Modelagem Conceitual para Banco de Dados Temporal

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2. Modelagem Conceitual para Banco de Dados Temporal Márcio Angelo Bezerra de Lira IN1008 – Projeto Conceitual de BD marcio_angelo@hotmail.com

3. Interagindo O que é tempo?

4. Interagindo • Algo que não se vê, não se pega, mas, se armazena (tempo cronológico); • Termo criado pelos seres humanos, para conseguir definir, classificar e ordenar elementos (dados); • Pode ser metereológico ou cronológico.

5. Roteiro • Motivação • Exemplo de Aplicações • Tipos de tempo(Conceitos e Exemplos) • Modelagem TempER • Modelagem TUML • Linguagem de Consulta TSQL2 • Função Temporal no Oracle e SQLServer. • Conclusão • Referências

6. Motivação • Detalhar e melhorar meu conhecimento prévio e superficial, relacionando alguns conceitos que estavam dispersos; • Comemos • ex:validade de um produto,...; • Trabalhamos • ex:concluir atividades, cumprir metas...); • Nos divertimos • ex cinema, brinquedos eletrônicas...; • Estudamos • ex:entrega dos projetos, tempo de apresentação seminário. BD Temporais são indispensáveis no nosso cotidiano !

7. Exemplo de Aplicações • Controle acadêmico • ex: históricos de alunos, currículos de cursos, ...; • Área médica • ex: quadro clínico de pacientes, diagnósticos, ...; • Área empresarial • ex: tomadas de decisão, planejamento de orçamentos; • Sistemas de informação geográfica • ex:crescimento demográfico, desmatamento... • DW’s e Data Mining

8. Banco De Dados Temporal • Permitem Armazenar todos os estados de um dado: • Presente; • passado e ; • Futuro. • Tipos • Instantâneo; • Transação; • validade e; • Bitemporal. [Edelweiss, Nina]

9. Tipos de Tempo Tempo instantâneo • Característico de BD convencional; • Dado válido no momento atual; • Ex: progressão salarial

10. Tipos de Tempo Tempo de Transação • Tempo fornecido pelo SGBD (timestamp) • Registra o instante da inserção de dados no banco;

11. Tipos de Tempo Tempo de Validade • Tempo em que o dado é valido no mundo real; • Tempo fornecido pelo usuário;

12. Tipos de Tempo Tempo Bitemporal • Manutenção conjunta do tempo de transação e do tempo de validade.

13. Ordem no Tempo • O tempo pode ser: • Linearmente ordenado; • Ramificado ou ; • Circular. [Worboys e Duckhan, 2004]

14. Ordem no Tempo - Exemplos • Ordem linear • ex: evolução do salário de um empregado Fonte – livro: Banco de Dados Geográfico, Cap 4

15. Ordem no Tempo - Exemplos • futuro ramificado • ex: alternativas para o capítulo final de uma novela • passado ramificado • ex: hipóteses para a evolução do homem até os dias de hoje Fonte – livro: Banco de Dados Geográfico, Cap 4

16. Ordem no Tempo - Exemplos • Ordem circular • Ex: períodos de promoção de uma loja: verão, páscoa, dia das mães, outono-inverno, dia dos pais, ... Fonte – livro: Banco de Dados Geográfico, Cap 4

17. Granularidade • Corresponde a duração de um chronon. • Um chronon é um intervalo temporal que não pode ser decomposto. • EX: ANO, MÊS, DIA, HORA, MIN, SEG,... • Quanto menor for a Granularidade maior os detalhes de uma informação. [Edelweiss e Oliveira, 1994] • Ex: item vendido Maior Menor

18. Rótulos Temporais • Formas de representar atributos temporais; • Tipos • Instante; • Intervalo; • elemento temporal; [Langran,1993]

19. Rótulos Temporais Instante Temporal • Dado no instante atual (now)

20. Rótulos Temporais Intervalo • Tempo decorrido entre dois instantes

21. Rótulos Temporais Elemento Temporal • evita a fragmentação de um dado em várias tuplas,

22. Modelagem Conceitual • TempER • permite representar a associação entre elementos temporalizados e não temporalizados; • ERT (Entity Relationship Time Model) [LOU 91], • dificil entendimento dos diagramas; • TER (Temporal Entity-Relationship Model) [TAU 91] • Não possui notação para atributos temporalizados; • TEER (Temporal Enhanced Entity-Relationship Model) [ELM 93] • assume que todos os objetos são temporalizados. • STEER [ELM 92] variante da modelagem TEER • não torna disponível um tratamento adequado aos objetos não temporalizados.

