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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
Centro de Engenharia Elétrica e Informática
Pós-Graduação em Ciência da Computação
MODELOS DE DADOS
Parte 2 – Sistemas de Informação
Ulrich Schiel
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PARTE II - Sistemas de Informação
"Um sistema de informação é
uma coleção de unidades funcionais que interagem entre si, trocando informações de acordo com regras pré-estabelecidas.”
G. Richter
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Sistema de Informação pode ser interpretado como:
Um sistema técnico, implementado em um computador
com tecnologia de telecomunicações;
Um sistema social, como sendo uma sociedade organizada
que possui certas necessidades de informação;
Um sistema conceitual, que seria uma abstração dos dois
conceitos acima.
FRISCO - Report
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
informação• é um dado com significado
• o ato de informar
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Sistema de informação
• fechado
• temporal
• probabilístico
• dinâmico
Sistema de Banco de dados• aberto
• atemporal
• determinístico
• estático
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Taxonomia da informação
Descritiva:
Imperativa:
especificávelexplícita
informativa
- formatada (dados, registros)
- semi-formatada/estruturada (regras, documentos XML, partituras)
- não-formatada (textos, imagens)
(catálogos, esquemas, dicionários de dados, estatísticas)
(transações, programas, instruções, regras de produção)
implícita- inf. derivada (regras de produção)
- inf. agregada, minerada
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
FRISCO Report - terminologia básica
Coisa: qualquer parte de um conceito de um domínio‘Machado de Assis’
‘o escritor de Don Casmurro’Predicador: é uma coisa, usada para caracterizar ou qualificar outra coisa,chamada de coisa predicada
Relacionamento: é uma coisa composta de uma ou muitas coisas predicadas
‘Machado de Assis escreveu Don Casmurro’
Outros conceitos: conjunto associado; entidade; tipo; população; instância
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
FRISCO Report - terminologia básica
Transição: É um relacionamento binário entre duas coisas compostas diferentes, chamadas pré-estado e pós-estado da transição,
‘quadro limpo quadro sujo
Atores, Ações e actands
Açãoactand actand
ator
Pré-estado Pós-estado
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
FRISCO Report – Níveis semióticos
Mundo físico: sinais, traços, distinções físicas, hardware, tokens físicos
Empírico: padrões, variedade, barulho, entropia, capacidade do canal, código
Sintático: estrutura formal, linguagem, lógica, dados, registros, dedução, software, arquivos
Semântico: significados, proposições, validade, denotações.
Pragmático: intenções, comunicação, conversação, negociações, discurso.
Mundo social: expectativas, contratos, leis sociais, cultura.
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
FRISCO Report – Conceitos formais
Fonte: Relatório Técnico DSC/001/2001
1 CAMADA FUNDAMENTAL
1A CAMADA AÇÃO, ATORES E ACTANDS
2A CAMADA DE CONCEITOS COGNITIVOS E SEMIÓTICOS
3A CAMADA DE CONCEITOS DE SISTEMA
4A CAMADA DOS CONCEITOS DE SISTEMAS
ORGANIZACIONAIS E DE INFORMAÇÃO
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Níveis de uma organização
FRISCO Report – Conceitos formais
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Informação Gerencial (MIS)
Produz a informação correta, no local correto na hora certa
• Sistemas de Suporte à Decisão (DSS)
Trata de problemas poucoestruturados de naturezaestratégica ou tática
• Sistemas de Informação Executiva (EIS)
É um DSS que provê:• visões alternativas dos dados• integração de dados externos• estatísticas
OUTROS: Sistemas Baseados em Conhecimento, Sist. Inf. Geográfica, etc.
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Processamento de Transações
- Automatização de rotinas- Processamento de grandes massas de dados
Folha de pagamento Loteria esportiva
TECNOLOGIA: Sistemas de Gerência de Bancos de Dados
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Informação Gerencial (MIS)
Produz a informação correta, no local correto na hora certa
Relatórios gerenciais (programados)
TECNOLOGIA: Data Warehousing
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Suporte à Decisão (DSS)
Trata de problemas poucoestruturados de naturezaestratégica ou tática
• Sistemas de Informação Executiva (EIS)
É um DSS que provê:• visões alternativas dos dados• integração de dados externos• estatísticas
Assistência imediata na solução de problemas complexos
TECNOLOGIA: Processamento analítico (OLAP),Integração de Dados na Web, Bases em Conhecimento, RBC
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas Baseados em Conhecimento
O sistema possui informação (conhecimento) especializado, tem poder de raciocínio e toma iniciativas por si próprio
Simulação de sistemas complexosTomadores de decisãoEspecialistasSistemas automáticos (parcialmente fechados)
TECNOLOGIA: Sistemas Especialistas, Bancos de Dados Ativos,Redes Neurais, Bancos de Dados Dedutivos, Bases de Conhecimento
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Informação Geográfica
O sistema processa e visualiza dados geográficos
TECNOLOGIA: Bancos de Dados Espaciais
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Tempo RealSistema de tarefas:Tarefa <T, td, tf>, td = tempo de disponibilidade tf = tempo de finalização
O sistema realiza tarefas com restrições temporais fortes
TECNOLOGIA: Bancos de Dados Temporais, Multimidia, BDTR: Objetos e tarefas temporais
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Bibliotecas Digitais
As fontes de informação são não-estruturadas e/ou Multimídia
TECNOLOGIA: Sistemas de Recuperação da Informação, Bancos de Dados Multimídia, Processamento de Linguagem natural, Imagens, Áudio e Vídeo
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
• Sistemas de Informação na Web• Recuperação da Informação• Serviços Web
As fontes de informação são não-estruturadas e externas
TECNOLOGIA: Sistemas de Recuperação da Informação, Bancos de Dados na Web, Web Services, Browsers, Processamento de Linguagem natural, Ontologias
![Page 21: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/21.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Tipos de Sistema de Informação
OUTROS:
• Sistemas Históricos• Sistemas de planejamento• Sistemas Distribuídos (homogêneos ou heterogêneos)• Bibliotecas Digitais
TECNOLOGIA: Bancos de Dados Multimídia, Bancos de Dados Temporais, Bancos de Dados Textuais, Bancos de Dados Distribuídos, Bancos de Dados na Web, Recuperação e Extração da Informação
![Page 22: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/22.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Estrutura DIK – Dados, Informação, Conhecimento
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Estrutura Controle Comportamento
Sistema de Informação
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• DICOTOMIA:
O Homem observa fenômenos, a natureza, o mundo, ele próprio, etc., e formula modelos conceituais sobre eles.
