Yhteentoimivuusvälineistön yleisenä tietomallinnusperiaatteena on tietosisältöjen linkittäminen ja uudelleenkäyttö. Käytännössä tämä tarkoittaa eri hallinnonalueilla tahoilla määriteltävien, uudelleenkäytettävien tietokomponenttikirjastojen hyödyntämistä tietojärjestelmien tietomallinnuksessa. Tietomalleja, jotka uudelleenkäyttävät aikaisemmin määriteltyjä tietomalleja ja kansainvälisiä standardeja, kutsutaan soveltamisprofiileiksi.
Soveltamisprofiilin tietomallinnus eroaa perinteisestä tietomallinnuksesta siten, että kaikki määriteltävät tietosisällöt saavat pysyvän URI-tunnisteen, jonka avulla tietomääritys voidaan löytää, linkittää ja uudelleenkäyttää. Perinteinen tietomallinnus määrittelee tietomallin tietomalli määritellään itsenäisenä kokonaisuutena, jossa kaikki tarvittavat luokkamääritykset sisällytetään tietomalliin. Perinteisessä tietomallinnuksessa tietorakenteille määritellään tietorakenteet saavat pelkästään paikalliset tunnisteet ja tietomallien välinen uudelleenkäyttö tarkoittaa käytännössä tietomääritysten kopiointia ja uudelleenmäärittelyä. Soveltamisprofiilin määrittelyssä tarkoituksena on uudelleenkäyttää samalla tietoalueella määriteltäviä uudelleenkäytettäviä luokkia (Tietokomponentteja), sekä linkittää tietomalli tietoalueen sanastoihin ja koodistoihin.
...
- Määrittele soveltamisprofiilille ja mallinnettavalle tietosisällölle selkeä käyttötarkoitus. Selitä käyttötarkoitus tietomallin kuvauksessa.
- Lisää tietomalliin tietoalueella käytössä olevat olennaiset sanastot ja koodistot
- Kun määrittelet uuden tietosisällön, käytä uudelleenkäytä tietoalueen sanastoa
- Ehdota uusia käsitteitä, jos tietosisältöä kuvaavaa käsitettä ei ole määritelty sanastossa
- Kirjoita tietosisällölle tarkempi kuvaus tapauskohtaisesti. Kirjoita, miksi tietosisältö on olemassa ja miten sitä vastaavaa tietosisältöä tulee käsitellä.
- Uudelleenkäytä luokkia, attribuutteja ja assosiaatioita julkisen hallinnon tietokomponenttikirjastosta
- Ennen uuden tietosisällön määrittelyä tutki, onko vastaava tietosisältö määritelty aiheeseen liittyvillä tietoalueilla
- Jos luokkaan joudutaan tekemään usein tietoaluekohtaisia lisäyksiä, määrittele luokasta alaluokka tietoalueelle
- Kirjoita
- tarkennettu kuvaus tapauskohtaisesti.
- Jos tietomallissa on useita samantyyppisiä tietosisältöjä, kerro miten tietosisällöt eroavat toisistaan.
Soveltamisprofiilin mallintaminen
...
Tietorakenteet kuvataan soveltamisprofiilissa siten, että niiden perusteella voidaan muodostaa fyysinen tietomalli eri tekniikoilla tai syntakseilla. Tietomallit.suomi.fi-sovelluksella toteutetun soveltamisprofiilin tietorakenteet ovat määritelty rakenteisesti linkitettynä datana siten, että tietorakenteet ovat yhteensopivia XML- tai JSON-skeemojen rakenteiden kanssa. Työkalusta voi ladata tietomallia vastaavan XML-, JSON- tai SHACL (RDF) -skeeman, jonka avulla määriteltyä tietosisältöä voidaan hyödyntää tiedon validoinnissa tai rajapinnan tietosisältömäärityksen pohjana.
