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A Análise de Sentimento ou Mineração de Opinião é uma subárea da mineração de texto que tem como objetivo detectar as opiniões, sentimentos ou emoções expressas em um texto. Ela é uma área multidisciplinar que engloba desde técnicas simples de Processamento de Linguagem Natural até algoritmos sofisticados de Aprendizagem de Máquina. Ela necessita de bases de treinamento ou léxicos que contemplem as peculiaridades do contexto em que é aplicada. Assim sendo, este trabalho se propõe a contribuir no campo de Mineração de Opinião apresentando uma arquitetura de Análise de Sentimento que usa a FrameNet como parte de sua abordagem lexical, com o objetivo de descobrir o estado emocional do autor do texto, através do emprego de diferentes tipos de dados. Esta dissertação também apresenta uma rede polarizada de frames desenvolvida a partir da estrutura tradicional da FrameNet, visando detectar a polaridade das palavras através da identificação dos frames evocados. Um estudo de caso foi conduzido com o apoio de especialistas e os resultados evidenciam a empregabilidade da FrameNet como uma abordagem lexical de análise de sentimento. Sentiment Analysis or Opinion Mining is a subarea of text mining that aims to detect the opinions, feelings or emotions expressed in a text. It is a multidisciplinary area that ranges from simple Natural Language Processing to sophisticated Machine Learning algorithms. It needs training bases or lexicons that cover peculiarities of the context in which it is applied. Thus, this work proposes to contribute in the field of Opinion Mining presenting a Sentiment Analysis architecture that uses FrameNet as part of its lexical approach, with the objective of discovering the emotional state of the author of the text, through the use of different types of data. This dissertation also presents a polarized network of frames developed from the traditional framework of FrameNet, aiming to detect the polarity of the words through the identification of the evoked frames. A case study with real data was conducted with the support of experts and the results evidence the employability of FrameNet as a lexical approach to sentiment analysis.

Este trabalho apresenta o processo de construção de um Sistema de Perguntas e Respostas para o Português Brasileiro basedo em um corpus extraido de um livro técnico sobre o domínio de Gado Leiteiro. Ao longo deste trabalho, identifica-se e analisa-se um problema comum em sistemas de pergunta e resposta, onde ocorre uma distância entre os termos da pergunta e os termos da resposta - essa distância é nomeada “lacuna entre pergunta e resposta”. Para elaborar um sistema de pergunta e resposta capaz de sobrepujar tal distância, um mecanismo de expansão de consultas foi desenvolvido através da confecção e uso de uma rede de conhecimento de domínio, fornecendo um meio efetivo de prover respostas mesmo que não compartilhem o mesmo léxico das perguntas. This work presents the process of building a Question/Answer System (QAS) for Brazilian Portuguese based on a corpus extracted from a tech book on the dairy farming domain. Throughout the work, One common problem in Question/Answer Systems is identified and analyzed, namely, the cases where there’s a distance between the terms present in the question and the terms present in the answer - this distance is called “question answering gap”. To elaborate a Question/Answer System capable of overcoming such distance, a query expansion mechanism was developed through the use of a domain Knowledge Network, providing an effective way to give answers even though they do not share the same lexicon of the questions.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A complexidade do ambiente de Ecossistemas de Software (ECOS), onde o gerenciamento de processos e projetos não é trivial, traz grandes desafios para o controle de qualidade. Em acréscimo, os investimentos feitos pelas empresas e desenvolvedores externos podem ser perdidos caso o ECOS deixe de existir. Todos estes fatos são referentes à saúde de um ECOS, que é a capacidade na qual este se mantém e expande ao longo do tempo diante de desafios. Com base neste problema, foi proposta a arquitetura Heal Me, cujo objetivo é analisar a saúde de ECOS. No contexto desta pesquisa, foi efetuado um mapeamento sistemático, pelo qual foram identificadas as soluções atuais, assim como um conjunto de métricas para avaliação de saúde. Estas métricas foram avaliadas através de um estudo observacional, formalizadas e automatizadas como regras semânticas. Com estes recursos, foi desenvolvida uma ontologia de domínio, para analisar o ambiente de ECOS e aplicação das regras semânticas para análise de saúde. Sobre a base ontológica, foi proposta e desenvolvida a arquitetura Heal Me, uma arquitetura de software capaz de efetuar análises de saúde dos ECOS de forma automatizada. Uma vertente importante da automação propiciada é a utilização de APIs de repositórios para captura automática de alguns desses dados. Foi efetuado um estudo de caso com especialistas para avaliar a eficácia das análises deste primeiro esforço de implementação. Os resultados obtidos apontam indícios para a possibilidade da utilidade da arquitetura em seu objetivo, assim como vulnerabilidades a serem tratadas nas próximas versões. The complexity of the Software Ecosystems (SECO) environment, where process and project management are not trivial, brings major challenges to quality control. In addition, investments made by companies and external developers may be lost if ECOS expires. All these facts refer to the health of a SECO, which is the capacity to be maintained and expanded over time in the face of challenges. Based on this problem, the Heal Me architecture was proposed, whose objective is to automatically analyze the health of a SECO. In the context of this research, a systematic mapping was performed, through which the current solutions were identified, as well as a set of metrics for health evaluation. These metrics were evaluated through an observational study, formalized and automated as semantic rules. With these resources, a domain ontology was developed to analyze the SECO environment and the application of semantic rules for health analysis. Heal Me architecture was proposed and developed over the ontological base, a software architecture capable of capturing SECO data and performing health analyzes in an automated way. An important aspect of the automation is the use of APIs repositories for automatic data capturing. A case study was carried out with specialists to analyses the effectiveness of this first implementation effort. The results obtained point to the feasibility of the proposed architecture, as well as vulnerabilities to be treated in the next versions.