• HERÁCLITO (520 a.C.):
• tudo flui (panta rei)
• ARISTÓTELES:• A realidade são as coisas individuais• Todos conceitos são predicados
• ONTOLOGIA = o que é
• EPISTEMOLOGIA = o que se sabe
• ÉTICA = o que é certo
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• DICOTOMIAS
• Pensar• Abstrato• Tempo• Subjetivo• Ying• Idealismo• Processo• conhecimento procedural• Álgebra
• Ver, Sentir• Concreto• Espaço• Objetivo• Yang• Materialismo• Dado• conhecimento declarativo• Geometria
![Page 26: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/26.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
I. KANT:
Noumenon: Uma coisa em si
abstraçãoobservação
Phenomenon:
Uma manifestação ou observação de Uma coisa
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Os 3 mundos de POPPER:
Mundo objetivofísico
Mundo abstrato, mental(linguagem, conhecimento, matemática, leis, etc.)
Mundo subjetivopsicológico
![Page 28: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/28.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Os 3 mundos de Smith:
Mundo materialpessoas, documentos, experimentos
Mundo particular(forças, campos, posição espaço-temporal.)
Mundo universalTipos, conjuntos, leis, matemática
instanciação
![Page 29: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/29.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
As 2 visões de Hirschheim, H. Klein, K. Lyytinen :
• Objetivismo
Um modelo de dados é um espelho ou uma imagem da realidade
Wittgenstein Tractatus Logico-Philosophicus – teoria do significado
Dados são fatos ou entidades
Um modelo de dados formaliza as mensagens trocadas pelos membros de uma comunidade
• Subjetivismo
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Triângulo Semiótico (Triangulo semântico de Ogden & Richards):
• Símbolo
• Conceito (idéia)
• Coisa
designa
descreve
Se refere a
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
O Mundo real
Universo do discurso
Mundo concreto Mundo abstrato
Nívelexterno 1 Nível
externo 2Nível
Conceitual
Nível interno
33
33
100001
interpretaçãorepresentação
MundoModelo
Trinta-e-três33,00
Os 3 mundos dos Sistemas de Informação:
![Page 32: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/32.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
O Mundo real
Mundo concreto Mundo abstrato
33
Os 3 mundos dos Sistemas de Informação:
Pelo OPM-Object Process Model de Dori
• Objetos do mundo concreto são objetos físicos• Objetos do mundo abstrato são objetos informáticos
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Idade:33PESSOA(Nome:”João”, Idade:33)
Distância:33 km
33
interpretação
DADO
INFORMAÇÃO
João é jovem CONHECIMENTO
contextualização
![Page 34: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/34.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
É um registro em meio eletrônico,papel ou outra mídia
É um dado munido de um significado
DADO(sintaxe)
INFORMAÇÃO(semântica)
• é entendimento obtido por experiência, observação ou estudo (Oxford Dictionary)• é informação organizada para solução de problemas (Webster’s Dictionary)
CONHECIMENTO(pragmática)
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
4 Category Ontology (Loewe):
Non-substantial Substantial
Universal Non-substantial universals:Properties and relations
(“fogo queima palha”)
Substantial universals:Natural kinds and persisting objects
(“o fogo”, “palha”)
Particular Non-substantial particular:Property-instances and relation-instances(“estou vendo a palha de meu sítio queimando”)
Substantial particular:Propertied individuals, concrete objects
(“a palha de meu sítio”)
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Pirâmides:
Ingenuidade_________Sabedoria
______________Expertise
___________________Entendimento
________________________Conhecimento
_____________________________Informação
_________________________________Dados
DIKUEWI [Dor02]:
Faísca ou erupção de sabedoria_encontrando inovações, formas de pensar_
Capacidade de capitalizar expertise __para achar soluções novas e criativas__
Alto nível de _entendimento para solução de problemas_
Conhecimento digerido habilitando um modelo mental
_____de causa e efeito____É informação assimilada,
__processada e analisada________Dados processados e
___agrupados de forma significativa___Símbolos elementares
![Page 37: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/37.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Um bom modelo representa e processa todos objetos da aplicação modelada (tudo) e nada mais (somente tudo).
Princípio TST – Tudo e somente Tudo
O que é um bom modelo?
![Page 38: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/38.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
Sistema de Informação
Estrutura Controle Comportamento
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
ONTOLOGIA
Entidades
33
Relacionamentos
gosta-de
ilumina
idade
Atributos
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
ENTIDADES x RELACIONAMENTOS x ATRIBUTOS
trabalha-em-> 0,11..20 <-tem-membro
ENGENHEIROnome:salário:
PROJETOnome:orçamento:
gerencia -> 0,11 <- gerenciado-por
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
RELACIONAMENTOS com Papéis
PESSOA casada-com
Esposa
Marido
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
RELACIONAMENTOS como classe
EXEMPLAR USUÁRIOemprestado-por 0,1
0,5 empresta
EMPRÉSTIMOdata:estado:
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
RELACIONAMENTOS múltiplos
ARTIGO
LIVRO
PERIÓDICO
Contido-em
Contido-em
(Xor)
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
RELACIONAMENTOS: DEPENDÊNCIAS
LIVRO
título
EXEMPLAR
nr.tombamentoestado:{disponível,reservado
`instancia`
• instancia
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação
RELACIONAMENTOS: DEPENDÊNCIAS
• refina • deriva
LIVRO
título
CONTEÚDO
índicetexto
indexar
PALAVRA-CHAVE
indexa1..*
1..*'deriva'
`refina`
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Abstrações
É o processo de descartar detalhes desnecessários de um objeto
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Abstrações Classificação
Ser humano
Um predicado e sua extensão
Extensão / Intenção
Um conceito e sua intensão Ser humano
Banco (?)
