La definición de integración para el modelado de información (IDEF1X) es un lenguaje de modelado de datos para el desarrollo de modelos de datos semánticos . IDEF1X se utiliza para producir un modelo de información gráfico que representa la estructura y la semántica de la información dentro de un entorno o sistema . [1]
IDEF1X permite la construcción de modelos semánticos de datos que pueden servir para apoyar la gestión de datos como recurso, la integración de sistemas de información y la construcción de bases de datos informáticas . Este estándar forma parte de la familia IDEF de lenguajes de modelado en el campo de la ingeniería de software .
Una técnica de modelado de datos se utiliza para modelar datos de una manera estándar, consistente y predecible con el fin de gestionarlos como un recurso. Puede utilizarse en proyectos que requieren un medio estándar para definir y analizar los recursos de datos dentro de una organización. Dichos proyectos incluyen la incorporación de una técnica de modelado de datos en una metodología , la gestión de datos como un recurso, la integración de sistemas de información o el diseño de bases de datos informáticas . Los objetivos principales del estándar IDEF1X son proporcionar: [1]
Un objetivo principal de IDEF1X es apoyar la integración . El enfoque de la integración se centra en la captura, gestión y uso de una única definición semántica del recurso de datos denominada " esquema conceptual ". El "esquema conceptual" proporciona una única definición integrada de los datos dentro de una empresa que no está sesgada hacia ninguna aplicación única de los datos y es independiente de cómo se almacenan o se accede físicamente a los datos. El objetivo principal de este esquema conceptual es proporcionar una definición coherente de los significados y las interrelaciones entre los datos que se pueden utilizar para integrar, compartir y gestionar la integridad de los datos. Un esquema conceptual debe tener tres características importantes: [1]
La necesidad de modelos de datos semánticos fue reconocida por primera vez por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos a mediados de la década de 1970 como resultado del Programa de Fabricación Asistida por Computadora Integrada (ICAM). El objetivo de este programa era aumentar la productividad de la fabricación mediante la aplicación sistemática de la tecnología informática. El Programa ICAM identificó la necesidad de mejores técnicas de análisis y comunicación para las personas involucradas en la mejora de la productividad de la fabricación. Como resultado, el Programa ICAM desarrolló una serie de técnicas conocidas como Métodos IDEF (definición ICAM), que incluían lo siguiente: [1]
El enfoque inicial para el modelado de información IDEF (IDEF1) fue publicado por el programa ICAM en 1981, basado en la investigación actual y las necesidades de la industria. Las raíces teóricas de este enfoque surgieron del trabajo temprano de Edgar F. Codd sobre la teoría del modelo relacional y de Peter Chen sobre el modelo entidad-relación . La técnica IDEF1 inicial se basó en el trabajo del Dr. RR Brown y el Sr. TL Ramey de Hughes Aircraft trabajando con Dan Appleton y Stu Coleman de D. Appleton Company (DACOM), con revisión crítica e influencia de Charles Bachman , Peter Chen , Dr. MA Melkanoff y Dr. GM Nijssen . [1] DACOM y Hughes probaron IDEF1 modelando datos de ingeniería. Se propusieron mejoras de metodología en dos áreas: notación de modelado y metodología y reglas de modelado. Las mejoras sugeridas por Appleton fueron aceptadas, la AF renombró su metodología de modelado de datos IDEF1 Xtended, o IDEF1X.
En 1983, la Fuerza Aérea de los Estados Unidos inició el proyecto del Sistema Integrado de Soporte de Información (I2S2) en el marco del programa ICAM. El objetivo de este proyecto era proporcionar la tecnología necesaria para integrar de forma lógica y física una red de hardware y software informáticos heterogéneos. Como resultado de este proyecto y de la experiencia en la industria, se reconoció la necesidad de una técnica mejorada para el modelado de datos. [1]
Desde el punto de vista de los administradores de contratos del programa IDEF de la Fuerza Aérea, IDEF1X fue el resultado del proyecto ICAM IISS-6201 y se amplió con el proyecto IISS-6202. Para satisfacer los requisitos de mejora del modelado de datos que se identificaron en el proyecto IISS-6202, D. Appleton Company obtuvo una licencia para el software de diseño de bases de datos basado en la técnica de diseño de bases de datos lógicas (LDDT) desarrollada por Robert Brown para el Bank of America. El equipo de tecnología de Appleton modificó el software para cumplir con los gráficos y las reglas de modelado de IDEF1X.
El 2 de septiembre de 2008, el estándar NIST asociado, FIPS 184, fue retirado (decisión en el Registro Federal vol. 73 / página 51276 [1]).
Desde septiembre de 2012, IDEF1X se ha incorporado al estándar internacional ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012. [2] El estándar describe la sintaxis y la semántica de IDEF1X97, que consta de dos lenguajes de modelado conceptual: un lenguaje de “estilo clave” compatible con FIPS 184, que admite bases de datos relacionales y relacionales extendidas, y un lenguaje más nuevo de “estilo identidad” adecuado para bases de datos de objetos y modelado orientado a objetos.