Os Sistemas de Recomendação (SR) buscam apresentar informações relevantes para os usuários no momento do consumo. A necessidade de recomendar recursos em diferentes domínios de aplicação e a necessidade do desenvolvimento de soluções focadas no reuso de componentes de SR, criam um cenário interessante para adoção de soluções na perspectiva de um Ecossistema de Software (ECOS). Um ECOS para SR deve permitir, além da interação entre atores e tecnologia, a integração com outros sistemas e plataformas que suportem outros ECOS. Através da proposição de uma plataforma tecnológica que suporte um ECOS, é possível auxiliar pesquisadores na compreensão acerca das diferentes maneiras que as organizações se relacionam. Ao aplicar a perspectiva ECOS em um domínio específico é possível centralizar os requisitos para o desenvolvimento de soluções, facilitando o reuso, criação e evolução de técnicas e abordagens específicas. A granularidade das soluções em SR, sem a possibilidade da definição de padrões de arquiteturas, aliada aos benefícios relacionados ao reuso e compartilhamento de técnicas e abordagens para SR, demonstra a necessidade de desenvolvimento de uma plataforma tecnológica, onde seja possível criar novas soluções, usufruir das soluções existentes e incentivar pesquisas nas duas principais áreas de estudo deste trabalho, Sistemas de Recomendação e Ecossistema de Software. Desta forma, o problema abordado por este estudo é a integração dos variados métodos, técnicas e abordagens de SR existentes de maneira sistemática e centralizada, sendo possível facilitar a implementação de novas soluções em SR, e ainda promover o reuso e compartilhamento destas soluções e também a colaboração entre os atores envolvidos. O objetivo geral deste estudo é propor o R.ECOS, uma plataforma tecnológica para suportar um ecossistema de software para recomendação de recursos a usuários, permitindo a integração entre suas soluções e de outros ECOS e ainda facilitar o desenvolvimento, reuso e compartilhamento destas soluções em SR. A avaliação da proposta foi realizada em duas etapas. Primeiro foram definidos dois Estudos de Viabilidade para validar a tecnologia utilizada e a arquitetura proposta. A seguir foram realizados dois Estudos de Caso em um contexto real de utilização. Os resultados indicam a viabilidade da proposta do estudo. Recommender Systems (RS) attempt to present relevant information to users at the time of consumption. The need to recommend resources in different application domains and the need to develop solutions focused on the reuse of RS components, creates an interesting scenario for adopting solutions from the Software Ecosystem (SECO) perspective. A SECO for RS should allow, in addition to interaction between actors and technology, integrations with others systems and platforms that support others SECO. By proposing a technology platform that supports a SECO, it is possible to assist researchers in understanding the different ways that organizations relate. By applying the SECO perspective in a specific domain, it is possible to centralize the requirements for developing solutions, facilitating the reuse, creation and evolution of specific techniques and approaches. The granularity of RS solutions, without the possibility of defining architecture patterns, combined with the benefits related to the reuse and sharing of approaches for SR, demonstrates the need to develop a technological platform where it is possible to create new solutions, taking advantage of existing solutions and encouraging research in the two main areas of this work, Recommendation Systems and Software Ecosystem. In this way, the problem addressed by this study is the integration of the methods, techniques and approaches of existing RS in a systematic and centralized way, being possible to facilitate the implementation of new solutions in RS, and also to promote the reuse and sharing of solutions and also the collaboration among the involved actors. The general objective of this study is to propose R.ECOS, a technological platform to support a software ecosystem to recommend resources, allowing the integration between their solutions and other ECOS. The evaluation of the proposal was carried out in two stages. First, two Feasibility Studies were defined to validate the used technology and the proposed architecture. Later, two Case Studies were carried out in a real context of use. The results indicate the feasibility of the study proposal.