Frege: Significado (Extensão) / Sentido (Intenção)
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Abstrações
Classificação
EMPRESA
PESSOA
CONTRIBUINTE
HOMEM
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Representação
PESSOAnome:string;idade:integer;gosta-de:objeto;
representação :PESSOAnome: Joseph Haydn;idade: 66;gosta-de:‘sol’;
Instância-de
classificação
Mundo real Mundo modelo
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Generalização/Especialização
ESTUDANTE
PROFESSOR
PESSOA
HOMEMMULHER
EMPRESA
CONTRIBUINTE
atividade sexoU+
categoriaU+
- completo- disjunto+
U
Relação é-um (é-um(s,g))
discriminador
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Generalização/Especialização
Relação é-um (é-um(s,g))
Sejam A e B duas classes. E |A| e |B| os respectivos conjuntos de instâncias de A e B. Então definimos
é-um(A,B) def |A| |B|
Classificação, Intenção
Relação é-elemento(e,C))
é-elemento(e,C) def e |C|
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Visões - Especialização por categoria
HOMEM
PESSOA
MULHER
sexo
JOVEMADULTO
VELHO
idade
discriminador
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Visões - Especialização por papel
NO EMPREGO
EM CASA
PESSOA
papel
MOTORISTANO TRÂNSITO
EM FÉRIAS
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agregação/Composição
EXEMPLAR
possui
Relação Parte-Todo (parte-de(p,t))
AUTORIA TÍTULO
LIVRO
EDITORAANO
Composição heterômera
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agregação X Relacionamentos
AUTOR TÍTULO
LIVRO
EDITORA
ANO
EXEMPLARpossui
escrito-por
nomeeditado-por
publicado-em
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agregação X Dependêcia – ‘instancía’
LIVRO EXEMPLAR
IMPRESSÃO
instancia
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agrupamento/agregação/power type
Composição homeômera Relação Parte-Todo‘elemento-de’
AUTORIA TÍTULO
LIVRO
EDITORAANO
AUTOR
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agrupamento/agregação/power type
TURMA
ALUNO
CURSO
DISCIPLINA
PERÍODO
![Page 59: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/59.jpg)
CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Relação Parte-Todo (parte-de(p,t)) - Mereologia
QUESTÕES:
1. a parte pode existir sem o todo?2. o todo pode existir sem a parte?3. uma parte pode estar em vários todos?4. trocar uma parte altera o todo?5. as partes são homogêneas? 6. as partes são heterogêneas?7. As partes estão ordenadas?8. a composição/agregação pode ser mista?
Page-Jones: Composição: ~2, ~3, 4, 6 (com multiplicidades) Agregação: 2, 3, ~4, 5
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agrupamento/agregação/power type
AUTORIA
AUTOR
Como dependência powertype
powertype
TURMA
ALUNO
powertype
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CAPÍTULO II - Sistemas de Informação - Abstrações
Agregação genérica
TÍTULO
LIVRO
EDITORAANOAUTOR
EXEMPLAR
1..*
1..*
1..*
![Page 62: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/62.jpg)
PARTE II - Sistemas de Informação - Abstrações
1) é-um(A,B) & é-um(B,A) A=B
2) é-um(A,B) & é-um(B,C) é-um(A,C)
logo é-um e uma relação de ordem parcial
3) é-um(A,B) & é-um(A,C) = D(é-um(B,D) & é um(C,D))
4) é-parte(A,B) é-parte(B,A)
5) é-parte(A,B) & é parte(B,C) é-parte(A,C)
6) é-um(A,B) & é-parte(B,C) é-parte(A,C)
O caso é-parte(A,B) & é-um(B,C) é-parte(A,C)
nem sempre é verdadeiro, pois nem toda entidade de C tem que ser um
agregado com A.
7) é-um(A,B) & é-parte(A,C) é-parte(B,C)
8) é-um(B,C) & é-parte(A,C) é-parte(A,B)
9) é-um(A,B) & é-elemento(B,C) é-elememto(A,C)
10) é-um(B,C) & é-elemento(A,C) é-elemento(A,B)
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PARTE II - Sistemas de Informação - Abstrações
PUBLICAÇÃO
P-DIGITAL
P-PAPEL
PERIÓDICO MONOGRAFIA
meio tipo
LIVRO ANAIS
tipo
DISSERTAÇÃO
USUÁRIO
EXEMPLAR
reserva empréstimo
instancia
ARTIGO
{Xor}
contido-em
AUTORIA
AUTOR
1
1
1..*
1
0..*
+UU
+
0..3
0..1
TÍTULOCONTEÚDO
![Page 64: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/64.jpg)
PARTE II - Sistemas de Informação - Abstrações
CONS-COMB
FAB-P-ANO
QUANTIDADE
FABRICANTE
ANO-PROD
QUANTIDADE NOME
MODELO
NUM-SERIE
NUM-REGISTRO
CARRO-DE-FAB CARRO-
EM-GAR
CARRO-EM-USO
CARRO-DESTRUIDO
DATA
GARAGEM
PESSOAGRUPO-
PESSOAS
possue(1,*> possue(0,*><1,1)possue
em(1,1>
possue(0,*>
<1,1)produzido-em
modelo(1,1>
<1,1)tem-serieregistro(1,1>
<1,1)tem-nometem-nome(1,1>
carros-fabricados(1,1>
<1,1)cons-maximo
consumo(1,1>
total(1,1>
CARRO
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Exercício em aula
Fazer o esquema conceitual de uma família convencional (um casal de pai e mãe com filhos).
Acrescente os atributos que achar necessário. Considere tanto atributos da família como um todo, como dos membros.
Todas dúvidas devem ser resolvidas de alguma forma e as soluções justificadas.
