Modelação

Aula T04 – Modelação Conceptual

Contexto e Domínio

Referências:– Conceptual Modeling of Information Systems (Capítulos 1 e 15)– UML, Metodologias e Ferramentas CASE (Capítulos 1, 2 e 5)

José Borbinha

Modelação 2

ProgramaT01-T03 – Módulo 1

– Introdução à Modelação de SistemasT04-T07 – Módulo 2

– Modelação Conceptual de Sistemas• T04: Contexto e Domínio

– Contexto;– Domínio e Universo do Discurso– Casos de Uso; “Stakeholders”; Actores e “roles”

T08-T11 – Módulo 3

– OntologiasT12-T15 – Módulo 4

– Modelação de Sistemas: DinâmicaT16-T18 – Módulo 5

– Modelação de Sistemas: ArquitecturaT19-T25 – Módulo 6

– Temas avançados

Modelação 3

Contexto

Modelação 4

...Sistema?... (da aula T01)• Uma definição de sistema: um conjunto

entidades que interagem entre si com o objectivo de atingir um determinado objectivo.

• Regra geral o objectivo de um sistema é a sua sobrevivência, o que pode ser levado à letra no caso dos sistemas biológicos, mas também em qualquer outro contexto (um sistema solar é sistema enquanto conseguir manter o seu equilíbrio, tal como uma organização, uma máquina, ...)

• Esta definição aplicada a um “sistema de informação” pode resultar em algo como:– um conjunto de entidades (humanas e tecnológicas) interagindo

entre si com o objectivo de satisfazer adequadamente as necessidades de informação de uma organização e respectivos processos de negócio!

Modelação 5

Contexto (Negócio, Processos e Sistemas...)

O Negócio...

...Os Processos...

...O Sistema de Informação

Sistema y Sistema z

Sistema x

Componente 1

Componente 3

!

!!

!!!

!!

!

Requisitos para o Sistema de Informação

Processo A Processo B Processo C Processo D

...

Processo A Processo B Processo C Processo D

Modelação 6

Processo de negócio...

• Um processo de negócio pretende representar uma sequência de actividades que devem processar vários inputs e produzir vários outputs, e que devem ser executadas com determinados objectivos.

• Um processo de negócio pode ser realizado automaticamente por máquinas, por pessoas, ou por uma combinação de ambos.

• Exemplos de processos de negócio: – a contratação de um empregado

– a inscrição numa cadeira no IST

– a reserva de uma viagem de avião

Modelação 7

Processos de negócio...• Information may come from external sources, from customers, from internal organisational units and may

even be the product of other processes.• A resource is an input to a business process, and, unlike information, is typically consumed during the

processing.• An event is the receipt of some object, a time or date reached, a notification or some other trigger that

initiates the business process. The event may be consumed and transformed (for example a customer order) or simply act as a catalyst (e.g. nightly batch job).

• An output may be a physical object (such as a report or invoice), a transformation of raw resources into a new arrangement (a daily schedule or roster) or an overall business result such as completing a customer order.

• (a goal) is the reason the organization does (a process), and should be defined in terms of the benefits this process has for the organization as a whole and in satisfying the business needs.

http://www.sparxsystems.com/EAUserGuide/index.html?businessmodelling.htm

Modelação 8

Sistemas de Informação(uma classificação geral clássica)

Tipo de Sistemas Exemplos

Operacionais (reduzir custos operacionais)

Facturação, Gestão de encomendas, Contabilidade geral, Gestão de armazéns, Pagamento de Salários

Tácticos (satisfazer necessidades de informação para decisões prementes)

Análise de vendas, Controlo orçamental, Contabilidade analítica, Gestão de inventário, Análise da qualidade

Estratégicos (contribuir para a criação de novos produtos e serviços)

Previsão de vendas, Planeamento da produção, Planeamento recursos humanos, Previsão de receitas e custos, Planeamento Financeiro

Modelação 9

Laudon (Management Information Systems) 8/eChapter 2 Information Systems in the Enterprise)

© 2004 PRATICE HALL

Mais em AOSIE...