23. Modelo TempER • Procura corrigir os problemas identificados nas demais abordagens. • Caracteristicas: • Notação famíliar; • Elementos temporalizados; • Elementos não temporalizados; • Objeto identificador; • Entidades Trasitórias; • Entidades Perenes; • Atributos temporais. [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

24. Notação TempER Mesclando objetos de diferentes [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

25. OID – Objeto identificador • Gerado pelo sistema; • Único; • Invisível ao usuário; • Define a identidade de uma entidade; • Não descarta a chave primária; • Possível alterar a chave primária; • Princípios da orientação a objetos. [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

26. OID – Objeto identificador [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

27. Entidades Transitórias • Permite os intervalos no eixo temporal: • Tem validade; • Ex: funcionario com vários admissões numa empresa [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

28. Entidades Perenes • Só apresenta intervalo único. • Ex: um funcionário só pode ser admitido na empresa uma vez [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

29. Relacionamentos Relacionamentos Temporais • Associam duas entidades no âmbito da dimensão temporal. Relacionamentos Intemporais • Não levam em consideração a dimensão temporal

30. Relacionamentos [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

31. Atributos • Dois tipos • De entidade Transitória; • De entidade Perene.

32. Atributo na entidade transitória • EX: atributo salário; • para cada empregado contém toda a sua história salarial [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

33. Atributo na entidade do perene • Ex: atributo ref_salário; • para cada função, contém todos os valores de referência que houve ao longo do tempo. [C. Antunes,  C. Heuser e N. Edelweiss ]

34. TUML- Temporal Unified Modelling Language • Dados temporal orientados a objeto; • Várias granularidades; • Classes Temporais; • Associação de Classes; • Extensão stereotypes (UML); • Semântica temporal derivada de Modelo-TAU; • TAU - integrar a tecnologia de banco de dados OO com a tecnologia de banco de dados temporal.

35. Classes - TUML • Três tipos: • Classe tempo de validade (vt) ; • Classe tempo de transação (tt); • Classe bitemporal (bt).

36. Classe Tempo de Transação [SVINTERIKOU,97]

37. Classe Tempo de Validade [SVINTERIKOU,97]

38. Classe Bitemporal • Composição da TV + TT; [SVINTERIKOU,97]

39. Transaction time association • Associações de tempo de transação podem ser definidas entre transaction time class, bitemporal time class ou ambas. [SVINTERIKOU,97]

40. Valid time association • Associações de tempo de validade podem ser definidas entre valid time class ,bitemporal time class ou ambas. [SVINTERIKOU,97]

41. Bitemporal time association • Associações de tempo bitemporais somente podem ser definidas entre bitemporal time class; [SVINTERIKOU,97]

42. Linguagem de consulta TSQL2 • Extensão do SQL, • pesquisadores de 8 paises em 1995; • suporte a: • Períodos de tempo; • Múltiplas granularidades; • Ex: nanosegundos, anos, minutos, etc. • Múltiplas representações; • Ex: terceira semana de 2007. • Múltiplos Calendários • ex:(lunar, acadêmico, fiscal...) [SNO 95]

43. Funções TSQL2 • Classificado em : • Destruidor de dados; • BEGIN e END • Construtor de dados; • PERIOD, INTERSECT e INTERVAL, • Funções variadas; • FIRST e LAST • Funções de Agregação. • COUNT, SUM, AVG, MAX, MIN [SNODGRASS, 95]

44. Funções Temporais em Oracle • Também chamada no SGBD de Séries temporais • Versão Oracle8 • Cartucho de Séries de Tempo (Time Series Cartridges). [ORA,99] • Versão 9i • Time Series (ORDTS), diretamente nas sentenças SQL. [ORA,03]

45. Funções Temporais no SQLServer • Na versão SQLServer 2005 • implementado no Analisys Services 2005 • algoritmo de Data Mining [Mauro Pichiliani, 2007]

46. Conclusão • Os BD temporais são indispensáveis para qualquer Sistemas de alto nível de complexidade e detalhes; • Uma modelagem clara e detalhada é de extrema importância para uma implementação de um BD Temporal ainda maior que os Bancos convêncionias; • Melhorias e inovações são sempre bem vindas; • Não devemos fugir aos padrões já consagrados

47. Referências • ANTUNES, Dante Carlos – GPT, HEUSER, Carlos A., Edelweiss, Nina - UFRGS (Instituto de Informática):TempER:UMA PROPOSTA DE MODELAGEM DE DADOS TEMPORAL, 1998. • DIAS, Taciana ; CÂMARA, Gilberto;CLODOVEU, A. Davis Jr. Banco de Dados Geográficos. MundoGEO, Curitiba, 2005. • EDELWEISS, N. Bancos de Dados Temporais: Teoria e Prática. Recife, 1998. In:XVII Jornada de Atualização em Informática, do XVIII Congresso Nacional da Sociedade Brasileira de Computação, v.2. Ed.: H.P. MOURA. Anais. p.225-282. • EDELWEISS, Nina; OLIVEIRA, José Palazzo M. Modelagem de aspectos temporais de sistemas de informação. Recife, 1994. Livro texto da Escola de Computação, 9. Universidade Federal de Pernambuco • [SVI97a]* SVINTERIKOU, Marianthi; THEODOULIDIS, Babis. The Temporal Unified Modeling Language (TUML). Timelab Technical Report, Departament of Computation, UMIST, UK. Oct,1997. • Snodgrass, R. T. (1995). The TSQL2 temporal query language. Norwell, MA: Kluwer Academic. • Alex Martins de Oliveira, Funcionalidades Temporais do Banco de Dados Oracle e Mecanismos para Consultas de Tempo de Validade. - Novembro 2003 – Tes Sites: • http://www.dpi.inpe.br/livros/bdados/ • http://www.inf.ufrgs.br/~clesio/cmp151/cmp15120031/seminariosalunos.htm • http://www.omg.org • http://www.devmedia.com.br/articles/viewcomp.asp?comp=5414

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