Modelagem Conceitual de Sistemas de Informação
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Modelagem Conceitualde
Sistemas de Informação
IntroduçãoProf. Eber
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Perspectivas de um SI
Contribuição ao sistema “envoltório” (POR QUE?)
Estrutura e comportamento (COMO?)
Funções (O QUE?)
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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
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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
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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.
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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)
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Conceito: definições
Def. de conceitouma idéia abstrata ou genérica generalizada
a partir de instâncias particularesuma idéia ou quadro mental de um grupo ou
classe de objetos formado pela combinação de todos seus aspectos (propriedades)
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Conceito: definições
Def. de um conceito intensão: conjunto de propriedadesextensão: conjunto de instâncias (possíveis)
Exemplo: Número Par intensão: {x | k N e x = 2k}extensão: {2, 4, 6, 8, 10, … }
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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
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Conceitos: teorias
clássica (ou definicional) baseadas em similaridade
conceitos prototípicosconceitos baseados em exemplares
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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)
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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)
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Modelagem Conceitual: exemplos
domínio videolocadoracoisas: cliente, DVD; relacionamento: aluguel
domínio bibliotecacoisas: livro, leitor; relacionamento:
empréstimo domínio esta sala
coisas: professor, aluno; relacionamento: aula
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Modelagem Conceitual: linguagens
LPO (FOL): lógica de primeira ordem
UML&OCL: Unified Modeling Language&Object Constraint Language
Alloy
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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
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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
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Conceitos e InstânciasConceito Pessoa LivroLê
Entidade/Relacionamento
instância de
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Modelo Conceitual
Representação em LPO
Pessoa (_)
Livro (_)
Lê (_: Pessoa ,_: Livro )
Pessoa LivroLê
Representação em UML
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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)
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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)
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Eventos Requisição de Ação
explícitosexternos (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)
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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
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Restrições de Integridade
BI: representação do estado de um domínio (memória).
Integridade = Validade + Completude Validade
fatos verdadeiros Completude
todos os fatos relevantes
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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
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Regras de Derivação
expressões que definem como novos fatos podem ser inferidos a partir de outros fórmulas lógicas fórmulas matemáticas (estatísticas)algoritmos
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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.
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Modelo Conceitual
(versão final)
Modelo Estrutural Modelo Comportamental Restrições de Integridade Regras de Derivação
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Qualidades de um MC
completo correto (válido) entendível simples princípio da conceitualização (independente de
projeto, livre de tecnologia) estabilidade (flexibilidade)