mapas conceituais podem preencher a lacuna semântica entre as necessidades do usuário e a...
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Mapas conceituais podem preencher a lacuna semântica entre as necessidades do usuário e a implementação do software
José Francisco Neto Graduando em Sistemas de Informação
X CICLO DE SEMINÁRIOS | 2017
Técnicas de Engenharia Baseadas em Computador
• Algoritmos
• Análise e simulação
• Modelagem
• Automação
• Novos ambientes computacionais
• IA e sistemas baseados em conhecimento
• IHC inteligentes
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2011 2012 2013 2014 2015
Fonte: Journal Citation Reports®
Fator de Impacto (2015) últimos 2 anos
2015
1,673
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2011 2012 2013 2014 2015
Fonte: Journal Citation Reports®
Fator de Impacto (2015) últimos 5 anos
2015
1,765
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2011 2012 2013 2014 2015
Fonte: Journal Citation Reports®
Fator de Impacto (2015) últimos 5 anos
2015
1,765
Ranking em Ciência da Computação e Aplicações Interdisciplinares de 2015:
46/104
• Professor Assistente na University of Central Florida (Orlando – Flórida)
Atuação Profissional
Assuntos de Interesse
• Sistemas de suporte a decisão para área da saúde
• Web semântica
• Sistemas de informação para engenharia de software na área da saúde
• Inteligência artificial na área da saúde
• Sistemas de aprimoramento na educação
Varadaj “Raj” Gurupur
Autores
• Professor Assistente na Texas A&M University (Commerce - Texas)
Atuação Profissional
Assuntos de Interesse
• Padrões dinâmicos multivariados de classificação
• Mineração de dados e aprendizado de máquina
• Mapeamento cerebral
Ünal "Zak" Sakoglu
Autores
• Texas A&M University (Commerce - Texas)
Atuação Profissional
Assuntos de Interesse
• Possui 4 artigos na base do Web of Science na área de Inteligência Artificial
G. Pankaj Jain
Autores
• Professor Assistente na Texas A&M University (Commerce - Texas)
Atuação Profissional
Assuntos de Interesse
• Ciência da Computação
• Internet Industrial
• Sistemas Físico-cibernéticos
• Big Data
• Biologia de Sistemas
U. John Tanik
Autores
Lacuna Semântica
Lacuna Semântica
Informação de Alto Nível
Informação de Baixo Nível
LACUNA SEMÂNTICA
• Atributos
• Nomes
• Tipos
• Implementação de Sistemas
• Descrições
• Classificações
• Ontologias
• Necessidades de Usuários
Percepção Humana Dados
Lacuna Semântica
Exemplo de Lacuna Semântica
Requisitos do Software Desenvolvimento do Software
Usuário Especialista Analista de Requisitos Desenvolvedor
Exemplo de Lacuna Semântica
Exemplo de Lacuna Semântica
Requisitos do Software Desenvolvimento do Software
Usuário Especialista Desenvolvedor
Objetivos
Informação de Alto Nível
Informação de Baixo Nível
Implementação de Sistemas
Fornecer solução que diminua o problema da lacuna semântica associada à implementação de sistemas de software.
Necessidades do Usuário
Bases da Solução
Capturar o processo de diagnóstico
Modelo de Processos
usando
Capturar a semântica do processo
Mapas Conceituais
usando
A Solução
Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
A Solução
• TSM (Task System Model) • Tarefas = {A, B, C, D, E, F}
• Modelo = {(A, B), (A, C), (B, D), (C, E), (D, F), (E, F)}
A
B
C
D
E
F
Modelagem de Processo
A Solução
Mapas Conceituais
A Solução
• RDF (Resource Description Framework) • Declaração: <sujeito><predicado><objeto>
• OWL (Web Ontology Language) • RDF + Expressões Lógicas
• Ontologia • Conjunto de sentenças escritas em OWL que
definem um domínio
Web Semântica
A Solução
Web Semântica
<rdf:RDF
xmlns="http://localhost/default#"
xmlns:rdf="htto://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:xsd="http://www/w3.org/2001/XML.Schema#"
xmlns:rdfs="http://www/w3.org/2000/01/rdf-schema#"
xmlns:owl="http://www/w3.org/2002/07/owl#"
xmlns:daml="www.daml.org/2001/03/daml+oil#"
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#Modules">
<has>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#Knouledge%20Base"/>
</has>
<has>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#User%20Interaction"/>
</has>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#Owl%20Documents"/>
<for>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#User%20Interaction"/>
</for>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#User%20Interaction">
<stores rdf:resource="http://localhost/default#Records"/>
<displays rdf:resource="http://localhost/default#Facts"/>
</owl:Class>
</rdf:RDF>
A Solução
Web Semântica
<rdf:RDF
xmlns="http://localhost/default#"
xmlns:rdf="htto://www.w3.org/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"
xmlns:xsd="http://www/w3.org/2001/XML.Schema#"
xmlns:rdfs="http://www/w3.org/2000/01/rdf-schema#"
