Modelagem Conceitual de Sistemas de Informação

1. Modelagem ConceitualdeSistemas de Informação Introdução Prof. Eber

2. Perspectivas de um SI • Contribuição ao sistema “envoltório” • (POR QUE?) • Estrutura e comportamento • (COMO?) • Funções • (O QUE?)

3. Domínio • Área ou setor da realidade onde se inscreve o SI. • A informação de que trata o SI é chamado sistema objeto ou universo de discurso • O domínio é usualmente uma organização • Os domínios têm uma dinâmica que pode ser descrita por uma sucessão de estados

4. Definição - Funções • Memória: manter uma representação do estado do domínio • Informativa: prover informação sobre o estado do domínio • Ativa: executar ações que mudam o estado do domínio

5. Modelagem Conceitual • Como representar (modelar, descrever) o estado de um domínio? • pressuposto (fundamental): um domínio consiste de (vários) objetos (ou coisas, ou entidades) e dos relacionamentos entre eles, os quais (objetos e relacionamentos) são classificados em conceitos.

6. Modelagem Conceitual • o estado de um domínio (num dado momento) consiste de um conjunto de objetos, um conjunto de relacionamentos e um conjunto de conceitos nos quais os objetos e relacionamentos são classificados • o conjunto de conceitos é chamado de modelo (ou esquema) conceitual (1a versão)

7. Conceito: definições • Def. de conceito • uma idéia abstrata ou genérica generalizada a partir de instâncias particulares • uma idéia ou quadro mental de um grupo ou classe de objetos formado pela combinação de todos seus aspectos (propriedades)

8. Conceito: definições • Def. de um conceito • intensão: conjunto de propriedades • extensão: conjunto de instâncias (possíveis) • Exemplo: Número Par • intensão: {x |  k  N e x = 2k} • extensão: {2, 4, 6, 8, 10, … }

9. Conceito: operações • as operações mapeiam o mundo real no mundo dos conceitos e vice-versa • Classificação: associa um objeto ao seu conceito • Instanciação: associa um conceito a uma instância

10. Conceitos: teorias • clássica (ou definicional) • baseadas em similaridade • conceitos prototípicos • conceitos baseados em exemplares

11. Conceitos Definicionais • Definido pelo conjunto de propriedades necessárias e suficientes • um objeto é instância de um conceito se tem todas as propriedades • Exemplo: triângulo (figura geométrica de três lados), casa (construção (building), lugar onde as pessoas moram, localização geográfica fixa, tem um proprietário, etc)

12. Projeto (design) de Conceitos • conceitos “naturais”: instâncias são objetos familiares. Ex.: árvore, cachorro, temperatura • problema: conceitos naturais existentes não são suficientes para um dado domínio. • solução: inventar conceitos ou refinar definições existentes. • Ex.: leasing, cliente (customer), projeto (project)

13. Modelagem Conceitual: exemplos • domínio videolocadora • coisas: cliente, DVD; relacionamento: aluguel • domínio biblioteca • coisas: livro, leitor; relacionamento: empréstimo • domínio esta sala • coisas: professor, aluno; relacionamento: aula

14. Modelagem Conceitual: linguagens • LPO (FOL): lógica de primeira ordem • UML&OCL: Unified Modeling Language&Object Constraint Language • Alloy

15. Tipo de Entidade • Tipo de entidade: conceito cujas instâncias são objetos individuais e identificáveis (entidades) . • LPO: tipos de entidade são representados por predicados unários. • UML: tipos de entidades são representados por retângulos

16. Tipo de Relacionamento • Conceitos associativos: instâncias relacionam-se a duas ou mais entidades • Tipo de relacionamento: conceito (associativo) cujas instâncias são relacionamentos • LPO: tipos de relacionamentos n-ários são representados por predicados n-ários. • UML tipos de relacionamento binários são representados por uma linha conectando as duas entidades

17. Conceitos e Instâncias Conceito Pessoa Lê Livro instância de Entidade/ Relacionamento

18. Modelo Conceitual Representação em UML Representação em LPO Pessoa (_) Livro (_) Lê (_: Pessoa ,_: Livro ) Lê Livro Pessoa

19. Modelo Estrutural • Modelo estrutural: conjunto dos tipos de entidades e relacionamentos usados para representar o estado de um domínio. • Modelo conceitual (2a versão) = • modelo estrutural + • modelo comportamental

20. Base de Informação (BI) • BI: representação das entidades e relacionamentos do domínio e suas classificações em tipos de entidade e relacionamento • BI: é a representação do estado do domínio • Fato: classificação de uma entidade (relacionamento) em um tipo de entidade (relacionamento) • BI:contem os fatos sobre o domínio.

