ì Análise e de Sistemas Aula T02 Introdução à Conceptual (cont.) Referência: Conceptual Modeling of Informa4on Systems (Capítulo 1)
2 Resumo q Esquema Estrutural q Base informacional q Esquema comportamental q Restrições de integridade q Regras de inferência q Qualidade dos modelos conceptuais q Cronologia da modelação conceptual
3 Esquema estrutural ì O esquema estrutural representa o domínio ì O estado do domínio consiste de um conjunto de propriedades relevantes ì A relevância das propriedades depende do objecovo do sistema e dos stakeholders
4 Pressuposto do Esquema Estrutural q Um domínio está composto por objectos, relações e conceitos. Os objectos e relações são classificados dentro de conceitos. q Exemplo: objectos classificados como clientes, productos e relações entre clientes e productos classificadas como vendas. q Pressuposto parolhado pela linguís4ca, lógica de primeiro ordem e ciências cogni4vas.
5 Conceitos, objectos e relações Relações Person" Reads" Book" Conceitos Conceitos Objectos
6 Pressupostos adicionais ì Os modelos conceptuais de sistemas de informação incluem pressupostos adicionais: ì Os objectos, relações e conceitos incluem várias propriedades que devem ser especificadas. ì Fornecem uma vista que mostra as mudanças do domínio (Vista Comportamental)
7 Propriedades Relações Título Idade Person" Reads" Book" Conceitos Conceitos Objectos
8 Esquemas conceptuais e ontologias ì Quando assumimos que um domínio está composto de objectos, relações e conceitos, assumimos um compromisso ontológico ì Nos sistemas de informação este compromisso chama- se ESQUEMA CONCEPTUAL ì O conjunto de conceitos de um esquema conceptual consotui uma conceptualização. ì Em áreas da engenharia informáoca (par4cularmente na inteligência ar4ficial), a especificação (Opicamente formal) de uma conceptualização é também chamada ONTOLOGIA.
9 O Conceito de CONCEITO q Idea genérica ou abstracta generalizada a paror de instâncias paroculares q Ideia ou imagem mental de um groupo ou classe de objectos formada pela combinação de todos os seus aspectos q Um conceito tem extensão e intensão ü Extensão: conjunto de possíveis instâncias ü Intensão: propriedade parolhada por todas as instâncias
10 A operação de Classificação q Enquanto seres humanos, nós usamos os conceitos para estruturar a nossa percepção de um domínio q Os conceitos nos ajudam a classificar as coisas q O que observamos depende dos conceitos que empregamos q A classificação é a operação que associa um objecto com um conceito.
11 A operação de Instanciação q A operação inversa, a instanciação, nos dá uma instância de um conceito. q O conjunto de objectos que consotui as instâncias de um conceito num momento dado, chama- se população do conceito
12 Tipos de entidade vs entidades q As encdades são objectos individuais é idenoficáveis q Um Cpo de encdade é um conceito cujas instâncias são en4dades q Uma en4dade pode ser instância de vários 4pos de en4dade q João (objecto) pode ser instância de pessoa e aluno q Um conceito pode ter 0 en4dades q Um objecto novo que não pode ser classificado nos conceitos existentes requer a definição de um novo conceito.
