IDEF1X - методология построения реляционных структур

Метод IDEF1, IDEF1X

Метод IDEF1, разработанный Т.Рэмей (T.Ramey), основан на подходе П.Чена и позволяет построить модель данных, эквивалентную реляционной модели в третьей нормальной форме. IDEF1 является методом изучения и анализа, в отличие от очень сходного по терминологии и семантике стандарта IDEF1X, предназначенного для разработки структуры реляционных баз данных и оперирующего с конкретными объектами физического мира.

Назначение стандарта

Деятельность любого предприятия можно представить как непрерывное изменение состояния физических и интеллектуальных объектов, имеющих отношение к предприятию, таких как сотрудники, средства производства, производимые продукты, идеи, финансы и т.д.. Для эффективного менеджмента этим процессом, каждое изменение того или иного объекта должно иметь свое документальное отображение.

При построении информационной модели проектировщик всегда оперирует с двумя основными глобальными областями, каждой из которой соответствует множество характерных объектов. Первой из этих областей является реальный мир, или же совокупность физических и интеллектуальных объектов, таких, как люди, места, вещи, идеи и т.д., а также все свойства этих объектов и зависимости между ними. Второй же является информационная область. Она включает в себя существующие информационные отображения объектов первой области и их свойств. Информационное отображение, по существу, не является объектом реального мира, однако изменение его, как правило, является следствием некоторого изменения соответствующего ему объекта реального мира. Методология IDEF1 разработана как инструмент для исследования статического соответствия вышеуказанных областей и установления строгих правил и механизмов изменения объектов информационной области при изменении соответствующих им объектов реального мира.

Для эффективного менеджмента этим процессом, каждое изменение того или иного объекта должно иметь свое документальное отображение. Этими отображениями служат личные дела сотрудников, отчеты, рекламная продукция, служебные записки и т.д. Их совокупность можно определить, как информационная область предприятия, а движение информации (например, документооборот) и называется информационными потоками. Очевидно, что любому бизнес процессу, а также любому изменению физических объектов должен соответствовать определенный информационный поток. Более того, руководство, при построении стратегических планов развития и управлении деятельностью предприятия, (издавая приказы, распоряжения и т.д.), фактически руководствуется информационными потоками и вносит в них изменения, таким образом осуществляя информационный менеджмент.

Стандарт IDEF1 был разработан как инструмент для анализа и изучения взаимосвязей между информационными потоками в рамках деятельности предприятия. Целью подобного исследования является дополнение и структуризация существующей информации и обеспечение качественного менеджмента информационными потоками. Необходимость в подобной реорганизации информационной области, как правило, возникает на начальном этапе построения корпоративной информационной системы, и методология IDEF1 позволяет достаточно наглядно обнаружить "черные дыры" и слабые места в существующей структуре информационных потоков. Применение методологии IDEF1, как инструмента построения наглядной модели информационной структуры предприятия по принципу «Как должно быть» позволяет решить следующие задачи:

· выяснить структуру и содержание существующих потоков информации на предприятии;

· определить какие проблемы, выявленные в результате функционального анализа и анализа потребностей, вызваны недостатком управления соответствующей информацией;

· выявить, информационные потоки, требующие дополнительного управления для эффективной реализации модели.

С помощью IDEF1 происходит изучение существующей информации о различных объектах в области деятельности предприятия. Характерно то, что IDEF1-модель включает в рассмотрение не только автоматизированные компоненты, базы данных и соответствующую им информацию, но также и реальные объекты, такие как сами сотрудники, кабинеты, телефоны и т.д. Миссия методологии IDEF1 состоит в том, чтобы выявить и четко постулировать потребности в информационном менеджменте в рамках коммерческой деятельности предприятия. В отличие от методов разработки структур баз данных (например, IDEF1X), IDEF1 является аналитическим методом и используется преимущественно для выполнения следующих действий:

· определения самой информации и структуры ее потоков, имеющей отношение к деятельности предприятия;

· определение существующих правил и законов, по которым осуществляется движение ин-формационных потоков, а также принципов управления ими;

· выяснение взаимосвязей между существующими информационными потоками в рамках предприятия;

· выявление проблем, возникающих вследствие недостатка качественного информационного менеджмента.

Результаты анализа информационных потоков могут быть использованы для стратегиче-ского и тактического планирования деятельности предприятия и улучшения информационного менеджмента.

Однако основной целью использования методологии IDEF1 все же остается исследование движения потоков информации и принципов управления ими на начальном этапе процесса проектирования корпоративной информационно-аналитической системы, которая будет способствовать более эффективному использованию информационного пространства. Наглядные модели IDEF1 обеспечивают базис для построения мощной и гибкой информационной системы.

IDEF1 является аналитическим методом и используется для определения:

· информации и структуры ее потоков, имеющей отношение к деятельности предприятия;

· существующих правил и законов, по которым осуществляется движение информационных потоков, а также принципов управления ими;

· взаимосвязей между существующими информационными потоками в рамках предприятия;

· проблем, возникающих вследствие недостатка качественного информационного менеджмента.

Методология IDEF1 позволяет на основе простых графических изображений моделировать информационные взаимосвязи и различия между:

· реальными объектами;

· физическими и абстрактными зависимостями, существующими среди реальных объектов;

· информацией, относящейся к реальным объектам;

· структурой данных, используемой для приобретения, накопления, применения и управления информацией.