Tipos de Sistemas de Informação

Modelação 10

Sistemas de Informação...• Planeamento Estratégico de Sistemas de Informação:

– processo cuja finalidade é garantir o alinhamento dos sistemas de informação com os objectivos do negócio

• ou– processo de decidir os objectivos para a função informática e

identificar as aplicações informáticas potenciais requeridas

Modelação 11

Arquitectura Empresarial (recordando a aula passada)...

“conjunto de representações descritivas (modelos) relevantes para a descrição de um objecto de forma a que este possa ser elaborado de acordo com os requisitos (de qualidade) e mantido ao longo da sua vida útil”

Zachman, 87.

Definição genérica... Refere-se quer aos sistemas de informação quer à organização, uma vez que o mesmo modelo apresenta relativamente a cada conceito a perspectiva do negócio e dos sistemas de informação!!!

A Framework de Zachman é assim uma estrutura lógica de classificação e apresentação dos modelos:

– de uma organização relevantes para a respectiva gestão

– desenvolvimento dos seus sistemas

Modelação 12

Mais em

APFSI ...

Arquitectura Empresarial...

Modelação 13

Sobre Eng.ª de SW e processo de desenvolvimento de sistemas

• Concepção do Sistema Especificação de Requisitos: descrição do problema na

óptica do cliente. Análise: descrição do problema na óptica do engenheiro

de sistema Desenho: especificação da solução em termos da

plataforma e tecnologia computacional usada.

Desenvolvimento e Manutenção do Sistema Concretização da solução desenhada... Testes ... Aceitação ... Manutenção ...

Modelação 14

• Concepção do Sistema Especificação de Requisitos: descrição do problema na

óptica do cliente. Análise: descrição do problema na óptica do engenheiro

de sistema Desenho: especificação da solução em termos da

plataforma e tecnologia computacional usada.

Desenvolvimento e Manutenção do Sistema Concretização da solução desenhada... Testes ... Aceitação ... Manutenção ...

Sobre Eng.ª de SW e processo de desenvolvimento de sistemas

Modelação 15

Sobre Modelação e Eng.ª de Software

• As actividades da Eng.ª de Software podem ser agrupadas em três grandes fases: concepção, implementação e manutenção

• A concepção de um sistema é efectuada sobre os requisitos, os quais por sua vez derivam dos objectivos de negócio. É nesta fase que a modelação é especial importante.

• Após a concepção de um sistema (na visão da Arquitectura empresarial) procede-se então à concepção do software (na concepção da Eng.ª de Software)

Engenharia de Software é a aplicação de um processo sistemático, disciplinado, e quantificado ao desenvolvimento, operação e manutenção de software; ou seja, a aplicação de técnicas de engenharia ao software (IEEE, 93)

Modelação 16

Universo do Discurso

Modelação 17

Modelação Conceptual !!!

• “Na área de sistemas de informação usamos o termo Modelação Conceptual para a actividade de descoberta e descrição do conhecimento geral que um determinado sistema de informação necessita ter”

(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. xi)

• Nota de tradução importante– “elicit” ≈ deduzir, descobrir, obter gradualmente– “elicit” ≠ licitar !!!

Modelação 18

De volta à definição de sistema

Considera-se que um sistema tem três funções principais:

– Memória: manter a representação do estado de um domínio

– Informar: dar informação (ao exterior) sobre o estado de um domínio

– Actuar: agir para mudar o estado de um domínio

(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. 3)

Modelação 19

Um domínio é o fragmento do mundo real sobre o qual é focada a tarefa de modelação e construção de um sistema.

Exemplos de domínios: – Sistema bancário nacional– Sistema universitário nacional– O futebol– ...

• Geralmente ao domínio também se dá o nome de universo do discurso (UoD = “Universe of Discourse”)

Domínio ???

Modelação 20

Na área de sistemas de informação assumimos que um domínio consiste num número de objectos e de relações entre eles, que são classificadas em conceitos. O estado de um dado domínio, num dado momento, consiste assim num grupo de objectos, num grupo de relações, e num conjunto de conceitos segundo os quais esses objectos e relações são classificados.

(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. 10)

Classificação é o processo que associa um objecto do domínio a um conceito do domínio.