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Sistemas de Recomendação podem ser definidos como sistemas capazes de recomendar recursos aderentes ao perfil e contexto do usuário ou grupo de usuários, podendo ser aplicados em diversos domínios, tais como educação, turismo e e-Science. Devido a esta característica adaptável é possível encontrar diversos modelos de recomendação na literatura, cada um com combinações de métodos e algoritmos distintos. Essa variedade de modelos de recomendação pode dificultar o processo de implementação de Sistemas de Recomendação. Neste cenário, a presente dissertação apresenta a arquitetura aberta MMRecommender, onde através da combinação de componentes presentes em cada etapa é possível instanciar modelos de recomendação que podem ser aplicados a diversos domínios. Para avaliar a arquitetura são apresentados três estudos de casos sob perspectivas diferentes: o primeiro estudo de caso foca na adaptação de um Sistema de Recomendação existente para a arquitetura MMRecommender, o segundo estudo de caso implementa um modelo de recomendação criado a partir da arquitetura proposta em um ecossistema de software científico, e, por último, um estudo de caso evidenciando como a arquitetura proposta viabilizou a implementação de um Sistema de Recomendação turístico utilizado nas olimpíadas RIO 2016. Após a avaliação de cada estudo de caso foram obtidos indícios de que a arquitetura proposta pode auxiliar na construção de modelos de recomendação. Recommender Systems can be defined as systems capable of recommending resources adhering to user or group of user’s profile and context, and can be applied in several domains, such as education, tourism and e-science. Due to this adaptive feature, it is possible to find several recommender models in the literature, each with combinations of different methods and algorithms. This variety of recommendation models can make it difficult to implement Recommender Systems. In this scenario, the present dissertation presents an open architecture MMRecommender, where through the combination of components present in each step it is possible to instantiate recommender models that can be applied to several application domains. To evaluate the architecture, three case studies are presented under different perspectives: the first case study focuses on the adaptation of an existing Recommender System to the MMRecommender architecture, the second case study implements a recommender model created from the proposed architecture in a scientific software ecosystem, and finally a case study evidences how the proposed architecture made possible the implementation of a Tourist Recommender System used in the RIO 2016 Olympic Games. After evaluating each case study it was possible to identify indications that the proposed architecture can help in the construction of recommender models.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior [Contexto] Experimentos científicos complexos envolvem a utilização de dados e recursos distribuídos que necessitam da colaboração de diversos pesquisadores. Por envolver pesquisadores geograficamente distribuídos, o desenvolvimento de um experimento pode ser caracterizado através de um ecossistema de experimentação científica, onde grupos de pesquisa distribuídos interagem trocando informações para realizar um experimento. Neste contexto, a plataforma E-SECO implementa uma abordagem de ecossistema de software científico com o objetivo de apoiar a experimentação entre grupos de pesquisadores distribuídos. Entretanto, não basta oferecer apenas recursos de colaboração para diferentes grupos de pesquisa. Para que os grupos possam de fato colaborar entre si, é necessário apoiar as suas atividades considerando o contexto de cada um deles, bem como as suas necessidades. [Objetivo] Diante disso, o objetivo deste trabalho é tratar a falta de um processo para apoiar o desenvolvimento de serviços de colaboração de modo a considerar informações do contexto de cada um dos grupos. Em específico, grupos que utilizam uma plataforma de ecossistema de software científico. [Método] Para isso, este trabalho apresenta duas estratégias: (i) um processo para o desenvolvimento de serviços de colaboração que considera a abordagem de Linha de Produtos de Software e de uma Arquitetura Orientada a Serviço, e (ii) um mecanismo para apoiar o alinhamento entre os serviços de colaboração considerando-se a necessidade de eles interoperarem. [Resultados] A partir deste processo, é possível disponibilizar serviços de colaboração que atendam às necessidades específicas de cada grupo de pesquisa e, com o mecanismo de apoio ao alinhamento de seus conceitos, potencializar a interoperabilidade em ecossistemas de software. Podem-se citar como contribuições deste trabalho a apresentação de um processo para o desenvolvimento de serviços de colaboração, um mecanismo de apoio ao alinhamento entre serviços de colaboração, e a investigação de sua viabilidade. [Context] Complex scientific experiments involve the use of distributed data and resources that require the collaboration of several researchers. Considering that they comprise geographically distributed researchers, the conduction of an experiment can be characterized by a scientific experimentation ecosystem in which distributed research groups interact by exchanging information to perform an experiment. In this context, the E-SECO platform implements a software scientific ecosystem approach in order to support the development of services that support the distributed experimentation among groups of researchers. However, it is not enough to only offer collaboration features to support the development