Одним из основных преимуществ методологии IDEF1 является обеспечение последовательного и строго структурированного процесса анализа информационных потоков в рамках деятельности предприятия. Другим отличительным свойством IDEF1 является широко развитая модульность, позволяющая эффективно выявлять и корректировать неполноту и неточности существующей структуры информации, на всем протяжении этапа моделирования.

При построении информационной модели проектировщик всегда оперирует с двумя основными глобальными областями, каждой из которой соответствует множество характерных объектов. Первой из этих областей является реальный мир, или же совокупность физических и интеллектуальных объектов, таких, как люди, места, вещи, идеи и т.д., а также все свойства этих объектов и зависимости между ними. Второй же является информационная область. Она включает в себя существующие информационные отображения объектов первой области и их свойств. Информационное отображение, по существу, не является объектом реального мира, однако изменение его, как правило, является следствием некоторого изменения соответствующего ему объекта реального мира. Методология IDEF1 разработана как инструмент для исследования статического соответствия вышеуказанных областей и установления строгих правил и механизмов изменения объектов информационной области при изменении соответствующих им объектов реального мира.

IDEF1X - методология построения реляционных структур

В настоящее время на основе совершенствования методологии IDEF1 создана ее новая версия - методология IDEF1X, разработанная с учетом таких требований, как простота изучения и возможность автоматизации. IDEF1X-диаграммы используются рядом распространенных CASE-средств (в частности, ERwin, Design/IDEF).

IDEF1X - методология моделирования данных, основанная на семантике, т.е. на трактовке данных в контексте их взаимосвязи с другими данными. Методология IDEF1X используется для создания информационной модели в виде набора ERD-диаграмм, которые представляют собой структуру информации, необходимой для поддержки функций производственной системы или среды.

Диаграммы “Сущность-связь”(ERD) предназначены для разработки моделей данных и обеспечивают стандартный способ определения данных и отношений между ними. С помощью ERD осуществляется детализация хранилищ данных проектируемой системы, а также документируются сущности системы и способы их взаимодействия, включая идентификацию объектов, важных для предметной области(сущностей), свойств этих объектов (атрибутов) и их отношений с другими объектами(связей).Нотация была введена Ченом (Chen) и получила дальнейшее развитие в работах Баркера (Barker).

Методология IDEF1X определяет стандарты терминологии, используемой при информационном моделировании, и графического изображения типовых элементов на диаграммах.

IDEF1X является методом разработки реляционных БД основанном на применении условного синтаксиса, специально разработанного для построения концептуальных схем. КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ СХЕМА - универсальное представление структуры данных в рамках предприятия, независимое от конечной реализации БД и аппаратной платформы.

IDEF1X является статическим методом проектирования логической структуры БД после того, как все информационные ресурсы исследованы (например, с помощью метода IDEF1), определены с помощью функциональной модели информационные потоки предприятия и принято решение о внедрении реляционной БД, как части корпоративной ИС.

Однако, в связи с тем, что методология IDEF1X разработана специально для построения реляционных ИС, то создаваемая аналитиком IDEF1X-модель является некорректной для при-менения методов объектно-ориентированной реализации. IDEF1X не следует применять для построения не реляционных систем:

- IDEF1X требует от проектировщика определить ключевые атрибуты, для того чтобы отли-чить одну сущность от другой, в то время как объектно-ориентированные системы не тре-буют задания ключевых ключей, в целях идентификации объектов;

- в тех случаях, когда более чем один атрибут является однозначно идентифицирующим сущность, проектировщик должен определить один из этих атрибутов первичным ключом, а все остальные вторичными.

Поэтому, если существует необходимость проектирования объектно-ориентированной системы, то лучше избрать другие методы моделирования.

Применение методологии IDEF1, как инструмента построения наглядной модели информационной структуры предприятия по принципу "Как должно быть" позволяет решить следующие задачи:

· выяснить структуру и содержание существующих потоков информации на предприятии и взаимосвязей между этими потоками;

· определить существующие правила, по которым осуществляется движение информационных потоков, а также принципы управления ими;

· определить, какие проблемы, выявленные в результате функционального анализа и анализа потребностей, вызваны недостаточным использованием управления соответствующей информацией;

· выявить информационные потоки, требующие дополнительного управления для эффективной реализации модели.

Основой для разработки IDEF1 послужили методики информационного моделирования в виде диаграмм сущность-связь. Это определило их терминологическую и семантическую близость.

Методология IDEF1 разделяет элементы структуры информационной области, их свойства и взаимосвязи на классы. Центральным понятием методологии IDEF1 является понятие сущности. Класс сущностей представляет собой совокупность информации, накопленной и хранящейся в рамках предприятия и соответствующей определённому объекту или группе объектов реального мира. Основными концептуальными свойствами сущностей в IDEF1 являются:

· устойчивость – информация, имеющая отношение к той или иной сущности постоянно накапливается;

· уникальность – любая сущность может быть однозначно идентифицирована.

IDEF1X является методом для разработки реляционных баз данных и использует условный синтаксис, специально разработанный для удобного построения концептуальной схемы. Концептуальной схемой здесь называется универсальное представление структуры данных в рамках предприятия, независимое от конечной реализации базы данных и аппаратной платформы. Использование методики IDEF1X наиболее целесообразно для построения логической структуры базы данных после того, как все информационные ресурсы исследованы (скажем с помощью метода IDEF1) и решение о внедрении реляционной базы данных, как части корпоративной информационной системы, было принято. Однако не стоит забывать, что средства моделирования IDEF1X специально разработаны для построения реляционных информационных систем, и если существует необходимость проектирования другой системы, скажем объектно-ориентированной, то лучше избрать другие методы моделирования.