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 ) e-mail: { scalabrin, shm } @ ppgia.pucpr.br

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

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Avaliação Uma prova no final da disciplina Trabalhos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

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

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

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, 1995 3.       Software Agents Jeffrey M. Bradsshaw AAAI/Press,Masachussets, 1997, 480p 4.       The Design Of Intelligent Agents Jorg P. Muller Springer, Berlin, 1996 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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: 0471191353 6.       Programming and Deploying Java Mobile Agents With Aglets Danny B. Lange, Mitsuru Oshima, Oshima Mitsuru Addison-Wesley Pub Co, ISBN: 0201325829 7.       Mobile Agents William R. Cockayne, Michael Zyda (Contributor) Prentice Hall, ISBN: 0138582424 8.       Readings in Agents Michael N. Huhns (Editor), Munindar P. Singh (Editor), Les Gasser Morgan Kaufman Publishers, ISBN: 1558604952 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Modelagem de Sistemas de Informação Bibliografia: 9.       Multi-Agent Systems : An Introduction to Distributed Artificial Intelligence Jacques Ferber Addison-Wesley Pub Co, ISBN: 0201360489 10.    Conception et Realization d’environnement de développement de systèmes d’agents 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. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

Sinal, dados, informação, . . . Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Sinal, dados, informação, . . . Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Sinal, dados, informação, . . . Uma instância Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Metafísica e Ontologia 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 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Metafísica e Ontologia “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. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

Metafísica e Ontologia Em algum contorno Em outro contorno cinzeiro suporte para azeitonas Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

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

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Criar modelos que . . . ORIENTADOS À RESULTADOS +- 25 anos Metodologias ESTRUTURADAS Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Criar modelos que . . . PAGE - JONES XX YY X1 X2 XYZ DIAGRAMA DE ESTRUTURA Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

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

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Criar modelos que . . . 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 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 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 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

IMPLÍCITOS ou EXPLÍCITOS Funcionários joão vendas Antônio nome lotação diretor EXPLÍCITOS: nome nome lotação diretor joão vendas Antônio Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

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

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

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

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelos 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 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelos TRANSPARÊNCIAS . . . Modelo hierárquico Modelo em Rede Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelo Hierárquico Candidatos à empregos Ofertas de empregos E1, 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 E1, auxiliar mecânico, EmpC C1, João, Rua XV 130, 275, 30/10/1986 E4, datilógrafo, EmpD E(cod, cargo,empresa Edson Scalabrin e Marcos Shmeil C(cod, nome, endereço, salário pretendido, data inscrição

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelo Hierárquico 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, ofertas de emprego candidatos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelo Hierárquico 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” ofertas de emprego A maior desvantagem da abordagem HIERÁRQUICA é que nem todos os problemas do mundo real são hierárquicos candidatos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelo em REDE Modelo proposto pelo “DBTG” da “CODASYL”, Tomando o mesmo exemplo anterior Candidatos à empregos Ofertas de empregos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelo em REDE C1, João C2, Antônio C1, José 200,00 11/10/86 150,00 20/09/86 275,00 30/10/86 100,00 12/10/86 270,00 09/10/86 420,00 11/10/86 E1, aux..., empA E2, torn.., empB E3, mec..., empC E1, dat..., empD Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelos 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 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Modelos RELAÇÕES Dada uma coleção de Conjuntos D1, D2,..,Dn (não necessariamente disjuntos), R é uma relação nos “n”conjuntos de “n-tuplas”ordenadas (d1, d2,... dn) tais que d1 D1 ; d2 D2 ; ... ; dn Dn . D1, D2,..,Dn são domínios de R. O valor de “n” é o grau de R. Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil RELACIONAL RELAÇÃO: ALUNO #aluno nome peso altura olhos idade sexo A1 joão 72,5 1,75 cast 18 m tupla A2 josé 74,0 1,80 azul 19 m A3 eliane 56,0 1,67 verde 20 f A4 rosa 54,0 1,69 preta 18 f 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 Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil RELACIONAL P1 P2 X1 X2 X3 P1 X1 P1 X2 P1 X3 P2 X1 P2 X2 P2 X3 Ex: palavras Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

IMPLEMENTAÇÃO VIA ARQUIVOS Seqüencial Indexado Direto Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil IMPLEMENTAÇÃO SGBD Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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

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

Edson Scalabrin e Marcos Shmeil Criar modelos que . . . Orientado a objetos Edson Scalabrin e Marcos Shmeil

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