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Dados semi-estruturados
Origens:
• Estrutura irregular(ausência de atributos, atributos imprevisto, domínios diferentes,ordem dos atributos)
Telefone; origem; Endereço
EXEMPLO
• Estrutura implícita Idade; Textos; Esquemas data-driven
• Estrutura parcial(dados com parte estruturada e parte livre)
Ficha médica
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Dados semi-estruturados
Origens:
• Estrutura extensa(número grande de atributos, alguns possivelmente nulos)
Curriculum Vitæ, registro bibliográfico
EXEMPLO
• Estrutura evolucionária Páginas Web
• Estrutura descritivaou indicativa(conseqüência das anteriores)
Páginas XML, HTML, DC
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Dados semi-estruturadosRegistro bibliográfico: EXEMPLO
• Type of Material: Book (Print, Microform, Electronic, etc.) •Personal Name: Gray, Peter M. D., 1940- •Main Title: Object-oriented databases : a semantic data model approach/ Peter M.D. Gray, Krishnarao G. Kulkarni, Norman W. Paton. •Published/Created: New York : Prentice Hall, 1992. •Description: xv, 237 p. : ill. ; 24 cm. •ISBN: 0136302033 : $38.00
000 01121cam a2200277 a 450 MARC001 4379613 005 19941006095702.5 008 910910s1992 nyua b 001 0 eng 035 __ |9 (DLC) 91032213 906 __ |a 7 |b cbc |c orignew |d 1 |e ocip |f 19 |g y-gencatlg 955 __ |a pc03 to bg00 09-10-91; bg03 to SCD 09-11-91; fg09 09-12-91; fr25 09-16-91; jb00 03-11-93; CIP ver. jb11 05-13-93 010 __ |a 91032213 020 __ |a 0136302033 : |c $38.00 040 __ |a DLC |c DLC |d DLC 050 00 |a QA76.9.D3 |b G7222 1992 082 00 |a 005.75 |2 20 100 1_ |a Gray, Peter M. D., |d 1940- 245 10 |a Object-oriented databases : |b a semantic data model approach/ |c Peter M.D. Gray, Krishnarao G. Kulkarni, Norman W. Paton. 260 __ |a New York : |b Prentice Hall, |c 1992. 300 __ |a xv, 237 p. : |b ill. ; |c 24 cm. 440 _0 |a Prentice-Hall international series in computer science 504 __ |a Includes bibliographical references (p. 218-230) and index. 650 _0 |a Object-oriented databases. 700 1_ |a Kulkarni, Krishnarao G. 700 1_ |a Paton, Norman W. 991 __ |b c-GenColl |h QA76.9.D3 |i G7222 1992 |p 00034950064 |t Copy 1 |w BOOKS
![Page 69: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/69.jpg)
Dados semi-formatados
Origens:
• Distinção entreestrutura e dadosnão é clara()
JORNAL
EXEMPLO
JORNAL DA PARAÍBA
EDIÇÃO DE HOJE
MEU EXEMPLAR
Coluna de Dora Kramer
![Page 70: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/70.jpg)
Dados semi-formatados
Níveis de formatação:
• Texto livre
Língua = (alfabeto, vocabulário, gramática)
![Page 71: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/71.jpg)
Dados semi-formatados
• Texto livre Livro
Título Autor Índice Conteúdo
Capítulo
Parágrafo
Frase
OraçãoPalavraLetra
![Page 72: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/72.jpg)
Dados semi-formatados
• Texto marcado
‘Semi-estruturado’
• doc, rtf, pdf, ps, tex, ... • html• xml & etc (rdf, dc, xmlschema, owl,..).
• Tipo de letra, tamanho, aparência, autoria, localização, hiperlink, etc.
EXEMPLO
![Page 73: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/73.jpg)
Dados semi-formatados
‘Semi-estruturado’ Em RTF:
{\rtf1\ansi\ansicpg1252\uc1\}{\*\generator Microsoft Word 10.0.2627;}{\info{\title Semi-}{\author Ulrich Schiel}{\operator Ulrich Schiel} Semi}{\insrsid3955129\charrsid8669994 -}{\insrsid8669994\charrsid8669994 e}{\insrsid3955129 struturado\par }}
rtf integral
doc2003
doc2007
![Page 74: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/74.jpg)
Dados semi-formatados
‘Semi-estruturado’ Em HTML:
<html xmlns:o="urn:schemas-microsoft-com:office:office"xmlns:w="urn:schemas-microsoft-com:office:word"xmlns="http://www.w3.org/TR/REC-html40">
<head><title>Semi-estruturado</title><!--[if gte mso 9]><xml> <w:WordDocument> <w:Zoom>150</w:Zoom> <w:GrammarState>Clean</w:GrammarState> <w:HyphenationZone>21</w:HyphenationZone> <w:BrowserLevel>MicrosoftInternetExplorer4</w:BrowserLevel> </w:WordDocument></xml><![endif]--><style>
<!-- /* Style Definitions */ p.MsoNormal, li.MsoNormal, page Section1
.......;}div.Section1
{page:Section1;}--></style><!--[if gte mso 10]><style> /* Style Definitions */ .......</style><![endif]--></head><div class=Section1><p class=MsoNormal><b>Semi</b>-estruturado</p></div></body></html>
![Page 75: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/75.jpg)
Dados semi-formatados
• Hipertextos• Hiperdocumentos• Multimídia
Outros:
Modelagem: • OEM• DTD• XML/XML Schema• RDF/RDF Schema• DC• OWL
![Page 76: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/76.jpg)
Dados semi-formatadosDados Semi-estruturados
• Atributos fixos• tamanhos fixos• Todos dados estão de acordo com um esquema
Dados Estruturados
• atributos de tamanho variável• atributos com domínio variável• atributos opcionais• atributos imprevistos
Solução
Esquemas definidos a priori Esquemas acompanham objetosEsquemas data-driven
Dados Específicos
![Page 77: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/77.jpg)
Exercício em aula
Fazer o esquema conceitual de uma família convencional (um casal de pai e mãe com filhos). Teu esquema deverá ter, no mínimo uma classe denominada FAMÍLIA.
Acrescente os atributos que achar necessário. Considere tanto atributos da família como um todo, como dos membros.
Comente que tipos de famílias teu modelo comporta e quais famílias ele não considera.