xmlns:owl="http://www/w3.org/2002/07/owl#"
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<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#Modules">
<has>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#Knouledge%20Base"/>
</has>
<has>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#User%20Interaction"/>
</has>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#Owl%20Documents"/>
<for>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#User%20Interaction"/>
</for>
</owl:Class>
<owl:Class rdf:about="http://localhost/default#User%20Interaction">
<stores rdf:resource="http://localhost/default#Records"/>
<displays rdf:resource="http://localhost/default#Facts"/>
</owl:Class>
</rdf:RDF>
Relacionamentos Conceitos
A Solução
• DSM (Design Structure Matrix)
• Probabilidade de Conceitos
• Entropia de Conceitos
Probabilidade e Entropia
A Solução
Probabilidade e Entropia
A Solução
Probabilidade e Entropia
Teoria dos Grafos
Gerando Dados Semânticos
Gerando Dados Semânticos
Gerando Dados Semânticos
Gerando Dados Semânticos
Gerando Dados Semânticos
Gerando Dados Semânticos
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema
A
B
C
D
E
F +
Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
A B
C
D
E
F
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
A B
C
D
E
F
RDF
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
A B
C
D
E
F
RDF
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Matriz de Conectividade Probabilidade
Número de Conexões que partem do conceito
𝑝𝑘 𝐶𝑘𝑗𝑛𝑖=1
𝐶𝑖𝑗𝑛𝑗=1
𝑛𝑖=1
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Matriz de Conectividade Matriz de Caminho
Número de Conexões que partem do conceito Número de Caminhos que partem do Conceito
Medida Fraca Mede a Complexidade
e Interatividade
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
6,3%
Variação Normalizada
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
5,7%
Variação Normalizada
Desenvolvimento do Sistema Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
A Entropia é menor para mapas
hierárquicos.
Discussão Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
Discussão Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
• A abordagem produz Dados combinados com Semântica
Discussão Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
• A abordagem produz Dados combinados com Semântica
• A abordagem permite ao especialista representar a semântica das terminologias do domínio
Discussão Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
• A abordagem produz Dados combinados com Semântica
• A abordagem permite ao especialista representar a semântica das terminologias do domínio
• A abordagem reduz a necessidade de conhecimento específico por parte do usuário
Discussão Modelagem de Processo
Mapas Conceituais
Web Semântica
Probabilidade e Entropia
• A abordagem produz Dados combinados com Semântica
• A abordagem permite ao especialista representar a semântica das terminologias do domínio
• A abordagem reduz a necessidade de conhecimento específico por parte do usuário
• As diferenças entre as entropias dos mapas representam as diferenças semânticas de suas redes proposicionais.
Conclusões • A manutenção da semântica junto com os dados reduz a lacuna
semântica no processo de desenvolvimento de sistemas.
Conclusões • A manutenção da semântica junto com os dados reduz a lacuna
semântica no processo de desenvolvimento de sistemas.
• Foi introduzida uma nova forma de determinar a entropia de mapas conceituais.
Conclusões • A manutenção da semântica junto com os dados reduz a lacuna
semântica no processo de desenvolvimento de sistemas.
• Foi introduzida uma nova forma de determinar a entropia de mapas conceituais.
• O uso de caminhos ao invés de conexões no cálculo da entropia de grafos é mais eficaz.
Conclusões • A manutenção da semântica junto com os dados reduz a lacuna
semântica no processo de desenvolvimento de sistemas.
• Foi introduzida uma nova forma de determinar a entropia de mapas conceituais.
• O uso de caminhos ao invés de conexões no cálculo da entropia de grafos é mais eficaz.
• Mapas conceituais, conjuntamente com web semântica, pode desempenhar um papel importante no desenvolvimento de sistemas.
Conclusões • A manutenção da semântica junto com os dados reduz a lacuna
semântica no processo de desenvolvimento de sistemas.
• Foi introduzida uma nova forma de determinar a entropia de mapas conceituais.
• O uso de caminhos ao invés de conexões no cálculo da entropia de grafos é mais eficaz.
• Mapas conceituais, conjuntamente com web semântica, pode desempenhar um papel importante no desenvolvimento de sistemas.
• Estudos futuros podem aplicar essa nova métrica em diferentes mapas conceituais para avaliar lacunas semânticas.
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