Modelado Conceptual de Sistemas de Información

Modelado Conceptual de Sistemas de Información

Universidad Distrital Francisco José de CaldasFacultad Ingeniería

Especialización Ingeniería de SoftwareIngeniería dirigida por modelos

2014

Alumno: Heidi Sánchez Cárdenas

Docente: Jorge Mario Calvo

Funciones de un Sistema de Información

Los sistemas de información pueden ser analizados desde tres perspectivas diferentes, pero complementarias:

• La contribución que hacen: los sistemas de información se definen como un medio que permite a los sistemas más amplios lograr sus objetivos. Este tipo de definición hace hincapié en que los sistemas de información son subsistemas que contribuyen a sistemas más amplios. El principal problema con este tipo de definición es que no establece claramente lo que un sistema de información en realidad es.

Funciones de un Sistema de Información

• Su estructura y el comportamiento: Enfatiza en la estructura y el comportamiento de los elementos físicos y abstractos que componen un sistema de información. Tanto la estructura y el comportamiento se pueden caracterizar en mayor o menor detalle.

• Las funciones que realizan: Para el modelado conceptual, las definiciones que se centran exclusivamente en lo que los sistemas de información hacen, sin tener en cuenta por qué y cómo lo hacen.

Un sistema de información se considera que tiene tres funciones principales: • Memoria: para mantener una representación

del estado de un dominio. • Informativo: proporcionar información sobre el

estado de un dominio. • Activo: para llevar a cabo acciones que

cambian el estado de un dominio.

"Un sistema de información es un sistema que recopila, almacena, procesa y distribuye la

información".

Funciones de un Sistema de Información

Modelado conceptual

Para poder realizar las funciones anteriores, un sistema requiere un conocimiento acerca de su dominio y sobre las funciones que tiene que realizar. La línea de razonamiento que se sigue es:• Si la función de memoria de un sistema de

información mantiene una representación del estado del dominio, hay que definir el estado particular que debe ser representado.

• El estado de la mayoría de los dominios varía con el tiempo, por lo que los cambios potenciales deben ser definidos.

Modelado conceptual

• La representación del estado en el sistema de información debe ser consistente. Por lo tanto, es necesario definir el momento para realizar una representación consistente.

• Responder a las preguntas planteadas por los usuarios a menudo requiere una capacidad de inferencia por parte del sistema de información. Esta capacidad utiliza reglas de derivación, que deben definirse.

Esquema Estructural

• El objetivo de la función de memoria de un sistema de información es el de mantener una representación del estado de su dominio. El estado de un dominio se compone de un conjunto de propiedades relevantes.

• Un sistema de información es siempre un medio a través del cual un sistema más amplio puede lograr sus objetivos. Las propiedades relevantes dependen de estos objetivos y en la contribución prevista del sistema de información.

• En el campo de los sistemas de información, hacemos el supuesto fundamental de que un dominio se compone de una serie de objetos y las relaciones entre ellos, que se clasifican en conceptos. El estado de un dominio particular, en un momento dado, por lo tanto, consiste en un conjunto de objetos, un conjunto de relaciones, y un conjunto de conceptos en los que se clasifican estos objetos y relaciones.

• El estudio de la naturaleza y la organización del mundo real es una rama de la filosofía llamada ontología.

Esquema Estructural

• Cuando asumimos que un dominio se compone de objetos, relaciones y conceptos nos comprometemos a una forma específica de dominios de visión. El término utilizado en la ontología para denotar este compromiso es el compromiso ontológico.

• En el campo de los sistemas de información, este compromiso con la visualización de los dominios de una manera particular, se llama el modelo conceptual.

• El conjunto de conceptos utilizados en un dominio particular constituye una conceptualización de ese dominio. La especificación de esta conceptualización a veces se llama una ontología de dominio.

Esquema Estructural

• En el campo de los sistemas de información, las ontologías son llamados esquemas conceptuales, y los idiomas en que están escritos son llamados lenguajes de modelado conceptual.

• La base formal de lenguajes de modelado conceptual es la lógica. Cualquier esquema conceptual se puede especificar en una especie de lenguaje lógico. En particular, la lógica de primer orden lenguaje (FOL) es suficiente para la especificación de la mayoría de los esquemas conceptuales.

