IDEF - IDEF

IDEF , первоначально аббревиатура от ICAM Definition и переименованная в 1999 году в Integration Definition , представляет собой семейство языков моделирования в области системной и программной инженерии . Они охватывают широкий спектр применений: от функционального моделирования до данных, моделирования, объектно-ориентированного анализа и проектирования, а также приобретения знаний. Эти языки определений были разработаны при финансовой поддержке ВВС США и, хотя и по-прежнему наиболее часто используются ими и другими военными и министерствами обороны США , находятся в общественном достоянии .

Наиболее широко признанными и используемыми компонентами семейства IDEF являются IDEF0 , язык функционального моделирования, основанный на SADT , и IDEF1X , который обращается к информационным моделям и проблемам проектирования баз данных .

Обзор методов IDEF

IDEF относится к семейству языков моделирования , которые охватывают широкий спектр применений, от функционального моделирования до данных, моделирования, объектно-ориентированного анализа / проектирования и приобретения знаний. В конце концов, методы IDEF были определены до IDEF14:

• IDEF0  : Функциональное моделирование
• IDEF1  : информационное моделирование
• IDEF1X  : моделирование данных
• IDEF2  : Разработка имитационной модели
• IDEF3  : захват описания процесса
• IDEF4  : объектно-ориентированный дизайн
• IDEF5  : захват описания онтологии
• IDEF6  : Обоснование дизайна
• IDEF7: Аудит информационных систем
• IDEF8  : моделирование пользовательского интерфейса
• IDEF9  : обнаружение бизнес-ограничений
• IDEF10: Моделирование архитектуры реализации
• IDEF11: Моделирование информационных артефактов
• IDEF12: Моделирование организации
• IDEF13: Дизайн отображения трех схем
• IDEF14  : Дизайн сети

В 1995 году только IDEF0 , IDEF1X , IDEF2 , IDEF3 и IDEF4 были разработаны полностью. Некоторые из других концепций IDEF имели предварительный дизайн. Некоторыми из последних усилий были новые разработки IDEF в 1995 году, направленные на создание надежных методов для обнаружения бизнес-ограничений IDEF9 , логического обоснования дизайна IDEF6 , человеческой системы, дизайна взаимодействия IDEF8 и дизайна сети IDEF14 .

Методы IDEF7, IDEF10, IDEF11, IDEF 12 и IDEF13 не были развиты дальше их первоначального определения.

История

Первоначально IDEF означал определение ICAM , инициированное в 1970-х годах в Лаборатории материалов ВВС США на базе ВВС Райт-Паттерсон в Огайо Деннисом Э. Висноски , Дэном Л. Шунком и другими. и завершен в 1980-х годах. IDEF был продуктом инициативы ICAM ВВС США . IEEE переделка в IDEF аббревиатуру как Integration Definition «.

Конкретные проекты, которые привели к IDEF, были приоритетами проектов ICAM 111 и 112 (позже перенумерованные 1102). В последующих приоритетах проекта 6201, 6202 и 6203 Интегрированной системы информационной поддержки (IISS) была предпринята попытка создать среду обработки информации, которая могла бы работать в гетерогенных физических вычислительных средах. Дальнейшее развитие IDEF происходило в рамках этих проектов в результате опыта, полученного при применении новых методов моделирования. Целью усилий IISS было создание «общих подсистем», которые могли бы использоваться большим количеством сотрудничающих предприятий, таких как оборонные подрядчики США и вооруженные силы дружественных стран.

В то время усилия ICAM 1102 были многочисленными, в основном несовместимы, модель данных методов для хранения компьютерных данных - последовательный ( VSAM ), иерархические ( IMS ), сеть ( Cincom «ы ИТОГО и CODASYL и Cullinet » ы IDMS ). Реляционная модель данных была только зарождается как перспективный способ мышления о структурировании данных для легкого, эффективного и точного доступа. Системы управления реляционными базами данных еще не стали общим стандартом управления данными.

