MODELAREA CONCEPTUALA

MODELAREA CONCEPTUALA

Modelarea conceptuala presupune, inainte de elaborarea celor trei modele specifice (model conceptual de comunicatie, model conceptual al datelor si model conceptual al intrarilor), identificarea tuturor documentelor vehiculate in cadrul activitatii (sau activitatilor) ce urmeaza a fi informatizate: documente de intrare si documente de iesire. Sunt culese toate pozitiile (atributele) din aceste documente, iar acolo unde este cazul, si modalitatile de calcul aferente, sau modalitatea de derivare a unor atribute din altele. Aceasta modelare este independenta de limbajul de programare sau de sistemul de gestiune a bazelor de date in care se va implementa sistemul.

1. Modelul conceptual de comunicatie (MCC)

Modelul conceptual de comunicatie este un model determinat in urma analizei fluxurilor

informationale din cadrul activitatii (-lor) informatizate. Conceptele fundamentale cu care opereaza acest model sunt:

Actorii;

Fluxurile informationale;

Diagrame de flux;

Matrice de flux;

Diagramele de dependenta intre documente.

Actorii - entitatile implicate in functionarea normala a activitatilor unei firme. Actorii nu reprezinta neaparat persoane, in cadrul sistemului informational financiar contabil, ci pot fi: societati comerciale, servicii din cadrul firmei, etc. Actorii sunt reprezentati in MCC prin intermediul unor cercuri.

Fluxurile informationale - ansamblul informatiilor schimbate intre actori. Fluxurile de informatii sunt reprezentate prin intermediul sagetilor, care indica directionarea informatiilor intre actori.

Diagramele de flux - prezinta legaturile dintre actori, prin intermediul schimburilor de informatii reflectate cu ajutorul fluxurilor informationale.

Matricele de flux - forma de reprezentare tabelara a fluxurilor schimbate intre actori. La intersectia liniilor cu coloanele, fluxurile apar sub doua forme: fluxuri interne si fluxuri externe.

Diagramele de dependenta intre documente - reflecta relatia de dependenta care exista intre documente, de tipul "un document depinde de alt document". Practic, reflecta fluxul informational, generat de miscarea documentelor. Aceasta diagrama are si rolul de a asigura luarea in considerare a tuturor documentelor, fara riscul de a uita unele dintre ele. Un exemplu simplificat de diagrama a dependentelor dintre documente, intalnite la comanda si livrarea de produse, este prezentat in Figura 28.

Figura 28 - Diagrama de dependenta dintre documente

Figura 29 - MCC pentru incasarea unei taxe de studiu intr-o universitate

Un exemplu de model conceptual de comunicatie pentru activitatea de incasare a unei chitante, referitoare la incasarea taxei de studiu intr-o universitate, este prezentat in Figura 29.

2. Modelul conceptual al datelor (MCD)

Realizeaza o modelare abstracta a datelor, plecand de la intrarile si iesirile viitorului sistem, prin utilizarea a trei concepte de baza: entitate, relatie, proprietate.

Entitatea - este vazuta ca fiind orice obiect material sau imaginar.

Relatia - orice legatura care exista intre obiecte.

Proprietatea - o caracteristica (atribut) a unei entitati sau a unei relatii.

Exemplu: Mihai studiaza la Universitatea Hyperion. Mihai si Universitatea Hyperion sunt entitati, iar studiaza este legatura dintre cele doua.

Generalizand conceptele de entitate, relatie, proprietate plecand de la caracteristicile similare ale acestora, rezulta conceptele de entitate-tip, relatie-tip, proprietate-tip.

- Entitatea-tip - cuprinde multimea entitatilor cu caracteristici similare.

- Relatia-tip - grupeaza legatura care exista intre doua entitati-tip.

- Proprietatea-tip - proprietate a unei entitati-tip sau a unei relatii-tip.

Reluand exemplul anterior, entitatea particulara Mihai, ca entitate tip, este entitatea PERSOANE, iar entitatea particulara Universitatea Hyperion, este entitatea tip UNIVERSITATI. Proprietatea-tip Adresa, a entitatii-tip UNIVERSITATI, este pentru entitatea particulara Universitatea Hyperion, Calea Calarasi, nr.169, etc.

Tipurile de relatii care pot exista intre entitati sunt:

1-1 - unei entitati A ii corespunde o singura entitate B;

1-n - unei entitati A ii corespund mai multe entitati B;

m-n - unei entitati A ii corespund mai multe entitati B si invers.

O relatie poate fi totala, daca unei entitati A ii corespunde neaparat una sau mai multe entitati B si partiala, daca o entitate A, poate sa existe si fara nici o entitate B, cu care sa fie in legatura. In functie de aceste doua demersuri enuntate, referitoare la tipurile de relatii, este introdus conceptul de cardinalitate.

Cardinalitatea - numarul de realizari ale unei entitati-tip care participa la o relatie-tip. Cardinalitatile sunt de doua categorii:

- Minima - numarul minim de realizari, dintr-o entitate-tip, care participa la o relatie-tip.

