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Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode 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
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PUCPR / PPGIA / LASIN / Edson Scalabrin e Marcos Shmeil
2
Dinâmica do cursoDinâmica do curso
Aulas expositivas Trabalhos em equipes
• na classe• extra classe
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 3
AvaliaçãoAvaliação
Uma prova no final da disciplina
Trabalhos
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 4
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode 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.
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 5
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Ementa :
Fundamentos: Metodologias para modelagens do mundo real Orientada a resultados Orientada a processos Orientada a dados Orientada a objetos Orientada a agentes
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 6
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Sistemas multi-agente: O que são agentes?
Taxinomia de agentes e suas propriedades
Arquitetura de agentes cognitivos
Componente-comunicação
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 7
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Componente-raciocínio Learning Planning Co-ordination Expertise Knowledge-base
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 8
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Arquitetura de agentes reativos Sistemas multi-agente Aplicações de sistemas multi-agente Tecnologias e plataformas para
desenvolvimento
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 9
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Bibliografia: 1. Artificial Intelligence A Modern Approach
Stuart J. Russell And Peter NorvigPrentice Hall ,1995, 932p
2. Adaption And Learning In Multi-Agent SystemsGerhard Weib Springer, Canada, 1995
3. Software AgentsJeffrey M. BradsshawAAAI/Press,Masachussets, 1997, 480p
4. The Design Of Intelligent AgentsJorg P. MullerSpringer, Berlin, 1996
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 10
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Bibliografia: 5. Constructing Intelligent Agents With Java : A Programmer's
Guide to Smarter ApplicationsJoseph P. Bigus, Jennifer BigusJohn Wiley & Sons, ISBN: 0471191353
6. Programming and Deploying Java Mobile Agents With AgletsDanny B. Lange, Mitsuru Oshima, Oshima Mitsuru Addison-Wesley Pub Co, ISBN: 0201325829
7. Mobile AgentsWilliam 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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 11
Modelagem de Sistemas Modelagem de Sistemas de Informaçãode Informação
Bibliografia: 9. Multi-Agent Systems : An Introduction to Distributed
Artificial IntelligenceJacques FerberAddison-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.
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 12
Enquadramento
MáquinasMáquinas Sistemas OperativosSistemas Operativos
LinguagensLinguagens ComunicaçõesComunicações
Conceitos e TeoriasConceitos e Teorias
IA, IADIA, IAD Expert SystemsExpert Systems Machine LearningMachine Learning Multiagent Systems, ...Multiagent Systems, ...
Estrutura de DadosEstrutura de DadosProjeto de ArquivosProjeto de ArquivosBanco de DadosBanco de DadosBanco de Dados DistribuídoBanco de Dados Distribuído
ETC...ETC...ETC...ETC...
Problemas doProblemas doMundo RealMundo Real
PROJETOSPROJETOS
SOLUÇÕESSOLUÇÕES
MÉTODOS EMÉTODOS E TÉCNICASTÉCNICAS
Sociedade/Sociedade/ OrganizaçõesOrganizações
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 13
Sinal, dados, informação, . Sinal, dados, informação, . . .. .
Pathways Air, coaxial cables, glass fiber –Media that transmit signls
Signals Sound waves, electric pulses (0s and 1s),strokes of pen on paper
Data Sequences of numbers and letters,spoken words, pictures, even physicalobjects when presented without acontext
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 14
Information Organized data, tables, a picture oran object when presented in aparticular context
knowledge Organized information, for instance:understanding what the sales statisticsmean and how to interpret them( an object and its relations)
Wisdon Ability to provide judmentfor instance on sales statistics
Sinal, dados, informação, . Sinal, dados, informação, . . .. .
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 15
Sinal, dados, informação, . Sinal, dados, informação, . . .. .
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 16
Metafísica e OntologiaMetafísica 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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 17
“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 OntologiaMetafísica e Ontologia
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 18
ENTE é um substantivo (concreto/abstrato)
Atributos:– Cor– Textura– material– forma,– . . .
Metafísica e OntologiaMetafísica e Ontologia
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 19
Em certo domínio de interpretação• Necessidade de um contorno ( torna-se
o mundo de interpretação]
• novos atributos emergem de um contorno
Metafísica e OntologiaMetafísica e Ontologia
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 20
Em algum contorno
Em outro contorno
Metafísica e OntologiaMetafísica e Ontologia
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 21
Metafísica e OntologiaMetafísica e Ontologia
Mundo dasONTOLOGIAS
(Sistemas deInformação)
CONHECIMENTO
O MUNDO DOS ENTES
SI - 1
SI - 2
SI - 3
Mundo dos
seres
sinais
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 22
Como compreender o mundo Real [ Natural + Artificial ) e modelar o compreendido ?
