數(shù)據(jù)元的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)化框架

數(shù)據(jù)元的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)化框架數(shù)據(jù)表示和管理的基本概念1.數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)元是稱之為數(shù)據(jù)的一個(gè)廣義概念的特殊成員?？偠灾瑪?shù)據(jù)是事實(shí)、想法或命令的一種表示數(shù)據(jù)被收集、組織、記錄、處理和存放在一個(gè)可檢索的表中。數(shù)據(jù)還必須適用于以人工或自動(dòng)方式進(jìn)行交換、解釋及加工處理。有許多結(jié)構(gòu)用于數(shù)據(jù)組織與管理，如數(shù)據(jù)合成、實(shí)體、文件、對(duì)象類、對(duì)象、記錄、關(guān)聯(lián)、關(guān)系、行、段、主體域、表以及元組。它們與數(shù)據(jù)元并不具有相似性，但可以包括或通過一些數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)或邏輯建模來等同于數(shù)據(jù)元的支持。字節(jié)和位也是數(shù)據(jù)的構(gòu)件，盡管它們被用于電子媒體中數(shù)據(jù)元的注冊(cè)，但并不等同于數(shù)據(jù)元。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)元可以作為信息組(符號(hào)組、域)或字符列來處理。在Chen的ER數(shù)據(jù)模型中，它是一個(gè)屬性(見圖A.5)。在某特定的相關(guān)環(huán)境中被視為不可分割時(shí)，一個(gè)數(shù)據(jù)元?jiǎng)t被作為一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)單位在自然界中，它是數(shù)據(jù)的單位，表示關(guān)于對(duì)象類的單獨(dú)事實(shí)。(如:一個(gè)被賦值“M”和“S”的字符碼表示了“雇員”這一對(duì)象類的婚姻狀態(tài)的屬性)。在其使用范圍內(nèi)，它不可能被分解為更多且具有有用含義的基本信息組。因而，數(shù)據(jù)元可被定義為在用戶論述領(lǐng)域內(nèi)是與用戶相關(guān)的。數(shù)據(jù)元是自然界中對(duì)象類特性以電子或書面形式的表示。1.1表示一個(gè)特性可由能夠被人們解釋的某一符號(hào)集來體現(xiàn)。一個(gè)單獨(dú)的特性可由幾個(gè)交替的數(shù)據(jù)元甚至數(shù)據(jù)元組(通常稱之為數(shù)據(jù)合成，有時(shí)也稱之為數(shù)據(jù)元集或數(shù)據(jù)元鏈)來表示。這樣，一個(gè)特性可以由數(shù)據(jù)元組構(gòu)成的數(shù)據(jù)合成或一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)元表征。1.2常用法所有數(shù)據(jù)從業(yè)者和理論家都會(huì)涉及數(shù)據(jù)元的概念。無論用什么方法或技術(shù)，數(shù)據(jù)元都是整個(gè)軟件開發(fā)生命周期（SDLC）的公用紐帶。在SDLC的早期階段，它們?cè)灰暈閷?shí)體(或?qū)ο箢?的屬性在SDLC的后期，具體的數(shù)據(jù)值被賦予它們的實(shí)例作為符號(hào)組或字符列。在SDLC的任一階段，對(duì)于軟件的生產(chǎn)者和用戶來說，數(shù)據(jù)元是可識(shí)別的數(shù)據(jù)元是數(shù)據(jù)共享和共同持有的最小單元。一些數(shù)據(jù)元得以共享的信息系統(tǒng)成分有:a)企業(yè)信息模型;b)數(shù)據(jù)模型;c)數(shù)據(jù)流程圖;d)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)(模式、文件、表格);e)接口規(guī)范;f)計(jì)算機(jī)程序1.2.1數(shù)據(jù)模型中的數(shù)據(jù)元在數(shù)據(jù)建模出現(xiàn)之前，“數(shù)據(jù)元”這個(gè)術(shù)語(yǔ)已被普遍使用。