- Maxima - numarul maxim de realizari, dintr-o entitate-tip, care participa la o relatie-tip.

Fiecare entitate din cadrul tipului de entitate se identifica prin intermediul unui identificator, numit cheia primara a unei entitati - una sau mai multe proprietati, care determina celelalte proprietati ale entitatii prin dependenta functionala elementara directa. Conceptul de dependenta functionala, se refera la valorile, dintr-un atribut, determinate de o valoare din alt atribut. Se disting mai multe tipuri de dependente functionale:

- Dependenta functionala elementara - legatura manifestata intre doua proprietati, A si B,

atunci cand o valoarea a lui A determina o singura valoare a lui B.

Exemplu:

NrFactura->DataFactura, adica o valoare a atributului NrFactura determina o singura valoare a atributului DataFactura (o factura este emisa la o singura data calendaristica).

- Dependenta functionala elementara directa - este o dependenta functionala elementara, care se manifesta direct, fara elemente intermediare.

Exemplu: fie entitatea Facturi(NrFactura, Data, CodFiscal, Adresa)

NrFactura->Adresa, nu este o dependenta elementara directa, deoarece si

CodFiscal->Adresa. Deoarece un cod fiscal determina o singura adresa, si un numar de factura se emite pentru un singur client, rezulta ca dependenta NrFactura-> Adresa, este o dependenta functionala tranzitiva, si nu una elementara directa.

Modelul conceptual este descris printr-o diagrama in care sunt evidentiate toate entitatile-tip, relatiile-tip si proprietatile acestora. Toate entitatile dintr-un model conceptual, trebuie sa verifice urmatoarele reguli, in cadrul operatiei numita normalizare3:

v     Forma normala 1 - intr-o entitate toate proprietatile sunt elementare si nerepetitive;

v     Forma normala 2 - entitatea trebuie sa fie in FN1 si toate proprietatile non-cheie, se afla in dependenta functionala elementara, fata de cheia primara;

v     Forma normala 3 - entitatea trebuie sa fie in FN2 si toate proprietatile non-cheie, se afla in dependenta functionala elementara directa, fata de cheia primara (nu exista dependente tranzitive intre cheia primara si celelalte atribute);

v     Forma normala BOYCE-CODD - entitatea trebuie sa fie in FN3 si atributele care compun identificatorul sa nu depinda functional de nici un alt atribut.

Normalizarea trebuie facuta in asa fel incat sa nu se piarda informatii si sa nu se manifeste anomaliile de actualizare. In mod asemanator cu normalizarea entitatilor, se realizeaza si normalizarea asocierilor.

Conceptul de subtip de entitati are la baza conceptul de specializare si cel de generalizare.

Specializarea presupune rafinarea unui concept general, abordarea acestuia si prin intermediul conceptelor derivate din acesta. Astfel, un subtip de entitate va fi caracterizat prin atributele comune ale entitatii (super)tip, pe care o specializeaza, si va avea in componenta numai atributele specifice, care sunt inexistente la nivel general. De exemplu, in modelarea conceptuala a datelor dintr-o firma producatoare de mezeluri, sunt vehiculate, in activitatea de aprovizionare, productie, desfacere, produse, care sunt numite diferit, in functie de stadiul de prelucrare in care se afla si caracteristicile acestora. Astfel, exista materii prime, semifabricate, produse finite, etc., si prezinta importanta din punctul de vedere al activitatii desfasurate si modelarea lor sub un singur nume generic Articole, care va defini caracteristicile generale, comune ale categoriilor enuntate.

Generalizarea este un concept, opus celui de specializare.

Modelul conceptual al datelor trebuie sa se supuna regulilor de gestiune care guverneaza realitatea din domeniul informatizat. Pe baza acestor reguli se exprima asa numitele restrictii de integritate ale modelului. Exemplu de regula de gestiune: O factura se emite unui singur client.

Categorii de restrictii de integritate:

- Restrictii de domeniu - conditii pe care trebuie sa le verifice valorile unui atribut;

- Restrictii structurale - sunt de mai multe tipuri:

v     Restrictia cheii primare - valorile unei chei primare trebuie sa fie unice si nenule;

v     Restrictii legate de cardinalitati - potrivit carora cardinalitatile pot fi minime si maxime;

v     Identificatorul unei entitati poate fi unul sau mai multe atribute proprii si rolul jucat de alta entitate (pot fi si mai multe entitati);

- Restrictii legate de identificarea asocierilor - conform carora fiecare relatie poate fi identificata prin rolurile asumate de entitatile care participa la asociere;

- Restrictiile care se refera la roluri si asocieri, sunt:

v     De excluziune;

v     De incluziune;

v     De egalitate.

