Modelagem Conceitual
de
Sistemas de Informação
Introdução
Prof. Eber
Perspectivas de um SI

Contribuição ao sistema “envoltório”


Estrutura e comportamento


(POR QUE?)
(COMO?)
Funções

(O QUE?)
Domínio
Área ou setor da realidade onde se
inscreve o SI.
 A informação de que trata o SI é chamado
sistema objeto ou universo de discurso
 O domínio é usualmente uma organização
 Os domínios têm uma dinâmica que pode
ser descrita por uma sucessão de estados

Definição - Funções
Memória: manter uma representação do
estado do domínio
 Informativa: prover informação sobre o
estado do domínio
 Ativa: executar ações que mudam o
estado do domínio

Modelagem Conceitual

Como representar (modelar, descrever) o
estado de um domínio?

pressuposto (fundamental): um domínio
consiste de (vários) objetos (ou coisas, ou
entidades) e dos relacionamentos entre
eles, os quais (objetos e relacionamentos)
são classificados em conceitos.
Modelagem Conceitual
o estado de um domínio (num dado
momento) consiste de um conjunto de
objetos, um conjunto de relacionamentos
e um conjunto de conceitos nos quais os
objetos e relacionamentos são
classificados
 o conjunto de conceitos é chamado de
modelo (ou esquema) conceitual (1a
versão)

Conceito: definições

Def. de conceito
 uma
idéia abstrata ou genérica generalizada
a partir de instâncias particulares
 uma idéia ou quadro mental de um grupo ou
classe de objetos formado pela combinação
de todos seus aspectos (propriedades)
Conceito: definições

Def. de um conceito
 intensão:
conjunto de propriedades
 extensão: conjunto de instâncias (possíveis)

Exemplo: Número Par
{x |  k  N e x = 2k}
 extensão: {2, 4, 6, 8, 10, … }
 intensão:
Conceito: operações
as operações mapeiam o mundo real no
mundo dos conceitos e vice-versa
 Classificação: associa um objeto ao seu
conceito
 Instanciação: associa um conceito a uma
instância

Conceitos: teorias
clássica (ou definicional)
 baseadas em similaridade

 conceitos
prototípicos
 conceitos baseados em exemplares
Conceitos Definicionais
Definido pelo conjunto de propriedades
necessárias e suficientes
 um objeto é instância de um conceito se
tem todas as propriedades
 Exemplo: triângulo (figura geométrica de três lados),
casa (construção (building), lugar onde as pessoas moram,

localização geográfica fixa, tem um proprietário, etc)
Projeto (design) de Conceitos




conceitos “naturais”: instâncias são objetos
familiares. Ex.: árvore, cachorro, temperatura
problema: conceitos naturais existentes não são
suficientes para um dado domínio.
solução: inventar conceitos ou refinar definições
existentes.
Ex.: leasing, cliente (customer), projeto (project)
Modelagem Conceitual: exemplos

domínio videolocadora
 coisas:

cliente, DVD; relacionamento: aluguel
domínio biblioteca
 coisas:
livro, leitor; relacionamento:
empréstimo

domínio esta sala
 coisas:
professor, aluno; relacionamento: aula
Modelagem Conceitual: linguagens

LPO (FOL): lógica de primeira ordem

UML&OCL: Unified Modeling
Language&Object Constraint Language

Alloy
Tipo de Entidade



Tipo de entidade: conceito cujas instâncias são
objetos individuais e identificáveis (entidades) .
LPO: tipos de entidade são representados por
predicados unários.
UML: tipos de entidades são representados por
retângulos
Tipo de Relacionamento




Conceitos associativos: instâncias relacionamse a duas ou mais entidades
Tipo de relacionamento: conceito (associativo)
cujas instâncias são relacionamentos
LPO: tipos de relacionamentos n-ários são
representados por predicados n-ários.
UML tipos de relacionamento binários são
representados por uma linha conectando as
duas entidades
Conceitos e Instâncias
Conceito
instância de
Entidade/
Relacionamento
Pessoa
Lê
Livro
Modelo Conceitual
Representação em UML
Lê
Pessoa
Representação em LPO
Pessoa (_)
Livro (_)
Lê (_: Pessoa ,_: Livro )
Livro
Modelo Estrutural
Modelo estrutural: conjunto dos tipos de
entidades e relacionamentos usados para
representar o estado de um domínio.
 Modelo conceitual (2a versão) =

 modelo
estrutural +
 modelo comportamental
Base de Informação (BI)




BI: representação das entidades e
relacionamentos do domínio e suas
classificações em tipos de entidade e
relacionamento
BI: é a representação do estado do domínio
Fato: classificação de uma entidade
(relacionamento) em um tipo de entidade
(relacionamento)
BI:contem os fatos sobre o domínio.
Base de Informação (em LPO)
entidades são representadas por
constantes
 fatos são representados por fórmulas
 tipos de entidade são representados por
predicados unários
 tipos de relacionamento n-ário são
representados por predicados n-ários.