Программный офис ICAM посчитал полезным создать «нейтральный» способ описания содержимого данных крупномасштабных систем. Появляющаяся академическая литература предполагала, что необходимы методы для обработки данных независимо от того, как они физически хранятся . Таким образом, язык IDEF1 был создан, чтобы позволить нейтральное описание структур данных, которые могут применяться независимо от метода хранения или метода доступа к файлам.

IDEF1 был разработан в соответствии с приоритетом программы ICAM 1102 Робертом Р. Брауном из Hughes Aircraft Company по контракту с SofTech, Inc. Браун ранее отвечал за разработку IMS , работая в Rockwell International . Rockwell предпочла не продвигать IMS как товарный продукт, но IBM , которая выступала в качестве подрядчика по поддержке во время разработки, впоследствии взяла на себя этот продукт и успешно продвинула его на рынок. Браун считает своего коллегу по Хьюзу Тимоти Рэми изобретателем IDEF1 как жизнеспособного формализма для моделирования информационных структур. Два исследователя Хьюза основывались на идеях и взаимодействиях со многими светилами в этой области того времени. В частности, IDEF1 использует следующие методы:

• метод развивающейся информационной модели естественного языка ( ENALIM ), разработанный GM Nijssen ( Control Data Corporation ) - этот метод теперь более широко известен как NIAM или объектно-ролевая модель ORM ;
• метод сетевых структур данных, широко известный как подход CODASYL , Чарльза Бахмана ( Honeywell Information Systems );
• метод иерархического управления данными, реализованный в системе управления данными IBM IMS, разработанный Р. Р. Брауном ( Rockwell International );
• реляционный подход к данным EF Codd ( IBM );
• Подход « сущность-взаимосвязь» (ER) Питера Чена ( UCLA ).

Усилия по разработке IDEF1 привели как к новому методу информационного моделирования, так и к примеру его использования в форме «справочной информационной модели производства». Этот последний артефакт был разработан Д. С. Коулманом из D. Appleton Company (DACOM), выступающей в качестве субподрядчика Hughes и под руководством Рэми. Персонал DACOM стал экспертом в области моделирования IDEF1 и впоследствии подготовил учебный курс и сопроводительные материалы по методике моделирования IDEF1.

Опыт работы с IDEF1 показал, что преобразование информационных требований в проекты баз данных оказалось более трудным, чем предполагалось изначально. Наиболее выгодным преимуществом метода информационного моделирования IDEF1 была его способность представлять данные независимо от того, как эти данные должны были храниться и использоваться. Он предоставил разработчикам моделей данных и аналитикам данных способ представления требований к данным в процессе сбора требований. Это позволило разработчикам решить, какую СУБД использовать после того, как будет понятна природа требований к данным, и, таким образом, уменьшило «несоответствие» между требованиями к данным и возможностями и ограничениями СУБД. Однако перевод моделей IDEF1 в проекты баз данных оказался трудным.

Языки моделирования IDEF

IDEF0

Метод функционального моделирования IDEF0 разработан для моделирования решений, действий и действий организации или системы. Она была получена из графика установлено языка моделирования структурированного анализа и проектирования техники (SADT) , разработанной Дуглас Т. Росс и Softech, Inc. . В своей исходной форме IDEF0 включает как определение языка графического моделирования ( синтаксис и семантику ), так и описание комплексной методологии разработки моделей. ВВС США поручили разработчикам SADT разработать метод функциональной модели для анализа и передачи функциональной перспективы системы. IDEF0 должен помочь в организации системного анализа и способствовать эффективному общению между аналитиком и заказчиком с помощью упрощенных графических устройств.

IDEF1X

Чтобы удовлетворить требования к расширению моделирования данных, которые были определены в проекте IISS-6202, субподрядчик, DACOM , получил лицензию на метод логического проектирования баз данных (LDDT) и его вспомогательное программное обеспечение (ADAM). LDDT был разработан в 1982 году Робертом Дж. Брауном из группы проектирования баз данных полностью вне программы IDEF и без знания IDEF1. LDDT объединил элементы реляционной модели данных, ER-модели и обобщения способом, специально предназначенным для поддержки моделирования данных и преобразования моделей данных в проекты баз данных. Графический синтаксис LDDT отличался от синтаксиса IDEF1 и, что более важно, LDDT содержал взаимосвязанные концепции моделирования, отсутствующие в IDEF1. Мэри Э. Лумис написала краткое изложение синтаксиса и семантики существенного подмножества LDDT, используя терминологию, совместимую с IDEF1, где это возможно. DACOM пометил результат как IDEF1X и передал его программе ICAM.