![Page 78: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/78.jpg)
Exercício
Queremos desenvolver um sistema de informações sobre saúde. O serviço tem como propósito auxiliar seus usuários a tratar de sua saúde. Ele deverá manter um sistema de informações com as seguintes características:Cadastro de elementos de tratamento que podem ser produtos, componentes ou comportamentos (p. ex. fisioterapia, natação, caminhada, etc.) que podem fazer bem ou mal a uma doença. Um produto (que pode ser um remédio ou um alimento) é composto por vários componentes. Para cada componente de um produto é definido sua dosagem. Cadastro de males, que podem ser doenças, sintomas ou situações (como gordura, magreza, depressão, etc.). Uma doença pode apresentar vários sintomas. São determinados tratamentos, baseados em efeitos de elementos sobre males. Há efeitos que fazem bem e os efeitos prejudiciais a cada mal cadastrado. Um tratamento será uma combinação de efeitos que fazem bem. Para um tratamento é definido a dosagem do elemento que determina o efeito (benéfico ou maléfico). Estes tratamentos são resultados de pesquisas publicadas em alguma fonte. O sistema mantém estes dados, definindo a origem e a fonte do tratamento. Também é definido a categoria de tratamento, se é alopático, homeopático, natural, chinês, etc.Um usuário poderá fazer uma consulta anônima ao sistema por produto, por componente ou por mal. Outra forma de interação é o usuário se cadastrar e registrar um tratamento. Posteriormente o usuário retorna, relata o resultado do tratamento que é registrado no sistema.
1) Faça um esquema conceitual de classes para este sistema, definindo também os atributos.2) Faça um diagrama de objetos que representa que a castanha-do-pará é rica em gorduras monoinsaturadas que ajudam a emagrecer, ou seja, fazem bem a quem é gordo. A origem desta informação é a revista Boa Forma tendo como fonte o International Journal of Obesity.
Enunciado:
![Page 79: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/79.jpg)
PARTE II - Sistemas de Informação
Sistema de Informação
Estrutura Controle Comportamento
![Page 80: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/80.jpg)
PARTE II - Sistemas de Informação
Tipos de integridade:
Declarativa (implícita) de esquema
Não-Declarativa (explícita) de dados
• Tipo/subtipo• Abstrações• unicidade/cardinalidade• exclusão
regras de integridade• de estado (estáticas)• de transição (dinâmicas)
![Page 81: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/81.jpg)
PARTE II - Sistemas de Informação
Integridade Declarativa (implícita) - de esquema
Formas: implementação fixa X efeitos colaterais
PESSOA
CANDIDATO
EMPREGADO
HOMEM
MULHER
situaçãosexo
SEXO
é-de-sexo
++1
operation candidatar-se(p,s) pre-condition not( in(p, CANDIDATO) )
body CANDIDATE insert (p)
for each class A such that is-a(A,PERSON,r) and not(r=situação) and r(p,A) do A insert (p)
situação(p, CANDIDATO)
PERSON insert (p)
for each class B such that in(p,B) and not(B=CANDIDATE) and situação(p,B) do p delete (B)
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PARTE II - Sistemas de Informação
Integridade Não-Declarativa (explícita)
Linguagem de Controle de Dados - LCD
Pré- e Pós-condições
Programas aplicativos
Regras de Controle (Triggers)
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Sistemas de Informação - Integridade
Integridade Não-Declarativa (explícita)
Linguagem de Controle de Dados - LCD
Regras de Controle (Triggers)
create assertion sal-minimo check(not exists(select * from EMPREGADO
where EMPREGADO.salario < sal-minimo))
create trigger sal-baixo on update of EMPREGADO E (if E.salario < sal-minimo then update E set E.salario = sal-minimo)
OCL – Object Constraint Language
SQL
invariantes
![Page 84: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/84.jpg)
Sistemas de Informação - Integridade
Integridade Não-Declarativa (explícita)
Pré- e Pós-condições
Programas aplicativos
operation admissão(p, nome, sal) pre-condition not( in(p, EMPREGADO) ) : CANCEL sal < sal-minimo : WARNING body EMPREGADO insert (p) p establish(tem-salário(s)) p establish(tem-nome(some))
OCL – Object Constraint Language
![Page 85: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/85.jpg)
Sistemas de Informação - Integridade
OCL – Object Constraint Language
►
![Page 86: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/86.jpg)
Exemplos OCL
Sistemas de Informação - Integridade
Restrição 1: um professor deve orientar, no máximo, 5 alunos.Context Professor inv:
self.orienta->size <= 5Restrição 2: Professor colaborador não pode coordenar projetoContext Colaborador inv:
self.coordena->size = 0
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Mais Exemplos OCL
Sistemas de Informação - Integridade
http://www.empowertec.de/ocl/examples.htm
http://i12www.ira.uka.de/~aroth/lehre/keypraktWS0304/oclIntro.pdf
http://projekte.fast.de/Projekte/forsoft/ocl/2_OCL_Examples.html
http://maude.sip.ucm.es/itp/ocl/examples.html
![Page 88: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/88.jpg)
Sistemas de Informação - Integridade
Regras ECA: Evento-Condição-Ação
ON ( Evento) IF (Condição) DO (Ação)
Em SQL:
Define trigger sal-baixo on update of EMPREGADO E (if E.salario < 410 then update E set E.salario = sal-minimo)
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Sistemas de Informação - Integridade
Regras ECA: Evento-Condição-Ação
EVENTOS
externos
internos
temporais
Do BD
estado
operação
Entrega do último trabalho
fim-do-semestre
total-matriculados> limite
reserva-vaga
Tipos de EVENTOS
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Sistemas de Informação - Integridade
Regras ECA: Evento-Condição-Ação
• Instantâneos (às 17hs)• Longos (das 12-17hs) (até as 17hs?)
Formas de EVENTOS
• Simples (após as 17hs)• Compostos
(após as 17hs & sala vazia)
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Sistemas de Informação - Integridade
Regras ECA: Evento-Condição-Ação
ON ( Evento) IF (Condição) DO (Ação)
QUESTÕES CRÍTICAS COM REGRAS ECA:
• como detectar um evento?• múltiplos eventos, qual a regra se aplica primeiro?• múltiplas condições?• múltiplas regras, qual aplicar primeiro? E se uma invalida a outra? E loops?• uma regra é uma transação?
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Sistemas de Informação - Integridade
Uso de Regras ECA
EXEMPLO
evento fim-do-mêsquando mês(hoje)< mês(prox(hoje)) & dia-sem(hoje) sábado &
dia-sem(hoje) domingo));
regra pagamento ON fim-do-mês IF valor-caixa EMPREGADO.salario(e)DO emitir folha-de-pagamento.
