Информационное моделирование в нотации IDEF1X

В ситуации реального проектирования информационной системы поддержки основных и/или вспомогательных процессов одной функциональной модели, как правило, недостаточно для описания объекта автоматизации. Применяется комплексирование моделей, выполненных в различных нотациях, причем выбор нотаций обусловлен спецификой объекта, уровнем сложности проекта в целом, наличием встроенных средств моделирования.

Генерация и анализ одновременно функциональной и информационной моделей является типовым подходом при проектировании реляционных сред для предприятий малого и среднего бизнеса, а также при проектировании информационных комплексов подразделений в рамках крупного предприятия, которое в целом может характеризоваться сложным набором взаимосвязанных процессов, использующих данные различных форматов, в том числе объектных, таких как HTML, XML, форматы графических образов документов, например в средах с ретроконверсией данных, технологиями электронной архивации OCR, APRP и др.

На начальном этапе описания выясняется формат данных. Если данные могут быть описаны средствами бинарной алгебры, то для проведения информационного моделирования предметной области применима нотация IDEF1 и ее расширение нотация IDEF1X, которая позволяет получить логическую и физическую модели, эквивалентные реляционной модели в третьей нормальной форме.

IDEF1X разработана с учетом таких требований, как простота изучения нотации и возможность автоматизации процесса разработки.

IDEF1X-диаграммы поддерживаются рядом CASE-средств. Средства, обладающие оригинальным графическим ядром, например Design IDEF, CASE ORACLE, и позволяющие осуществлять проверку диаграммы на полноту и непротиворечивость, рекомендуется применять в проектах с большим количеством сложных процессов. А также в проектах, где предусматривается последующая разработка динамических описаний, например, для эмуляции деятельности предприятий. Применение аппарата Color Petry Net (CPN) возможно только для моделей, генерация которых проведена с жесткими требованиями по синтаксису и семантике диаграмм.

Средства без оригинального графического ядра, которые построены на основе утилит операционной системы, например, Visio, Embarcadero ErStudio, Computer Associates ERWin, не позволяют проводить полнофункциональную проверку разработанных диаграмм, и их применение обосновано для проектов с небольшим количеством процессов, в которых не требуется одновременной генерации и поддержки взаимосвязанного комплекта нескольких типов моделей. Возможность последующей обработки и динамического анализа не обеспечена, вообще говоря, модуль на основе CPN может не принять в качестве входных данных статическую диаграмму, генерированную с отклонениями от требований синтаксиса и семантики.

Поэтому несмотря на такие достоинства средств без оригинального графического ядра, как небольшой объем требуемой памяти, простоту работы, отсутствие необходимости специального обучения разработчика и пользователя моделей, низкую стоимость корпоративного владения средой и ресурсами, применение этой группы программных средств накладывает ограничения на дальнейшее использование результатов разработки.

В случае, если данные не полностью могут быть описаны средствами бинарной алгебры, говорят, что имеется вырождение; тогда в полном объеме теория и модель реляционных баз данных не применимы.

Анализ таких систем выходит за рамки данного практикума; элементы описания моделирования представлены в практикуме по проектированию процессов в среде ARIS и в практикуме по анализу процессов управления персоналом из серии «Моделирование и проектирование информационных комплексов».

Разработка информационной модели выполняется, как правило, в два этапа. Первый этап - этап концептуального (логического) проектирования является составной частью процедуры выбора и анализа требуемых нотаций для описания объекта автоматизации в целом. По результатам этого этапа делается вывод, нужна ли для полного описания объекта информационная модель, или сведений, имеющихся в функциональной модели, достаточно для разработки структуры, архитектуры информационной системы и применения стандартного, готового решения для баз данных. Второй этап - физического проектирования осуществляется, если принято решение о разработке информационной модели как составляющей комплекта описаний объекта.

Концептуальное проектирование предоставляет описание информационной модели с использованием семантической модели данных и ER диаграммы (диаграммы сущность – связь, Entity – Relationship); а также на этом этапе формулируются определяемые задачей ограничения целостности.

В результате физического проектирования реляционных баз можно сформулировать предложения на языке SQL, выполнение которых позволит создать базу данных в соответствии с разработанной информационной моделью. На этом этапе реализуются ограничения целостности данных.

При проектировании модели в нотации IDEF1Х последовательно выполняются следующие процедуры:

· определение сущностей;

· определение связей;

на этом этапе разрабатывается концептуальная схема уровня сущностей.

Далее проводится:

· определение ключевых атрибутов и их доменов;

на этом этапе разрабатывается концептуальная схема уровня ключей.

Затем переходят к анализу связей и выполняют следующие процедуры:

· удаление неопределенных и рекурсивных связей;

· определение атрибутов и их доменов для внешних ключей;

В результате получается концептуальная схема уровня ключей.

Далее выполняется:

· определение требований ссылочной целостности,

· определение атрибутов и их доменов в соответствии с требованиями задачи.

Процедуры разработки полноатрибутной концептуальной схемы завершены.

На следующем этапе в среде Design IDEF генерируется сама модель.