Etapele parcurse pentru elaborarea MCD

Conform metodei MERISE, etapele care trebuie parcurse pentru elaborarea modelului conceptual al datelor sunt:

a) Analiza activitatii ce urmeaza a fi informatizate, in vederea culegerii tuturor informatiilor necesare. In aceasta etapa, se analizeaza toate documentele cu care se opereaza, atat cele de intrare, cat si cele de iesire, putand fi formulate si alte cerinte, in materie de documente. De asemenea, se formuleaza si regulile de gestiune, care guverneaza realitatea din domeniul ce urmeaza a fi informatizat. Exemplu de reguli de gestiune:

- O factura se emite unui singur client;

- Printr-un ordin de plata, se pot plati una sau mai multe facturi;

- O factura poate contine unul sau mai multe produse;

- Un bon de consum se emite pentru o singura gestiune, etc.

Formularea corecta a acestor reguli de gestiune are o importanta capitala in elaborarea corecta a modelului conceptual al datelor, acestea avand influenta directa asupra dependentelor functionale dintre atribute si dintre entitati, in caz de formulari gresite, putand fi generate entitati cu componenta eronata, entitati incomplete, cardinalitati gresite, relatii eronate, etc., in final, toate avand repercusiuni grave asupra sistemului elaborat.

Urmatorul exemplu ilustreaza modul de afectare a MCD, de formularea unei reguli de gestiune gresite. Se considera eronat, ca o factura sa se poate emite pentru unul sau mai multi clienti. Modelul conceptual rezultat este:

Deoarece cardinalitatile sunt 1,n , in modelul logic al datelor, vor rezulta trei tabele logice, in loc de doua: Client, Facturi, FacturiPrimite.

b) Elaborarea dictionarului datelor, sub forma unui tabel cu toate atributele culese din documente, in etapa anterioara. Structura tabelului este:

c) Se elimina atributele sinonime, si cele derivate din altele.

d) Se stabilesc dependentele functionale intre atributele ramase. Aceste dependente se stabilesc sub forma de graf, si/sau grupate sub forma unei matrice a acestor dependente, luandu-se in considerare, intr-o prima faza, toate dependentele functionale elementare si, in a doua faza, doar dependentele functionale elementare directe.

Exemplu de graf al dependentelor functionale elementare:

Obervatie: cu sageata punctata sunt marcate dependentele functionale elementare tranzitive.

Dupa eliminarea dependentelor elementare tranzitive, se obtine un graf care cuprinde numai dependentele functionale elementare, directe:

Daca in urma stabilirii dependentelor functionale dintre atribute, se observa atribute izolate, se vor cauta grupuri de atribute, care sa le determine prin dependenta functionala elementara directa. Pentru CantitateFactura si PretF se observa faptul ca singurul grup de atribute care le determina sunt NrFactura+CodProdus. Atributele izolate se vor plasa in diagrama MCD, in cadrul unor relatii. In acest caz, graful dependentelor functionale devine:

Acelasi exemplu, ilustrat prin prisma matricei dependentelor functionale (cu 1 sunt notate dependentele functionale elementare directe, iar cu 1^T, cele tranzitive), este prezentat in tabelul urmator:

e) Elaborarea propriu-zisa a diagramei modelului conceptual al datelor - la elaborarea acestui model trebuie sa se respecte cateva reguli, cum ar fi:

- unicitatea numelor - in cadrul modelului toate numele utilizate trebuie sa fie unice: pentru atribute, entitati, relatii.

- sa nu contina atribute sinonime si atribute derivate din altele

Pentru exemplul anterior, MCD, este:

3. Modelul conceptual al prelucrarilor (MCP)

Din punct de vedere conceptual, modelul conceptual al prelucrarilor surprinde prelucrarile informatice efectuate intr-un anumit context. Conceptele de baza cu care opereaza modelul conceptual al prelucrarilor, sunt:

- Evenimentul;

- Operatia;

- Sincronizarea;

- Procesul.

Evenimentul - stimul din afara sistemului sau din interiorul acestuia. Un eveniment poate avea si proprietati.

Operatia - set de actiuni, intreprinse de sistem, ca raspuns la unul sau mai multe evenimente interne sau externe. In urma executiei unei operatii, exista posibilitatea ca acestea sa genereze alte evenimente, conditionate de indeplinirea unor reguli de declansare a acestora.

Sincronizarea - se refera la lista evenimentelor care trebuie sa se produca, concretizate in reguli de activare a unei operatii. Evenimentele se pot grupa in propozitii logice, prin utilizarea operatorilor logici si/sau/nu.

Procesul - se refera la un ansamblu de operatii executate, din acelasi domeniu.

Exemplu de model conceptual al prelucrarilor, privind emiterea unei facturi de servicii, si plata acesteia (cash), in cadrul unei agentii de turism:

Descrierea fiecarui eveniment se realizeaza prin precizarea tipului acestuia (din interiorul sau din afara sistemului) si a proprietatilor sale. Pentru exemplificare, am ales evenimentul Factura acceptata:

- Natura evenimentului: intern;

- Proprietati: Numar factura, Data factura, CNP client, Nume prenume, Adresa, Numar bilete, Ruta, Pret, CotaTVA.

Descrierea fiecarei operatii se realizeaza prin precizarea procesului care a generat-o, a evenimentelor care au generat-o, a evenimentelor declansate in urma ei, a regulilor de declansare si a actiunilor intreprinse asupra sistemului, pentru rezolvarea acestei operatii.