1) Disparo automático de ações – Regra de Produção
ON EMPREGADO insert (p,s) IF s < sal-mínimo DO p establish(tem-salário(Sal-mínimo))
(BANCO DE DADOS ATIVO)
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Sistemas de Informação - Comportamento
EXEMPLOS
ON establish(tem-salário(p,s)) IF s < salário-mínimo DO ABORT
2) Restrições de Integridade -
o Evento determina o momento do teste (uma operação), a Condição determina a violação da restriçãoa Ação aborta a operação caso a restrição seja violada
ON p:PROFESSOR establish(orienta(p,a)) IF #(orienta(p,*)>5 DO ABORT
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Sistemas de Informação - Comportamento
EXEMPLOS
ON avô(x,y)? IF (x.pai=z & z.pai=y)) DO avô(x,y)
3) Regras de Dedução – o Evento é um predicado (a ser validado)
a Condição são os fatos, obtidos do BD para validar o eventoa Ação é uma confirmação do predicado do evento
ON privilegiado(x)? IF x.salario=s & s>chefe(x).salario
DO privilegiado(x)
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Sistemas de Informação - Integridade
Lógica Temporal
►
Exercícios
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QUESTÕES ABERTAS DA ORIENTAÇÃO A OBJETOS
• Estático/Estrutural:• abstrato: empresa, idade, inteiro, nome, text, cor, salário, • relacionamento, evento longo• concreto: pessoa, máquina, prego
• Dinâmico/Comportamental: evento curto, operação, transação, mensagem• Regra: restrição de integridade, regra de produção, regra de dedução• Fatos: dados compostos, mensagens, informação implícita, • dados minados, informação incompleta
• Multimídia: textos, frases, palavras, letras,imagens paradas ou animadas, músicas,
• Intenção: esquemas, classes, contextos, categorias, estatísticas
•1) O que é um objeto?
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QUESTÕES ABERTAS DA ORIENTAÇÃO A OBJETOS
• Problema conceitual ou de implementação ?
• OID está para OO como 1FN para o modelo relacional• muito fundamental mas orientado à implementação
2) Identificação de Objetos
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Sistemas de Informação - Integridade
Exercício
Para o esquiema conceitual do Sistema de Saúde defina duas regras em OCL, para realizar o seguinte:1. Uma restrição de integridade que garante que, ao inserir um
tratamento, a dosagem de um componente de um produto não é maior do que a dosagem na associação deste produto no tratamento que associa o produto a um mal (em OCL);
2. Uma regra que, se um usuário relata que um tratamento sugerido como benéfico não fez bem, remove este tratamento do sistema.
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Sistemas de Informação
Sistema de Informação
Estrutura Controle Comportamento
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Comportamento
Sistemas de Informação - Comportamento
Analogia com a linguagem:
Substantivo Entidade, objetoAdjetivo AtributoVerbos de ligação Relacionamentos
(aqueles que dão qualidades,
características ou indicam estado do sujeito)Verbos ativos Operação
(transitivos e intransitivos)
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Sistemas de Informação - Comportamento
1) Operações aplicativas pré-definidas
2) Operações aplicativas ad-hoc
Operações
3) Operações primitivas do sistema ou ações
![Page 102: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/102.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Forma abstrata: pré-condição [operação] pós-condição
Operações
EXEMPLO
Forma concreta: operação{pré-condição; algoritmo}
EMPREGADO.salário=s[aumento(fator)]EMPREGADO.salário=s*fator
aumento(fator) {EMPREGADO.salário=s; EMPREGADO.salário:=s*fator}
![Page 103: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/103.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Falha nas condições:
• advertência (WARNING)• cancelamento da operação (CANCEL)• cancelamento da transação (UNDO)
Operações
EXEMPLO
EMPREGADO.salário=s; [Aumento(fator)] EMPREGADO.salário:=s’& s s’: WARNING & s’< sal-min : CANCEL
![Page 104: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/104.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
UML
Comportamento global
1) Diagrama de Sequência
2) Diagrama de Colaboração
3) Diagrama de Estados
4) Diagrama de Atividades
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Diagrama de SeqüênciaJanela de entrada
de pedido p: Pedido : ItemPedido :ItemEstoque
preparar()
* [para cada item do pedido]preparar()
emEstoque := verificar()
[emEstoque]remover() estoqueBaixo :=
verificEstoqueBaixo()
:ItemRenovEstoque
:ItemEntrega
[estoqueBaixo]<<criar>>
[emEstoque]<<criar>>
LIMITAÇÃO: Um diagrama para cada sequência
![Page 106: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/106.jpg)
Diagrama de ColaboraçãoJanela de entrada
de pedido
p: Pedido
: ItemPedido :ItemEs toque
:ItemRenov Es toque:ItemEntrega
1: preparar( )
1.1: *[para c ada item do pedido] preparar( )
1.1.1 : emEs toque := v erif ic ar( )1.1.2 : [emEs toque] remov er( )
1.1.2.1: es toqueBaix o := v erif ic Es toqueBaixo( )
1.1.2.2 [es toqueBaix o] <<c riar>>
1.1.3 : [emEstoque] <<c riar>>
LIMITAÇÃO: Um diagrama para cada sequência
![Page 107: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/107.jpg)
Ocioso
Manutenção
fazerManutenção
Validando
Selecionando Processando
Imprimindo
[continuar]
[não continuar]
H
entry / lerCartão exit / ejetarCartão
cartãoInserido
cancelar
Ativo
Diagrama de Estados
LIMITAÇÃO: Um diagrama para cada objeto pequeno número de estados
![Page 108: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/108.jpg)
Diagrama de Atividades
Procurar bebida
[achou café]
H
Pessoa
H[sem café] [sem Coca]
[achou Coca]
Pegar latade Coca
Beber
Adicionar água àmáquina
Colocar caféno filtro
Colocar filtrona máquina
Ligar máquina
Filtrar café
Pegarxícara
Colocar café naxícara
LIMITAÇÃO: Não mostra a interação com os objetos
![Page 109: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/109.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
SOLUÇÃO GLOBAL:
Comportamento global
Redes de Petri
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Sistemas de Informação - Comportamento
Uma Rede e Petri descreve, em um diagrama, a
interação de todos os
Objetos/Lugares/Condições
entre si por meio de
Transições
Redes de Petri
![Page 111: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/111.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Prima-vera
Verão
Inverno Outono
VerãoTropical
InvernoTropical
c1
c2
c3
c4
c5
c6
e1
e2
e3
e4
Rede de Petri das quatro estações
20/3
20/6
20/9
20/12
![Page 112: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/112.jpg)
Prepararprodução
Produção Consumo Prepararconsumo
t1 t2 t3 t4
p1
p2
p3
p4
p5
Sistemas de Informação - Comportamento
Sistema produtor / consumidor
![Page 113: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/113.jpg)
Prepararprodução
Produção Consumo Prepararconsumo
t1 t2 t3 t4
p1
p2
p3
p4
p5
Sistemas de Informação - Comportamento
Sistema produtor / consumidor
![Page 114: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/114.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
Uma Rede de Petri é uma triplaR = <S,T,A>
tal que S é o conjunto dos chamados S-elementos (de state); T é o conjunto dos T-elementos (de transições) e A (ST) (TS), são as arestas que descrevem o fluxo.
