IDEF1X數(shù)據(jù)建模方法讀書報告

IDEFlx數(shù)據(jù)建模方法讀書報告IDEF1X的發(fā)展歷史與組成結(jié)構(gòu)1.1發(fā)展歷史IDEF是ICAMDEFinitionmethod的縮寫，是美國空軍在70年代末80年代初ICAM(IntegratedComputerAidedManufacturing)工程在結(jié)構(gòu)化分析和設(shè)計方法基礎(chǔ)上發(fā)展的一種用于進行復雜系統(tǒng)分析與設(shè)計的方法工具。其宗旨是通過系統(tǒng)地應用計算機技術(shù)來提高機械制造業(yè)的生產(chǎn)率，是目前世界上最先進的復雜系統(tǒng)分析設(shè)計方法之一。最初為3種方法：功能建模(IDEF0)、信息建模(IDEFl)、動態(tài)建模(IDEF2)，后來，隨著信息系統(tǒng)相繼開發(fā)，又開發(fā)出了數(shù)據(jù)建模(IDEFlX)、過程描述獲取(IDEF3)、面向?qū)ο笤O(shè)計(IDEF4)、實體描述獲取(IDEF5)、設(shè)計原理獲取(IDEF6)、人與系統(tǒng)接口設(shè)計(IDEF8)、業(yè)務(wù)約束發(fā)現(xiàn)(IDEF9)、信息制品建模(IDEFl0)、信息工具建模(IDEFll)、組織設(shè)計(IDEFl2)、三模式映射設(shè)計(IDEFl3)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(IDEFl4)等。IDEFl方法的作用是在需求分析時對所建系統(tǒng)的信息資源進行分析和交流，通常用來：(1)確定組織中當前管理的是什么信息；(2)對需求分析過程中發(fā)現(xiàn)的問題確定哪些是由于缺乏合適的信息引起的；⑶指定在TO-BE實施中，哪些信息需要管理。IDEFl使用簡單的圖形約定來表達復雜的規(guī)則集合。這些規(guī)則有助于建模者區(qū)分：(1)現(xiàn)實世界的對象；(2)現(xiàn)實世界對象之間的物理或抽象的聯(lián)系；(3)現(xiàn)實世界對象的信息管理；(4)用來表示信息的需求、應用和管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。IDEFl的目標之一就是為信息分析提供一個結(jié)構(gòu)化的、規(guī)程化的方法。IDEFl可以減少建模過程中的不完整性、不精確性、不一致性和不準確性。IDEFl是描述企業(yè)信息需求的一個有效方法。IDEFl建模奠定了數(shù)據(jù)庫設(shè)計基礎(chǔ)，給出了信息結(jié)構(gòu)定義。提供了反映基本信息需求的需求說明。IDEFl使用規(guī)程化的、結(jié)構(gòu)化的技術(shù)以找出一個組織所使用的信息和業(yè)務(wù)規(guī)則。IDEFl要求信息用戶積極參與，使用戶認真思考信息如何使用和管理。最后。信息模型在企業(yè)的整個生命周期均有用的。因此在CIM蓬勃發(fā)展的今天.研究IDEF1X模型，不僅具有方法論上的理論意義，而且有實際價值⑷。1.2IDEF1X的組成結(jié)構(gòu)及建模方法⑷IDEF1X模型的構(gòu)成：實體(entities),聯(lián)系(relationships),屬性/關(guān)鍵字(attributes/keys)其中實體分為獨立實體和從屬實體。聯(lián)系可分為可標定連接聯(lián)系、非標定連接聯(lián)系和非確定聯(lián)系。屬性包括主關(guān)鍵字(PK)，簡稱為“主鍵”;次關(guān)鍵字(AK),簡稱為“次鍵”；外來關(guān)鍵字(FK),簡稱為“外來鍵”。使用IDEFlX方法進行數(shù)據(jù)庫建模大致可分為以下五個過程：?準備階段?定義階段?定義聯(lián)系?定義鍵?定義屬性1.2.1準備階段確立建模目標：聲明要做些什么，為什么做.怎樣做。其中包括兩個方面的描述：目標說明：定義模型事務(wù)的說明。范圍說明：所表示的功能模型的邊界說明。制定建模計劃組織隊伍收集源材料：原始數(shù)據(jù)的收集計劃，包括文件索引和編排。作者慣例：通過聲明一個基本慣例，作者可以選擇構(gòu)造和管理模型的方式。1.2.2定義實體實體是客觀世界中具有相同屬性和特征的客體或抽象事物的集合，這些事物必須具有相同的屬性或特征。該集合中的一個元素就是該實體的一個“實例”(instance)o如：“實驗室設(shè)備”是個實體，“示波器”、“數(shù)字電路實驗箱”則分別是該實體中的一個實例。由于實體是現(xiàn)實世界中某種具體事物或概念的一種抽象。因此，一個物體、一個事件、一種狀態(tài)、一種行為、一種思想均可作為實體，識別實體時，應對候選實體盡量考慮以下幾個問題：它能被描述嗎?或者它有哪些性質(zhì)或?qū)傩裕?2)存在多個該類事物嗎？每一個該類事物能被區(qū)分或標識嗎？它是否屬于或描述某事物?如果是，則是屬性，而不是實體。1.2.3定義聯(lián)系定義聯(lián)系是指識別實體之間可能的聯(lián)系。