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Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa.

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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 ) { scalabrin, shm ppgia.pucpr.br

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

3 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil3 Avaliação b Uma prova no final da disciplina b Trabalhos

4 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil4 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.

5 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil5 Modelagem de Sistemas de Informação Ementa : Fundamentos: Metodologias para modelagens do mundo real Orientada a resultados Orientada a processos Orientada a dados Orientada a objetos Orientada a agentes

6 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil6 Modelagem de Sistemas de Informação Sistemas multi-agente: O que são agentes? Taxinomia de agentes e suas propriedades Arquitetura de agentes cognitivos Componente-comunicação

7 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil7 Modelagem de Sistemas de Informação Componente-raciocínio Learning Planning Co-ordination Expertise Knowledge-base

8 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil8 Modelagem de Sistemas de Informação Arquitetura de agentes reativos Sistemas multi-agente Aplicações de sistemas multi-agente Tecnologias e plataformas para desenvolvimento

9 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil9 Modelagem de Sistemas de Informação Bibliografia: 1. Artificial Intelligence A Modern Approach Stuart J. Russell And Peter Norvig Prentice Hall,1995, 932p 2. Adaption And Learning In Multi-Agent Systems Gerhard Weib Springer, Canada, Software Agents Jeffrey M. Bradsshaw AAAI/Press,Masachussets, 1997, 480p 4. The Design Of Intelligent Agents Jorg P. Muller Springer, Berlin, 1996

10 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil10 Modelagem de Sistemas de Informação Bibliografia: 5. Constructing Intelligent Agents With Java : A Programmer's Guide to Smarter Applications Joseph P. Bigus, Jennifer Bigus John Wiley & Sons, ISBN: Programming and Deploying Java Mobile Agents With Aglets Danny B. Lange, Mitsuru Oshima, Oshima Mitsuru Addison-Wesley Pub Co, ISBN: Mobile Agents William R. Cockayne, Michael Zyda (Contributor) Prentice Hall, ISBN: Readings in Agents Michael N. Huhns (Editor), Munindar P. Singh (Editor), Les Gasser Morgan Kaufman Publishers, ISBN:

11 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil11 Modelagem de Sistemas de Informação Bibliografia: 9. Multi-Agent Systems : An Introduction to Distributed Artificial Intelligence Jacques Ferber Addison-Wesley Pub Co, ISBN: Conception et Realization denvironnement de développement de systèmes dagents 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.

12 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil12 Enquadramento Máquinas Sistemas Operativos Linguagens Comunicações Conceitos e Teorias IA, IAD Expert Systems Expert Systems Machine Learning Machine Learning Multiagent Systems,... Multiagent Systems,... Estrutura de Dados Projeto de Arquivos Banco de Dados Banco de Dados Distribuído ETC...ETC... Problemas do Mundo Real PROJETOS SOLUÇÕES MÉTODOS E TÉCNICAS TÉCNICAS Sociedade/ Organizações Organizações

13 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil13 Sinal, dados, informação,...

14 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil14 Sinal, dados, informação,...

15 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil15 Sinal, dados, informação,...

16 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil16 Metafísica e Ontologia b 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

17 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil17 b 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. Metafísica e Ontologia

18 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil18 b ENTE é um substantivo (concreto/abstrato) b Atributos: – Cor –Textura –material –forma, –... Metafísica e Ontologia

19 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil19 b Em certo domínio de interpretação Necessidade de um contorno ( torna-se o mundo de interpretação] novos atributos emergem de um contorno Metafísica e Ontologia

20 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil20 b Em algum contorno b Em outro contorno Metafísica e Ontologia

21 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil21 Metafísica e Ontologia Mundo das ONTOLOGIAS (Sistemas de Informação) CONHECIMENTO O MUNDO DOS ENTES SI - 1 SI - 2 SI - 3 Mundo dos seres sinais

22 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil22 b Como compreender o mundo Real [ Natural + Artificial ) e modelar o compreendido ? ( Criação de artefatos ) Simon Criar modelos que...

23 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil23 b Traço de contorno b DADOS, b PROCESSOS (alteração do espaço de estados - transformações) Criar modelos que... ente ser

24 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil24 b ORIENTADOS À RESULTADOS anos b Metodologias ESTRUTURADAS Criar modelos que...

25 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil25 b PAGE - JONES Criar modelos que... XX YY X1X2 XYZ DIAGRAMA DE ESTRUTURA

26 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil26 b CHRIS GANE et all Criar modelos que... XYZ XX YY BB U T

27 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil27 b YOURDON ( ESSENTIAL MODEL ) Criar modelos que... Da1 P1 F1

28 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil28 b Modelo de dados –Bachman –DeMarco –Jackson –Ken Orr –Warnier –... Criar modelos que... E2 E1 EN E3

29 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil29 b 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 Criar modelos que...

