Loading article…
情報モデリングのための統合定義（IDEF1X）は、意味論的データモデルを開発するためのデータモデリング言語です。IDEF1Xは、環境またはシステム内の情報の構造と意味を表すグラフィカル情報モデルを作成するために使用されます。[ 1 ]
IDEF1Xは、データリソースの管理、情報システムの統合、およびコンピュータデータベースの構築を支援するセマンティックデータモデルの構築を可能にします。この規格は、ソフトウェアエンジニアリング分野におけるモデリング言語であるIDEFファミリーの一部です。
データモデリング技術は、データをリソースとして管理するために、データを標準的、一貫性があり、予測可能な方法でモデル化するために使用されます。これは、組織内のデータリソースを定義および分析するための標準的な手段を必要とするプロジェクトで使用できます。このようなプロジェクトには、データモデリング技術を方法論に組み込むこと、データをリソースとして管理すること、情報システムを統合すること、またはコンピュータデータベースを設計することが含まれます。IDEF1X 標準の主な目的は、次のものを提供することです。[ 1 ]
IDEF1X の主な目的は、統合をサポートすることです。統合のアプローチは、「概念スキーマ」と呼ばれるデータ リソースの単一の意味定義の取得、管理、および使用に焦点を当てています。「概念スキーマ」は、データの単一のアプリケーションに偏らず、データの物理的な保存方法やアクセス方法に依存しない、企業内のデータの単一の統合定義を提供します。この概念スキーマの主な目的は、データの統合、共有、および整合性の管理に使用できる、データの意味とデータ間の相互関係の一貫した定義を提供することです。概念スキーマには、次の 3 つの重要な特性が必要です。[ 1 ]
セマンティックデータモデルの必要性は、1970年代半ばに統合コンピュータ支援製造（ICAM）プログラムの結果として米国空軍によって初めて認識されました。このプログラムの目的は、コンピュータ技術の体系的な適用によって製造生産性を向上させることでした。ICAMプログラムは、製造生産性の向上に関わる人々にとって、より優れた分析およびコミュニケーション技術が必要であることを認識しました。その結果、ICAMプログラムは、IDEF（ICAM定義）メソッドとして知られる一連の技術を開発しました。これには以下が含まれます。[ 1 ]
IDEF情報モデリングへの最初のアプローチ（IDEF1）は、1981年にICAMプログラムによって、当時の研究と業界のニーズに基づいて発表されました。このアプローチの理論的ルーツは、関係モデル理論に関するエドガー・F・コッドの初期の研究と、エンティティ関係モデルに関するピーター・チェンの研究に由来しています。最初のIDEF1手法は、ヒューズ・エアクラフトのRRブラウン博士とTLレイミー氏が、D.アップルトン社（DACOM）のダン・アップルトン氏とスチュ・コールマン氏と共同で行った研究に基づいており、チャールズ・バッハマン氏、ピーター・チェン氏、MAメルカノフ博士、GMナイセン博士による重要なレビューと影響を受けています。[ 1 ] DACOMとヒューズは、エンジニアリングデータをモデリングすることでIDEF1をテストしました。方法論の改善は、モデリング表記法とモデリング方法論とルールの2つの分野で提案されました。アップルトン氏が提案した改善が受け入れられ、AFはデータモデリング方法論をIDEF1 Xtended、またはIDEF1Xと改名しました。
1983年、米国空軍はICAMプログラムの下で統合情報支援システム（I2S2）プロジェクトを開始しました。このプロジェクトの目的は、異種混在のコンピュータハードウェアとソフトウェアのネットワークを論理的かつ物理的に統合するための基盤技術を提供することでした。このプロジェクトと業界での経験から、データモデリングのための高度な技術の必要性が認識されました。[ 1 ]
空軍IDEFプログラムの契約管理者の視点から見ると、IDEF1XはICAM IISS-6201プロジェクトの成果であり、IISS-6202プロジェクトによってさらに拡張されたものでした。IISS-6202プロジェクトで特定されたデータモデリング強化要件を満たすため、D. Appleton社は、Robert Brown氏がBank of America向けに開発した論理データベース設計手法（LDDT）に基づくデータベース設計ソフトウェアのライセンスを取得しました。Appleton社の技術チームは、IDEF1Xのモデリンググラフィックとルールに適合するようにソフトウェアを修正しました。
2008年9月2日、関連するNIST規格であるFIPS 184は廃止されました（連邦官報第73巻51276ページに掲載）。)
2012年9月以降、IDEF1Xは国際標準ISO/IEC/IEEE 31320-2:2012に組み込まれています。[ 2 ]この標準では、IDEF1X97の構文と意味論が記述されており、2つの概念モデリング言語で構成されています。1つは、リレーショナルデータベースと拡張リレーショナルデータベースをサポートするFIPS 184と下位互換性のある「キースタイル」言語、もう1つは、オブジェクトデータベースとオブジェクト指向モデリングに適した新しい「アイデンティティスタイル」言語です。
