IDEF1X

Grundidee und Einordnung

IDEF1X ist eine Modellierungssprache aus dem Computer-aided-Manufacturing-Standard und gehört zur Gruppe der IDEF-Sprachen. Die 1 steht für die Modellierung von Informationsstrukturen, das X kennzeichnet die Erweiterung gegenüber dem ursprünglichen Standard.

IDEF1X ist eine Datenmodellierungstechnik. Sie konzentriert sich daher auf das Entity-Relationship-Modell (ERM), also auf die Darstellung von Datenobjekten, ihren Eigenschaften und ihren Beziehungen zueinander.

Entstehung und Bedeutung

IDEF1 wurde 1981 im Rahmen des ICAM-Programms der US Air Force veröffentlicht. Wegen der schnellen Entwicklung relationaler Datenbanken musste der Standard bald deutlich erweitert werden. Diese Erweiterung erschien 1985 erstmals unter dem Namen IDEF1X. 1994 wurde IDEF1X als U.S.-Behördenstandard übernommen, unter der Bezeichnung FIPS 184.

Bedeutend wurde IDEF1X, weil die Sprache früh offengelegt wurde und bewusst unabhängig von Herstellern von Datenbank-Software sein sollte. Viele Hersteller von CASE-Tools unterstützten deshalb die Notation. Durch Anforderungen von U.S.-Militär und Behörden wurde IDEF1X schließlich zu einem De-facto-Standard neben anderen Modellierungsstandards.

Umfang der Methode

Zum ursprünglich veröffentlichten Kontext von IDEF1X gehörte nicht nur die grafische Notation, sondern auch Datenmodellierung als Methode der Softwareentwicklung. Dazu wurden Datenmodellierungskonzepte und Modellierungsrichtlinien beschrieben.

Da solche Themen heute Teil der allgemeinen Informatik sind, stehen bei IDEF1X heute vor allem Syntax und Semantik der Notation im Vordergrund. Syntax bedeutet hier: wie die Zeichen und Diagramme aussehen. Semantik bedeutet: welche Bedeutung diese Zeichen im Datenmodell haben.

Entities und Attribute

Der Standard legt Notationen für ER-Diagramme und zusätzliche Angaben in der ERM-Dokumentation fest.

Entities, also darzustellende Datenobjekte oder Gegenstandstypen, werden als Rechtecke dargestellt. Wenn ein Entity von einer Beziehung existenzabhängig ist, wird es als abgerundetes Rechteck gezeichnet. Ist es nicht existenzabhängig, erscheint es in einem normalen Rechteck. Der Name oder eine Nummer wird über das Entity gestellt.

Attribute sind Eigenschaften eines Entity. Ihre Namen werden in das Entity-Rechteck geschrieben. Attribute, die zum Primärschlüssel gehören, stehen oberhalb eines Trennungsstrichs. Alle anderen Attribute stehen darunter. Ein Primärschlüssel ist die Menge von Attributen, mit denen ein Datensatz eindeutig identifiziert wird. Zusätzlich können Kennzeichnungen aufgenommen werden, zum Beispiel „(O)“ für optional.

Beziehungen und Kardinalitäten

Beziehungen haben in IDEF1X eine Richtung. Sie werden vom Eltern-Entity zum Kind-Entity gelesen. Das Kind-Ende der Beziehung wird mit einem kleinen schwarzen Kreis gekennzeichnet. Durch Linienart, Linienende und Kommentare wird außerdem die Kardinalität dargestellt. Kardinalität bedeutet, wie viele Objekte einer Seite mit Objekten der anderen Seite verbunden sein können.

Neben dem Kreis am Kind-Ende können folgende Angaben stehen: keine Angabe bedeutet „Null, Eins oder beliebig viele“; „P“ bedeutet „Eins bis beliebig viele“; „Z“ bedeutet „Null oder Eins“; „n“ bedeutet „Genau n“; „n-m“ bedeutet „zwischen n und m“; „(i)“ verweist auf Notiz i.

Die Kardinalität der Eltern-Seite kann nur als Kann oder Muss definiert werden. Eine optionale Beziehung wird am Linienende der Elternseite mit einer Raute gekennzeichnet. Eine zwingende Beziehung hat ein normales Linienende.

In IDEF1X sind keine n:m-Beziehungen erlaubt, wie sie zum Beispiel in der Chen-Notation vorkommen. Eine n:m-Beziehung muss bei der Modellierung in zwei 1:n-Beziehungen aufgebrochen werden. Eine weitere Besonderheit ist, dass Fremdschlüssel-Attribute ausdrücklich dargestellt werden, obwohl sie aus Modellierungssicht redundant sind.

Identifizierung und Vererbung

Eine identifizierende Beziehung ist eine Eltern-Kind-Beziehung, bei der das Kind-Entity existenzabhängig vom Eltern-Entity ist und den Primärschlüssel des Eltern-Entities in den eigenen Primärschlüssel übernimmt. Diese Beziehung wird auf zwei Arten dargestellt: Die Beziehungslinie ist durchgezogen, während eine nicht identifizierende Beziehung gestrichelt ist. Außerdem wird das Kind-Entity als abgerundetes Rechteck gezeichnet.

Das Konzept der Vererbung wird in der Datenmodellierung als Sub- und Supertyp bezeichnet. In IDEF1X wird es durch Kategorisierung dargestellt. Eine Kategorisierung ist eine Menge spezieller Beziehungen vom Supertyp zu seinen Subtypen und enthält einen Diskriminator. Der Diskriminator ist ein Kreis mit einer waagerechten einfachen oder doppelten Linie darunter. Vom Supertyp führt eine durchgezogene Linie zum Diskriminator, und von der Diskriminatorlinie führt jeweils eine durchgezogene Linie zu jedem Subtyp.

Die Doppellinie des Diskriminators steht für die Vollständigkeit der aufgeführten Subtypen. Diese Subtypen werden in IDEF1X auch Kategorien genannt.