Поскольку программа IDEF финансировалась правительством, методы находятся в общественном достоянии . В дополнение к программному обеспечению ADAM, продаваемому DACOM под названием Leverage, ряд инструментов CASE используют IDEF1X в качестве метода представления для моделирования данных.

В рамках проектов IISS фактически были созданы рабочие прототипы среды обработки информации, которая будет работать в гетерогенных вычислительных средах. Текущие достижения в таких технологиях, как Java и JDBC, в настоящее время достигают целей повсеместности и универсальности вычислительных сред, что было впервые продемонстрировано IISS.

IDEF2 и IDEF3

Третий IDEF (IDEF2) изначально задумывался как метод моделирования пользовательского интерфейса. Однако, поскольку программе Integrated Computer-Aided Manufacturing (ICAM) необходим инструмент имитационного моделирования, полученный IDEF2 был методом для представления изменяющегося во времени поведения ресурсов в производственной системе, обеспечивая основу для спецификации имитационного моделирования на основе математической модели. Цель методологической программы ICAM заключалась в том, чтобы исправить эту ситуацию, но ограничение финансирования не позволило этому случиться. В результате отсутствие метода, который поддерживал бы структурирование описаний пользовательского представления системы, было основным недостатком системы IDEF. Основная проблема с методологической точки зрения - необходимость различать описание того, что система (существующая или предлагаемая) должна делать, и репрезентативная имитационная модель, которая предсказывает, что система будет делать. Последнее было в центре внимания IDEF2 , первое - в центре внимания IDEF3 .

IDEF4

Разработка IDEF4 была основана на признании того, что модульность, ремонтопригодность и возможность повторного использования кода, вытекающие из парадигмы объектно-ориентированного программирования, могут быть реализованы в традиционных приложениях для обработки данных. Доказанная способность парадигмы объектно-ориентированного программирования поддерживать интеграцию на уровне данных в больших сложных распределенных системах также является важным фактором широкого интереса к этой технологии со стороны традиционного сообщества обработки данных.

IDEF4 был разработан как инструмент проектирования для разработчиков программного обеспечения, использующих объектно-ориентированные языки, такие как Common Lisp Object System , Flavors , Smalltalk , Objective-C , C ++ и другие. Поскольку для эффективного использования объектно-ориентированной парадигмы требуется иной мыслительный процесс, чем при использовании традиционных процедурных языков или языков баз данных , стандартных методологий, таких как структурные диаграммы , диаграммы потоков данных и традиционные модели проектирования данных (иерархические, реляционные и сетевые), недостаточно. . IDEF4 стремится предоставить необходимые средства для поддержки процесса принятия объектно-ориентированных проектных решений.

IDEF5

IDEF5 , или интегрированное определение метода захвата описания онтологии, представляет собой метод программной инженерии для разработки и поддержки пригодных для использования, точных онтологий предметной области . В области информатики онтологии используются для фиксации концепции и объектов в определенной области , а также связанных с ними отношений и значений. Кроме того, сбор онтологий помогает координировать проекты за счет стандартизации терминологии и создает возможности для повторного использования информации . Метод захвата онтологий IDEF5 был разработан для надежного построения онтологий таким образом, чтобы точно отражать человеческое понимание конкретной области.

В методе IDEF5 онтология создается путем сбора содержания определенных утверждений о реальных объектах, их свойствах и их взаимосвязях и представления этого содержания в интуитивно понятной и естественной форме. Метод IDEF5 состоит из трех основных компонентов: графического языка для поддержки концептуального анализа онтологии, языка структурированного текста для подробного описания онтологий и систематической процедуры, которая обеспечивает руководящие принципы для эффективного захвата онтологии.