バンク・オブ・アメリカの論理データベース設計手法（LDDT）は、1982年にロバート・ブラウンによって開発されました。IDEF1XとLDDTの中心的な目標は同じで、現実世界のエンティティをモデル化することによって、企業が必要とする永続的な情報のデータベースに依存しないモデルを、一貫性をもって忠実に生成する手法を生み出すことでした。IDEF1Xは、リレーショナルデータモデル、ERモデル、およびデータ汎化の要素を組み合わせ、データモデリングと、データモデルからデータベース設計への変換を支援することを特に意図した方法で設計されました。
IDEF1Xは、環境（名前空間）階層、複数のモデルレベル、汎化/特殊化のモデリング、主キーと外部キーによる関係の明示的な表現を含み、明確に定義された役割命名機能によってサポートされています。主キーと明確に役割名が付けられた外部キーは、最終的に設計されるデータベースの種類に関わらず、認識され尊重される必要のある、微妙な一意性制約と参照整合性制約を表現していました。データベース設計において、IDEF1Xモデルの整合性制約に基づくキーをデータベースアクセスキーまたはインデックスとして使用するかどうかは、全く別の決定事項でした。IDEF1Xモデルの正確性と完全性は、モデルをデータベース設計に比較的スムーズに変換することを可能にする重要な要素でした。初期のIDEF1Xモデルは、IBMの階層型データベースであるIMSのデータベース設計に変換されました。後のモデルは、CullinetのネットワークデータベースであるIDMS、およびさまざまなリレーショナルデータベースのデータベース設計に変換されました。
Appleton社は、Leverageと呼ばれるIDEF1Xデータモデリングソフトウェアを開発しました。Leverageは、ビュー（モデル）の入力、ビューのマージ、選択的（サブセット）表示、名前空間の継承、正規化、ビューの品質保証分析、エンティティ関係グラフとレポートの生成、SQLデータ宣言文として表現されるリレーショナルデータベースへの変換、およびSQLの参照整合性チェックをサポートしていました。論理モデルは、構造モデリング言語を使用してシリアル化されました。
ソフトウェアエンジニアリングにおける3つのスキーマアプローチは、情報システムとシステム情報管理を構築するためのアプローチであり、データ統合を実現するための鍵として概念モデルを推進するものである。[ 4 ]
スキーマとは、通常は図で表され、場合によっては言語による説明が付随するモデルのことです。このアプローチで使用される 3 つのスキーマは次のとおりです。 [ 5 ]
中心となる概念スキーマは、ユーザーが概念について考えたり話したりする際の概念のオントロジーを定義します。物理スキーマはデータベースに格納されているデータの内部形式を記述し、外部スキーマはアプリケーションプログラムに提示されるデータのビューを定義します。[ 6 ]このフレームワークは、外部スキーマに複数のデータモデルを使用できるようにしようと試みました。[ 7 ]
モデリングプロセスは、モデル開発の5つの段階に分けられる。
メタモデルとは、モデリングシステムの構成要素を表すモデルです。他のモデルと同様に、メタモデルはモデルの対象（この場合はIDEF1X）を表現し、推論するために使用されます。メタモデルはIDEF1Xについて推論するために使用されます。つまり、IDEF1Xの構成要素が何であり、それらが互いにどのように関連しているかを推論するために使用されます。ここに示されているモデルは、IDEF1XのIDEF1Xモデルです。このようなメタモデルは、リポジトリ設計、ツール設計、有効なIDEF1Xモデルのセットを指定するなど、さまざまな目的で使用できます。目的に応じて、多少異なるモデルが生成されます。「唯一の正しいモデル」というものはありません。たとえば、モデルを段階的に構築するツールのモデルは、不完全なモデルや矛盾したモデルを許容する必要があります。しかし、形式化のためのメタモデルは、形式化の概念との整合性を重視するため、不完全なモデルや矛盾したモデルは許容されません。
メタモデルには2つの重要な制約があります。第一に、メタモデルは構文は規定しますが、意味論は規定しません。第二に、メタモデルには自然言語または形式言語による制約を補足する必要があります。IDEF1Xの形式理論は、意味論と、必要な制約を正確に表現する手段の両方を提供します。
IDEF1X のメタモデルが隣の図に示されています。ビューの名前はmmです。ドメイン階層と制約も示されています。制約は、メタモデルの形式理論における文として表現されます。メタモデルは、有効な IDEF1X モデルに対応するサンプルインスタンステーブルとして、通常の方法で有効な IDEF1X モデルのセットを非公式に定義します。メタモデルはまた、次の方法で有効な IDEF1X モデルのセットを形式的に定義します。メタモデルは、IDEF1X モデルとして、対応する形式理論を持ちます。理論のセマンティクスは、標準的な方法で定義されます。つまり、理論の解釈は、個体のドメインと割り当てのセットで構成されます。
意図された解釈では、個体の領域は、生産などのビュー、部品やベンダーなどのエンティティ、在庫数量などのドメイン、接続関係、カテゴリクラスタなどから構成されます。理論のすべての公理が解釈において真である場合、その解釈は理論のモデルと呼ばれます。IDEF1Xメタモデルとその制約に対応するIDEF1X理論のすべてのモデルは、有効なIDEF1Xモデルです。
この記事には、米国国立標準技術研究所（NIST）のパブリックドメイン資料が含まれています。