La técnica de diseño de bases de datos lógicas (LDDT) del Bank of America fue desarrollada en 1982 por Robert Brown. El objetivo central de IDEF1X y LDDT era el mismo: producir una metodología que generara de manera consistente y fiel un modelo neutral de la base de datos de la información persistente que necesita una empresa mediante el modelado de las entidades del mundo real involucradas. IDEF1X combinó elementos del modelo de datos relacionales, el modelo ER y la generalización de datos de una manera específicamente pensada para respaldar el modelado de datos y la transformación de los modelos de datos en diseños de bases de datos.
IDEF1X incluye una jerarquía ambiental (espacio de nombres), múltiples niveles de modelo, el modelado de generalización/especialización y la representación explícita de relaciones mediante claves primarias y externas, respaldadas por una función de denominación de roles bien definida. Las claves primarias y las claves externas con nombres de roles inequívocos expresaban a veces restricciones sutiles de unicidad e integridad referencial que debían ser conocidas y respetadas por cualquier tipo de base de datos que finalmente se diseñara. Si el diseño de la base de datos utilizaba las claves basadas en restricciones de integridad del modelo IDEF1X como claves de acceso a la base de datos o índices era una decisión completamente independiente. La precisión y la integridad de los modelos IDEF1X fue un factor importante para permitir la transformación relativamente fluida de los modelos en diseños de bases de datos. Los primeros modelos IDEF1X se transformaron en diseños de bases de datos para la base de datos jerárquica de IBM, IMS . Los modelos posteriores se transformaron en diseños de bases de datos para la base de datos de red de Cullinet, IDMS, y muchas variedades de bases de datos relacionales.
Appleton produjo el software de modelado de datos IDEF1X llamado Leverage. Leverage admitía la entrada de vistas (modelos), la fusión de vistas, la visualización selectiva (subconjunto), la herencia de espacios de nombres, la normalización, un análisis de control de calidad de las vistas, la generación de gráficos de relaciones entre entidades e informes, la transformación a una base de datos relacional expresada como declaraciones de datos SQL y la comprobación de integridad referencial SQL. Los modelos lógicos se serializaban con un lenguaje de modelado estructural.
El enfoque de tres esquemas en ingeniería de software es un enfoque para construir sistemas de información y gestión de información de sistemas, que promueve el modelo conceptual como la clave para lograr la integración de datos . [4]
Un esquema es un modelo , generalmente representado por un diagrama y a veces acompañado de una descripción en lenguaje. Los tres esquemas utilizados en este enfoque son: [5]
En el centro, el esquema conceptual define la ontología de los conceptos tal como los usuarios piensan en ellos y hablan sobre ellos. El esquema físico 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 . [6] El marco intentó permitir el uso de múltiples modelos de datos para los esquemas externos. [7]
El proceso de modelado se puede dividir en cinco etapas de desarrollo del modelo.
Un metamodelo es un modelo de los constructos de un sistema de modelado. Como cualquier modelo, se utiliza para representar y razonar sobre el tema del modelo, en este caso IDEF1X. El metamodelo se utiliza para razonar sobre IDEF1X, es decir, cuáles son los constructos de IDEF1X y cómo se relacionan entre sí. El modelo que se muestra es un modelo IDEF1X de IDEF1X. Dichos metamodelos se pueden utilizar para diversos fines, como el diseño de repositorios, el diseño de herramientas o para especificar el conjunto de modelos IDEF1X válidos. Según el propósito, se obtienen modelos algo diferentes. No existe un "modelo correcto". Por ejemplo, un modelo para una herramienta que admita la creación de modelos de forma incremental debe permitir modelos incompletos o incluso inconsistentes. Sin embargo, el metamodelo para la formalización enfatiza la alineación con los conceptos de la formalización y, por lo tanto, no se permiten modelos incompletos o inconsistentes.
Los metamodelos tienen dos limitaciones importantes. En primer lugar, especifican la sintaxis pero no la semántica. En segundo lugar, un metamodelo debe complementarse con restricciones en lenguaje natural o formal. La teoría formal de IDEF1X proporciona tanto la semántica como un medio para expresar con precisión las restricciones necesarias.
En la figura adyacente se proporciona un metamodelo para IDEF1X. El nombre de la vista es mm . También se proporcionan la jerarquía del dominio y las restricciones. Las restricciones se expresan como oraciones en la teoría formal del metamodelo. El metamodelo define informalmente el conjunto de modelos IDEF1X válidos de la forma habitual, como las tablas de instancias de muestra que corresponden a un modelo IDEF1X válido. El metamodelo también define formalmente el conjunto de modelos IDEF1X válidos de la siguiente manera. El metamodelo, como modelo IDEF1X, tiene una teoría formal correspondiente. La semántica de la teoría se define de la forma estándar. Es decir, una interpretación de una teoría consta de un dominio de individuos y un conjunto de asignaciones:
En la interpretación prevista, el dominio de los individuos consta de puntos de vista, como producción; entidades, como piezas y proveedores; dominios, como cantidad_disponible ; relaciones de conexión; grupos de categorías; etc. Si cada axioma de la teoría es verdadero en la interpretación, entonces la interpretación se denomina modelo para la teoría. Cada modelo para la teoría IDEF1X correspondiente al metamodelo IDEF1X y sus restricciones es un modelo IDEF1X válido.
Este artículo incorpora material de dominio público del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología.
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