Подход трех схем , или концепция трех схем , в разработке программного обеспечения — это подход к построению информационных систем и системному управлению информацией , зародившийся в 1970-х годах. Он предлагает три различных взгляда на разработку систем, при этом концептуальное моделирование считается ключом к достижению интеграции данных . [2]
Трехсхемный подход предусматривает три типа схем с методами схемы, основанными на формальных языковых описаниях: [3]
В центре концептуальная схема определяет онтологию концепций , когда пользователи думают о них и говорят о них. Физическая схема, согласно Сова (2004), «описывает внутренние форматы данных, хранящихся в базе данных , а внешняя схема определяет вид данных, представленных прикладным программам ». [4] Платформа попыталась разрешить использование нескольких моделей данных для внешних схем. [5]
За прошедшие годы навыки и интерес к созданию информационных систем значительно выросли. Однако по большей части традиционный подход к созданию систем фокусируется только на определении данных из двух различных представлений: «представления пользователя» и «представления компьютера». С точки зрения пользователя, которая будет называться «внешней схемой», определение данных происходит в контексте отчетов и экранов, предназначенных для помощи людям в выполнении их конкретной работы. Требуемая структура данных с точки зрения использования меняется в зависимости от бизнес-среды и индивидуальных предпочтений пользователя. С компьютерной точки зрения, которая будет называться «внутренней схемой», данные определяются с точки зрения файловых структур для хранения и извлечения. Требуемая структура данных для компьютерного хранения зависит от конкретной используемой компьютерной технологии и необходимости эффективной обработки данных. [6]
Эти два традиционных представления данных определялись аналитиками на протяжении многих лет для каждого отдельного приложения по мере удовлетворения конкретных потребностей бизнеса (см. рис. 1). Как правило, внутренняя схема, определенная для первоначального приложения, не может быть легко использована для последующих приложений, в результате чего в создании избыточных и часто противоречивых определений одних и тех же данных. Данные определялись расположением физических записей и обрабатывались последовательно в ранних информационных системах. Однако потребность в гибкости привела к появлению систем управления базами данных (СУБД), которые обеспечивают произвольный доступ к логически связанным частям данных. Логические структуры данных в СУБД обычно определяются как иерархии, сети или отношения. Хотя СУБД значительно улучшили возможность совместного использования данных, использование одной только СУБД не гарантирует согласованного определения данных. Более того, большинству крупных компаний приходилось разрабатывать несколько баз данных, которые часто находятся под контролем разных СУБД и по-прежнему сталкиваются с проблемами избыточности и несогласованности. [6]
Осознание этой проблемы привело исследовательскую группу ANSI/X3/SPARC по системам управления базами данных к выводу, что в идеальной среде управления данными необходим третий вид данных. Это представление, называемое «концептуальной схемой», представляет собой единое интегрированное определение данных внутри предприятия, которое не ориентировано на какое-либо отдельное применение данных и независимо от того, как данные физически хранятся или к ним осуществляется доступ, см. рисунок 2. Цель этой концептуальной схемы — предоставить последовательное определение значений и взаимосвязей данных, которые можно использовать для интеграции, совместного использования и управления целостностью данных. [6]
Понятие трехсхемной модели, состоящей из концептуальной модели , внешней модели и внутренней или физической модели, было впервые введено Комитетом по планированию и требованиям стандартов ANSI/X3/SPARC под руководством Чарльза Бахмана в 1975 году. ANSI/X3 В отчете /SPARC СУБД охарактеризованы как имеющие двухсхемную организацию. То есть СУБД используют внутреннюю схему, которая представляет структуру данных, просматриваемую СУБД, и внешнюю схему, которая представляет различные структуры данных, просматриваемые конечным пользователем. В докладе была представлена концепция третьей схемы (концептуальной). Концептуальная схема представляет собой базовую структуру данных, рассматриваемую предприятием в целом. [2]
Отчет ANSI/SPARC был задуман как основа для совместимых компьютерных систем. Все поставщики баз данных приняли терминологию трех схем, но реализовали ее несовместимыми способами. В течение следующих двадцати лет различные группы пытались определить стандарты концептуальной схемы и ее отображения в базах данных и языках программирования. К сожалению, ни у одного из поставщиков не было сильного стимула делать свои форматы совместимыми с форматами конкурентов. Было подготовлено несколько отчетов, но не было стандартов. [4]
По мере развития практики администрирования данных и графических методов термин «схема» уступил место термину «модель». Концептуальная модель представляет собой представление данных, согласованное между конечными пользователями и администраторами баз данных, охватывающее те объекты, о которых важно хранить данные, значение данных и отношения данных друг к другу. [2]
Еще одной разработкой является методология информационного моделирования IDEF1X , которая основана на концепции трех схем . Другой — Zachman Framework , предложенный Джоном Захманом в 1987 году и с тех пор развивающийся в области архитектуры предприятия . В этой структуре модель трех схем превратилась в уровень шести перспектив. В других средах архитектуры предприятия включена какая-то модель представления .
Эта статья включает общедоступные материалы Национального института стандартов и технологий.