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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL
INSTITUTO DE INFORMÁTICA
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Modelos Conceituais de Dadospara
Sistemas de Informações Geográficas
por
JUGURTA LISBOA FILHO
EQ-12 CPGCC-UFRGSExame de Qualificação
Prof. Cirano IochpeOrientador
Porto Alegre, abril de 1997
CIP - Catalogação na Publicação
LISBOA FILHO, JugurtaModelos Conceituais de Dados para Sistemas de
Informações Geográficas / Jugurta Lisboa Filho. - PortoAlegre: CPGCC da UFRGS, 1997.
p. 119: il - (EQ-12)
Trabalho orientado pelo Prof. Dr Cirano Iochpe.1. Sistemas de Banco de Dados 2. Modelos Conceituais de
Dados 3. Sistemas de Informações Geográficas. 4. Sistemas deGeoprocessamento. 5. Dados Georreferenciados. I. Iochpe,Cirano. II. Título. III. Série.
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SULReitor: Profa. Dra. Wrana PanizziPró-Reitor de Pesquisa e Pós-Graduação: Prof. Dr. José Carlos Ferraz HennemannDiretor do Instituto de Informática: Prof. Dr. Roberto Tom Price
Coordenador do CPGCC: Prof. Dr. Flávio R. WagnerBibliotecária-Chefe do Instituto de Informática: Zita Prates de Oliveira
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semânticos e a seção 5.4 descreve as principais características dos modelos de dadosorientados a objetos.
O capítulo 6 faz uma revisão do estado-da-arte em matéria de modelos de
dados que são projetados especificamente para aplicações geográficas. Na seção 6.1são levantados requisitos especiais que são apresentados pelas aplicações geográficas.A seção 6.2 descreve os diferentes níveis de abstração com que os dados geográficossão modelados. Na seção 6.3 são descritos os principais modelos de dados conceituaisutilizados no projeto de banco de dados geográficos.
No capítulo 7 é feita uma análise comparativa dos modelos descritos naseção 6.3, com base nos requisitos identificados na seção 6.1.
As conclusões finais do trabalho são descritas no capítulo 8.
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PARTE I
Sistemas de Informações Geográficas
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PARTE II
Análise de Modelos Conceituais de Dadospara
Sistemas de Informações Geográficas
5 Modelos de Dados
Ullman [ULL 82] define um modelo de dados como uma descrição geral deum conjunto específico de entidades e os relacionamentos existentes entre estesconjuntos de entidades. Uma entidade pode ser qualquer coisa que seja distinguível(ex.: um conceito, um evento, um objeto). Um conjunto de entidades agrupa entidadesque possuem características em comum (ex.: Rios, Cidades e Pessoas). Característicasde entidades são descritas por meio de atributos que possuem valores específicos deum determinado domínio (ex.: nome e população de cidades).
Para Brodie [BRO 84], um modelo de dados é uma coleção de conceitos bemdefinidos matematicamente, que nos auxilia a pensar e expressar as propriedadesestáticas e dinâmicas das aplicações.
Numa visão mais específica de banco de dados, um modelo de dados consistede três componentes: uma coleção de tipos de objetos, uma coleção de operadores euma coleção de regras de integridade (Codd, 1981 Apud [PEU 84]).
A característica básica de um modelo de dados, como o próprio termoexplicita, é que ele é uma abstração da realidade [PEU 84]. A distância existente entrea maneira na qual as entidades existem na realidade e a maneira como estas entidadessão representadas internamente nos computadores levaram ao surgimento de modelosde dados em diferentes níveis de abstração.
Um modelo de dados fornece uma base formal (notacional e semântica) paraferramentas e técnicas usadas para suportar a modelagem de dados [BRO 84]. Modelagem de dados é o processo de abstração onde somente os elementos essenciais
da realidade observada são enfatizados, descartando-se os elementos não essenciais[BED 89].
A seção 5.1 apresenta duas classificações dos tipos de modelos de dadosexistentes. A seção 5.2 descreve os principais conceitos de abstração utilizados nosmodelos de dados para abstrair a realidade. Na seção 5.3 são descritos dois dosprincipais modelos semânticos e a seção 5.4 descreve as características dos modelosorientados a objetos. A descrição sucinta destes modelos tem por objetivo facilitar adescrição dos modelos apresentados no capítulo 6, uma vez que aqueles são, na suagrande maioria, extensões desses modelos já consagrados.
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Nome Classe
Nome Classe
atributoatributo : tipo_dado.....
Subclasse-2Subclasse-1
SuperclasseClasse
Agregada
Parte2-ClasseParte1-Classe
Classe-1 Classe-2 Classe
Classe
Classe
Classe-3
Classe-2Classe-1
Classe-2Classe-1
Nome classe(Nome classe)(Nome classe)
nome_atrib = valor (Nome classe)
atributo_ligação.........
Multiplicidade de Associações:
exatamente 1
muitos (zero ou mais)
opcional (0 ou 1)
operaçãooperação (list_arg).....
Classe Generalização
(herança) Agregação
Associação
Ternária
Associação
Relacionamento de
instânciasInstância de Objeto
Atributo de ligação
Nome associação
Nome associação
Nome associação
Classe um ou mais
Classenumericamente
especificado
1+
1-2,4
Figura 5.6 - Subconjunto de construtores do modelo de objetos OMT
As classes são representadas de forma simplificada, através de retânguloscontendo o nome da classe, ou de forma completa, através de retângulos divididos emtrês partes contendo: o nome da classe, a lista de atributos e a lista de operações(métodos).
Generalização de classes é representada por meio de um triângulo com a basevoltada para a(s) subclasse(s), enquanto que a agregação é representada por umlosango junto à classe agregada.
Associações3 entre classes são representadas por linhas que unem as classesenvolvidas, o nome da associação deve ser colocado sobre/sob a associação.Associações envolvendo mais de duas classes são representadas através de um
3No modelo OMT o termo Associação é usado como sinônimo de relacionamento e não no sentido deconjunto, como descrito na seção 5.2.
losango na interseção das linhas da associação. As associações, como osrelacionamentos no modelo E-R, podem ter seus próprios atributos. Além disso, umaassociação pode ter suas próprias operações.
No modelo, as instâncias de objetos também podem ser representadas, para
ilustrar o modelo de dados gerado. Instâncias são representadas por retângulos debordas abauladas, contendo o nome de sua respectiva classe e valores de atributos.Uma instância é ligada à sua classe através de uma flecha na direção da classe.
O modelo possui outros construtores gráficos que são utilizados com menorfreqüência e foram omitidos desta apresentação. Uma descrição completa do modeloOMT pode ser obtida em [RUM 91].
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