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Modelo de um Sistema Bacharelado em Sistemas de Informação
(1a fase - 4 créditos) Parte 5 de 8
Prof. João Bosco da Mota AlvesINE/CTC/UFSCMarço de 2002
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Referências
• Todo o material deste tópico se baseia em duas referências– http://www.psychstat.smsu.edu/introb
ook/sbk04m.htm– http://facstaff.uww.edu/eamond/216/
Notes/Models/Models.htm
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Modelos
• Em geral, mundo visto via modelos• Método científico e modelos de
mundo– Cria– Verifica– Modifica
• Mesmo nas coisas banais– Trabalha-se com modelos
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Modelos
• Método científico– Simplifica/explica complexidade do
mundo
• Cientistas usam esses modelos para– Prever eventos/sistemas– Controlar eventos/sistemas
• Mesmo não cientistas o fazem– Administradores, médicos, jogadores, ...
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Modelo: definição
• Uma representação da estrutura essencial de algum objeto ou evento no mundo real
• Tal representação pode ser– Física– Simbólica
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Modelo Físico
• Representação física reduzida– Aeromodelo– Maquetes
• Serve para estudar propriedades– Relações entre componentes– Dimensões relativas– etc.
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Modelo Simbólico
• Representação abstrata– Equações matemáticas– Programa de computador– Mapa conceitual
• Serve para estudar propriedades via– Simulação– Emulação, etc.
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Características de Modelos
• Necessariamente incompletos– Não inclui todos os aspectos do
mundo– Apenas estruturas essenciais do
mundo• Para estudar-se relações entre objetos
e/ou eventos do mundo
– Visam extrair suposições para explicar fenômenos
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Características de Modelos
• Pode ser manipulado com facilidade– Muda-se o modelo e vê-se o resultado– Simples, resultado pode ser catastrófico– Mudar simbólico mais fácil que físico– Simular multidões (Modelo de formigas)
• Simbólico
– Simular vôos (Tunel Aerodinâmico)• Físico
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Linguagens de Modelos
• Modelo físico– Mais usado por arquitetos e
engenheiros
• Modelo simbólico– Mais usado por cientistas
• Linguagens naturais e formais– Conjunto de símbolos– Conjunto de regras para os símbolos
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Linguagens de Modelos
• Conjunto de símbolos– Vocabulário
• Lingua portuguesa– Símbolos formam palavras (dicionário)
• Linguagem algébrica– Símbolos formam números, operadores,
variáveis: 23, -45, m, >, =, +, ...
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Linguagens de Modelos
• Consiste de strings de símbolos• Nem todo string possível é válido
– Em português (çapo, por exemplo)– Em álgebra (2 +/ 4)
• Há regra para isso: Léxica• Outra regra: Sintaxe
– Sou português eu; 2 + / 4 5
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Linguagens de Modelos
• Português: Linguagem natural• Álgebra: Linguagem formal• Ambas permitem mudanças em
sentença, sem alterar significado• Em português
– Eu comi o bolo– O bolo foi comido por mim
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Linguagens de Modelos
• Em álgebra– 2a + ab– 2 (a + b)
• Isso se chama transformação• Em álgebra a transformação
permite provar que uma sentença é igual a outra (teorema)
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Linguagens de Modelos
• Para a construção de modelos– Deve-se usar uma linguagem formal
• Exemplo– UML– DFD– Diagrama de Estado– etc.
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Construção de Modelos
• Método científico– Construção e verificação de modelos
• Após problema formulado, 4 etapas– Simplificação/idealização– Representação/mensuração– Manipulação/transformação– Verificação
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Simplicação/Idealização
• Um modelo contém estruturas essenciais do objeto/evento
• Esse primeiro estágio identifica– Aspectos relevantes do objeto/evento– Considerando uma primeira
aproximação– Tendo em mente sempre a
simplificação
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Representação/medida
• Símbolos são usados para representar– Objetos, eventos e relações
• Exemplo: Lei de OHM (V=R I)– V: tensão elétrica, diferença de
potencial, (V, volts)– R: resistência elétrica, (, ohms)– I: corrente elétrica, (A, ampères)– Símbolos (V, , A) representam medidas
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Manipulação/Transformação
• Sentenças sofrem transformações• Esse procedimento permite
– Derivar novas interpretações– Derivar novos insights para o modelo– Retirar conclusões– Básico para aperfeiçoar modelo
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Verificação
• Implicações derivadas dos estágios prévios são confrontadas através de– Observações do mundo real– Experimentos no mundo real
• Esse processo prossegue até que o modelo seja depurado
• Exemplo da Lei de OHM
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Construção de Modelos
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Construção de Modelos
• Uma ilustração
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Exercícios em classe
• Pense em um fenômeno, objeto ou evento físico real
• Construa um modelo: 4 estágios– Simplificação/Idealização– Representação/Medida– Manipulação/Transformação– Verificação
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Movimento em queda livre
• Suponha que você solte um objeto de uma certa altura e observe os dados– 1 s depois, cai 5 m– 2 s depois, cai 20 m– 4 s depois, cai 80 m– 8 s depois, cai 320 m
• Pergunta: pode-se extrair um modelo?• Dobra o tempo, quadruplica a altura
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Queda livre: modelo
• Note que a relação obedece certa regra– 5/1=5; 20/2=10; 80/4=20; 320/8=40
• Se chamarmos altura de y e o tempo t– Representar y = 5 t, so serve ao 10
– Depois de ralar, chega-se a y = 5 t2
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Queda livre: modelo
• Sabemos, hoje, que depende da aceleração da gravidade
• O fator 5 vale para a superfície da terra: diferente em outros planetas– O correto é y = ½ g t2 – Como g 10 m/s2, o modelo está
razoável– Ou, seja y = 5 t2