13 Tipos de relação vs relações q Os conceitos associaovos chamam- se relações q As relações são classificadas em Cpos de relação i.e. são instâncias dum 4po de relação dado
14 Conceitos, classificação e instanciação Concept" Person" Reads" Book" instantiation" Instance of" entity/" relationship" classification"
15 Exemplos
16 Esquema estrutural e conceptual ì O conjunto de Opos de enodade e relação uolizados para observar o estado de um domínio chama- se à conceptualização desse estado ì A descrição dessa conceptualização é chamada ì Esquema conceptual do estado ou ì Esquema estrutural ì O esquema estrutural oferece uma vista desse estado ì O conjunto formado pelo esquema estrutural e o esquema comportamental (próxima aula) chama- se o esquema conceptual
17 Base Informacional q A vista estrutural descreve os Opos de enodades, relações e as suas propriedades (em BD é o esquema da BD) q A base informacional contém as enodades e relações assim como a sua classificação nos seus respecovos Opos (em BD são as tabelas) q A base informacional representa o estado do domínio
18 Base Informacional Conceptual schema of the domain" Conceptual schema of the " information system" Company" Works" Person" Reads" Book" Person" Book" Reads" Domain" Information base" Person(A)" Book(B)" Reads(A,B)"
19 O Esquema comportamental ì Eventos do domínio e eventos estruturais ì Mudam estado do domínio ì O estado do domínio muda se: ì As (enodades + relações) t (enodades+relações) t+1 ì Mudança de estado = Σeventos estruturais ì ì Definição de evento estrutural depende da linguagem de modelação ì Em lógica de 1º ordem há dois; (1) inserção e (2) remoção de factos Mudança de estado do domínio através de 1 ou mais eventos estruturais válidos (em BD evento transacção)
20 Comportamento: Acções ì Os sistemas de informação realizam acções ì As acções mudan a base de informação - > mudam o estado do domínio - > ì As acções são eventos ì Eventos de pedido de acções (acoon request) ì ì ì Pedido a um SI para executar uma acção Pedidos são explícitos, temporais ou gerados Os pedidos explícitos são externos (por um uolizador) ou induzidos (por outra acção)
21 Comportamento: Acções II ì Tipos de pedido de acção ì ì ì ì A nocficação de eventos de domínio ocorre quando os uolizadores informam directamente ao sistema a ocorrência de um evento de domínio. As consultas (queries) fornecem informação ao iniciador do pedido. O pedido temporal é iniciado automaocamente com a passagem de um dado período de tempo O pedido gerado é produzido quando uma dada condição és saosfeita.
22 Tipos de evento I ì Os eventos de domínio ou os pedidos de acção também são instâncias de conceitos. ì Um Cpo de evento é portanto, um conceito cujas instâncias são eventos ì Os eventos têm propriedades ou caracterís4cas que os relacionam com outras en4dades.
23 Tipos de evento II ì Todos os eventos estão relacionados com a en4dade instante de tempo, que corresponde ao seu momento de ocorrência ì Os Cpos de evento relevantes e o seu efeito sobre o estado do domínio fazem parte do esquema comportamental ì Os pedidos de acção e os seus efeitos sobre o estado do domínio fazem parte da descrição das funções específicas do sistema
24 Tipos de evento Conta" Transferência" Dinheiro"
25 Exemplo: transferência bancária ì Evento de domínio: transferência de M euros da conta 1 à 2 ì Base informacional ì Balance (conta 1, saldo 1) ì Balance (conta 2, saldo 2) ì Eventos estruturais ì apagarbalance (conta 1, saldo 1) ì apagarbalance (conta 2, saldo 2) ì ì inserirbalance (conta 1, saldo 1- M) inserirbalance (conta 2, saldo 2+M)
26 Exemplo: inscrição aluno ì Evento de domínio: Enviar mensagem M para Receitor R ì Base informacional ì Nº alunos (disciplina, valor) ì Eventos estruturais ì EnviarMensagem (M,R) ì MudarEstado(M, R)
27 Hierarquia de Conceitos conceito Tipo de enodade Tipo de relação Tipo de evento Pedido de ação Explícito Temporal Gerado Externo Induzido NoOficação Consulta
28 Restrições de integridade I ì Uma base de informação é válida se todos os seus factos estão certos ì Uma base de informação está completa se contém todos os factos relevantes ì Problemas em: ì Mensagens de entrada ì Observação do domínio ì Podem causar a inserção de factos falsos ou incompletos