of services by different groups. It is also necessary to support its activities considering the context of each of group and their needs, as well as the mechanisms that compose a software ecosystem. [Objective] Thus, the objective of this study is to address the lack of a process to support the development of such collaboration services to consider information on the context of each group. In particular, groups which utilize a scientific platform software ecosystem. [Method] Therefore, this work presents two strategies: (i) a process for the development of collaborative services that considers the Software Product Line and a Service Oriented Architecture, and (ii) a mechanism to support the alignment between collaboration services considering the need of them to interoperate. [Results] Experiments were performed in order to verify the feasibility of the solution. From the proposed process, it is possible to provide collaboration services that fulfill the requirements of each research group and, with the support mechanism for the alignment of its concepts, it is possible to enhance the interoperability of software ecosystems. As contributions it can be cited: present a process for the development of collaboration services, and offer a mechanism to support the alignment between collaboration services.

O processo de desenvolvimento de software pode ser definido como um conjunto de atividades, métodos, práticas e transformações utilizadas para desenvolver e manter o software e seus produtos associados. A descrição simplificada deste processo é denominada modelo de processo, no qual definem-se as atividades para o desenvolvimento do software, as especificações dos produtos de cada atividade e a indicação dos papéis das pessoas envolvidas. A execução destes processos gera dados importantes sobre o mesmo. A análise devida do histórico destes dados pode resultar na descoberta de informações importantes, as quais podem contribuir para o entendimento de todo o processo e, consequentemente, colaborar para a melhoria deste. A palavra proveniência refere-se a origem, fonte, procedência de um determinado objeto. Em termos computacionais, proveniência é um registro histórico da derivação dos dados que pode auxiliar no entendimento do dado e/ou registro atual. Este trabalho apresenta a proposta de uma arquitetura que, através do uso de modelos de proveniência de dados, aliado a um modelo ontológico e técnicas de mineração de dados, visa identificar melhorias nos processos de desenvolvimento de software e apresentá-las ao gerente de projetos por meio de uma ferramenta. Esta ferramenta, através da importação dos dados de execução de processos, alimenta um banco de dados relacional, modelado conforme a especificação de um modelo de proveniência de dados. Estes dados são carregados em um modelo de Ontologia e em um arquivo de mineração de dados. Assim, os dados são submetidos a uma máquina de inferência, no modelo ontológico, e também a análise de um algoritmo que integra regras de classificação e associação, na mineração de dados. O resultado desta análise apresenta indícios de pontos de melhorias no processo de desenvolvimento de software. A arquitetura proposta baseia-se em trabalhos relacionados, os quais foram selecionados a partir da execução de uma revisão sistemática. The software development process can be defined as a set of activities, methods, practices and transformations used to develop and maintain the software and its related products. A simplified description of this process is called process model, which defines the activities for the development of software, product specifications of each activity and the indication of the roles of the people involved. The implementation of these processes generates important data on it. The proper analysis of the history of this data may result in the discovery of important information, which can contribute to the understanding of the process and therefore contribute to its improvement. The word provenance refers to the origin or source a particular object. In computer terms, provenance is a historical record of the derivation of data that can assist in the understanding of the data and / or the current record. This dissertation presents a proposal for an architecture that, through the use of data source models, combined with an ontological model and data mining techniques, aims to identify improvements in software development processes and present them to the project manager. This tool, by importing the process execution data, feeds a relational database, modeled based on a provenance model. These data are loaded into an ontology model and into a data mining file. Upon this loading, the data are processed by an inference machine, considering the ontological model, and also by an algorithm that integrates classification and association rules in data mining. The result of this analysis can presents points to improvements in the software development process. The proposed architecture is based on related work, which selected from the execution of a systematic review.