• Sin embargo, en muchos proyectos el uso de lenguajes lógicos es poco práctico, y los lenguajes de especialidad son más adecuados. Uno de esos lenguajes es el Lenguaje Unificado de Modelado (UML).

Esquema Estructural

• Existe una gran diversidad en los modelos conceptuales, y que pueden ser más o menos útiles en situaciones particulares o para fines particulares.

• Un concepto es algo que hemos formado en nuestra mente a través de la generalización de ciertos casos. La clasificación es la operación que asocia un objeto con un concepto. La operación inversa, de instancias, da un ejemplo de un concepto. El conjunto de objetos que constituye una instancia de un concepto en un momento dado se conoce colectivamente como la población del concepto en ese momento.

• Un tipo de entidad es un concepto cuyas instancias son objetos individuales identificables. Los objetos que son instancias de un tipo de entidad se denominan entidades.

Esquema Estructural

Base de Información

Una base de información es una representación de las entidades y las relaciones de dominio y su clasificación en tipos de entidad y de relación. La clasificación de una entidad en un tipo de entidad o de una relación en un tipo de relación se llama un hecho, en otras palabras una base de datos contiene los datos sobre un dominio. En el lenguaje FOL, las entidades se representan mediante constantes, y un hecho es una fórmula atómica sin variables.

Comportamiento de esquema

• El esquema de comportamiento especifica los cambios válidos en el estado de dominio, así como las acciones que el sistema puede realizar. Los cambios en el estado de dominio son eventos de dominio, y una solicitud para realizar una acción es un evento -> petición de acción.

• Tipos de eventos: Eventos, ya sean de dominio o de acción petición, son también ejemplos de conceptos. Los eventos tienen características, que son las relaciones con otras entidades. En particular, todos los eventos tienen una relación con una entidad en un instante de tiempo, que corresponde al momento en el que se produce el evento.

Restricciones de Integridad

• Una base de información es válida si los hechos que contiene son verdaderas, y se completa si contiene todos los hechos relevantes.

• Validez e integridad son los dos componentes de la integridad de una base de información. Decimos que una base de información tiene integridad cuando todos sus datos son válidos y que contiene todos los datos pertinentes. La integridad es una propiedad muy importante de una base de información.

• Es posible crear mecanismos en un sistema que garantiza automáticamente un cierto nivel de integridad. Podemos establecer las condiciones para la base de la información de tal manera que, si se cumplen, podemos estar razonablemente seguros de su integridad. Estas condiciones se denominan restricciones de integridad, y se definen en el esquema conceptual.

Restricciones de Integridad

• Una restricción de integridad es una condición que no se puede satisfacer en algunas circunstancias, aunque se entiende que el sistema incluirá mecanismos para garantizar que se cumple en cualquier momento. Las restricciones de integridad son de conocimiento general sobre el dominio.

• Una base de información es consistente si satisface todas las restricciones de integridad definidas. Una restricción es violada cuando no se satisface con la base de información.

• El conjunto de restricciones de integridad definidas en un esquema conceptual deben ser coherentes.

Reglas de derivación

La mayoría de los sistemas tienen una cierta capacidad de inferencia. Esta capacidad requiere de dos componentes principales: reglas de derivación y un mecanismo de inferencia.• Una regla de derivación es un conocimiento de dominio

general, que define un tipo de entidad o en relación con los demás.

• Reglas de derivación se definen en el esquema conceptual. El mecanismo de inferencia utiliza reglas de derivación para inferir nueva información. La forma en la que el mecanismo de inferencia obra puede variar de un sistema de información a otro; que se considera que es parte de la estructura interna y por lo tanto no se especifica en el esquema conceptual.

Reglas de derivación

• Una regla de derivación es una expresión que define cómo los nuevos hechos se pueden deducir de los demás.

• Reglas de derivación pueden ser específicos para un dominio dado, aplicable a todos los ámbitos de una cierta clase, o general.

Principio de necesidad para esquemas conceptuales

• El análisis es fundamental para que un sistema de información lleve a cabo sus funciones requeridas, debe tener un poco de conocimiento general acerca de su dominio y de las funciones que tiene que realizar. En el campo de los sistemas de información, este conocimiento se llama un esquema conceptual.