29 Restrições de integridade II ì Integridade da base de informação = válida + completa ì Quase sempre, a integridade requer intervenção humana ì Verificar factos vs o domínio
30 Restrições de integridade III q A manutenção da integridade pode ser custosa e/ou morosa q É possível criar mecanismos que para garanor certo nível de integridade q Esses mecanismos são definidos através de condições ou regras, chamadas restrições de integridade
31 Restrições de integridade IV q Exemplo: ü Domínio composto pelos Opos empregado e projecto, onde um empregado está sempre associado a um ou mais projectos ü Regra de integridade: todos os empregados estão alocados pelo menos a 1 projecto q As restrições de integridade fazem parte do esquema conceptual
32 Regras de inferência q Sem capacidade de inferência um sistema só poderia fornecer a informação recebida do seu ambiênte q A capacidade de inferência de um sistema consta de: ü ü Regras Mecanismos de inferência q Uma regra de inferência define uma enodade ou relação em termos de outras (esquema conceptual) q O mecanismo de inferência usa as regras para derivar informação nova (estrutura interna do sistema, código)
33 Importância do esquema conceptual num SI ì Essencial para realizar as suas funções ì Todo sistema de informação tem embebido um esquema conceptual. ì Enquanto mais explícito, mais flexível, transparente e permite maior interoperabilidade ì Um programador requer conhecer o esquema conceptual do sistema para poder desenvolve- lo
34 Qualidade do modelo conceptual q CompleOtude q ExacOdão (correctness) q Compreensibilidade (Simplicidade) q Independente do desenho do sistema q Estabilidade ü ü ü Flexibilidade Extensibilidade Mudanças pequenas nos requisitos => mudanças pequenas no esquema
35 Completitude vs Correção Modelo conceptual completo è C contém D Required" knowledge" Conceptual" schema" Modelo Conceptual Correcto è D contém C D" C" Modelo conceptual completo e correcto è D C Fig. 1.7. Completeness and correctness
36 História da modelação conceptual I ì Modelos baseados em lógica ì Modelo do Young and Kent (1958) ì Definir um sistema de forma abstracta, sem detalhes de implementação ì Conceitos: ì documentos de entrada e saída, ì documentos contém conjunto de informações interligadas, ì documentos de saída produzidos de documentos de entrada ou condições dadas ì InformaOon Algebra (CODASYL, Bosak et al 1969) ì Conceitos: Entradas, transformações e saídas ì Sem referência aos aspectos vsicos ì Formato de representação de dados, organização dos ficheiros
37 História da modelação conceptual II ì Program Statement Language (PSL, inícios dos 70) ì ì ì ObjecCvo: gerar código automaocamente a paror de especificações (não aongido) ì CASE pioneiro desenvolvido PSA Em Europa, Langefors (1974) origina InformaOon Analysis Structured Analysis & Design Technique (SADT) ì desenvolvido por Marca & McGowan em 1988 ì Diagramas de fluxos de dados
38 História da modelação conceptual III ì Modelos semânccos de dados ì Modelos de BD dominantes (hierarquico, redes, relacional) ì Baseados no modelo de registo (record model) ì Em 1972 o comité ANSI/X3/SPARC idenofica a necessidade de defnir um modelo conceptual de BD (entre o modelo externo (do uolizador) e o interno (do programador) ì Representa a visão da empresa da estrutura dos seus dados ì Abrial s binary model (1974) ì Chen s ER model (1976) ì Influenciados pela IA (redes semânocas, enquadramentos)
39 História da modelação IV q q Modelos conceptuais de sistemas de informação ü Relatório Conceitos e terminologia do esquema conceptual e base de informação (ISO/TC97/SC5,1982) ü CRIS conferences (1982-94), 13 system development methodologies, with the conceptual model at their core ü Influenciados por representação do conhecimento e engenharia do soware Orientação a objectos ü Finais dos 80, várias linguagens de modelação (ex.grady & Booch) ü Esforços de standardização liderados pelo OMG ü UML (adoptado pela OMG em 1997)