A presença de ambientes de e-Learning na academia e nas empresas é uma realidade e há uma forte tendência de crescimento de seu uso devido a vantagens como flexibilidade e custo. Juntam-se a isso características como aprendizado informal, por meio de dispositivos móveis e ao longo da vida e a crescente disponibilidade de recursos educacionais na web e em dispositivos móveis com alto nível de qualidade. Para acompanhar essa evolução, as organizações responsáveis pelos ambientes de e-Learning investem para desenvolver recursos e serviços educacionais, muitas vezes equivalentes em mais de uma plataforma, dificultando a inovação e o compartilhamento dos mesmos. Neste cenário, é quase inviável que uma única organização consiga incorporar todas as inovações do domínio educacional. Essa dissertação apresenta o BROAD-ECOS, uma abordagem sob a perspectiva de Ecossistemas de e-Learning que identifica indivíduos, comunidades, organizações e recursos de software nesse ambiente e define uma arquitetura para transformar ambientes de e-Learning existentes em plataformas que permitam a integração de serviços educacionais externos e favoreçam o desenvolvimento, compartilhamento e reúso de serviços educacionais compatíveis em um contexto inter-organizacional. Para tal, esses serviços possuem controle do nível de integração e suporte a um modelo comum que permite a interoperabilidade entre diferentes fornecedores, além de serem baseados em padrões abertos, bibliotecas comuns e documentação acessível. A avaliação da proposta foi feita em duas etapas. Primeiro, os elementos do ecossistema identificados foram validados por meio de um questionário aplicado a profissionais com experiência em e-Learning, tanto da academia quanto da área de treinamento empresarial. Depois foram realizados cenários de uso para avaliar os artefatos desenvolvidos quanto aos objetivos propostos, o que se justifica pela necessidade de demonstrar a viabilidade técnica dos conceitos e das tecnologias envolvidas em um contexto real de utilização. Os resultados obtidos apresentam indícios da viabilidade da proposta. The use of Virtual Learning Environments in academic and corporative training is a real fact and there is a strong trend of growing because of advantages such as flexibility and cost. Besides that features as informal learning through mobile devices and lifelong learning, and the increasing availability of high quality educational resources on the web and on mobile devices must be considered. To keep up with this evolution, the organizations responsible for e-learning environments invest to develop educational resources and services, frequently equivalent in more than one platform, hindering innovation and sharing. In this scenario, it is almost impossible that a single organization incorporates all the innovations in the educational domain. This dissertation presents, in the perspective of Software Ecosystem, the BROAD-ECOS approach, identifying individuals, communities, organizations and software resources that comprise them, and defining an infrastructure to turn the existing Virtual Learning Environments into platforms that allow the integration of external educational services, promoting the development, sharing and reuse of compatible educational services in an inter-organizational context. These services have control of the integration level and support for a common model, which enables interoperability among different providers, and are based on open standards, common libraries and accessible documentation. The evaluation of the proposal was done in two steps. The first one validated the ecosystem elements by means of a questionnaire, applied to professionals with experience in e-Learning, both from academia and business training area. Then, scenarios were performed to evaluate the artifacts considering the proposed goals, justified by the need to demonstrate the technical feasibility of concepts and technologies involved in a real context of use. The results showed the feasibility of the proposal.

Com a tendência de crescimento na quantidade de recursos educacionais disponíveis na Web e como os repositórios normalmente contemplam um amplo conjunto de assuntos e abordam objetivos educacionais distintos, a escolha de um recurso educacional é, ainda, um desafio. Os Sistemas de Recomendação representam uma ferramenta capaz de contribuir com a localização e seleção destes recursos. Entretanto, para que um Sistema de Recomendação consiga gerar recomendações satisfatórias, é importante identificar informações que ajudem a definir o perfil do usuário. Inúmeras informações a respeito do perfil, dos interesses, e das preferências dos usuários podem ser identificadas em decorrência das interações que ocorrem nas redes sociais. Esses usuários, muitas vezes, além de se organizarem em grupos de interesse também buscam, no tempo despendido nas redes sociais, recursos educacionais de seus interesses individuais ou coletivos. Este trabalho visa explorar as informações geradas por um grupo de usuários nas redes sociais no processo de busca e seleção de recursos educacionais de interesse comum de seus membros. São apresentados a proposta e o desenvolvimento de uma arquitetura, denominada BROAD-GRS, capaz de definir o perfil educacional de grupos de usuários da rede social Facebook e realizar recomendações de recursos educacionais ao grupo, respeitando as preferências de seus usuários membros e maximizando a satisfação geral de todos na escolha dos itens recomendados. A recomendação é baseada em três fontes de recursos educacionais: repositório de objetos de aprendizagem (BROAD), em repositórios de dados ligados (DBpedia e Open University) e em repositório de vídeo (Youtube). A avaliação da proposta foi feita a partir do desenvolvimento de um protótipo e um estudo de caso, cujos resultados apontam