IDEF1X数据建模方法读书报告

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1、IDEFlx数据建模方法读书报告1. IDEF1X的发展历史与组成结构1.1发展历史IDEF是ICAM DEFinition method的缩写，是美国空军在70年代末80年代 初 ICAM(Integrated Computer Aided Manufacturing)工程在结构化分析和设计 方法基础上发展的一种用于进行复杂系统分析与设计的方法工具。其宗旨是通过 系统地应用计算机技术来提高机械制造业的生产率，是目前世界上最先进的复杂 系统分析设计方法之一。最初为3种方法：功能建模(IDEF0)、信息建模(IDEFl)、动态建模(IDEF2)， 后来，随着信息系统相继开发，又开发出了数据建模(

2、IDEFlX)、过程描述获取 (IDEF3)、面向对象设计(IDEF4)、实体描述获取(IDEF5)、设计原理获取(IDEF6)、 人与系统接口设计(IDEF8)、业务约束发现(IDEF9)、信息制品建模(IDEFl0)、 信息工具建模(IDEFll)、组织设计(IDEFl2)、三模式映射设计(IDEFl3)、网络 设计(IDEFl4)等。IDEFl方法的作用是在需求分析时对所建系统的信息资源进行分析和交流， 通常用来：(1)确定组织中当前管理的是什么信息；(2 )对需求分析过程中发现 的问题确定哪些是由于缺乏合适的信息引起的；指定在TO-BE实施中，哪 些信息需要管理。IDEFl使用简单的图

3、形约定来表达复杂的规则集合。这些规则有助于建模 者区分：(1)现实世界的对象；(2)现实世界对象之间的物理或抽象的联系；(3) 现实世界对象的信息管理；(4)用来表示信息的需求、应用和管理的数据结构。 IDEFl的目标之一就是为信息分析提供一个结构化的、规程化的方法。IDEFl可 以减少建模过程中的不完整性、不精确性、不一致性和不准确性。IDEFl是描 述企业信息需求的一个有效方法。IDEFl建模奠定了数据库设计基础，给出了 信息结构定义。提供了反映基本信息需求的需求说明。IDEFl使用规程化的、 结构化的技术以找出一个组织所使用的信息和业务规则。IDEFl要求信息用户 积极参与，使用户认真思

4、考信息如何使用和管理。最后。信息模型在企业的整个生命周期均有用的。因此在CIM蓬勃发展的今天.研究IDEF1X模型，不仅具有方法论上的理论意义，而且有实际价值。1.2 IDEF1X的组成结构及建模方法IDEF1X模型的构成：实体(entities),联系(relationships),属性/关键 字(attributes / keys)其中实体分为独立实体和从属实体。联系可分为可标定连接联系、非标定 连接联系和非确定联系。属性包括主关键字(PK)，简称为“主键”;次关键字(AK), 简称为“次键”；外来关键字(FK),简称为“外来键”。使用IDEFlX方法进行数据库建模大致可分为以下五个过程：

5、准备阶段定义阶段定义联系定义键定义属性1.2.1准备阶段确立建模目标：声明要做些什么，为什么做.怎样做。其中包括两个方面 的描述：a. 目标说明：定义模型事务的说明。b. 范围说明：所表示的功能模型的边界说明。c. 制定建模计划d. 组织队伍e. 收集源材料：原始数据的收集计划，包括文件索引和编排。f. 作者惯例：通过声明一个基本惯例，作者可以选择构造和管理模型的方 式。1.2.2定义实体实体是客观世界中具有相同属性和特征的客体或抽象事物的集合，这些事 物必须具有相同的属性或特征。该集合中的一个元素就是该实体的一个“实例” (instance) o如：“实验室设备”是个实体，“示波器”、“数字

