ProSTEP iViP Association - Beschreibungsmethoden
Beschreibungsmethoden
- EXPRESS-G
- EXPRESS-X
Der Standard STEP beinhaltet auch die Beschreibungsmethode, mit der alle definierten Datenmodelle zu spezifizieren sind: EXPRESS. Rund um diese Datenmodellierungssprache wurden eine Reihe von Software-Werkzeugen entwickelt, die auf den ISO-Dokumenten der 10er-Serie basieren.
ISO 10303 | Bezeichnung | Status Stand 06/01 |
1 | Overview and fundamental principles | IS |
11 | EXPRESS language reference manual | IS |
12 | EXPRESS-I language reference manual | IS |
12 | EXPRESS-X language reference manual | CD |
IS - International Standard
CD - Committee Draft
Aktueller Stand siehe: http://www.nist.gov/sc5/soap/
http://www.mel.nist.gov/sc5/soap/Zur konsistenten, widerspruchsfreien und semantisch eindeutigen Beschreibung des Produktmodells von STEP wurde die formale Beschreibungssprache EXPRESS und deren graphische Repräsentation EXPRESS-G definiert.
EXPRESS ist Bestandteil von STEP und unter der Nummer ISO 10303-11 veröffentlicht.
Die Datenmodellierungssprache EXPRESS ist der erste internationale Standard zur Spezifikation von Datenmodellen. Mit einem objektorientierten Ansatz können
- Objekte (Entities) mit Eigenschaften (Attributes)
- Vererbungsregeln (Inheritance)
- Integritätsbedingungen (Rules, lokal für Objekte und global für alle Objektausprägungen)
- Objektklassen (Schemas)
- Beziehungen zwischen Objektklassen (Schema-Interoperability)
EXPRESS ist eine Spezifikationssprache (keine Programmiersprache) zur logischen Beschreibung von Informationsmodellen. EXPRESS hat sowohl objektorientierte Eigenschaften als auch solche, die durch die Entity-Relationship-Methode definiert sind. Es ermöglicht die formale, eindeutige und vollständige Beschreibung eines (statischen) Produktmodells durch Objekte, Beziehungen und Bedingungen.
Im Standard ISO 10303 (STEP) sind alle Datenmodelle (von den Integrated Resources bis zu den Application Protocols) in EXPRESS beschrieben. Da sich EXPRESS auch zur Informationsmodellierung - unabhängig von den in STEP spezifizierten Modellen – eignet, findet diese Spezifikationsmethode auch außerhalb von STEP Anwendung.
Das folgende Bild zeigt beispielhaft die EXPRESS-Beschreibung von Kreisen.
Die EXPRESS-Beschreibung definiert die Klassen Punkt und Kreis im objektorientierten Sinn. Werden Ausprägungen (reale Objekte) dieser Klassenbeschreibungen gebildet, so werden von den Klassen Instanzen erzeugt. Sollen diese Instanzen z.B. zwischen zwei CAD-Systemen ausgetauscht werden, wird eine sogenannte sequentielle Datei (ISO 10303-21) als Austauschformat verwendet.
EXPRESS als Ganzes ist eine sehr komplexe Sprache, die sich aus einfachen und überschaubaren Konstrukten zusammensetzt:
Schema
Ein Schema ist eine Sammlung von Informationselementen, die als Gesamtheit oder einzeln auch von anderen Schemata verwendet werden können. Jedes Informationselement muss in einem Schema spezifiziert sein.
Entity
Ein Entity definiert ein Objekt – bestehend aus Eigenschaften und definierbaren Regeln unterliegend. Jedes Entity hat im Schema einen eindeutigen Namen. Ein Vererbungskonzept wird durch Sub-Super-Beziehungen unterstützt.
Attribute
Attribute sind Eigenschaften von Objekten. Sie sind definiert durch einen Namen und einen Typ. Zusätzliche Merkmale (z.B.: Aggregat, Bedeutungsgrad (kann, muss), Herleitungsregeln) können ebenfalls mit der Spezifikation erfolgen.