para a viabilidade da solução proposta. With the growth of the amount of educational resources available on the web and as repositories usually include a wide range of subjects, including different educational goals, choosing an educational resource is still a challenge. The recommender systems represent a tool capable of contributing to the location and selection of these resources. However, to a recommender system generate satisfactory recommendations, it is important to identify information that helps to define the user’s profile. Lots of information about profile, interests and preferences of the users can be identified as a result of interactions that occur in social networks. Many times those users, besides organizing themselves into interest groups, during their time spent on social networks, seek for educational resources of their individual or collective interests. This work aims to explore the information generated by a users group on social networks in the search and selection process of educational resources, considering their members common interest. The proposal and the development of an architecture named BROAD-GRS are presented, able to set educational profile of Facebook social network users groups and make recommendations of educational resources to the group, respecting the members preferences and maximizing the general satisfaction of all users in the choice of recommended items. The recommendation is based on three sources of educational resources: repository of learning objects (BROAD), linked data repositories (DBpedia and Open University), and video repository (Youtube). The evaluation of the proposal was made with the development of a prototype and a case study and the results pointed out to the viability of the proposed solution.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-06T19:26:48Z No. of bitstreams: 1 francilaweidtneiva.pdf: 2052447 bytes, checksum: 38a6c7716f86751a479e86abc113ef19 (MD5) Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-07T13:33:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 francilaweidtneiva.pdf: 2052447 bytes, checksum: 38a6c7716f86751a479e86abc113ef19 (MD5) Made available in DSpace on 2017-06-07T13:33:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 francilaweidtneiva.pdf: 2052447 bytes, checksum: 38a6c7716f86751a479e86abc113ef19 (MD5) Previous issue date: 2015-09-30 CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Fornecer suporte a interoperabilidade apenas considerando a forma e o significado (i.e. sintaxe e semântica) na troca de dados não é suficiente para se atingir uma colaboração efe tiva e significativa. Neste sentido, a interoperabilidade pragmática tem se destacado como um requisito fundamental para garantir a colaboração em sistemas distribuídos. Entre tanto, preencher este requisito não é uma tarefa trivial. O objetivo deste estudo é propor e avaliar uma solução para apoiar implementação da interoperabilidade pragmática em um sistema colaborativo. Assim, a solução proposta foi implementada e avaliada em um ecossistema de software baseado na web capaz de apoiar o desenvolvimento colaborativo de workflows científicos chamado ECOS Collaborative PL-Science. Providing interoperability support only considering the format and meaning (i.e. syn tax and semantic) in data exchange is not enough to achieve effective and meaningful collaboration. Pragmatic interoperability has been identified as a key requirement to foster collaboration in a distributed environment. However, fulfilling this requirement is not a trivial task. The aim of this study is to propose and evaluate a solution to support pragmatic interoperability implementation in a collaborative system. The proposed solution was implemented and evaluated in an open source web-based software ecosystem to support collaborative development of scientific workflows.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-01T13:50:34Z No. of bitstreams: 1 crystiamkellepereiraesilva.pdf: 5368190 bytes, checksum: 22e15248de5dbc282e6d4324b03dca64 (MD5) Made available in DSpace on 2015-12-01T13:50:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 crystiamkellepereiraesilva.pdf: 5368190 bytes, checksum: 22e15248de5dbc282e6d4324b03dca64 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 Existem inúmeros recursos educacionais distribuídos em diferentes repositórios que abordam um conjunto amplo de assuntos e que possuem objetivos educacionais distintos. A escolha adequada desses recursos educacionais é um desafio para os usuários que desejam usá-los para a sua formação intelectual. Nesse contexto surgem os Sistemas de Recomendação para auxiliar os usuários nessa tarefa. Para que seja possível gerar recomendações personalizadas, torna-se importante identificar informações que ajudem a definir o perfil do usuário e auxiliem na identificação de suas necessidades e interesses. O uso constante e cada vez mais intenso de algumas ferramentas tecnológicas faz com que inúmeras informações a respeito do perfil, dos interesses, das preferências, da forma de interação e do comportamento do usuário possam ser identificadas em decorrência da interação espontânea que ocorre nesses sistemas. Esse é o caso, por exemplo, das redes socais. Neste trabalho é apresentada a proposta e o desenvolvimento de uma arquitetura capaz de extrair características do perfil e do contexto educacional dos usuários, através da rede social Facebook e realizar recomendações de recursos educacionais de forma individualizada e personalizada que sejam condizentes com essas características. A solução proposta é apoiada por técnicas de extração de informações e ontologias para a extração, definição e enriquecimento das características e interesses dos usuários. As técnicas de Extração de Informação foram aplicadas aos textos associados às páginas curtidas e