并對識別出來的聯(lián)系命名。最后以實體級圖形形式表示出來。在該圖中，允許出現(xiàn)非確定型聯(lián)系，待以后的階段逐步消除。如果系統(tǒng)規(guī)模大，存在多張實體級圖。則應注意各圖之間的一致性。需注意的是在完善的IDEFlx模型中，實體間的所有聯(lián)系都必須用確定型聯(lián)系來描述。故在對模型進行完善的過程中應將非確定性聯(lián)系轉(zhuǎn)化為確定性聯(lián)系。1.2.4定義鍵鍵的定義包含以下內(nèi)容：(1)將不確定聯(lián)系轉(zhuǎn)化為確定型聯(lián)系(2)識別和定義每個實體的主鍵和次鍵(3)根據(jù)規(guī)則和聯(lián)系的類型進行鍵的遷移(4)根據(jù)規(guī)則確認鍵和聯(lián)系(5)用功能視圖(或稱鍵級圖)表達實體、主鍵、外來鍵以及實體間的相互聯(lián)系1.2.5定義屬性屬性定義是模型開發(fā)的最后階段。在這個階段，要對模型中的每個實體，確定其全部的非鍵屬性，對所識別的屬性進行定義，根據(jù)規(guī)則檢驗屬性的合理性，并根據(jù)所定義的屬性，進一步完善信息模型，為了保證信息模型的完善性。使其符合關(guān)系理論的第五范式，對識別的每個屬性應按照下列規(guī)則進行檢驗：屬性應滿足不重復規(guī)則屬性應滿足非空規(guī)則屬性應滿足完全函數(shù)依賴規(guī)則。即實體中的每個實例的非鍵屬性值必須由全部的鍵值來確定屬性應滿足非傳遞依賴規(guī)則。即實體中的每個實例的非鍵屬性不能由它所擁有或繼承的另一些非鍵屬性來確定1.2.6建模結(jié)果信息模型的完整描述文檔主要包括：功能視圖；實體表；實體屬性表；IDEF1X的相關(guān)研究狀況主要從幾篇相關(guān)的論文簡述IDEF1X的研究狀況。1999年，葛曉虎［1］在“IDEFlx模型構(gòu)造與研究”一文中，探討了如何采用IDEFlx方法建立數(shù)據(jù)庫。同時構(gòu)造了一個數(shù)據(jù)模型實例以便更好地說明之。最后對IDEFlx的發(fā)展方向進行了討論。在文章作者中可以通過以下五個步驟（系統(tǒng)分析；確定實體；確定聯(lián)系；細化聯(lián)系和關(guān)鍵字；建立模型）來完成一個實例IDEFlx模型的構(gòu)造。最后作者指出，IDEFlx數(shù)據(jù)模型還處于不斷的發(fā)展過程中，其未來的一個主要研究領(lǐng)域是將對象。引入數(shù)據(jù)模型。這樣的模型有以下優(yōu)點：更易于建立涉及行為的模型，更易于復雜對象的建模，更易于類型的擴展，更易于定位變化所帶來的影響。另一個主要研究領(lǐng)域是有關(guān)理論的推導，為IDEFlx建模提供強有力的理論工具，使其更易于使用。2003年，王操⑵等在“基于IDEF1X和XML的網(wǎng)上城市信息建模方法”一文中，針對網(wǎng)上城市信息交換中的信息建模難度大的特點，提出了一種用IDEFIX和XML技術(shù)進行復雜系統(tǒng)信息建模的方法。文章中提出了一種基于IDEF1X和XML的網(wǎng)上城市信息建模方法。XMLSchema格式已經(jīng)逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)上交換信息的標準格式，但創(chuàng)建XMLSchema模型的方法很少，而直接創(chuàng)建XMLSchema模型對于復雜的網(wǎng)上城市中的信息建模有較大難度。UML雖然是一種優(yōu)秀的可視化、圖形化復雜軟件系統(tǒng)建模語言，但信息建模并不是它的優(yōu)勢。IDEFIX是一種優(yōu)秀的信息結(jié)構(gòu)建模工具，它具有圖形化、可視化和直觀化的優(yōu)點。對于復雜系統(tǒng)的信息建模。采用IDEFlX可以降低難度、提高效率和正確率，并且用IEDFlX建立的信息模型便于交流和共享。對基于IDEFlX和XMLSchema的信息建模方法進行研究是一種很好的探索，對于復雜系統(tǒng)的信息建模具有非常廣泛的現(xiàn)實意義。2004年，尚文利⑶等人在“基于IDEF與UML的系統(tǒng)建模方法”一文中：通過分析IDEF與UML建模方法的優(yōu)缺點，提出一種兩者結(jié)合的系統(tǒng)建模方法，即用IDEF0模型進行系統(tǒng)需求分析，用IDEF1X模型指導關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的建立，用UML模型進行面向?qū)ο蟮能浖到y(tǒng)設(shè)計。采用該方法設(shè)計了某大型機床廠的車間生產(chǎn)計劃與調(diào)度系統(tǒng)模型，根據(jù)該模型開發(fā)的基于組件的生產(chǎn)計劃與調(diào)度系統(tǒng)具有良好的可配置性、可擴展性和可重用性，已用于對兩種不同類型車間的生產(chǎn)管理，證明了該方法的優(yōu)越性。楊建成等⑷在“IDEFlX方法在機房管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建模中的應用”一文中結(jié)合機房管理系統(tǒng)的信息建模，重點闡述了IDEFlX信息建模的方法、過程及其優(yōu)點。