Soveltamisprofiili voi kuvata tietojärjestelmän tietosisältöjä eri tarkkuustasoilla. Sisällöllisesti soveltamisprofiili on sopimus siitä, miten yhteisesti sovittua kieltä ja tietorakenteita käytetään tietyssä käyttötarkoituksessa.
...
- Tiedonsiirtorajapinnan tietosisältö - Mitä tietoa siirretään?
- Sovellusrajapinnan tai tietojärjestelmän tietosisältö - Mitä tietoa käsitellään?
- Tietovaraston Tietovarannon tietosisältö - Mitä tietoa säilytetään?
- Yleinen tietosisällön kuvaus - Mitä tietoja tarvitaan?
...
Tiedonsiirtorajapinta (REST tai WSDL) tukee yleensä JSON- tai XML-formaattia. Soveltamisprofiilin avulla voidaan määritellä ja dokumentoida siirrettävät tietosisällöt ja tuottaa XML- tai JSON-skeema, jota voidaan hyödyntää rajapinnan toteutuksessa. Soveltamisprofiilissa rakenteisen asiakirjan voi kuvata määrittelemällä tietomallille juurisolmun. Juurisolmu (Root element) on rakenteisen asiakirjan ensimmäinen elementti, jonka alle tietosisältö kuvataan hierarkkisena tietorakenteena. Luokkamäärityksissä kuvattavilla luokan ominaisuuksien attribuuteillaattribuuttien ominaisuuksilla, kuten kentän toistuvuus tai vähimmäispituus, voidaan määritellä sääntöjä tiedon eheydelle.
...
Erilaisten kombinaatioiden määrä voi olla suuri. Tämän takia rajanveto yksiselitteisen ja joustavan tietomallinnuksen välillä on hyvin tapauskohtaista. Rajapinnan Sovellusrajapinnan tietomallinnuksessa pyritään yleensä kuvaamaan tietojärjestelmän tietosisältö riittävän yleisellä tasolla, jotta voidaan kuvata tietyn sanomatyypin useammassa operaatiossa käytettävä tietosisältö yhdellä luokalla. Yleisemmin määriteltyä joustavaa tietomallia voidaan käyttää rajapintakuvauksessa lähtökohtana (Base-skeemana), jonka päälle tarkemmat kuvaukset rakentuvat. Tarpeen mukaan samasta tietojärjestelmästä voidaan tehdä useita tietomalleja, jotka kuvaavat tietojärjestelmän erilaisia rajapintoja.
...
Soveltamisprofiilin avulla voidaan dokumentoida tietovarannon tai tietokannan tietosisältö. Tietomallit-työkalu soveltuu kuitenkin huonosti relaatiokannan tekniseen tietomallintamiseen eikä se tue SQL-lauseiden generointia. Työkalussa voidaan kuitenkin tehdä ns. tietokannan käsiteanalyysi, jossa tietokannan tietosisältö kuvataan sisällöllisesti. Tietosisältöjä voidaan kuvata myös loogisella tasolla määrittelemällä attribuuteille sovellusriippumattomia tietotyyppejä ja arvoaluerajoituksia. Soveltamisprofiilia mallintaessa on hyvä huomioida, että tietosisältöjen väliset relaatiot kuvataan suunnattuina assosiaatioina (Directed / Uni-directional association), esimerkiksi. Henkilö → Yhteystiedot. Tämä eroaa perinteisestä ER-mallista, jossa assosiaatio määritellään yleensä kaksisuuntaisten assosiaatioiden (Bi-directional association) avulla. Soveltamisprofiilissa yksisuuntaiset assosiaatiot kuvataan tarvittaessa molempiin suuntiin, esimerkiksi: Henkilö -työskentelee → Organisaatio ja Organisaatio -työntekijä → Henkilö.