Em outras palavras, uma Rede de Petri é um grafo dirigido bipartido (com dois tipos de nós tal que nós vizinhos sempre são de tipos distintos).
![Page 115: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/115.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de PetriDado uma Rede de Petri
R = <S,T,A>.
Préconjunto e Pósconjunto *t = { s S / <s,t> A} é o préconjunto de t, e
t* = { s S / <t,s> A} é o pósconjunto de t.
![Page 116: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/116.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
Quatro-Estações = <S,T,A>, comS = {c1=primavera, c2=verão-tropical, c3=verão, c4=outono,
c5=inverno-tropical, c6=inverno}T = {e1, e2, e3, e4}A = {<c1, e1>, <e1, c3>, <c3, e2>, <e2, c4>, <c4, e3>,
<e3, c6>, <c6, e4>, <e4, c1>, <e4, c2>, <c2, e2>, <e2, c5>, <c5, e4>}
![Page 117: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/117.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
Uma marcação de uma rede <S,T,A> é uma função M: S N que associa a cada S-elemento o número de marcas neste elemento.
Definimos agoraSe N={0,1} a rede é uma Rede Condição/Evento (C/E)Se N={0,1,2,3,...} a rede é uma Rede Lugar/Transição (P/T)
Em uma Rede P/T (Lugar /Transição) pode haver uma função limite:lim: S N que define para cada lugar um limite máximo de marcas:
M(s) ≤ lim(s)
![Page 118: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/118.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
Dada uma marcação M, uma transição tT está habilitada a ser acionada quando todo elemento de *t (isto é, toda entrada) possui pelo menos uma marca, e toda saída está livre, ou seja
s [s *t M(s) 0) & (s t* M(s) < lim(s)]
Acionamento de uma transição cria uma nova marcação M’, tal que
M'(s) = M(s)-1 Se s *tM'(s) = M(s)+1 Se s t*M'(s) = M(s) nos outros casos.
![Page 119: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/119.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Exemplo
Marcação:M(c6) = M(c5) = 1; M(c1) = M(c2) = M(c3) = M(c4) = 0;
*e4 = {c5, c6}logo e4 está habilitado
Acionamento de e4 dá e4*={c1,c2}:
M(c1) = M(c2) = 1; M(c3) = M(c4) = M(c5) = M(c6) = 0;
Quatro-Estações = <S,T,A>, comS = {c1=primavera, c2=verão-tropical, c3=verão, c4=outono,
c5=inverno-tropical, c6=inverno}T = {e1, e2, e3, e4}A = {<c1, e1>, <e1, c3>, <c3, e2>, <e2, c4>, <c4, e3>, <e3, c6>, <c6, e4>,
<e4, c1>, <e4, c2>, <c2, e2>, <e2, c5>, <c5, e4>}
![Page 120: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/120.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
Acionamento de uma transição habilitada
![Page 121: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/121.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Modelagem com Redes de Petri
SEQUÊNCIA
CONCORRÊNCIA
CONFLITO
CONFUSÃO
![Page 122: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/122.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
Uma marcação M é alcançável a partir de Mo, seexiste uma sequência de passos que leva a M: P1 Pn
Mo ----> .... -------> M
O fecho de uma marcação M, denotado por /M, é o conjunto de todas as marcações alcançáveis a partir de M.
![Page 123: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/123.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Petri
r
s
t u
a
b
c
{}
{a}
{b}
{a,b}{c}
{b,c}
{a,b}
{a,b,c}
u
sr
r
s
s
tsr
O fecho da marcação M0= {}
r
![Page 124: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/124.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Sistema de Petri
a) ele é fracamente vivo quando existe uma sequência infinita de passos a partir da marcação inicial.
b) ele é vivo quando é fracamente vivo e todas transições estão vivas.
c) ele é fortemente vivo quando para todas as marcações do fecho /M, todas transições são vivas.
Dado uma rede de Petri R=<S,T,A> e uma marcação M de R, Denominamos o par <R,M> um Sistema de Petri
![Page 125: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/125.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes Temporais.
Rede Temporal nas transições:
<t1,t2>
Rede Temporal nos lugares:<t1,t2>
<t3,t4>
Rede Temporal nas arestas: <t1,t2>
<t3,t4>
<t5,t6>
![Page 126: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/126.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível.
Uma Rede de nivel 1:
Uma Rede de nivel 3: a
bb
Uma Rede de nivel 2:
bx x
x=b
![Page 127: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/127.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível.
Uma Rede de nivel 3:
a
b
x
y
x
x=y
b
b
x b
![Page 128: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/128.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível - conversão
a
b
x
y
x
x=y
a
b
b
x
![Page 129: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/129.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível.
Uma Rede Predicado/Transição (PrT) é uma Rede de PetriR = < P, T, A >
tal que1) os elementos de P são conjuntos de elementos que satisfazem
a um predicado P(X1,...,Xn);
2) A cada elemento de A, <p(x1,...,xn), t> ou <t, p(x1,...xn)> está associado uma tupla de n variáveis <v1,...,vn>;
3) A cada transição t T está associado uma conjunção de fórmulas, envolvendo as variáveis das arestas de *t e t*, chamada condição de transição
![Page 130: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/130.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível.