用于表示指導(dǎo)企業(yè)商務(wù)信息的數(shù)據(jù)單元傳統(tǒng)上被稱之為數(shù)據(jù)元。數(shù)據(jù)建模的演進(jìn)就是為捕捉這些數(shù)據(jù)表示的語(yǔ)義提供一種有效的方法。圖A.1描述了用于GB/T18391中的數(shù)據(jù)元結(jié)構(gòu)和術(shù)語(yǔ)與一些更為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)建模術(shù)語(yǔ)的關(guān)聯(lián)在一個(gè)數(shù)據(jù)模型中，一個(gè)實(shí)體(實(shí)體類型、對(duì)象類等)的某個(gè)特性的屬性會(huì)被企業(yè)選擇記錄為數(shù)據(jù)。對(duì)每個(gè)實(shí)體，通常有許多屬性會(huì)引起企業(yè)的興趣。數(shù)據(jù)模型和對(duì)象模型(面向?qū)ο蠖ㄏ蚍独?用于識(shí)別興趣體(實(shí)體或?qū)ο?應(yīng)用相關(guān)環(huán)境中的諸多事物。屬性提供關(guān)干這些實(shí)體和對(duì)象使用所需的信息。用于整個(gè)自動(dòng)化信息系統(tǒng)環(huán)境的數(shù)據(jù)元是面向?qū)ο蠓独羞@些實(shí)體或?qū)ο笠约八鼈儗傩缘谋硎?。產(chǎn)生于數(shù)據(jù)模型的數(shù)據(jù)元的名稱的典型形式是實(shí)體名稱和實(shí)體屬性名稱的合成(圖A.2).數(shù)據(jù)元名稱大體上是以同樣方式產(chǎn)生的。在對(duì)象模型中，類或?qū)ο竺Q與類或?qū)ο髮傩曰旌鲜褂靡孕纬蓴?shù)據(jù)元名稱(圖A.3)。對(duì)象模型不同于數(shù)據(jù)模型的地方在于:前者可包含有關(guān)對(duì)象或類的附加信息，如行為或運(yùn)行在數(shù)據(jù)模型或?qū)ο竽Ｐ椭校粋€(gè)屬性經(jīng)常等同于一個(gè)數(shù)據(jù)元(見圖A.3)。它是自然界中對(duì)象某個(gè)類單個(gè)特性的表示。而另一類思路是將對(duì)象類特性的概念與特性的表示分隔開來。由于數(shù)據(jù)元包含了示，人們不必依靠其在數(shù)據(jù)庫(kù)、屏幕和紙張等中的表示就可以了解其隱含的思想，因而將其隱含思想隔開來是合理而又明智的。這與那些將屬性看作與值域有關(guān)，而不是屬性具有值域的數(shù)據(jù)建模技術(shù)是一致的。在某些情況下，如度量單位，屬性與數(shù)據(jù)元間存在著明顯的差異。例如:‘舊期”是時(shí)間連續(xù)區(qū)上用來度量最近一天的一個(gè)點(diǎn)。這樣，它可以被看作一個(gè)單獨(dú)的事實(shí)并用一個(gè)單獨(dú)的屬性表示在一個(gè)數(shù)據(jù)模型中。但是，有好幾種方式來表示一個(gè)日期。在美國(guó)，最常用的是:月的名稱、一月中的天數(shù)和年數(shù)。它們是三個(gè)數(shù)據(jù)元。然而，同樣的日期事實(shí)可以過去某確定日期后所流逝的天數(shù)這樣一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)元來表示(如天文學(xué)家就使用儒略歷)。許多單獨(dú)事實(shí)可以用多于一種度量衡單位來表示，既可用英制表示，也可用公制來表示一個(gè)數(shù)據(jù)元概念上的等同體被稱之為:屬性、特性、數(shù)據(jù)元概念、邏輯數(shù)據(jù)元和商務(wù)事實(shí)。在此，它是作為一個(gè)特性來論及的，以區(qū)別于人們通常所說的屬性(一般包括其表示形式)。這樣，特性就成了某個(gè)對(duì)象類所有成員共有的特征。特性可以用一個(gè)例子來解釋。假設(shè)一棵樹是自然界中我們感興趣的對(duì)象。但是，我們關(guān)心的是任一棵樹，而不是某棵具體的樹。樹的特征中我們感興趣的是其高度。樹高就是一個(gè)對(duì)象類加上一個(gè)特性(數(shù)據(jù)兀概念)，但還不是一個(gè)數(shù)據(jù)元，因?yàn)楹线m的表示形式尚未闡明。我們可以從多個(gè)度量高度的方式中選擇一個(gè)來表示樹高但是，如果某人從事標(biāo)記各類可觀察到的顏色時(shí)，顏色將成為對(duì)象類，而特性則可被稱之為標(biāo)記。與之關(guān)聯(lián)的一個(gè)數(shù)據(jù)?？梢员环Q之為顏色名稱。