Tietosisältöä mallintaessa tulee siis ottaa huomioon suhteiden käsitteellinen merkitys. Assosiaation semantiikka kuvataan soveltamisprofiilissa aina luokkakohtaisesti, joka mikä on välttämätöntä eri syntaksien yhteentoimivuuden kannalta. Esimerkiksi henkilön yhteystietoja mallintaessa (Kuva 1) pitää siis määritellä, onko henkilöllä yhteystiedot vai yhteystiedoilla henkilö? Tässä tapauksessa on määritelty, että Henkilöllä voi olla yksi tai useampi Yhteystieto. Assosiaatio kuvaa luokkien välistä suhdetta yhden luokan näkökulmasta.
Kuva 1: Esimerkki henkilön yhteystiedoista.
...
Vastaava tietosisältö voidaan kuvata ER-kaavion avulla usealla eri tavalla. Yksisuuntainen yhteystieto assosiaatio tietomallissa tarkoittaa sitä, että Yhteystiedot luokan suhdetta Henkilö luokkaan ei ole määritelty. Seuraavassa fyysisen tason ER-kaaviossa (Kuva 3.) Esimerkissä on huomioitu kaksi esitetty kolme eri toteutustapaa, jotka eroavat toisistaan tietojen toistuvuuden ja viitteiden eheyden suhteen. Jos assosiaatioita ei ole kuvattu erikseen molempiin suuntiin erikseen, voidaan siitä tehdä erilaisia tulkintoja.
Kuva 3: Esimerkki tietosisällöstä relaatiokannassa.
...
Henkilo_1 määrittelee pakollisen viiteavaimen Yhteystiedot_11 taulusta, joka tarkoittaa sitä että kyseiseen kantaan ei voida tallettaa henkilöä ilman yhteystietoja. Yhteen henkilöön voi kuitenkin liittyä vain yksi yhteystieto. Yhteystiedot_1 tauluun voi kuitenkin tallettaa useita yhteystietoja jotka eivät liity mihinkään henkilöön. Soveltamisprofiililla kuvattu tietomalli (Kuva 1) ei ota kantaa siihen onko kyseinen tilanne sallittu, ellei asia ole kuvattu tekstimuotoisena lisädokumentaationa. Yksisuuntainen assosiaatio tietomallissa tarkoittaa sitä, että Yhteystiedot "ei tiedä" Henkilön olemassaolosta
Vaihtoehto 2
Yhteystiedot_2 määrittelee pakollisen viiteavaimen Henkilo2 taulusta, joka tarkoittaa että kyseiseen kantaan voidaan tallentaa henkilöitä joihin ei liity yhteystietoja. Yhdellä henkilöllä voi kuitenkin nyt olla useampi yhteystieto.
Vaihtoehto 23
Henkilo_2 ja 3 ja Yhteystiedot_23 välille määritellään välitaulu, jonka avulla voidaan kuvata, mikä yhteystieto kuuluu millekin henkilölle. Tilanteesta riippuen tämä vaihtoehto voi olla soveltuvin. Yksisuuntaisen assosiaation kardinaliteetin perusteella ei voida suoraan tietää pitääkö luokkien välille muodostaa välitaulu. Välitaulu voidaan muodostaa tapauskohtaisesti kun kardinaliteetti on 1..*. Henkilöllä voi tässä tapauksessa olla useampi yhteystieto ja kahdella eri henkilöllä voi olla sama yhteystieto. Tilanteesta riippuen tämä vaihtoehto voi olla soveltuvampi. Soveltamisprofiilissa kuvattu tietomalli ei ota kantaa siihen miten tieto talletetaan relaatiotietokantaan.
Soveltamisprofiilissa määritelty tietosisältö voidaan siis toteuttaa relaatiokantana eri tavoin. On huomioitava, että tietovarastoa kuvattaessa soveltamisprofiili on ensisijaisesti tietosisällön dokumentaatio, jossa kuvataan tietosisällön semantiikkaa yksittäisten objektien näkökulmasta. Tietokannan todellista rakennetta vastaava fyysinen ER-kaavio (fyysinen tietomalli) on hyvä tehdä erikseen. Jos soveltamisprofiilissa halutaan määritellä tarkemmin saako samaan yhteystietoon liittyä useampi henkilö, on soveltamisprofiilissa kuvattava erillinen Yhteystiedot -liittyy-(1..*)-> Henkilo -assosiaatio (Kuva 4).