• Cada sistema de información representa un esquema conceptual.

• Los desarrolladores necesitan saber el esquema conceptual con el fin de desarrollar un sistema de información.

• Las únicas opciones disponibles son para definir explícitamente el esquema o tenerlo en la mente de los diseñadores.

• El objetivo principal de modelado conceptual es obtener el esquema conceptual del sistema de información correspondiente.

Principio de necesidad para esquemas conceptuales

Arquitectura de un Sistema de Información

• El término arquitectura se utiliza para referirse a los principales componentes de software y sus relaciones. Un esquema externo es una forma de representación del estado del dominio, y una base de datos externa es una representación virtual del estado del dominio en este esquema externo. Bases de datos externas son virtuales.

• Los esquemas externos también incluyen aspectos de la manipulación de esta forma, como el lenguaje utilizado para hacer consultas o comunicar eventos.

• La correspondencia entre las manipulaciones y los acontecimientos externos se define de manera similar.

• El procesador externo es el componente arquitectónico que interactúa con los usuarios.

Arquitectura de un Sistema de Información

• El procesador de información es el componente que se encarga de los mensajes enviados por los usuarios y realiza cualquier función activa que puede ser delegada en el sistema. Para realizar estas tareas, el procesador de información necesita acceder y alterar el estado del dominio.

• La representación del estado que el sistema tiene para mantener internamente debe permitir la ejecución eficiente, entre otras cosas. El esquema interno es la forma usada internamente por el sistema para representar el estado del dominio, y la base de datos interna es la representación del Estado en ese esquema.

• Las arquitecturas modernas de los sistemas de información se han diseñado con tres capas lógicas: Presentación, dominio y gestión de datos. El equivalente del procesador externo se encuentra en la capa de presentación, la del procesador de información en la capa de dominio, y la del procesador interno en la capa de gestión de datos.

Ingeniería de Requerimientos

• El Modelado Conceptual debe preceder el diseño del sistema. La etapa que precede el diseño del sistema se llama ingeniería de requisitos.

• Los requisitos de la ingeniería es la ramadel software en cuestión con los objetivos del mundo real para, funciones de y las limitaciones de los sistemas de software. También se ocupa de la relación de estos factores con las especificaciones precisas de comportamiento del software, y su evolución en el tiempo y entre las familias de software.

Ingeniería de Requerimientos

Los requerimientos consisten en tres procesos: • Obtención de requisito: los futuros usuarios y los diseñadores

del sistema analizan los problemas y necesidades específicas y las características del dominio. Sobre la base de este análisis, ellos deciden sobre los cambios que se introducirán

• Especificación de requisitos: se definen los requisitos funcionales y no funcionales del nuevo sistema.

• Validación de requisitos: las especificaciones están evaluados para verificar que cumplen con los requisitos del usuario.

Los esquemas conceptuales se crean durante la etapa de ingeniería de requisitos y forman la base de la siguiente etapa, el diseño del sistema.

Calidad de esquemas conceptuales

• La calidad de un esquema conceptual es el grado en que están presentes las propiedades necesarias para el usuario.

• El lenguaje de modelado conceptual utilizado debe permitir a todos los aspectos relevantes del dominio, incluir los aspectos estructurales y de comportamiento.

• Un esquema conceptual es correcto si el conocimiento que se define es cierto para el dominio y la relación con las funciones que el sistema debe realizar.

• Un esquema conceptual es sintácticamente correcta si respeta todas las reglas de la lengua en que está escrito.

• Un modelo conceptual sólo debe incluir aspectos conceptualmente relevantes, tanto estáticos como dinámicos, del universo del discurso, excluyendo así a todos los aspectos de la representación (externo o interno) de datos, organización de datos física y el acceso, así como aspectos de especial representación usuario externo, como formatos de mensaje, estructuras de datos, etc

• La estabilidad se refiere a la flexibilidad, extensibilidad, o modificabilidad. Un esquema conceptual es estable si cambios menores en las propiedades del dominio o en requisitos de los usuarios no implican cambios importantes en el esquema.

Calidad de esquemas conceptuales

Bibliografía

• Conceptual Modeling of Information Systems By Antoni Olivé