Domínio / UoD

Modelação 21

Conceitos• Um conceito é algo que concebemos no nosso

entendimento através da generalização de certas instâncias.

• Um conceito tem intenção e extensão:– Intenção são as propriedades partilhadas por todas

as instâncias– Extensão são todas as possíveis instâncias desse

conceito(Conceptual Modeling of Information Systems, pag. 12)

Modelação 22

Esquemas Conceptuais

• A especificação do conjunto de conceitos de um domínio é o esquema conceptual desse domínio

– Para um mesmo domínio podemos definir mais que um esquema conceptual, dependendo da perspectiva e dos objectivos...

Modelação 23

Esquemas Conceptuais mais em detalhe

• O modelo de um domínio, do sistema, ou base de informação*, são as entidades e relações desse domínio (conceito a desenvolver nas próximas duas aulas...)

*Termo usado em “Conceptual Modeling of Information Systems”

• A descrição do modelo de domínio de um sistema é o esquema estrutural desse sistema.

• O esquema de comportamento especifica as acções válidas e as mudanças no estado do domínio que o sistema pode executar (a desenvolver mais adiante no semestre...)

• Ao conjunto formado pelo esquema estrutural e pelo esquema de comportamento de um sistema dá-se o nome de esquema conceptual.

Modelação 24

De volta ao Sistema e Processos de Negócio

• Para poder cumprir as suas funções Memória, Informar e Actuar, um sistema necessita de ter conhecimento do seu domínio e das funções que tem de executar.

– Isto é, temos de definir o estado que o sistema deve representar e as suas regras de consistência de representação (função Memória) e as mudanças potenciais de ocorrer nesse estado (função Actuar). Finalmente, temos ainda de garantir ao sistema capacidade de inferência sobre o seu estado (função Informar).

• Processos de negócio são assim sequências de acções (função Actuar) desencadeadas com base na informação fornecida por um sistema (função Informar) e que têm como objectivo alterar o estado do sistema (função Memória)

Modelação 25

• Um modelo é uma interpretação de um sistema segundo um determinado ponto de vista, envolvendo a sua especificação a um certo nível de abstracção e de detalhe.

Linguagem de Modelação É a estruturação e especificação da estrutura de conceitos segundo

uma ou mais linguagens. Linguagens podem ser formais ou informais, textuais ou gráficas. No caso de linguagens de modelação gráficas, a notação consiste na

apresentação visual dos diferentes elementos da estrutura de conceitos subjacente.

Modelos

Modelação 26

• Um esquema é a especificação de um modelo usando uma determinada linguagem, a qual pode ser formal, informal (e.g., linguagem natural); de texto, gráfica, ...

• Quando a representação do esquema é gráfica designa-se usualmente por diagrama.

Esquemas

Modelação 27

Mundo Real

Estrutura de Conceitos

Modelo

gap semânticodono

homem

casa

carro

lar

Esquema textual

Esquema gráfico

UoD, Entidades do Modelo e Esquemas

Modelação 28

Casos de Uso

Modelação 29

• Relembrando:– Ao conjunto formado pelo esquema estrutural e pelo

esquema de comportamento de um sistema dá-se o nome de esquema conceptual

– Por outras palavras, um esquema conceptual define o conhecimento geral que um sistema precisa para executar as suas funções.

• Mas quais são essas funções e qual é o conhecimento requeridos para as executar?

• Essa informação é representada, ao mais alto nível, por casos de uso (“use cases”).

Casos de Uso

Modelação 30

• Um caso se uso representa um conjunto de acções que um ou mais actores realizam num sistema para obter um resultado concreto

• Um caso de uso representa uma visão externa do sistema

– descreve o que faz um sistema (ou parte deste),

– não descreve como é que tal é realizado

Casos de Usos

Modelação 31

• Um caso de uso deve ser representado num modo impessoal, por uma frase na voz activa, com um verbo no infinitivo (“Gerar relatórios”, “Criar factura”, “Calibrar roda”)

Casos de Uso

Modelação 32

Actores• Um Actor representa uma papel (“role”) que um

utilizador pode desempenhar relativamente ao sistema a modelar.