6、电路实验箱”则 分别是该实体中的一个实例。由于实体是现实世界中某种具体事物或概念的一 种抽象。因此，一个物体、一个事件、一种状态、一种行为、一种思想均可作 为实体，识别实体时，应对候选实体尽量考虑以下几个问题：(1) 它能被描述吗?或者它有哪些性质或属性？(2 )存在多个该类事物吗？(3) 每一个该类事物能被区分或标识吗？(4) 它是否属于或描述某事物?如果是，则是属性，而不是实体。1.2.3定义联系定义联系是指识别实体之间可能的联系。并对识别出来的联系命名。最后以 实体级图形形式表示出来。在该图中，允许出现非确定型联系，待以后的阶段逐 步消除。如果系统规模大，存在多张实体级图。则应注意各图之

7、间的一致性。需 注意的是在完善的IDEFlx模型中，实体间的所有联系都必须用确定型联系来描 述。故在对模型进行完善的过程中应将非确定性联系转化为确定性联系。1.2.4定义键键的定义包含以下内容：(1)将不确定联系转化为确定型联系(2)识别和 定义每个实体的主键和次键(3)根据规则和联系的类型进行键的迁移(4)根据 规则确认键和联系(5)用功能视图(或称键级图)表达实体、主键、外来键以及 实体间的相互联系1.2.5定义属性属性定义是模型开发的最后阶段。在这个阶段，要对模型中的每个实体，确 定其全部的非键属性，对所识别的属性进行定义，根据规则检验属性的合理性， 并根据所定义的属性，进一步完善信息模

8、型，为了保证信息模型的完善性。使其 符合关系理论的第五范式，对识别的每个属性应按照下列规则进行检验：(1) 属性应满足不重复规则(2) 属性应满足非空规则(3) 属性应满足完全函数依赖规则。即实体中的每个实例的非键属性值必须由全 部的键值来确定(4) 属性应满足非传递依赖规则。即实体中的每个实例的非键属性不能由它所拥 有或继承的另一些非键属性来确定1.2.6建模结果信息模型的完整描述文档主要包括：功能视图；实体表；实体属性表；2. IDEF1X的相关研究状况主要从几篇相关的论文简述IDEF1X的研究状况。1999年，葛晓虎1在“IDEFlx模型构造与研究”一文中，探讨了如何采用 IDEFlx方

9、法建立数据库。同时构造了一个数据模型实例以便更好地说明之。最 后对IDEFlx的发展方向进行了讨论。在文章作者中可以通过以下五个步骤（系 统分析；确定实体；确定联系；细化联系和关键字；建立模型）来完成一个实例 IDEFlx模型的构造。最后作者指出，IDEFlx数据模型还处于不断的发展过程中， 其未来的一个主要研究领域是将对象。引入数据模型。这样的模型有以下优点： 更易于建立涉及行为的模型，更易于复杂对象的建模，更易于类型的扩展，更易 于定位变化所带来的影响。另一个主要研究领域是有关理论的推导，为IDEFlx 建模提供强有力的理论工具，使其更易于使用。2003年，王操等在“基于IDEF1X和XM

10、L的网上城市信息建模方法”一文 中，针对网上城市信息交换中的信息建模难度大的特点，提出了一种用IDEFIX 和XML技术进行复杂系统信息建模的方法。文章中提出了一种基于IDEF1X和XML 的网上城市信息建模方法。XML Schema格式已经逐渐成为互联网上交换信息的 标准格式，但创建XML Schema模型的方法很少，而直接创建XML Schema模型对 于复杂的网上城市中的信息建模有较大难度。UML虽然是一种优秀的可视化、图 形化复杂软件系统建模语言，但信息建模并不是它的优势。IDEFIX是一种优秀 的信息结构建模工具，它具有图形化、可视化和直观化的优点。对于复杂系统的 信息建模。采用ID

11、EFlX可以降低难度、提高效率和正确率，并且用IEDFlX建立 的信息模型便于交流和共享。对基于IDEFlX和XMLSchema的信息建模方法进行 研究是一种很好的探索，对于复杂系统的信息建模具有非常广泛的现实意义。2004年，尚文利等人在“基于IDEF与UML的系统建模方法”一文中： 通过分析IDEF与UML建模方法的优缺点，提出一种两者结合的系统建模方 法，即用IDEF0模型进行系统需求分析，用IDEF1X模型指导关系型数据库 系统的建立，用UML模型进行面向对象的软件系统设计。采用该方法设计了某 大型机床厂的车间生产计划与调度系统模型，根据该模型开发的基于组件的生 产计划与调度系统具有良