Kuva 4. Assosiaatiot molempiin suuntiin
Vastaavassa loogisen tason ER-kaaviossa assosiaatiot voidaan yhdistää yhdeksi kaksisuuntaiseksi assosiaatioksi (Kuva 5).
Kuva 5. Assosiaatioiden tulkinta relaatiomallissa
Esimerkkejä tietovaraston tietosisältöä kuvaavista tietomalleista:
...
...
Yksiselitteinen vs. joustava tietomalli
Tietomalleja voidaan tehdä tehdään eri käyttötarkoituksiin, jolloin myös tietosisältöjen karkeus (abstraktiotaso) vaihtelee käyttötarpeen mukaan. Tietomallin tietorakenteet tietorakenteita kuvataan myös eri tavoin , esimerkiksi riippuen siitä, määritelläänkö tiedonsiirtomääritystä vai tietokannan kuvausta. Relaatiotietokannan määrittelyssä suositaan yleensä joustavaa tiedon tyypitystä ja roolistusta, jolloin tietokannan rakennetta ei tarvitse muuttaa, vaikka tietokantaan haluttaisiin tallentaa uuden tyyppistä tietoa. Tiedonsiirtomäärityksissä suositaan taas usein yksiselitteisempiä tietorakenteita, jolloin tietosisällön ymmärtämiseen ei tarvita niin paljon erillisiä lisätietoja, kuten tietoa tyypittäviä koodistoja.
Yksiselitteinen vs. joustava tietomalli
kun määritellään tiedonsiirtomääritystä tai tietokannan sisältöä. Joustava tietomalli (dynaaminen) ottaa huomioon tietojärjestelmän muutostarpeen nostamalla tietomallin abstraktiotasoa tyypityksen ja roolituksen avulla. Yksiselitteinen tietomalli (staattinen) määrittelee tietorakenteet ilman tyypityksiä ja rooleja mahdollisimman tarkalla tasolla. Yleensä tietomallinnus on tasapainoilua joustavuuden ja yksiselitteisyyden välillä.
Tietokannan tietosisällön määrittelyssä suositaan yleensä joustavaa tiedon tyypitystä ja roolitusta, jolloin tietokannan rakennetta ei tarvitse muuttaa, vaikka tietokantaan haluttaisiin tallentaa uuden tyyppistä tietoa. Tiedonsiirtomäärityksissä suositaan taas usein yksiselitteisempiä tietorakenteita, jolloin tietosisällön ymmärtämiseen tarvitaan vähemmän erillisiä lisätietoja. Tietoa tyypittäviä ja roolittavia koodistoja käytetään kuitenkin tiedonsiirrossa tapauksissa, joissa tietosisällön voidaan olettaa muuttuvan tai tarkentuvan ajan kuluessa. Tiedonsiirrossa siirretään myös yleensä pienempi määrä tietoa, kun vastaavasti tietokanta rakennetaan säilyttämään kaikki sinne tallennettava tieto.
Tiedon tyypitys
Tyypittäminen on tiedon yleistämistä ja luokittelemista tiedon ominaisuuksien avulla. Tietomallissa voidaan kuvata esimerkiksi luokka Auto, mutta sama tieto voidaan yleistää Liikenneväline-luokaksi lisäämällä luokalle liikennevälineen tyyppi niminen -niminen attribuutti. Tyypittävälle attribuutille voidaan määritellä sallitut arvot koodiston avulla, esimerkiksi tässä tapauksessa arvot 1=Henkilöauto ja 2=Kuorma-auto. Sallitut arvot määritellään yleensä koodistona, jolloin tiedonsiirrossa siirrettävä tallennettava tietomäärä on vähäisempi ja koodien ihmisluettavat termit ja kuvaukset voivat täydentyä kehityksen edetessä ilman tietojärjestelmien muutostarpeita. Joissain tapauksissa tyypit voivat olla myös tietojärjestelmän sisäisiä referenssitietoja, jotka kertyvät sovellusta käytettäessä.