IDEF6

IDEF6 , или интегрированное определение для сбора обоснования дизайна, представляет собой метод, упрощающий получение, представление и манипулирование логическим обоснованием дизайна, используемым при разработке корпоративных систем . Обоснование - это причина, обоснование, основная мотивация или отговорка, которые побудили дизайнера выбрать определенную стратегию или конструктивную особенность. Проще говоря, логическое обоснование интерпретируется как ответ на вопрос: «Почему этот дизайн выполняется таким образом?» Большинство методов проектирования сосредоточены на том, что представляет собой дизайн (т. Е. На конечном продукте, а не на том, почему дизайн такой, какой он есть).

IDEF6 - это метод, обладающий необходимыми концептуальными ресурсами и языковыми возможностями.

1. для представления характера и структуры информации, которая составляет обоснование дизайна в данной системе, и
2. чтобы связать это обоснование с проектными спецификациями, моделями и документацией для системы.

IDEF6 применим на всех этапах процесса разработки информационной системы, от первоначальной концептуализации до работ по предварительному и детальному проектированию. В той степени, в которой детальные проектные решения для программных систем отнесены к этапу кодирования, метод IDEF6 также должен использоваться в процессе создания программного обеспечения.

IDEF8

IDEF8, или интегрированное определение дизайна взаимодействия человека с системой, - это метод создания высококачественного дизайна взаимодействия между пользователями и системами, которыми они управляют. Системы характеризуются как совокупность объектов, которые выполняют функции для достижения определенной цели. Система, с которой взаимодействует пользователь, может быть любой системой, не обязательно компьютерной программой. Взаимодействие человека с системой разработано на трех уровнях спецификации в рамках метода IDEF8. Первый уровень определяет философию работы системы и производит набор моделей и текстовых описаний общих процессов системы. Второй уровень проектирования определяет ролевые сценарии использования системы. Третий уровень проектирования IDEF8 предназначен для детализации проектирования системы человека. На этом уровне проектирования IDEF8 предоставляет библиотеку метафор, чтобы помочь пользователям и дизайнерам определить желаемое поведение в терминах других объектов, поведение которых более привычно. Метафоры представляют собой модель абстрактных понятий в терминах знакомых, конкретных объектов и опыта.

IDEF9

IDEF9, или интегрированное определение для обнаружения бизнес-ограничений, предназначено для помощи в обнаружении и анализе ограничений в бизнес-системе . Основной мотивацией разработки IDEF9 было признание того, что набор ограничений, формирующих корпоративную систему, как правило, плохо определен. Знание о том, какие ограничения существуют и как эти ограничения взаимодействуют, неполное, непересекающееся, распределенное и часто полностью неизвестное. Точно так же, как живым организмам не нужно знать о генетических или автономных ограничениях, которые управляют определенным поведением, организации могут (и большинство из них) хорошо работать без явного знания клея, который структурирует систему. Однако для того, чтобы изменить бизнес предсказуемым образом, знание этих ограничений так же важно, как и знание генетики для генного инженера.

IDEF14

IDEF14, или интегрированное определение метода проектирования сети, представляет собой метод, предназначенный для моделирования и проектирования компьютерных и коммуникационных сетей . Его можно использовать для моделирования существующих («как есть») или предполагаемых («как есть») сетей. Это помогает проектировщику сети исследовать потенциальные схемы сети и задокументировать ее обоснование. Основные цели исследовательского проекта IDEF14 возникли из осознанной потребности в хороших сетевых проектах, которые можно было бы быстро и точно реализовать.

использованная литература

 Эта статья включает материалы, являющиеся  общественным достоянием, с веб-сайта Национального института стандартов и технологий https://www.nist.gov .

дальнейшее чтение

• Овидиу С. Норан (2000). Бизнес-моделирование: UML против IDEF Paper Griffith University

внешние ссылки

• Интегрированные методы определения
• Моделирование данных
• Методология моделирования процессов IDEF , Роберт П. Ханрахан, 1995 г.