Объектно-ролевое моделирование

Объектно-ролевое моделирование ( ORM ) используется для моделирования семантики вселенной дискурса . ORM часто используется для моделирования данных и разработки программного обеспечения .

В объектно-ролевой модели используются графические символы, основанные на логике предикатов первого порядка и теории множеств, что позволяет разработчику модели создать однозначное определение произвольной вселенной дискурса. Не являющиеся атрибутами, предикаты модели ORM пригодны для анализа и проектирования графовых моделей баз данных , поскольку ORM изначально задумывался для улучшения проектирования реляционных баз данных.

Термин «объектно-ролевая модель» был придуман в 1970-х годах, а инструменты на основе ORM использовались более 30 лет – в основном для моделирования данных . Совсем недавно ORM стал использоваться для моделирования бизнес-правил , XML-схем, хранилищ данных , разработки требований и веб-форм. ^{[ 1 ]}

История

Корни ORM можно проследить в исследованиях семантического моделирования информационных систем в Европе в 1970-х годах. Пионеров было много, и в этом кратком обзоре они ни в коем случае не упоминаются. Первый вклад был сделан в 1973 году, когда Майкл Сенко написал о «структурировании данных» в журнале IBM Systems Journal. В 1974 году Жан-Раймон Абриаль написал статью о «Семантике данных». В июне 1975 года была опубликована докторская диссертация Экхарда Фалькенберга , а в 1976 году в одной из статей Фалькенберга упоминается термин «объектно-ролевая модель».

Г. М. Нейссен внес фундаментальный вклад, введя обозначение «круг-бокс» для типов и ролей объектов, а также сформулировав первую версию процедуры проектирования концептуальной схемы. Роберт Меерсман расширил этот подход, добавив подтипы и представив первый по-настоящему концептуальный язык запросов.

Ролевое моделирование объектов также развилось из метода анализа информации на естественном языке , методологии, которая была первоначально разработана академическим исследователем Г. М. Нейсеном в Нидерландах ( Европа ) в середине 1970-х годов и его исследовательской группой в исследовательской лаборатории Control Data Corporation в Бельгии. , а затем в Университете Квинсленда, Австралия, в 1980-х годах. Аббревиатура NIAM первоначально обозначала «Методологию анализа информации Нейссена», а позже была обобщена до «Методологии анализа информации на естественном языке» и моделирования двоичных отношений , поскольку Г. М. Нейссен был лишь одним из многих людей, участвовавших в разработке метода. ^{[ 2 ]}

В 1989 году Терри Хэлпин защитил докторскую диссертацию по ORM, обеспечив первую полную формализацию подхода и включив несколько расширений.

Также в 1989 году Терри Хэлпин и Г. М. Нейссен стали соавторами книги «Концептуальная схема и проектирование реляционных баз данных» и нескольких совместных статей, обеспечивших первую формализацию объектно-ролевого моделирования.

Графический инструмент проектирования NIAM, который включал возможность создания сценариев создания баз данных для Oracle, DB2 и DBQ, был разработан в начале 1990-х годов в Париже. Первоначально он назывался Genesys и успешно продавался во Франции, а затем в Канаде. Он также может обрабатывать разработку диаграмм ER. Он был перенесен на платформы SCO Unix, SunOs, DEC 3151 и Windows 3.0, а позже был перенесен на последующие операционные системы Microsoft с использованием XVT для графической переносимости между операционными системами. Инструмент был переименован в OORIANE и в настоящее время используется для крупных хранилищ данных и проектов SOA.

На базе NIAM также развивается « Полностью коммуникационно-ориентированное информационное моделирование » FCO-IM (1992). Он отличается от традиционного ORM тем, что придерживается строго коммуникационной точки зрения. Вместо того, чтобы пытаться моделировать предметную область и ее основные концепции, он моделирует общение в этой области (вселенной дискурса). Еще одно важное отличие состоит в том, что это происходит на уровне экземпляра, получая уровень типа и уровень объекта/факта во время анализа.