21. Base de Informação (em LPO) • entidades são representadas por constantes • fatos são representados por fórmulas • tipos de entidade são representados por predicados unários • tipos de relacionamento n-ário são representados por predicados n-ários.

22. Base de Informação (em LPO) • seja um modelo com dois tipos de entidade Pessoa e Livro e um tipo de relacionamento Lê, respectivamente associados aos predicados Pessoa(), Livro() e Lê(). • suponha que o domínio contenha uma pessoa e um livro, e que a pessoa esteja lendo o livro. • A base de informação conterá: • uma constante A representando a pessoa • uma constante B representando o livro • o fato Pessoa (A) representando que A é uma Pessoa • o fato Livro (B) representando que B é um Livro • o fato Lê (A, B) representando que a pessoa A lê o livro B

23. Modelo Comportamental (MC) • MC: modela a dinâmica do domínio • eventos externos: causam mudança no estado do domínio • Eventos de Domínio (ED): • mudanças válidas no estado do domínio • Eventos Requisição de Ação (ERA): • Solicitações de ações que ao SI

24. Eventos de Domínio • Evento estrutural: mudança elementar na população de um tipo de entidade ou relacionamento. • Tipos de evento estrutural • depende da linguagem • em LPO: inserção e remoção de fatos • ED: é um conjunto eventos estruturais • ED: mudança de estado percebida como válida no domínio (transação)

25. Eventos de domínio: exemplo • transferência entre contas • suponha que saldos bancários estejam representados na BI pelo predicado Saldo e que: • Saldo (Conta1, Quantia1) • Saldo (Conta2, Quantia2) • a transferência da quantia M de Conta1 para Conta2 efetiva-se pelos seguintes eventos estruturais: • remoção de Saldo (Conta1, Quantia1) • remoção de Saldo (Conta2, Quantia2) • inserção de Saldo (Conta1, Quantia1 - M) • inserção de Saldo (Conta2, Quantia2 + M)

26. Eventos Requisição de Ação • explícitos • externos (iniciados por usuário) • notificação de evento de domínio • queries • induzidos (iniciados por outra ação) • temporais (iniciados pela passagem do tempo) • gerados (iniciados por alguma condição)

27. Tipos de Evento • eventos (assim como entidades e relacionamentos) são instâncias de conceitos: tipo de evento. • aquele evento de transferência entre as contas Conta1 e Conta2 é uma instância do tipo de evento transferência entre contas. • todo evento tem um relacionamento com a entidade instante de tempo

28. Restrições de Integridade • BI: representação do estado de um domínio (memória). • Integridade = Validade + Completude • Validade • fatos verdadeiros • Completude • todos os fatos relevantes

29. Restrições de Integridade (RI) • RI: condições que a BI deve obedecer e que podem ser verificadas (impostas) automaticamente. • Exemplos • um exemplar não pode estar emprestado a mais de um leitor. • o máximo de empréstimos para um leitor são 5 livros • é proibido emprestar a leitores em atraso • a idade do leitor deve ser inferior a 120 anos

30. Regras de Derivação • expressões que definem como novos fatos podem ser inferidos a partir de outros • fórmulas lógicas • fórmulas matemáticas (estatísticas) • algoritmos

31. Regras de Derivação - exemplo • def. lógica • x é avô (ou avó) de y se existe z tal que x é pai (ou mãe) de z e z é pai (ou mãe) de y. • determinação algorítmica • 1. Busque os dois pais (pai e mãe) z1 e z2 de y. • 2. Busque os dois pais x1 e x2 de z1. • 3. Busque os dois pais x3 e x4 de z2. • 4. Os avós (avôs e avós) de y são x1, x2, x3, e x4.

32. Modelo Conceitual (versão final) • Modelo Estrutural • Modelo Comportamental • Restrições de Integridade • Regras de Derivação

33. Qualidades de um MC • completo • correto (válido) • entendível • simples • princípio da conceitualização (independente de projeto, livre de tecnologia) • estabilidade (flexibilidade)