在此，顏色是一個(gè)對(duì)象類，而在第一個(gè)例子中，它是一個(gè)特性。但沒有一個(gè)可以被視為不正確。 第二個(gè)結(jié)構(gòu)可以用于眼睛顏色中，眼睛顏色可以視為眼睛對(duì)象類與顏色對(duì)象類之間關(guān)系的對(duì)象類另一種描述眼睛顏色的方法是將其作為一個(gè)子類眼睛顏色作為顏色對(duì)象類下面的一個(gè)子對(duì)象類。例3和例4結(jié)果的實(shí)質(zhì)是一樣的，就這兩個(gè)例子來說，眼睛顏色名稱的值域可以是顏色名稱值域的集。 關(guān)于此情況的另一種思路是:顏色名稱值域可以作為1)在例4中顏色子集，或2)在例3中與顏色關(guān)聯(lián)所有對(duì)象類的一個(gè)超集。GB/T18391允許此種數(shù)據(jù)元結(jié)構(gòu)變體的使用。3數(shù)據(jù)元的元數(shù)據(jù)屬性1標(biāo)識(shí)如同由數(shù)據(jù)元表示的特性和對(duì)象類一樣，唯一的數(shù)字型標(biāo)識(shí)符賦予給每一個(gè)已注冊(cè)的數(shù)據(jù)元。在有些情況下，唯一的數(shù)字型標(biāo)識(shí)符也是一個(gè)數(shù)據(jù)元的給定數(shù)值。這些唯一的標(biāo)識(shí)符也被注冊(cè)在一個(gè)數(shù)據(jù)元注冊(cè)中。它們使得可以跨越自然語(yǔ)言和應(yīng)用系統(tǒng)直接解釋這些數(shù)據(jù)元。雖然數(shù)據(jù)元在不同的自然語(yǔ)言中或在同一種語(yǔ)言的多種版本中會(huì)有不同的解釋，但具有唯一性的標(biāo)識(shí)符保持不變，并成為由一個(gè)版本向另一個(gè)版本轉(zhuǎn)化的橋梁。每一個(gè)數(shù)據(jù)元應(yīng)獲得一個(gè)標(biāo)識(shí)符以使該數(shù)據(jù)元在整個(gè)計(jì)算空間中得到唯一的標(biāo)識(shí)。而這些計(jì)算空間有:應(yīng)用程序、區(qū)域計(jì)算系統(tǒng)、分布式的計(jì)算系統(tǒng)、組織、企業(yè)以及面向所有國(guó)家的全球型此類計(jì)算空間。標(biāo)識(shí)符不含有任何信息。因此，它們可以由注冊(cè)員賦予數(shù)據(jù)元并永久地依附于它們。數(shù)據(jù)交換用的標(biāo)識(shí)符由注冊(cè)機(jī)構(gòu)賦予并維護(hù)。在所限定的學(xué)科或其主題領(lǐng)域內(nèi)，除了標(biāo)識(shí)符外，數(shù)據(jù)元可以被賦予任何一個(gè)可替換的名稱或圖標(biāo)。一個(gè)數(shù)據(jù)元名稱可以是一個(gè)注冊(cè)機(jī)構(gòu)內(nèi)首選的名稱。如同標(biāo)識(shí)符一樣，首選名稱與數(shù)據(jù)元之間保持著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。名稱通常是數(shù)據(jù)用戶標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)元并與之相互作用的基本手段。數(shù)據(jù)元由不同的注冊(cè)機(jī)構(gòu)注冊(cè)。它們中的每一個(gè)都首選持有數(shù)據(jù)用戶熟悉的標(biāo)識(shí)符、名稱、圖符或其他形式的標(biāo)識(shí)。對(duì)于可替換標(biāo)識(shí)符，標(biāo)識(shí)符連同其相關(guān)環(huán)境一起以應(yīng)用文件的形式表現(xiàn)出來。一些值域中的每一個(gè)數(shù)據(jù)值也有可能被賦予一個(gè)標(biāo)識(shí)符。這對(duì)窮舉域具有特殊的用處，它將為與數(shù)據(jù)實(shí)例相關(guān)的名稱國(guó)際語(yǔ)言間的翻譯提供便利。例如:數(shù)據(jù)元“眼睛顏色名稱”可有窮舉域“灰色、蘭色、綠色和褐色”，在此，每個(gè)數(shù)據(jù)值可以有一個(gè)它們自己唯一的標(biāo)識(shí)符(如，灰色=1357;蘭色=2468).3.2定義定義是數(shù)據(jù)元含義的自然語(yǔ)言表述:它的斷言。對(duì)于數(shù)據(jù)元開發(fā)來說，數(shù)據(jù)元的定義是極其至關(guān)重譯的一個(gè)方面。為了共享，數(shù)據(jù)元必須有一個(gè)形式上完備、清楚、精確并被普遍理解的定義。