Инфологическое проектирование и семантическая модель

Начальной стадией проектирования системы баз данных является построение семантической модели предметной области, которая базируется на анализе свойств и природы объектов предметной области и информационных потребностей будущих пользователей разрабатываемой системы. Эту стадию принято называть концептуальным проектированием системы, а ее результат – концептуальной моделью предметной области. Стадии соответствуют также ранее упомянутые термины “ инфологическое проектирование ” и “ инфологическая модель ”.

Такие модели (слайд 2) обобщенно представляют информационные потребности пользователей создаваемой системы в части использования хранимых данных и, по существу, являются средством коммуникации как разработчиков, так и пользователей на разных стадиях жизненного цикла базы данных (еще раз отметим, что они, в отличие от моделей данных, используемых в качестве инструмента моделирования конкретных баз данных, не обязательно поддерживаются механизмами используемой СУБД, хотя это и может иметь место на практике).

 

На слайде 3 (Захман-1) представлена простая, но концептуально мощная схема, показывающая различные уровни представления архитектуры ИС, различные виды ее "обеспечения", а также их основные взаимосвязи, аналогичная схеме Захмана. Три столбца отражают три раздела обеспечения системы: информационный (ДАННЫЕ), функциональный (ФУНКЦИИ) и коммуникационный (СЕТЬ). Строки таблицы отражают шесть уровней представления системы: реальная среда приложений, концептуальная модель, логическая модель, физическая модель, детальная реализация процедур, представления пользователя. Полезность такой схемы состоит в том, что она помогает рассматривать задачи проекта в полном объеме, упорядочивать состав и структуру требований к системе, определять и фиксировать причинно-следственные связи.

Позднее появилось развитие этой "плоской" модели. На слайде 4 (Захман-2) представлена схема, включающая три новых столбца, в которых отражаются еще три раздела: побудительные причины действий системы, события и графики выполнения действий, а также "действующие лица" - люди и организационные структуры. В результате есть шесть разделов, которые содержат "ответы на вопросы": почему выполняются действия, когда выполняются и кто их выполняет, а также что делает система, как делает и где. При этом уровни представления (строки таблицы) остались те же, что и в предыдущем варианте. Такое расширение позволило рассматривать потребности в контексте информационных технологий, соединять предметы и действия с человеческим фактором и операционной динамикой процессов.

 

К инфологическим моделям относятся различные компоненты, по-разному и разными средствами отражающие предметную область. Помимо наиболее известного описания объектов и связей между ними (модель «сущность-связь») к инфологическому уровню описания предметной области можно отнести следующие компоненты (слайд 5): 

- систему атрибутов и средств описания предметной области. Например, логические (алгоритмические) связи между показателями или лингвистические свойства языка (синонимию, синтаксис и т.д.), используемого для вербального представления объектов;

- ограничения целостности, определяющие допустимость значения отдельных полей и взаимосвязей как на уровне семантики содержимого БД, так и ее физической структуры (отдельных файлов данных и взаимосвязей между ними);

- описание информационных потребностей пользователей, например, в виде типовых запросов, отражающих процедурные особенности обращения к данным.

Назначение инфологических моделей определяет и некоторые специфические требования к средствам их представления. Помимо упомянутой независимости от среды (оборудования) и требования адекватности отражения предметной области отметим следующие:

- формализованность, обеспечивающую возможность автоматизированной обработки и, в том числе, например, автоматический контроль непротиворечивости;

- дружественность, обеспечивающую возможность использования наглядных графических средств отображения и обработки их пользователем.