30 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil30 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

31 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil31 IMPLÍCITOS ou EXPLÍCITOS IMPLÍCITOS: Funcionários joãovendas Antônio nome lotação nome diretor EXPLÍCITOS: joãovendasAntônio nome lotação nome diretor

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

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

34 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil34 RELAÇÕES ou RELACIONAMENTO Agente financeiro Cliente financiamento Data Valor

35 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil35 RELAÇÕES ou RELACIONAMENTO Conectividade Grau da relação 1 : 1 (caso particular de 1:N) 1 : N N : N N - ariedade Indica quantas entidades estão envolvidas em uma seleção N – ariedade = 3

36 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil36 EXEMPLO CURSO ALUNO DISCIPLINA DEPTO PROFESSOR cursa (N:N) coordena (1:1) emprega (1:N) oferece (1:N) orienta (N:N) currículo (N:N) cursa (N:N) leciona (N:N) pré-requisito (N:N)

37 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil37 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 Modelos

38 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil38 TRANSPARÊNCIAS... Modelo hierárquico Modelo em Rede Modelos

39 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil39 E1, auxiliar mecânico, EmpC C1, João, Rua XV 130, 275, 30/10/1986 Modelo Hierárquico Candidatos à empregosOfertas de empregosE1, auxiliar mecânico, EmpA C1, João, Rua XV 130, 200, 11/10/1986 C2, Antônio, Rua ZT 20, 100, 12/10/1986 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 E4, datilógrafo, EmpD E(cod, cargo,empresa C(cod, nome, endereço, salário pretendido, data inscrição

40 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil40 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, ofe rtas de em pre go candi datos Modelo Hierárquico

41 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil41 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 ofe rtas de em pre go candi datos Modelo Hierárquico A maior desvantagem da abordagem HIERÁRQUICA é que nem todos os problemas do mundo real são hierárquicos

42 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil42 Modelo proposto pelo DBTG da CODASYL, Tomando o mesmo exemplo anterior Modelo em REDE Candidatos à empregosOfertas de empregos

43 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil43 Modelo em REDE C1, JoãoC1, JoséC2, Antônio 200,00 11/10/86 150,00 20/09/86 100,00 12/10/86 270,00 09/10/86 420,00 11/10/86 E1, aux..., empA E3, mec..., empC E2, torn.., empB E1, dat..., empD 275,00 30/10/86

44 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil44 Modelo em REDE 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) Candidatos à empregos Ofertas de empregos Ofertas X candidato

45 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil45 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 Ofertas de empregos Candidato X Ofertas A maior desvantagem da abordagem em REDE é a excessiva complexidade nas estruturas de dados

46 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil46 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 Modelos

47 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil47 RELAÇÕES Dada uma coleção de Conjuntos D 1, D 2,..,D n (não necessariamente disjuntos), R é uma relação nos nconjuntos de n-tuplasordenadas (d 1, d 2,... d n ) tais que d 1 D 1 ; d 2 D 2 ;... ; d n D n. D 1, D 2,..,D n são domínios de R. O valor de n é o grau de R. Modelos

48 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil48 RELAÇÃO: ALUNO RELACIONAL tupla A2josé74,01,80azul19mA1joão72,51,75cast18mA4rosa54,01,69preta18fA3eliane56,01,67verde20f #alunonomepesoalturaolhosidadesexo 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

49 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil49 RELACIONAL P 1 P 2 X 1 X 2 X 3 P1 X1P1 X2P1 X3P2 X1P2 X2P2 X3P1 X1P1 X2P1 X3P2 X1P2 X2P2 X3 Ex: palavras

50 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil50 IMPLEMENTAÇÃO VIA ARQUIVOS Seqüencial Indexado Direto

51 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil51

52 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil52

53 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil53

54 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil54 IMPLEMENTAÇÃO SGBD

55 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil55 b ENGENHARIA DA INFORMAÇÃO UM OLHAR DE MAIOR ABRANGÊNCIA DILATAR A LINHA DE CONTORNO EX: A ORGANIZAÇÃO COMO DIMENSÃO –(Técnicas estruturas e modelos de dados) Criar modelos que...

56 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil56 b Outras características: –On-line, Real time, batch, batch remoto –X - driven –Centralizado, descentralizado, distribuído –Monótono e não monótono –... Criar modelos que...

57 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil57 b Orientado a objetos Criar modelos que...

58 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil58 Exercício #1 (i)Modelar a seguinte organização: (Crítica sobre....).. Resultados.. Dados.. Processos.. Objeto


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