12、好的可配置性、可扩展性和可重用性，已用于对两种 不同类型车间的生产管理，证明了该方法的优越性。杨建成等在“IDEFlX方法在机房管理系统数据库建模中的应用”一文中 结合机房管理系统的信息建模，重点阐述了 IDEFlX信息建模的方法、过程及其 优点。在文中完成了机房管理系统中IDEF1X模型数据库设计实例。他提出IDEF1X 数据模型还处于不断的发展过程中。其未来的一个主要研究领域是将对象引入数 据模型。这样的模型具以下优点：更易于建立涉及行为的模型，更易于复杂对象 的建模，更易于类型的扩展，更易于定位变化所带来的影响。另一个主要研究领 域是在有关理论的推导方面，为IDEFlx建模提供强有力的理

13、论工具。使其更加 易于使用。2005年，李俊平等在“IDEFlx语义建模方法及其在数据库设计中的应用” 一文中通过建模实例介绍了 IDEFlx语义方法的概念、特性、建模的步骤以及 IDEFlx模型中的各种关系。在和ER模型的比较中阐述了 IDEFlx方法的优点。 他指出使用IDEFlx语义建模方法对信息系统进行数据建模，并用建模工具对其 进行需求、逻辑和物理设计，充分地保证了数据的一致性和完整性。并且能够实 现将数据库的分析、概念模型设计和物理数据库结构设计有机结合起来，大大地 提高了系统的开发效率。目前，IDEFlx方法在国内外信息系统建模领域特别在 CIMS大型、复杂的综合网络信息系统中得

14、到越来越广泛的应用。IDEFIx方法还 处于不断的发展过程中，未来的研究方向是将面向对象的建模方法引入IDEFlx 的模型，使其更易于复杂对象的建模和类型的扩展。另外我们还需要为IDEFlx 方法提供如同关系模型一样强大的理论依据。2007年王鑫等在“基于IDEFlX的面向对象XML建模”一文中提出：为了 在IDEFlx数据库模型和面向对象模型的XML文档之间共享统一的模型，提出并 实现了一种基于IDEFIx模型的面向对象XML建模方法.根据IDEFIx方法建立数 据库模型，得到该模型的XML文档，然后对XML文档进行解析和重新组合，转换 成为面向对象模型，并且生成该模型的XML Schema

15、文档。文中实现了 GPS与GIS 基于技术的集成.将此集成方法应用于湿地信息处理具有如下特点：通过对 GPS信息提取和处理方法的研究，避免了传统方法操作复杂的缺陷，为实现GPS 数据在GIS系统中自动化处理提供了保证；通过GPS与GIS技术的集成，能够 实现属性数据和空间数据的同时获取，提高了 GIS数据的完整性和准确性，利用 GIS功能为高层决策提供支持；将集成技术应用于湿地，为提高湿地资源环境 信息的综合分析能力提供技术支持；系统具有良好的可扩展性和适应性。通过 对软硬件进行适当的调整就可方便地应用于其它领域（如农业、林业、建筑、水利等)的信息采集工作。3总结随着计算机技术的发展，信息化对

16、制造业的影响逐渐增大。现今，信息化带 动工业化已经成为趋势。以往对制造系统的考虑，很少考虑信息这个因素。现在 制造系统中，信息流与物料流和能量流一起成为制造系统中的关键因素。利用计 算机技术，将系统进行信息化建模，用信息观处理问题，给实际问题带来了许多 方便。4.参考文献：1 葛晓虎.IDEFlx模型构造与研究J.计算机与现代化，1999(2).2 王操，许云才，张晓栅，晨晓虐.基于IDEFlx和XML的网上城市信息建模方法 J.计算机工程,2003(21):79-81.3 尚文利，王成恩，张士杰，尹朝万.基于IDEF与UML的系统建模方法 J.2004(3):252-258.4 杨建成，刘燕.IDEFlx方法在机房管理系统数据库建模中的应用J.闽江学 院学报,2004(2):53-56.5