...
Sama tietosisältö voidaan kuvata monesta eri näkökulmasta käyttäen erilaisia tietorakenteita. Esimerkiksi Projektiin liittyvät Henkilöt voidaan kuvata Henkilön tai Projektin näkökulmasta (Esimerkki 1 ja 2). Esimerkeissä on käytetty tiedon tyypittämistä ja roolittamista eri tavoin. Projektiin liittyvien henkilöiden rooli voidaan kuvata yksiselitteisesti Projektin ja Henkilön välisenä assosiaationa (Esimerkki 1) tai Henkilön ominaisuutena (Esimerkki 2). Roolitus ja tyypitys ovat yksiselitteisiä, kun niiden arvojen esittämiseen ei tarvita koodistoja.
...
Rooli voidaan kuvata myös joustavasti koodiston avulla. Tilanteesta riippuen tietomallissa voidaan määritellä Rooli-niminen attribuutti tai assosiaatio Rooli-nimiseen luokkaan (Esimerkki 3 ja 4). Erillisen tyyppi/rooli koodistojen avulla tietomallista tulee joustavampi, jolloin koodiston arvoja voidaan muuttaa myöhemmin muuttamatta itse tietomallia.
Esimerkki 3: Henkilön rooli-attribuutti
Esimerkki 4: Henkilön rooli luokkana
Rooli voidaan kuvata tarpeen mukaan myös ajallisenä ilmiönä, jolloin tietty henkilö voidaan määritellä olevan tietyssä roolissa tiettyyn aikaan (Esimerkki 5).
...
Rooliin liittyviä tehtäviä voidaan kuvata myös ilman varsinaista roolimäärittelyä assosiaatioiden avulla (Esimerkki 6). Tämä tietomalli kuvaa saman asian kuin aiempi esimerkki, mutta sen tietosisältöä ei voida laajentaa ilman tietomallimuutostatietomallin muutosta.
Esimerkki 6: Rooli ajallisena ilmiönä kuvattuna assosiaatioilla
...
Joissain tapauksissa mallinnettava toimija halutaan määritellä abstraktina luokkana. Tällöin voidaan määritellä abstrakti "kuori"-luokka (Esimerkki 8). Tässä esimerkissä Projektitoimija voi olla joko Henkilö tai Organisaatio. Kyseinen mallinnustapa vastaa XML-skeemassa choice- tai JSON-skeemassa oneOf -määrityksiä.
...
Esimerkki 9: Vaihtoehtoinen luokka erillisinä assosiaatioina
Lähteet
DCMI application profiles
CCTS & NIEM
SHACL W3C
Roolin kuvaus eri näkökulmista liittyy vahvasti käyttötarpeeseen. Eri käyttötarpeissa tarvitaan rikkaampia ja tarkempia tietoja kuvaamaan tarvittavia tietosisältöjä. Yleisesti voidaan todeta että esimerkkien 1-9 tarkkuus ja rakenteisuuden taso vaihtelee käyttötarpeen mukaan.
Rakenteisuuden taso
Rakenteisuus tietomalleissa tarkoittaa käsiteltävien tietojen esittämistä sopivalla tarkkuustasolla. Sopiva rakenteisuuden taso määrittyy tietojärjestelmien käsittelysääntöjen kautta. Tiedot tulee kerätä riittävän tarkalla tasolla, jotta tietoa voidaan käsitellä automaattisesti erilaisissa prosesseissa.
Rakenteistamattoman tiedon käsittelyyn voidaan käyttää kuvailevia metatietoja ja tiedon tyypittämistä. Esimerkiksi asianhallintaprosessissa käsiteltävän asian tila kuvataan koodiston avulla, jonka tarkoituksena on mahdollistaa asian käsittelyn seuranta.Directional & Uni-directional relationships