Base de Informação (em LPO)



seja um modelo com dois tipos de entidade Pessoa e
Livro e um tipo de relacionamento Lê, respectivamente
associados aos predicados Pessoa(), Livro() e Lê().
suponha que o domínio contenha uma pessoa e um
livro, e que a pessoa esteja lendo o livro.
A base de informação conterá:





uma constante A representando a pessoa
uma constante B representando o livro
o fato Pessoa (A) representando que A é uma Pessoa
o fato Livro (B) representando que B é um Livro
o fato Lê (A, B) representando que a pessoa A lê o livro B
Modelo Comportamental (MC)

MC: modela a dinâmica do domínio
 eventos
externos: causam mudança no estado do
domínio

Eventos de Domínio (ED):
 mudanças

válidas no estado do domínio
Eventos Requisição de Ação (ERA):
 Solicitações
de ações que ao SI
Eventos de Domínio


Evento estrutural: mudança elementar na
população de um tipo de entidade ou
relacionamento.
Tipos de evento estrutural
 depende
da linguagem
 em LPO: inserção e remoção de fatos


ED: é um conjunto eventos estruturais
ED: mudança de estado percebida como válida
no domínio (transação)
Eventos de domínio: exemplo

transferência entre contas
 suponha
que saldos bancários estejam
representados na BI pelo predicado Saldo e que:


Saldo (Conta1, Quantia1)
Saldo (Conta2, Quantia2)
a
transferência da quantia M de Conta1 para Conta2
efetiva-se pelos seguintes eventos estruturais:




remoção de Saldo (Conta1, Quantia1)
remoção de Saldo (Conta2, Quantia2)
inserção de Saldo (Conta1, Quantia1 - M)
inserção de Saldo (Conta2, Quantia2 + M)
Eventos Requisição de Ação

explícitos
 externos
(iniciados por usuário)
notificação de evento de domínio
 queries

 induzidos
(iniciados por outra ação)
temporais (iniciados pela passagem do
tempo)
 gerados (iniciados por alguma condição)

Tipos de Evento
eventos (assim como entidades e
relacionamentos) são instâncias de
conceitos: tipo de evento.
 aquele evento de transferência entre as
contas Conta1 e Conta2 é uma instância
do tipo de evento transferência entre
contas.
 todo evento tem um relacionamento com a
entidade instante de tempo

Restrições de Integridade
BI: representação do estado de um
domínio (memória).
 Integridade = Validade + Completude
 Validade

 fatos

verdadeiros
Completude
 todos
os fatos relevantes
Restrições de Integridade (RI)
RI: condições que a BI deve obedecer e
que podem ser verificadas (impostas)
automaticamente.
 Exemplos

 um
exemplar não pode estar emprestado a mais de
um leitor.
 o máximo de empréstimos para um leitor são 5 livros
 é proibido emprestar a leitores em atraso
 a idade do leitor deve ser inferior a 120 anos
Regras de Derivação

expressões que definem como novos
fatos podem ser inferidos a partir de
outros
 fórmulas
lógicas
 fórmulas matemáticas (estatísticas)
 algoritmos
Regras de Derivação - exemplo

def. lógica
x
é avô (ou avó) de y se existe z tal que x é pai (ou
mãe) de z e z é pai (ou mãe) de y.

determinação algorítmica
 1.
Busque os dois pais (pai e mãe) z1 e z2 de y.
 2. Busque os dois pais x1 e x2 de z1.
 3. Busque os dois pais x3 e x4 de z2.
 4. Os avós (avôs e avós) de y são x1, x2, x3, e x4.
Modelo Conceitual
(versão final)
Modelo Estrutural
 Modelo Comportamental
 Restrições de Integridade
 Regras de Derivação

Qualidades de um MC






completo
correto (válido)
entendível
simples
princípio da conceitualização (independente de
projeto, livre de tecnologia)
estabilidade (flexibilidade)