在文中完成了機房管理系統(tǒng)中IDEF1X模型數(shù)據(jù)庫設(shè)計實例。他提出IDEF1X數(shù)據(jù)模型還處于不斷的發(fā)展過程中。其未來的一個主要研究領(lǐng)域是將對象引入數(shù)據(jù)模型。這樣的模型具以下優(yōu)點：更易于建立涉及行為的模型，更易于復雜對象的建模，更易于類型的擴展，更易于定位變化所帶來的影響。另一個主要研究領(lǐng)域是在有關(guān)理論的推導方面，為IDEFlx建模提供強有力的理論工具。使其更加易于使用。2005年，李俊平等⑸在“IDEFlx語義建模方法及其在數(shù)據(jù)庫設(shè)計中的應用”一文中通過建模實例介紹了IDEFlx語義方法的概念、特性、建模的步驟以及IDEFlx模型中的各種關(guān)系。在和E—R模型的比較中闡述了IDEFlx方法的優(yōu)點。他指出使用IDEFlx語義建模方法對信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)建模，并用建模工具對其進行需求、邏輯和物理設(shè)計，充分地保證了數(shù)據(jù)的一致性和完整性。并且能夠?qū)崿F(xiàn)將數(shù)據(jù)庫的分析、概念模型設(shè)計和物理數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計有機結(jié)合起來，大大地提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率。目前，IDEFlx方法在國內(nèi)外信息系統(tǒng)建模領(lǐng)域特別在CIMS大型、復雜的綜合網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)中得到越來越廣泛的應用。IDEFIx方法還處于不斷的發(fā)展過程中，未來的研究方向是將面向?qū)ο蟮慕７椒ㄒ隝DEFlx的模型，使其更易于復雜對象的建模和類型的擴展。另外我們還需要為IDEFlx方法提供如同關(guān)系模型一樣強大的理論依據(jù)。2007年王鑫等⑹在“基于IDEFlX的面向?qū)ο骕ML建模”一文中提出：為了在IDEFlx數(shù)據(jù)庫模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷腦ML文檔之間共享統(tǒng)一的模型，提出并實現(xiàn)了一種基于IDEFIx模型的面向?qū)ο骕ML建模方法.根據(jù)IDEFIx方法建立數(shù)據(jù)庫模型，得到該模型的XML文檔，然后對XML文檔進行解析和重新組合，轉(zhuǎn)換成為面向?qū)ο竽Ｐ?，并且生成該模型的XMLSchema文檔。文中實現(xiàn)了GPS與GIS基于技術(shù)的集成.將此集成方法應用于濕地信息處理具有如下特點：①通過對GPS信息提取和處理方法的研究，避免了傳統(tǒng)方法操作復雜的缺陷，為實現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)在GIS系統(tǒng)中自動化處理提供了保證；②通過GPS與GIS技術(shù)的集成，能夠?qū)崿F(xiàn)屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的同時獲取，提高了GIS數(shù)據(jù)的完整性和準確性，利用GIS功能為高層決策提供支持；③將集成技術(shù)應用于濕地，為提高濕地資源環(huán)境信息的綜合分析能力提供技術(shù)支持；④系統(tǒng)具有良好的可擴展性和適應性。通過對軟硬件進行適當?shù)恼{(diào)整就可方便地應用于其它領(lǐng)域（如農(nóng)業(yè)、林業(yè)、建筑、水利等)的信息采集工作。3總結(jié)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，信息化對制造業(yè)的影響逐漸增大。現(xiàn)今，信息化帶動工業(yè)化已經(jīng)成為趨勢。以往對制造系統(tǒng)的考慮，很少考慮信息這個因素?，F(xiàn)在制造系統(tǒng)中，信息流與物料流和能量流一起成為制造系統(tǒng)中的關(guān)鍵因素。利用計算機技術(shù)，將系統(tǒng)進行信息化建模，用信息觀處理問題，給實際問題帶來了許多方便。4.參考文獻：葛曉虎.IDEFlx模型構(gòu)造與研究[J].計算機與現(xiàn)代化，1999(2).王操，許云才，張曉柵，晨曉虐.基于IDEFlx和XML的網(wǎng)上城市信息建模方法[J].計算機工程,2003(21):79-81.尚文利，王成恩，張士杰，尹朝萬.基于IDEF與UML的系統(tǒng)建模方法[J].2004(3):252-258.楊建成，劉燕.IDEFlx方法在機房管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫建模中的應用[J]