов данных. Например, можно определить СПИСОК МАССИВА или ВЫБОР из некоторых объектов или других типов данных. Имеет ли смысл определять такие типы данных — это другой вопрос.
EXPRESS определяет несколько правил дальнейшей специализации типа данных. Это важно для переобъявленных атрибутов сущностей.
Типы данных GENERIC могут использоваться для процедур, функций и абстрактных сущностей.

Сущность-атрибут

Атрибуты сущностей позволяют добавлять «свойства» сущностям и связывать одну сущность с другой в определенной роли. Имя атрибута определяет роль. Большинство типов данных могут напрямую служить типом атрибута. Это также включает в себя агрегацию.

Существует три различных типа атрибутов: явные, производные и обратные атрибуты. И все это можно переопределить в подтипе. Кроме того, явный атрибут может быть повторно объявлен как производный от подтипа. Никакое другое изменение вида атрибутов невозможно.

Явные атрибуты — это атрибуты, значения которых видны в STEP-файле.
Производные атрибуты получают свои значения из выражения. В большинстве случаев выражение относится к другим атрибутам ЭТОГО экземпляра. В выражении также могут использоваться функции EXPRESS.
Инверсные атрибуты не добавляют «информацию» к сущности, а только называют и ограничивают явный атрибут сущности с другого конца.

Конкретные символы атрибутов нотации EXPRESS-G: ^[2]

Супертипы и подтипы

Сущность может быть определена как подтип одной или нескольких других сущностей ( множественное наследование разрешено !). Супертип может иметь любое количество подтипов. В STEP очень распространена практика построения очень сложных графов подсупертипов. Некоторые графы связывают друг с другом 100 и более сущностей.

Экземпляр сущности может быть создан либо для одной сущности (если она не является абстрактной), либо для сложной комбинации сущностей в таком графе подсупертипа. Для больших графиков количество возможных комбинаций, вероятно, вырастет в астрономических пределах. Чтобы ограничить возможные комбинации, были введены специальные ограничения супертипа, такие как ONEOF и TOTALOVER. Более того, сущность может быть объявлена абстрактной, чтобы гарантировать, что ни один экземпляр не может быть создан только из этой сущности, но только в том случае, если она содержит неабстрактный подтип.

Алгоритмические ограничения

Сущности и определенные типы данных могут быть дополнительно ограничены с помощью ГДЕ правила. Правила WHERE также являются частью глобальных правил. А Правило WHERE — это выражение, которое должно иметь значение TRUE, иначе заполнение схемы EXPRESS будет недействительным. Как и производные атрибуты, это выражение может вызывать функции EXPRESS, которые в дальнейшем могут вызывать процедуры EXPRESS. Функции и процедуры позволяют формулировать сложные операторы с локальными переменными, параметрами и константами - очень похоже на язык программирования.

Язык EXPRESS может описывать локальные и глобальные правила. Например:

 ENTITY area_unit
   SUBTYPE OF (named_unit);
 WHERE
   WR1: (SELF\named_unit.dimensions.length_exponent = 2) AND
        (SELF\named_unit.dimensions.mass_exponent = 0) AND
        (SELF\named_unit.dimensions.time_exponent = 0) AND
        (SELF\named_unit.dimensions.electric_current_exponent = 0) AND
        (SELF\named_unit.dimensions.
          thermodynamic_temperature_exponent = 0) AND
        (SELF\named_unit.dimensions.amount_of_substance_exponent = 0) AND
        (SELF\named_unit.dimensions.luminous_intensity_exponent = 0);
 END_ENTITY; -- area_unit

В этом примере описывается, что объект area_unit должен иметь квадратное значение длина. Для этого атрибут «размеры.длина_экспонента» должен быть равен 2, а все остальные показатели основных единиц СИ должны быть равны 0.

Другой пример:

 TYPE day_in_week_number = INTEGER;
 WHERE
   WR1: (1 <= SELF) AND (SELF <= 7);
 END_TYPE; -- day_in_week_number

То есть это означает, что значение недели не может превышать 7.

Итак, вы можете описать некоторые правила своим сущностям. Более подробную информацию о приведенных примерах можно найти в ISO 10303-41.

См. также

Темы, связанные с ISO

ISO 10303 : Стандарт ISO для компьютерно интерпретируемого представления и обмена данными о промышленной продукции.
ISO 10303-21 : Форма обмена данными STEP со структурой ASCII.
ISO 10303-22 : Стандартный интерфейс доступа к данным, часть методов реализации STEP.
ISO 10303-28 : STEP-XML определяет использование расширяемого языка разметки (XML) для представления схемы EXPRESS.
ISO 13584-24 : Логическая модель PLIB указана в EXPRESS.
ISO 13399 : Стандарт ISO для представления и обмена данными режущего инструмента.
ISO/PAS 16739 : Классы отраслевого фонда указаны в EXPRESS.
Список деталей STEP (ISO 10303)

Другие связанные темы

Обмен данными САПР
EDIF : формат обмена электронными проектами
Диаграмма
Моделирование общего назначения
Язык моделирования
Синтаксическое обозначение Вирта
DOT (язык описания графов)

Ссылки

Эта статья включает общедоступные материалы Национального института стандартов и технологий.