• Acionamento de uma transição
• Rede PrT habilitada
![Page 131: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/131.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes Hierárquicas
L1
L2
L3
T
![Page 132: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/132.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes HierárquicasL1
L2
L3espera
início fim
T
ANALOGAMENTE PODE HAVER HIERARQUIAS NOS LUGARES
Subrede
![Page 133: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/133.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível - Exemplo
<p7,30>
<p2,20>
<p3,55>
IDADE(P,I)
<p7,d1>
ADMISSIVEL(P,D) admissão
_____________~d’(trab(p,d’)& i>17
DEPARTAMENTO(D)TRABALHA(P,D)
demissão_____________
DEMITIVEL(P)
CANDIDATO(P)
<p1,d5>
<p3,d1>
p2
p1
p5
p7
d1 d2
d5
d
<p,i>
<p,d>
<p,d>p
p
p
<p,d>
p
p3
<p,d>
<p,i>
<p1>
<p1,16>
<p1, d5>
![Page 134: MODELOS DE DADOS - Parte 2 Sistemas de Informação](https://reader038.vdocuments.pub/reader038/viewer/2022102722/557ccbd1d8b42aa2298b4615/html5/thumbnails/134.jpg)
Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível – definição detalhada.Uma Rede Predicado/Transição (PrT) é composta por
1) uma Rede de Petri R = < P, T, A >
2) Um universo de objetos, O
3) Um conjunto de variáveis de objetos, VO
4) Uma linguagem formal de fórmulas de transição, F
5) Uma linguagem de descrição de tipos de objetos OT, 6) a cada tipo t e a cada objeto o está associado um inteiro
chamado de aridade de t, nt ou aridade de o, no.
7) Uma função : P OT, que determina o tipo do predicado
8) Uma função : T F, que associa uma regra a cada transição
9) Uma função : A P(VO), sendo que |(a)| = nt, em que t é o
tipo do predicado p contido em a. (a= <p,t> ou a = <t,p>)10) Uma função de marcação inicial M0: P P(O), sendo que todo
o M0(p) é da mesma aridade (o1,o2 M0(p) vale no1 = mo2)
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Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível – definição detalhada. Uma transição t de uma rede PrT está habilitada quando:
• para toda aresta <p,t> A existe um objeto o M0(p) que
satisfaz uma instanciação da fórmula em (t). Denotamos isto
por (t)[o]=v.
• para toda aresta <t,p> A não existe um objeto o M0(p)
que satisfaz a instanciação da fórmula em (t).O acionamento de uma transição habilitada t, consiste em definir uma nova marcação M1 tal que M1 = M0 exceto:
• para todo p M0(t-) existe um objeto o p, tal que (t)[o]=v, e M1(p)= M0 -{o}• para todo p M0(t+) existe um objeto o p, tal que (t)[o]=V , e M1(p)= M0 {o}
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Sistemas de Informação - Comportamento
Redes de Alto Nível.
Exercício 2014: Desenvolver uma Rede de Petri de alto nível para uma empresa de taxis espalhados em uma cidade. Cada taxi tem uma identificação (id), uma localização (loc) que indica o local onde se encontra e um status (s) que pode ser “livre” ou “ocupado”.O sistema deve controlar o seguinte:•A inserção de novos taxistas no sistema, em estado “livre’;•O registro de uma requisição de viagem de um passageiro (p) que está em um local lp. • Com uma requisição de viagem o sistema escolhe o taxi mais próximo, baseado em uma função dist(l1,l2) que calcula a distância entre duas localizações. Este taxi passará para o estado “ocupado”;• Após o término da viagem, o taxi volta ao estado “livre” em um outro local. Além disso essa viagem é guardada em um históricos de viagens que terá a identificação do taxista e locais de partida e fim da viagem;• A qualquer instante podem ocorrer as seguintes alterações:
• A mudança do local de um taxi “livre”• A mudança de status de um taxista de “livre” para “ocupado” e vice versa.• A saída de um taxi do sistema.
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Redes de Alto Nível.
Exercício:
Para um sistema de roteiros turísticos queremos fazer uma Rede de Petri com as transições: insere-vôo, insere-hospedagem e a outra insere-evento. Para tal, considere os seguintes predicados:- VÔO(R, TIPO, T1,T2) – R é o cód. do roteiro, TIPO é ‘ida’ ou ‘volta’ e T1 e T2 são os dias de partida e chegada do vôo;- HOSPEDAGEM(R, H, T1, T2) - R é o cód. do roteiro e H é o cód. da hospedagem;- EVENTO(R, E, T1, T2) – E é o código do evento-FLAG(R) – este predicado deve ser colocado entre as transições ‘insere-hospedagem’ e ‘insere-evento’ para, por meio de uma marca, garantir que primeiro é definido a hospedagem e depois os eventos.
NOTAS: (1) a tua rede deve manter a consistência temporal entre os vôos, a hospedagem e os eventos.
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Redes de Alto Nível – Exercício
Seja a seguinte Rede Predicado/Transição que modela o acompanhamento de jogos de futebol:
J-MARCADO J-EM-ANDAMENTO J-ENCERRADO
marcar gol encerrariniciar
TIME
TABELAOs predicados têm a seguinte estrutura:TIME(nome, cidade)J-MARCADO(time-A, time-B, cidade)J-EM-ANDAMENTO(time-A, gols-A, time-B, gols-B)J-ENCERRADO(time-A, gols-A, time-B, gols-B)TABELA(time, pontos-ganhos)1. Complete a rede colocando variáveis nas arestas, criando as transições de entrada e considerando as seguintes regras:
• Um jogo só pode ser marcado na cidade de um dos times;• A transição de ‘encerrar’ atualiza a tabela da seguinte forma: se houve empate, cada time recebe 1 ponto, uma vitória de 1x0 dá dois pontos ao vencedor e qualquer outra vitória, da 3 pontos ao vencedor.
Seja a seguinte Rede Predicado/Transição que modela o acompanhamento de jogos de futebol:
2. Considere uma seqüência de transições marcar, iniciar, gol, etc. para dois jogos simultâneos e mostre o conteúdo de cada predicado. Use uma tabela em que cada coluna representa um predicado e cada linha representa o acionamento de uma transição da sequência. Cada célula da tabela conterá o estado do predicado no respectivo instante. Ants de iniciar com a transição ‘marcar’ considere que os predicados TIME e TABELA já contêm como instâncias os quatro times que irão jogar.