Modelagem de Sistemas de Informação

1. Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson ScalabrinPh.DMarcos ShmeilPh.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa de Pós-Graduação em Informática Aplicada ( PPGIA ) e-mail: { scalabrin, shm } @ ppgia.pucpr.br

2. Dinâmica do curso • Aulas expositivas • Trabalhos em equipes • na classe • extra classe PUCPR / PPGIA / LASIN / Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

3. Avaliação • Uma prova no final da disciplina • Trabalhos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

4. Modelagem de Sistemas de Informação Objetivo : Fornecer ao aluno conceitos no domínio, em geral de modelagem de problemas do mundo real e em particular a modelagem orientada a agentes. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

5. Modelagem de Sistemas de Informação Ementa : • Fundamentos: • qMetodologias para modelagens do mundo real • qOrientada a resultados • qOrientada a processos • qOrientada a dados • qOrientada a objetos • qOrientada a agentes Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

6. Modelagem de Sistemas de Informação • Sistemas multi-agente: • qO que são agentes? • qTaxinomia de agentes e suas propriedades • qArquitetura de agentes cognitivos • qComponente-comunicação Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

7. Modelagem de Sistemas de Informação • qComponente-raciocínio • qLearning • qPlanning • qCo-ordination • qExpertise • qKnowledge-base Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

8. Modelagem de Sistemas de Informação • qArquitetura de agentes reativos • qSistemas multi-agente • qAplicações de sistemas multi-agente • qTecnologias e plataformas para desenvolvimento Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

9. Modelagem de Sistemas de Informação • Bibliografia: • 1.Artificial Intelligence A Modern ApproachStuart J. Russell And Peter NorvigPrentice Hall ,1995, 932p • 2.Adaption And Learning In Multi-Agent SystemsGerhard Weib Springer, Canada, 1995 • 3.Software AgentsJeffrey M. BradsshawAAAI/Press,Masachussets, 1997, 480p • 4.The Design Of Intelligent AgentsJorg P. MullerSpringer, Berlin, 1996 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

10. Modelagem de Sistemas de Informação • Bibliografia: • 5.Constructing Intelligent Agents With Java : A Programmer's Guide to Smarter ApplicationsJoseph P. Bigus, Jennifer BigusJohn Wiley & Sons, ISBN: 0471191353 • 6.Programming and Deploying Java Mobile Agents With AgletsDanny B. Lange, Mitsuru Oshima, Oshima Mitsuru Addison-Wesley Pub Co, ISBN: 0201325829 • 7.Mobile AgentsWilliam R. Cockayne, Michael Zyda (Contributor) Prentice Hall, ISBN: 0138582424 • 8.Readings in Agents Michael N. Huhns (Editor), Munindar P. Singh (Editor), Les Gasser Morgan Kaufman Publishers, ISBN: 1558604952 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

11. Modelagem de Sistemas de Informação • Bibliografia: • 9.Multi-Agent Systems : An Introduction to Distributed Artificial IntelligenceJacques FerberAddison-Wesley Pub Co, ISBN: 0201360489 • 10.Conception et Realization d’environnement de développement de systèmes d’agents cognitifs, Edson Emílio Scalabrin, Compiègne, dezembro/1996, França, Departamento de “Génie Informatique”, 1996, 169p. • 11.Sistemas multi-agente na modelação da estrutura e relações de contratação de organizações, Marcos Augusto Hochuli Shmeil, Porto, Portugal, Faculdade de Engenharia Eletrotécnica e de Computadores, 1999, 241p. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

12. Enquadramento Sistemas Operativos Máquinas Conceitos e Teorias Linguagens Comunicações IA, IAD Expert Systems Machine Learning Multiagent Systems, ... Estrutura de Dados Projeto de Arquivos Banco de Dados Banco de Dados Distribuído ETC... Sociedade/ Organizações MÉTODOS E TÉCNICAS PROJETOS Problemas do Mundo Real SOLUÇÕES Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

13. Sinal, dados, informação, . . . Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

14. Sinal, dados, informação, . . . Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

15. Sinal, dados, informação, . . . Uma instância Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

16. Metafísica e Ontologia • Metafísica (Aristóteles, pai da ...): • Andrônico de Rodes ( séc. I a.C ) • Aristóteles chamavade “Filosofia Primeira” em oposição à “Filosofia Segunda ou Física” • Ontologia remonta do século XVII, foi empregado como sinônimo de Metafísica Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

17. Metafísica e Ontologia • “ENTE” e “SER” • O “ENTE” é o particípio presente do verbo “SER”, significando “Aquilo que é”, • O “Aquilo invoca certa individualidade, é aquilo que é e não outra coisa, • O “ENTE” é o que pode ser determinado, individualizado e reconhecido a partir de sua identidade. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