^ ISO 10303-11:2004 Системы промышленной автоматизации и интеграция . Представление данных о продукции и обмен ими. Часть 11. Методы описания: Справочное руководство по языку EXPRESS.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Майкл Р. Маккалеб (1999). «Концептуальная модель данных систем данных» . Национальный институт стандартов и технологий. Август 1999 года.
^ Международный стандарт ISO 10303-11:1994, Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление и обмен данными о продукции. Часть 11. Методы описания: Справочное руководство по языку EXPRESS, Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария (1994).
^ 4 Обзор языка EXPRESS-G. Архивировано 9 ноября 2008 г. в Wayback Machine . По состоянию на 9 ноября 2008 г.
^ Информацию об обозначениях EXPRESS-G см. в Приложении B Справочного руководства по языку EXPRESS (ISO 10303-11).

Дальнейшее чтение

ISO 10303 , главная страница STEP, стандарта обмена данными модели продукта.
Дуглас А. Шенк и Питер Р. Уилсон, Информационное моделирование пути EXPRESS , Oxford University Press, 1993, ISBN 978-0-19-508714-7
EXPRESS Language Foundation — организация, занимающаяся продвижением языковой семьи EXPRESS.

[1] ISO 10303-11:2004 Системы промышленной автоматизации и интеграция . Представление данных о продукции и обмен ими. Часть 11. Методы описания: Справочное руководство по языку EXPRESS.

[MRM99-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Майкл Р. Маккалеб (1999). «Концептуальная модель данных систем данных» . Национальный институт стандартов и технологий. Август 1999 года.

[3] Международный стандарт ISO 10303-11:1994, Системы промышленной автоматизации и интеграция. Представление и обмен данными о продукции. Часть 11. Методы описания: Справочное руководство по языку EXPRESS, Международная организация по стандартизации, Женева, Швейцария (1994).

[4] 4 Обзор языка EXPRESS-G. Архивировано 9 ноября 2008 г. в Wayback Machine . По состоянию на 9 ноября 2008 г.

[5] Информацию об обозначениях EXPRESS-G см. в Приложении B Справочного руководства по языку EXPRESS (ISO 10303-11).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

v т и ISO Стандарты по номеру стандарта
List of ISO standards – ISO romanizations – IEC standards
1–9999	1 2 3 4 6 7 9 16 17 31 -0 -1 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 -12 -13 68-1 128 216 217 226 228 233 259 261 262 302 306 361 500 518 519 639 -1 -2 -3 -5 -6 646 657 668 690 704 732 764 838 843 860 898 965 999 1000 1004 1007 1073-1 1073-2 1155 1413 1538 1629 1745 1989 2014 2015 2022 2033 2047 2108 2145 2146 2240 2281 2533 2709 2711 2720 2788 2848 2852 2921 3029 3103 3166 -1 -2 -3 3297 3307 3601 3602 3864 3901 3950 3977 4031 4157 4165 4217 4909 5218 5426 5427 5428 5725 5775 5776 5800 5807 5964 6166 6344 6346 6373 6385 6425 6429 6438 6523 6709 6943 7001 7002 7010 7027 7064 7098 7185 7200 7498 -1 7637 7736 7810 7811 7812 7813 7816 7942 8000 8093 8178 8217 8373 8501-1 8571 8583 8601 8613 8632 8651 8652 8691 8805/8806 8807 8820-5 8859 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -8-I -9 -10 -11 -12 -13 -14 -15 -16 8879 9000/9001 9036 9075 9126 9141 9227 9241 9293 9314 9362 9407 9496 9506 9529 9564 9592/9593 9594 9660 9797-1 9897 9899 9945 9984 9985 9995
10000–19999	10006 10007 10116 10118-3 10160 10161 10165 10179 10206 10218 10279 10303 -11 -21 -22 -28 -238 10383 10585 10589 10628 10646 10664 10746 10861 10957 10962 10967 11073 11170 11172 11179 11404 11544 11783 11784 11785 11801 11889 11898 11940 (-2) 11941 11941 (TR) 11992 12006 12052 12182 12207 12234-2 12620 13211 -1 -2 13216 13250 13399 13406-2 13450 13485 13490 13567 13568 13584 13616 13816 13818 14000 14031 14224 14289 14396 14443 14496 -2 -3 -6 -10 -11 -12 -14 -17 -20 14617 14644 14649 14651 14698 14764 14882 14971 15022 15189 15288 15291 15398 15408 15444 -3 -9 15445 15438 15504 15511 15686 15693 15706 -2 15707 15897 15919 15924 15926 15926 WIP 15930 15938 16023 16262 16355-1 16485 16612-2 16750 16949 (TS) 17024 17025 17100 17203 17369 17442 17506 17799 18004 18014 18181 18245 18629 18916 19005 19011 19092 -1 -2 19114 19115 19125 19136 19407 19439 19500 19501 19502 19503 19505 19506 19507 19508 19509 19510 19600 19752 19757 19770 19775-1 19794-5 19831
20000–29999	20000 20022 20121 20400 20802 20830 21000 21001 21047 21122 21500 21827 22000 22275 22300 22301 22395 22537 23000 23003 23008 23009 23090-3 23092 23094-1 23094-2 23270 23271 23360 23941 24517 24613 24617 24707 24728 25178 25964 26000 26262 26300 26324 27000 series 27000 27001 27002 27005 27006 27729 28000 29110 29148 29199-2 29500
30000+	30170 31000 32000 37001 38500 39075 40500 42010 45001 50001 55000 56000 80000
Category