( Criação de artefatos ) Simon
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
![Page 23: Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc105497959413d8c034e/html5/thumbnails/23.jpg)
Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 23
Traço de contorno
DADOS, PROCESSOS (alteração do espaço de estados -
transformações)
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
ente
ser
![Page 24: Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc105497959413d8c034e/html5/thumbnails/24.jpg)
Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 24
ORIENTADOS À RESULTADOS+- 25 anos
Metodologias ESTRUTURADAS
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
![Page 25: Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc105497959413d8c034e/html5/thumbnails/25.jpg)
Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 25
PAGE - JONES
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
XX YY
X1 X2
XYZ
DIAGRAMA DE ESTRUTURA
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 26
CHRIS GANE et all
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
XYZ
XX
YY
BB
U
T
![Page 27: Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc105497959413d8c034e/html5/thumbnails/27.jpg)
Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 27
YOURDON ( ESSENTIAL MODEL )
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
Da1
P1
F1
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 28
Modelo de dados– Bachman– DeMarco– Jackson– Ken Orr– Warnier– . . .
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
E2 E1
ENE3
![Page 29: Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc105497959413d8c034e/html5/thumbnails/29.jpg)
Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 29
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 . . .Criar modelos que . . .
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 30
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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 31
IMPLÍCITOS ou EXPLÍCITOS
IMPLÍCITOS:
Funcionários
joão vendas vendas Antônio
nome lotação nome diretor
EXPLÍCITOS:
joão vendas Antônio
nome lotação nome diretor
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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
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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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 34
RELAÇÕES ou RELACIONAMENTO
Agente financeiro
Clientefinanciamento
Data
Valor
![Page 35: Modelagem de Sistemas de Informação Professores : Edson Scalabrin Ph.D Marcos Shmeil Ph.D Pontifícia Universidade Católica do Paraná ( PUCPR ) Programa](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022070311/552fc105497959413d8c034e/html5/thumbnails/35.jpg)
Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 35
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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 36
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)
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 37
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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 38
TRANSPARÊNCIAS . . .
• Modelo hierárquico
• Modelo em Rede
Modelos
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 39
E1, auxiliar mecânico, EmpC
C1, João, Rua XV 130, 275, 30/10/1986
Modelo Hierárquico
Candidatos à empregos Ofertas de empregos
E1, auxiliar mecânico, EmpA
C1, João, Rua XV 130, 200, 11/10/1986C2, 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, 09/10/1986C3, José, Rua BR 07, 420, 09/10/1986
E4, datilógrafo, EmpD
E(cod, cargo,empresa C(cod, nome, endereço, salário pretendido, data inscrição
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 40
• 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
Modelo Hierárquico
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 41
•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
candidatos
Modelo Hierárquico
•A maior desvantagem da abordagem HIERÁRQUICA é
que nem todos os problemas do mundo real são
hierárquicos
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 42
•Modelo proposto pelo “DBTG” da “CODASYL”,
•Tomando o mesmo exemplo anterior
Modelo em REDE
Candidatos à empregos Ofertas de empregos
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Modelo em REDE
C1, João C1, 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
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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
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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
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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
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 47
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.
Modelos
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Edson Scalabrin e Marcos Shmeil 48
RELAÇÃO: ALUNO
RELACIONAL
tuplaA2 josé 74,0 1,80 azul 19 m
A1 joão 72,5 1,75 cast 18 m
A4 rosa 54,0 1,69 preta 18 f
A3 eliane 56,0 1,67 verde 20 f
#aluno nome peso altura olhos idade sexo
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
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RELACIONAL
P1
P2
X1
X2
X3
P1 X1
P1 X2
P1 X3
P2 X1
P2 X2
P2 X3
Ex: palavras
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IMPLEMENTAÇÃO VIA ARQUIVOS
Seqüencial
Indexado
Direto
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IMPLEMENTAÇÃO SGBD
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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 . . .Criar modelos que . . .
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Outras características:– On-line, Real time, batch, batch remoto
– X - driven
– Centralizado, descentralizado, distribuído
– Monótono e não monótono
– . . .
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
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Orientado a objetos
Criar modelos que . . .Criar modelos que . . .
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Exercício #1
(i) Modelar a seguinte organização:
(Crítica sobre....)
.. Resultados
.. Dados
.. Processos
.. Objeto