18. Metafísica e Ontologia • ENTE é um substantivo (concreto/abstrato) • Atributos: • Cor • Textura • material • forma, • . . . Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

19. Metafísica e Ontologia • Em certo domínio de interpretação • Necessidade de um contorno ( torna-se o mundo de interpretação] • novos atributos emergem de um contorno Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

20. Metafísica e Ontologia • Em algum contorno • Em outro contorno cinzeiro suporte para azeitonas Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

21. O MUNDO DOS ENTES SI - 1 Mundo das ONTOLOGIAS (Sistemas de Informação) SI - 2 SI - 3 CONHECIMENTO Metafísica e Ontologia Mundo dos seres sinais Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

22. Criar modelos que . . . • Como compreender o mundo Real [ Natural + Artificial ) e modelar o compreendido ? ( Criação de artefatos ) Simon Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

23. Criar modelos que . . . • Traço de contorno • DADOS, • PROCESSOS(alteração do espaço de estados - transformações) ente ser Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

24. Criar modelos que . . . • ORIENTADOS À RESULTADOS +- 25 anos • Metodologias ESTRUTURADAS Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

25. DIAGRAMA DE ESTRUTURA XYZ XX YY X1 X2 Criar modelos que . . . • PAGE - JONES Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

26. XYZ XX BB U YY T Criar modelos que . . . • CHRIS GANE et all Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

27. Da1 F1 P1 Criar modelos que . . . • YOURDON ( ESSENTIAL MODEL ) Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

28. E2 E1 EN E3 Criar modelos que . . . • Modelo de dados • Bachman • DeMarco • Jackson • Ken Orr • Warnier • . . . Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

29. Criar modelos que . . . • LÓGICA DE CONSTRUÇAO DE SISTEMAS • (Jean-Domiique Warnier) • 1. Visão de dados ( todo o conjunto de dados deve ser rigorosamente definido por compreensão) • 2. Posteriormente, estudo das saídas e dos processamentos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

30. Modelo de Dados Os modelos são implementados: (i) através de arquivos, (ii) SGBD Duas Espécies de Informação: Entidades e relacionamento (do ponto de vista do modelo e do ponto de vista da Implementação) Os elos podem ser IMPLÍCITOS ou EXPLÍCITOS Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

31. nome nome lotação diretor joão vendas vendas Antônio IMPLÍCITOS ou EXPLÍCITOS IMPLÍCITOS: Funcionários EXPLÍCITOS: nome nome lotação diretor joão vendas Antônio Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

32. VISÃO CONCEITUAL DOS DADOS Estabelece um modelo conceitual para o Banco de Dados da Organização Um certo problema pode ser descrito por: Mundo real ENTIDADES Atributos RELAÇÕES

33. VISÃO CONCEITUAL DOS DADOS Entidade : É um objeto do mundo real que possui significado de existência Relações: É uma associação entre entidades. Estas associações possuem também algum significado Atributo : É uma característica de uma Entidade ou de um Relacionamento

34. RELAÇÕES ou RELACIONAMENTO financiamento Agente financeiro Cliente Data Valor Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

35. RELAÇÕES ou RELACIONAMENTO 1 : 1 (caso particular de 1:N) 1 : N N : N Conectividade Grau da relação Indica quantas entidades estão envolvidas em uma seleção N - ariedade N – ariedade = 3 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

36. EXEMPLO cursa (N:N) CURSO ALUNO currículo (N:N) cursa (N:N) orienta (N:N) DISCIPLINA oferece (1:N) leciona (N:N) pré-requisito (N:N) coordena (1:1) PROFESSOR DEPTO emprega (1:N) Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

37. Modelos Quanto a forma de manter os RELACIONAMENTOS entre as ENTIDADES, os principais modelos utilizados para representar as estruturas lógicas são: Modelo HIERÁRQUICO Modelo em REDE Modelo RELACIONAL Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

38. Modelos • TRANSPARÊNCIAS . . . • Modelo hierárquico • Modelo em Rede Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

39. Candidatos à empregos Ofertas de empregos E1, auxiliar mecânico, EmpC C1, João, Rua XV 130, 275, 30/10/1986 E1, auxiliar mecânico, EmpA C1, João, Rua XV 130, 200, 11/10/1986 C2, Antônio, Rua ZT 20, 100, 12/10/1986 E4, datilógrafo, EmpD E2, torneiro mecânico, EmpB C1, João, Rua XV 130, 150, 20/09/1986 C2, Antônio, Rua ZT 20, 270, 09/10/1986 C3, José, Rua BR 07, 420, 09/10/1986 Modelo Hierárquico E(cod, cargo,empresa Edson Scalabrin e Marcos Shmeil C(cod, nome, endereço, salário pretendido, data inscrição

