AGXIS – Ein Konzept für eine generische Schnittstellenbeschreibung

1. AGXIS – Ein Konzept für eine generische Schnittstellenbeschreibung Dr.-Ing. Ulrich Hussels, RISA GmbH 07. Juni 2005 Workshop “Umweltdatenbanken 2005“

2. Motivation • Komplexe (verwaltungs-)technisch-naturwissenschaftliche Fragestellungen • Sehr heterogene Datenquellen (Behörden verschiedener Bundesländer und Verwaltungsebenen, Betriebe verschiedener Branchen und Größen, vorhandene Datenbestände und Erfassung neuer bzw. zusätzlicher Daten) • 'Schlechte' Datenqualität, weil jeder nur seinen Blickwinkel betrachtet • Mehrstufige Erfassungsketten mit zwischengelagerter Prüfmöglichkeit • XML hat sich als Austauschformat bewährt, dessen Möglichkeiten reichen aber nicht aus • Es sollen 'beliebige' Berichtspflichten erfüllt werden können, wobei eine Berichtspflicht immer nur einen Teil einer fachlichen Fragestellung umfasst

3. Idee (Struktur) • Beschreibung des fachlichen Datenmodells über gerichtet verknüpfte 'Formulare' (überschaubare und anschauliche Betrachtungseinheit)

4. Idee (Formulierungsregeln) • Formulare bestehen aus Tabellen, welche ihrerseits aus Feldern bestehen (Tabellen können auch nur aus einzelnen Feldern bestehen) • Felder bestehen aus einer Feldbezeichnung und einem Wert-Datentyp; es werden Felder mit höchstens einem Wert (Einfachausprägung) und solche mit mehreren Werten (Mehrfachausprägung) unterschieden • Tabellen können mehrere Felder miteinander kombinieren (auch solche mit Ein- und Mehrfachausprägung; mehrere kombinierte mehrfach ausgeprägte Felder bilden eine 'klassische' Tabelle) • Wenige Regeln zur Definition eines 'Formulars', aber mehr Möglichkeiten als bei einer 'klassischen' Tabelle (mehrere, nicht mit globalen Schlüsseln versehene 1:n-Relationen innerhalb des Formulars) • Über die gerichtete Verknüpfung von Formularen werden Hierarchien und/oder Relationen modelliert

5. Idee (Verwendung) • Inhaltliche Prüfungen werden parametrisiert abgelegt (ca. 30 Operatoren erforderlich) • Definition von Teil-Datenmodellen über das Weglassen von Formularen, Tabellen oder Feldern • Ein Programm übernimmt die Ableitung eines möglichst einfachen aber auch inhaltlich sinnvollen (weil am fachlichen Datenmodell orientierten) XML-Schemas (in einfachen Fällen identisch) • Möglichst wenig Ballast einer Anwendung 'mitschleppen', weil jede Benutzerrolle möglicherweise eine andere Sicht auf die Daten hat

6. Metamodell (1) • Datentypen: Standarddatentypen + (relationale) Zeiger auf ausgefüllte Formulare + (hierarchische) 'Vorgängerzeiger' auf ausgefüllte Formulare • Feld: Bezeichnung, Wert-Datentyp, Einfach- oder Mehrfachausprägung • Tabelle: Liste von Feldern • Formular: Liste von Tabellen • Instanz: Konkrete Realisierung eines (teilweise) ausgefüllten Formulars mit regelgerechter Bezeichnung • Instanzbezeichnung: Eindeutig bezüglich jedes Hierarchievorgängers (es kann einen, mehrere oder auch gar keinen Hierarchievorgänger geben)

7. Metamodell (2) • Die eindeutige Identifikation einer Instanz erfolgt über einen vollständigen Pfad von einer Wurzelinstanz zur Instanz; Formulare ohne Vorgänger sind Wurzeln der Struktur (deren Instanzen besitzen bezüglich des Formulars eindeutige Bezeichnungen) • Listen: Formulare (ggf. ohne Inhalt) mit vordefinierten Instanzen • Teildatenmodell: Liste von wegzulassenden Feldern, Tabellen und Formularen sowie Reduktionen von 'Vorgängerzeigern' auf normale Zeiger und Einschränkungen von Listen • Prüfoperator: Parametrisierte Prüfungen; es werden zunächst ca. 30 Operatoren benötigt

8. Struktur der Realisierung

9. Konfigurationskomponente • Konfiguration eines fachlichen Datenmodells • Parametrisierung von Prüfungen • Ableitung von Teildatenmodellen • Ergänzung von Prüfungen für Teildatenmodelle • Erstellung von XML-Schemata, Modellbeschreibungen und Prüfregeldateien für jedes Teildatenmodell

10. Prüfungskomponente • Anwendung auf eine Schnittstellendatei • Validierung des Schemas • Überprüfung der Regeln mit Ausgabe von Meldungen

11. Visualisierungskomponente • Anwendung auf eine Schnittstellendatei • Aufruf der Prüfungskomponente • Darstellung der Schnittstellendatei unter Berücksichtigung des fachlichen (Teil-) Datenmodells als PDF-Dokument

12. Bearbeitungskomponente • Anwendung auf eine Schnittstellendatei • Bearbeitung auf Grundlage der Modellsicht (nicht der Schnittstellenstruktur) • Berücksichtigung der einschränkenden (Prüf-) Regeln schon bei der Bearbeitung • Zusammenführen von Schnittstellendateien • (Weitere) Im- und Exportfunktionen

13. Datenbankanwendung • Im- und Export von Schnittstellendateien aller Teildatenmodelle • Bearbeitung und Auswertung der Daten

14. Zusammenfassung • Möglichkeit zur strukturierten Formulierung eines fachlichen Datenmodells und zur Ableitung von Teildatenmodellen unabhängig von der (dv-) technischen Realisierung • Möglichkeit zur Parametrisierung von Prüfungen (Bedingungen) • Transparente, weil inhaltlich formulierte Darstellung des fachlichen Datenmodells • Möglichkeit zur automatisierten Ableitung von XML-Schnittstellenschemata • Möglichkeit zur Bearbeitung aller Schnittstellendateien mit einer Anwendung jeweils auf Basis der fachlichen Sicht • Möglichkeit zur automatisierten Prüfung ohne individuelle Programmierung

15. Offene Punkte / Fragen • Welche Schnittstellen lassen sich damit nicht beschreiben?