compartilhadas por usuários nas suas redes sociais para extrair informação estruturada que possa ser usada no processo de recomendação de recursos educacionais. Já as ontologias foram usadas para buscar interesses relacionados aos temas extraídos. A recomendação é baseada em repositório de objetos de aprendizagem e em repositórios de dados ligados e é realizada dentro das redes sociais, aproveitando o tempo despendido pelos usuários nas mesmas. A avaliação da proposta foi feita a partir do desenvolvimento de um protótipo, três provas de conceito e um estudo de caso. Os resultados da avaliação mostraram a viabilidade e uma aceitação relevante por parte dos usuários no sentido de extrair informações sobre os seus interesses educacionais, geradas automaticamente da rede social Facebook, enriquecê-las, encontrar interesses implícitos e usar essas informações para recomendar recursos educacionais. Foi verificada também a possibilidade da recomendação de pessoas, permitindo a formação de uma rede de interesses em torno de um determinado tema, indicando aos usuários bons parceiros para estudo e pesquisa. There are several educational resources distributed in different repositories that address to a wide range of subjects and have different educational goals. The proper choice of these educational resources is a challenge for users who want to use them for their intellectual development. In this context, recommendation systems may help users in this task.In order to be able to generate personalized recommendations, it is important to identify information that will help to define user profile and assist in identifying his/her needs and interests. The constant and ever-increasing use of some technological tools allows the identification of different information about profile, interests, preferences, interaction style and user behavior from the spontaneous interaction that occurs in these systems, as, for example, the social networks. This paper presents the proposal and the development of one architecture able to extract users´ profile characteristics and educational context, from the Facebook social network and recommend educational resources in individualized and personalized manner, consistent with these characteristics. The proposed solution is supported by Information Extraction Techniques and ontologies for the extraction, enrichment and definition of user characteristics and interests. The Information Extraction techniques were applied to texts associated with “LIKE” and shared user´s pages on his social networks to extract structured information that can be used in the recommendation process of educational resources, the ontologies were used to search to interests related to extracted subjects. The recommendation process is based on learning objects repositories and linked data repositories and is carried out within social networks, taking advantage of user time spent at the web. The proposal evaluation was made from the development of a prototype, three proofs of concept and a case study. The evaluation results show the viability and relevant users´ acceptance in order to extract information about their educational interests, automatically generated from the Facebook social network, enrich these information, find implicit interests and use this information to recommend educational resources. It was also validated the possibility of people recommendation, enabling the establishment of interest network, based on a specific subject, showing good partners to study and research.

Existem inúmeros recursos educacionais distribuídos em diferentes repositórios que abordam um conjunto amplo de assuntos e que possuem objetivos educacionais distintos. A escolha adequada desses recursos educacionais é um desafio para os usuários que desejam usá-los para a sua formação intelectual. Nesse contexto surgem os Sistemas de Recomendação para auxiliar os usuários nessa tarefa. Para que seja possível gerar recomendações personalizadas, torna-se importante identificar informações que ajudem a definir o perfil do usuário e auxiliem na identificação de suas necessidades e interesses. O uso constante e cada vez mais intenso de algumas ferramentas tecnológicas faz com que inúmeras informações a respeito do perfil, dos interesses, das preferências, da forma de interação e do comportamento do usuário possam ser identificadas em decorrência da interação espontânea que ocorre nesses sistemas. Esse é o caso, por exemplo, das redes socais. Neste trabalho é apresentada a proposta e o desenvolvimento de uma arquitetura capaz de extrair características do perfil e do contexto educacional dos usuários, através da rede social Facebook e realizar recomendações de recursos educacionais de forma individualizada e personalizada que sejam condizentes com essas características. A solução proposta é apoiada por técnicas de extração de informações e ontologias para a extração, definição e enriquecimento das características e interesses dos usuários. As técnicas de Extração de Informação foram aplicadas aos textos associados às páginas curtidas e compartilhadas por usuários nas suas redes sociais para extrair informação estruturada que possa ser usada no processo de recomendação de recursos educacionais. Já as ontologias foram usadas para buscar interesses relacionados aos temas extraídos. A recomendação é baseada em repositório de objetos de aprendizagem e em repositórios de dados ligados e é realizada dentro das redes sociais, aproveitando o tempo despendido pelos usuários nas mesmas. A avaliação da proposta foi feita a partir do desenvolvimento de um protótipo, três provas de conceito e um estudo de caso. Os resultados da avaliação mostraram a viabilidade e uma aceitação relevante por parte dos usuários no sentido de extrair informações sobre os seus interesses educacionais, geradas automaticamente