• Um mesmo utilizador nominal pode desempenhar diferentes papéis, podendo, por conseguinte, representar conceptualmente diferentes actores (desempenhar vários “roles”).

• Um actor de um sistema pode ser um ser humano ou outro sistema!

Cliente AlarmeAdministrador

Modelação 33

Casos de uso e Cenários

• Um cenário é uma instância de um caso de uso quando este interactua com os actores. Representa assim uma sequência de acções concreta que ilustra um comportamento do sistema.

• É normal que um caso de uso possa ser descrito por vários cenários

• Tipos de cenários: – Principal: descreve a sequência normal de acções (“happy day

scenario”)

– Alternativo ou secundário: descreve uma sequência de acções a considerar para além da principal, o que pode acontecer devido a excepções ou apenas para outras acções possíveis

Modelação 34

Casos de uso e Cenários - ExemplosCenário principal do caso de uso “Fazer

encomenda”

• O caso inicia-se quando o cliente selecciona “Fazer encomenda”

• O cliente introduz nome e endereço

• O cliente introduz códigos dos produtos desejados

• O sistema fornece descrição e preço dos produtos

• O cliente selecciona os produtos desejados

• O cliente fornece informação do cartão de crédito

• O cliente submete o pedido

• O sistema verifica a informação

• Quando o pagamento é confirmado é criado e apresentado ao cliente um código de encomenda. Caso termina

Cenários secundários do caso de uso “Fazer encomenda”

• Informação do cartão de crédito incorrecta

• Pedido incompleto

• Cliente pretende pagar por cheque

• Cliente requer atendimento especial

• Endereço de entrega incompleto

• Produto já não comercializado

• Produto não existe em armazém

• Produto em promoção

Modelação 35

Casos de Uso: Descrição Textual

• Pode-se especificar um caso de uso descrevendo textualmente o fluxo de eventos, de modo a que qualquer pessoa o possa entender.

• Tal especificação deve incluir:– Assunções– Pré-condições– Inicialização: como e quando o caso de utilização começa – Diálogo: quando é que o caso de utilização interactua com os

actores– Conclusão: como e quando o caso de utilização termina– Pós-condições

• Para estas descrições deve usar-se “templates”

Modelação 36

Casos de Uso: Exemplo de uma ”template”Name UC-8: Search

Summary All occurrences of a search term are replaced with replacement text.

Rationale While editing a document, many users find that there is text somewhere in the file being edited that needs to be replaced, but searching for it manually by looking through the entire document is time-consuming and ineffective. The search-and-replace function allows the user to find it automatically and replace it with specified text. Sometimes this term is repeated in many places and needs to be replaced. Other times, only the first occurrence should be replaced. The user may also wish to simply find the location of that text without replacing it.

Users All users

Preconditions A document is loaded and being edited.

Basic Course of Events

1. The user indicates that the software is to perform a search-and-replace in the document.2. The software responds by requesting the search term and the replacement text.3. The user inputs the search term and replacement text and indicates that all occurrences are to

be replaced.4. The software replaces all occurrences of the search term with the replacement text.

Alternative Paths

1. In step 3, the user indicates that only the first occurrence is to be replaced. In this case, the software finds the first occurrence of the search term in the document being edited and replaces it with the replacement text. The postcondition state is identical, except only the first occurrence is replaced, and the replacement text is highlighted.

2. In step 3, the user indicates that the software is only to search and not replace, and does not specify replacement text. In this case, the software highlights the first occurrence of the search term and the use case ends.

3. The user may decide to abort the search-and-replace operation at any time during steps 1, 2 or 3. In this case, the software returns to the precondition state.

Postconditions All occurrences of the search term have been replaced with the replacement text.

Modelação 37

Casos de Uso: Exemplo de uma representação por diagrama, em UML

A Máquina de Bebidas

Cliente

Agente do Fornecedor

Comprar Bebida

Repor bebidas

Retirar dinheiro

Colector

Dono

Abrir a Máquina

Fechar a Máquina

«include»

«include»

«include»

«include»

Modelação 38

Casos de uso...

• ...a continuar na próxima aula, com a Engenharia de Requisitos...