Type
EXPRESS unterstützt Basistypen (Integer, Real, String, Boolean, Logical) sowie komplexe Datentypen (Enumeration, Select, Complex).
Rules
Die Beschreibungen von Bedingungen an die Regularität einer Instanz, also einer Ausprägung eines Entities kann sowohl auf ein einzelnes Entity bezogen lokal mit der Definition des Entities als auch bezogen auf die Gesamtheit von Entity-Ausprägungen global im Schema erfolgen.
Die Möglichkeiten der Spezifikation von Konstanten, Funktionen, Prozeduren und ausführbaren Anweisungen erweitert die Definitionsmöglichkeiten von Objekten.
EXPRESS-G
Die EXPRESS-Beschreibung definiert die Klassen Punkt und Kreis im objektorientierten Sinn. Werden Ausprägungen (reale Objekte) dieser Klassenbeschreibungen gebildet, so werden von den Klassen Instanzen erzeugt. Sollen diese Instanzen z.B. zwischen zwei CAD-Systemen ausgetauscht werden, wird eine sogenannte sequentielle Datei (ISO 10303-21) als Austauschformat verwendet.
EXPRESS als Ganzes ist eine sehr komplexe Sprache, die sich aus einfachen und überschaubaren Konstrukten zusammensetzt:
Schema
Ein Schema ist eine Sammlung von Informationselementen, die als Gesamtheit oder einzeln auch von anderen Schemata verwendet werden können. Jedes Informationselement muss in einem Schema spezifiziert sein.
Entity
Ein Entity definiert ein Objekt – bestehend aus Eigenschaften und definierbaren Regeln unterliegend. Jedes Entity hat im Schema einen eindeutigen Namen. Ein Vererbungskonzept wird durch Sub-Super-Beziehungen unterstützt.
Attribute
Attribute sind Eigenschaften von Objekten. Sie sind definiert durch einen Namen und einen Typ. Zusätzliche Merkmale (z.B.: Aggregat, Bedeutungsgrad (kann, muss), Herleitungsregeln) können ebenfalls mit der Spezifikation erfolgen.
Type
EXPRESS unterstützt Basistypen (Integer, Real, String, Boolean, Logical) sowie komplexe Datentypen (Enumeration, Select, Complex).
Rules
Die Beschreibungen von Bedingungen an die Regularität einer Instanz, also einer Ausprägung eines Entities kann sowohl auf ein einzelnes Entity bezogen lokal mit der Definition des Entities als auch bezogen auf die Gesamtheit von Entity-Ausprägungen global im Schema erfolgen.
Die Möglichkeiten der Spezifikation von Konstanten, Funktionen, Prozeduren und ausführbaren Anweisungen erweitert die Definitionsmöglichkeiten von Objekten.
EXPRESS-X
EXPRESS-X ist eine Methode zur Beschreibung der Abbildung von Objekten zwischen definierten EXPRESS-Schemata, die gemeinsame semantische Elemente enthalten aber für deren Definition unterschiedliche Formen gewählt haben.
Hauptanwendungsgebiete für EXPRESS-X sind
- Abbildungen zwischen Schemata auf unterschiedlichen Abstraktionslevels, wie sie typisch für die Entwicklung von STEP-Anwendungsprotokollen ist, bei denen die anwendungsbezogenen Objekte auf Konstrukte der Basismodelle der Integrated Resources abzubilden sind.
- Abbildungen von unternehmensspezifischen Modellen auf standardisierte STEP-Modelle und umgekehrt – eine grundsätzliche Aufgabe eines jeden STEP-Prozessors.
- verschiedene Sichten auf ein Datenmodell. Hierbei kann man sich z.B. auf eine definierte Untermenge beschränken oder alternative Darstellungsformen (Objekt- oder Attributnamen, Sprache) verwenden