國(guó)標(biāo)包含了對(duì)數(shù)據(jù)元定義的廣泛討論，給出了關(guān)于其編寫的精確的規(guī)則與指南。3.3表示數(shù)據(jù)建模者通常稱屬性的表示形式為它的“值域”，或簡(jiǎn)稱為“域”。鑒于GB/T28391的日的，我們稱數(shù)據(jù)元的表示部分為表示。數(shù)據(jù)元在商務(wù)運(yùn)作中呈現(xiàn)為值，并在信息交換等功能中得到共享。數(shù)據(jù)元通常有一個(gè)允許值的集合。這個(gè)允許值的集合被稱之為值域。數(shù)據(jù)元從不表示為一個(gè)單個(gè)的數(shù)值，因?yàn)樗且粋€(gè)類(如，數(shù)據(jù)值完整的集合)而不是一個(gè)單個(gè)事例?！热纾蛦T標(biāo)識(shí)符是一個(gè)數(shù)據(jù)元，它的值域由一個(gè)特定企業(yè)中允許值的一個(gè)完整列表來描述。這里的數(shù)據(jù)值僅是雇員標(biāo)識(shí)符所有實(shí)例的一個(gè)列表。數(shù)據(jù)元的一個(gè)實(shí)例只有一個(gè)單個(gè)數(shù)據(jù)值并被稱之為一個(gè)“數(shù)據(jù)元實(shí)例”。一個(gè)特性有定義并隸屬一個(gè)對(duì)象類。相反，一個(gè)表示沒有定義，但有一個(gè)格式類、允許值、最大字符數(shù)，如果可以度量，還應(yīng)有一個(gè)度量單位。比如，數(shù)據(jù)元“月名稱”就有以下表示;a)格式類一alpha;b)允許值二January,February,March,April,May,June,July,August,September,October.November,December;c)最大字符數(shù)二9;d)度量單位二(不適用，因?yàn)椴淮嬖诙攘康膯栴})。A.3.3門窮舉域盡管數(shù)據(jù)元的元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)可以從對(duì)象類或特性的角度考察，也可從表示的角度考察，這最容易用一個(gè)窮舉域的例子來表明。窮舉域是一個(gè)可以由所有允許值列表指定的值域。比如，人們給國(guó)家標(biāo)上名稱，就很容易引證它們。包含現(xiàn)今世界上所有國(guó)家名稱的集合就是窮舉域的一個(gè)例子盡管特性和(表示的)有關(guān)的值域可以被考慮用來標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)元一個(gè)潛在有效數(shù)據(jù)值的集合，對(duì)象類通常將寬泛的值域限定為數(shù)據(jù)值的一個(gè)具體的子集，以用于某個(gè)具體的數(shù)據(jù)元。圖A.6表明了用不同的對(duì)象類對(duì)值域的限定在圖A.6數(shù)據(jù)元的實(shí)例，X公司雇員姓名中:a)“名稱”的值域是所有可能的名稱;b)“人的”將其歸類為所有可能名稱的一個(gè)子集;c)“被X公司雇用’，進(jìn)一步將名稱值域限定為非常具體的一個(gè)人名子集;X公司雇員的姓名。因此，X公司雇員姓名就是由所有可能名稱這個(gè)值域限定為僅僅是X公司雇員的那些姓名。該數(shù)據(jù)元所有可能有效的姓名數(shù)目就被大大地減少為一些具體姓名一些窮舉域可以看作是一個(gè)由一些更廣泛窮舉域構(gòu)成的交集。圖A.7表明:在一些情況下，值域是可以重疊的。3.3.2可再利用域一些域有被許多數(shù)據(jù)元使用的潛在可能比如，所有人類眼睛顏色的名稱可被用于雇員、承包商、夫妻和數(shù)據(jù)庫(kù)中其他類的人員。一個(gè)嚴(yán)格定義并被指定的域可以被再利用。這些可再利用的域在用于數(shù)據(jù)元時(shí)，具有相同的值域、表示和特性。比如。雇員眼睛顏色或承包商眼睛顏色我們稱這些可再利用域?yàn)橥ㄅ鋽?shù)據(jù)元(見A.4數(shù)據(jù)元注冊(cè)系統(tǒng)與注冊(cè)被授權(quán)對(duì)數(shù)據(jù)元注冊(cè)負(fù)責(zé)的一個(gè)群體被稱之為“注冊(cè)機(jī)構(gòu)”。一個(gè)注冊(cè)機(jī)構(gòu):a)分配唯一的標(biāo)識(shí)符;b)確保所有所需的元數(shù)據(jù)得以用文件的形式證明;c)依據(jù)元數(shù)據(jù)的品質(zhì)和綜合程度分配其狀態(tài)層次。該注冊(cè)機(jī)