Еще одной недавней разработкой является использование ORM в сочетании со стандартизированными типами отношений со связанными ролями, а также стандартным машиночитаемым словарем и таксономией понятий, которые представлены в словаре геллишского английского языка . Стандартизация типов отношений (типов фактов), ролей и концепций расширяет возможности интеграции и повторного использования моделей.

Концепции

Факты

Объектно-ролевые модели основаны на элементарных фактах и выражены в диаграммах , которые можно выразить словами на естественном языке. Фактом является такое суждение , как «Джон Смит был принят на работу 5 января 1995 года» или «Мэри Джонс была принята на работу 3 марта 2010 года».

С помощью ORM предложения подобные абстрагируются в «типы фактов», например «Человек был принят на работу в дату», а отдельные предложения рассматриваются как выборочные данные. Разница между «фактом» и «элементарным фактом» состоит в том, что элементарный факт нельзя упростить без потери смысла. Этот «основанный на фактах» подход облегчает моделирование, преобразование и запрос информации из любой области. ^{[ 4 ]}

Без атрибутов

ORM не содержит атрибутов: в отличие от моделей в методах сущность-связь (ER) и унифицированного языка моделирования (UML), ORM рассматривает все элементарные факты как отношения и, таким образом, обрабатывает решения для группировки фактов в структуры (например, типы сущностей на основе атрибутов, классы , схемы отношений, схемы XML), поскольку вопросы реализации не имеют отношения к семантике. Избегая атрибутов, ORM повышает семантическую стабильность и обеспечивает вербализацию на естественном языке.

Моделирование на основе фактов

Моделирование на основе фактов включает процедуры сопоставления фактов со структурами на основе атрибутов, такими как структуры ER или UML. ^{[ 4 ]}

Текстовые представления, основанные на фактах, основаны на формальных подмножествах родных языков. Сторонники ORM утверждают, что модели ORM легче понять людям без технического образования. Например, сторонники утверждают, что объектно-ролевые модели легче понять, чем декларативные языки, такие как язык ограничений объектов (OCL), и другие графические языки, такие как UML . модели классов ^{[ 4 ]} Графические нотации, основанные на фактах, более выразительны, чем у ER и UML . Объектно-ролевая модель может быть автоматически сопоставлена с реляционными и дедуктивными базами данных (такими как datalog ). ^{[ 5 ]}

Графическое обозначение ORM 2

ORM2 — это последнее поколение объектно-ролевого моделирования. Основными целями графического обозначения ORM 2 являются: ^{[ 6 ]}

Более компактное отображение моделей ORM без ущерба для четкости
Улучшенная интернационализация (например, избегайте символов английского языка)
Упрощенные правила рисования для облегчения создания графического редактора.
Расширенное использование представлений для выборочного отображения/подавления деталей.
Поддержка новых функций (например, определение ролевого пути, аспекты закрытия, модальности)

Процедура проектирования

Разработка системы обычно включает несколько этапов, таких как: технико-экономическое обоснование; анализ требований; концептуальное проектирование данных и операций; логичный дизайн; внешний дизайн; прототипирование; внутренний дизайн и реализация; тестирование и валидация; и техническое обслуживание. Семь этапов процедуры проектирования концептуальной схемы: ^{[ 7 ]}

Преобразуйте примеры знакомой информации в элементарные факты и примените проверки качества.
Нарисуйте типы фактов и примените проверку совокупности.
Проверьте типы объектов, которые следует объединить, и обратите внимание на любые арифметические выводы.
Добавьте ограничения уникальности и проверьте арность типов фактов.
Добавьте обязательные ограничения ролей и проверьте наличие логических производных.
Добавьте значение, установите ограничения сравнения и подтипирования
Добавьте другие ограничения и выполните окончательные проверки.

Процедура проектирования концептуальной схемы ORM (CSDP) фокусируется на анализе и проектировании данных.