40. Modelo Hierárquico • no exemplo, o observador vê 4 árvores separadas, • cada árvore consiste de “1” ocorrência “emprego”, e • “n” ocorrências “candidato” • um “emprego” poderá não possuir “candidato” • o registro de topo é conhecido como “RAIZ”, • um nó poderá ter “n” dependentes e cada nó dependente poderá ter “n” dependentes e assim sucessivamente, • as árvores poderiam ter como “raiz” o candidato e como dependentes as ofertas de emprego, ofertas de emprego candidatos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

41. Modelo Hierárquico • ASPECTOS: • INSERÇÃO : não há como cadastrar um candidato sem uma oferta, • REMOÇÃO: se desejarmos remover um dado do candidato, ou mesmo uma determinada oferta de emprego, eliminamos o cadastro do funcionário, • ATUALIZAÇÃO: se necessitarmos alterar o endereço de um candidato, para não torna-lo inconsistente, deveremos altera-los em todas as ocorrências, e • PESQUISA: não há simetria. Ex: • “Encontre os candidatos de uma certa oferta de emprego” • “Encontre as ofertas de emprego para um certo candidato” ofertas de emprego • A maior desvantagem da abordagem HIERÁRQUICA é que nem todos os problemas do mundo real são hierárquicos candidatos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

42. Candidatos à empregos Ofertas de empregos Modelo em REDE • Modelo proposto pelo “DBTG” da “CODASYL”, • Tomando o mesmo exemplo anterior Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

43. Modelo em REDE C1, João C2, Antônio C1, José 200,00 11/10/86 150,00 20/09/86 275,00 30/10/86 100,00 12/10/86 270,00 09/10/86 420,00 11/10/86 E1, aux..., empA E2, torn.., empB E3, mec..., empC E1, dat..., empD Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

44. Modelo em REDE Candidatos à empregos • é uma estrutura mais geral do que a hierárquica, • UMA ocorrência poderá estar subordinada a VÁRIAS outras ocorrências, bem como ter como subordinada VÁRIAS outras, • a abordagem em rede, nos permite modelar uma relação “n:n” mais diretamente que a hierárquica, • no exemplo podemos observar a introdução de um conector (associação entre candidato e oferta de emprego) Ofertas X candidato Ofertas de empregos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

45. Modelo em REDE • ASPECTOS: • PESQUISA: apresenta simetria em relação a hierárquica, • INSERÇÃO: simplesmente cria-se uma nova ocorrência mesmo que não haja associação para ela, ex.: candidato, • REMOÇÃO: para remover a inscrição, tira-se o conector, ajustando-se as referências internas, • ATUALIZAÇÃO: podemos alterar, por exemplo, o endereço do candidato sem a preocupação de inconsistências quanto as redundâncias. Candidatos à empregos Candidato X Ofertas Ofertas de empregos • A maior desvantagem da abordagem em REDE é a excessiva complexidade nas estruturas de dados Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

46. Modelos • RELACIONAL • Introduzido por E. F. CODD • Oferece uma representação simples e natural do Banco de Dados • A Estrutura Lógica oferecida para representar o mundo real, consiste em TABELAS , denominadas de RELAÇÕES Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

47. Modelos • RELAÇÕES • Dada uma coleção de Conjuntos D1, D2,..,Dn (não • necessariamente disjuntos), R é uma relação nos • “n”conjuntos de “n-tuplas”ordenadas (d1, d2,... dn) tais que d1 D1 ; d2 D2 ; ... ; dnDn . • D1, D2,..,Dn são domínios de R. O valor de “n” é o grau de R. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

48. A4 #aluno A2 A3 A1 josé joão rosa nome eliane 56,0 74,0 72,5 peso 54,0 1,69 1,75 1,67 altura 1,80 cast olhos verde preta azul idade 18 18 20 19 f sexo m f m RELACIONAL RELAÇÃO: ALUNO tupla O grau da relação é 7 (sete). O número de tuplas (cardinalidade) é 4 (quatro) grau 1 = unárias, grau 2 = binárias, grau n = n-árias Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

49. RELACIONAL P1 P2 X1 X2 X3 P1X1 P1X2 P1X3 P2X1 P2X2 P2X3 Ex: palavras Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

50. IMPLEMENTAÇÃO VIA ARQUIVOS Seqüencial Indexado Direto Edson Scalabrin e Marcos Shmeil