См. также

Ссылки

^ Джаррар, М. (2007). «К автоматическому рассуждению на схемах ORM». Концептуальное моделирование – ЕР 2007 . Конспекты лекций по информатике. Том. 4801. стр. 181–197. Бибкод : 2007LNCS.4801..181J . CiteSeerX 10.1.1.148.6251 . дои : 10.1007/978-3-540-75563-0_14 . ISBN 978-3-540-75562-3 .
^ Винтракен, JJVR (1990) [1987]. Метод анализа информации НИАМ: теория и практика . Перевод: Информационно-аналитический анализ НИАМ. Дордрехт; Бостон: Kluwer Academic Publishers . дои : 10.1007/978-94-009-0451-4 . ISBN 079230263X . OCLC 19554537 . S2CID 30209824 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Стивен М. Ричард (1999). Геологическое концептуальное моделирование . Открытый отчет Геологической службы США 99-386.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Графическое обозначение ORM 2» (PDF) . Проверено 19 мая 2024 г.
^ «P:11 Сопоставление ORM с журналом данных — обзор — The ORM Foundation» . www.ormfoundation.org . Проверено 31 мая 2020 г.
^ «ОРМ 2» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2009 года . Проверено 22 апреля 2009 г. Халпин, Т. 2005, «ORM 2», На пути к значимым интернет-системам 2005: Семинары OTM 2005, ред. Р. Меерсман, З. Тари, П. Херреро и др., Кипр. Springer LNCS 3762, стр. 676–87.
^ Терри Хэлпин (2001). «Объектно-ролевое моделирование: обзор»

Дальнейшее чтение

Халпин, Терри (1989), Концептуальная схема и проектирование реляционных баз данных , Сидней: Прентис Холл , ISBN 978-0-13-167263-5
Росси, Матти; Сиау, Кенг (апрель 2001 г.), Информационное моделирование в новом тысячелетии , IGI Global, ISBN 978-1-878289-77-3
Хэлпин, Терри ; Эванс, Кен; Халлок, Пэт; Маклин, Билл (сентябрь 2003 г.), Моделирование баз данных с помощью Microsoft Visio для архитекторов предприятий , Морган Кауфманн , ISBN 978-1-55860-919-8
Хэлпин, Терри ; Морган, Тони (март 2008 г.), Информационное моделирование и реляционные базы данных: от концептуального анализа к логическому проектированию (2-е изд.), Морган Кауфманн , ISBN 978-0-12-373568-3

Внешние ссылки

[1] Джаррар, М. (2007). «К автоматическому рассуждению на схемах ORM». Концептуальное моделирование – ЕР 2007 . Конспекты лекций по информатике. Том. 4801. стр. 181–197. Бибкод : 2007LNCS.4801..181J . CiteSeerX 10.1.1.148.6251 . дои : 10.1007/978-3-540-75563-0_14 . ISBN 978-3-540-75562-3 .

[2] Винтракен, JJVR (1990) [1987]. Метод анализа информации НИАМ: теория и практика . Перевод: Информационно-аналитический анализ НИАМ. Дордрехт; Бостон: Kluwer Academic Publishers . дои : 10.1007/978-94-009-0451-4 . ISBN 079230263X . OCLC 19554537 . S2CID 30209824 .

[SMR99-3] Перейти обратно: ^а ^б Стивен М. Ричард (1999). Геологическое концептуальное моделирование . Открытый отчет Геологической службы США 99-386.

[orm.net-4] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Графическое обозначение ORM 2» (PDF) . Проверено 19 мая 2024 г.

[5] «P:11 Сопоставление ORM с журналом данных — обзор — The ORM Foundation» . www.ormfoundation.org . Проверено 31 мая 2020 г.

[6] «ОРМ 2» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 февраля 2009 года . Проверено 22 апреля 2009 г. Халпин, Т. 2005, «ORM 2», На пути к значимым интернет-системам 2005: Семинары OTM 2005, ред. Р. Меерсман, З. Тари, П. Херреро и др., Кипр. Springer LNCS 3762, стр. 676–87.

[TH01-7] Терри Хэлпин (2001). «Объектно-ролевое моделирование: обзор»

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]