da rede social Facebook, enriquecê-las, encontrar interesses implícitos e usar essas informações para recomendar recursos educacionais. Foi verificada também a possibilidade da recomendação de pessoas, permitindo a formação de uma rede de interesses em torno de um determinado tema, indicando aos usuários bons parceiros para estudo e pesquisa. There are several educational resources distributed in different repositories that address to a wide range of subjects and have different educational goals. The proper choice of these educational resources is a challenge for users who want to use them for their intellectual development. In this context, recommendation systems may help users in this task.In order to be able to generate personalized recommendations, it is important to identify information that will help to define user profile and assist in identifying his/her needs and interests. The constant and ever-increasing use of some technological tools allows the identification of different information about profile, interests, preferences, interaction style and user behavior from the spontaneous interaction that occurs in these systems, as, for example, the social networks. This paper presents the proposal and the development of one architecture able to extract users´ profile characteristics and educational context, from the Facebook social network and recommend educational resources in individualized and personalized manner, consistent with these characteristics. The proposed solution is supported by Information Extraction Techniques and ontologies for the extraction, enrichment and definition of user characteristics and interests. The Information Extraction techniques were applied to texts associated with “LIKE” and shared user´s pages on his social networks to extract structured information that can be used in the recommendation process of educational resources, the ontologies were used to search to interests related to extracted subjects. The recommendation process is based on learning objects repositories and linked data repositories and is carried out within social networks, taking advantage of user time spent at the web. The proposal evaluation was made from the development of a prototype, three proofs of concept and a case study. The evaluation results show the viability and relevant users´ acceptance in order to extract information about their educational interests, automatically generated from the Facebook social network, enrich these information, find implicit interests and use this information to recommend educational resources. It was also validated the possibility of people recommendation, enabling the establishment of interest network, based on a specific subject, showing good partners to study and research.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O projeto FrameNet é um projeto desenvolvido pelo International Computer Science Institute (ICSI) em Berkeley, com o objetivo de documentar frames da língua inglesa baseando-se no conceito de frames semânticos da Inteligência Computacional. Sendo também estendido para outras línguas, como, por exemplo, o Projeto FrameNet-Br, de senvolvido na Universidade Federal de Juiz de Fora, que tem como foco a documentação dos frames linguísticos em português do Brasil. O recurso lexical construído pelo Frame Net pode ser utilizado em diversas aplicações de Processamento de Linguagem Natural, como traduções, sumarização, dentre outras. A utilização de tecnologias de web semân tica, como ontologias e dados ligados podem trazer diversos benefícios que colaboram com o compartilhamento das informações, principalmente considerando a possibilidade de uso de mecanismos de inferência para validação dos dados e obtenção de novas informações. Além disso, o uso de anotações semânticas em serviços Web também é considerado uma tecnologia promissora para facilitar a integração de recursos computacionais na web, ser vindo como mecanismo para facilitar a interação entre ferramentas de software. Estas anotações permitem que ferramentas possam compreender a estrutura dos serviços e como executá-los de maneira automática Desta forma, considerando as vantagens apresentadas por estas tecnologias, é possível associa-las de maneira a criar uma infraestrutura que permita a utilização de recursos lexicais em conjunto com recursos da web semântica para facilitar a compreensão e busca por informações em um dado domínio. Neste trabalho foi especificada uma infraestrutura baseada em serviços, que busca aliar as tecnologias da web semântica aos dados da base do projeto FrameNet, a partir da hipótese de que a aplicação de tecnologias como ontologias, dados ligados, e anotações em serviços Web podem contribuir com a construção e reuso de recursos lexicais baseados na semântica de frames, sendo estas contribuições tanto voltadas para a confiabilidade dos dados, quanto para o enriquecimento das informações mantidas pela base lexical. The FrameNet project is developed by the International Computer Sciences Institute (ICSI) in Berkeley, with the goal of documenting frames of the English language based on the concept of semantic frames of Computational Inteligence. The FrameNet has been well translated for other languages, such as the FrameNet-BR Project, developed at the Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF), which focus on the documentation of lin guistic frames in Portuguese from Brazil. The lexical resource built by FrameNet can be used in many applications of natural language processing, such translations, summariza tion, among others. The use of semantic web technologies, such ontologies and linked data can bring many benefits that contribute to the sharing of information, specially con sidering the possibility of the use of inference mechanisms to validate data and retrieve new information. The use of semantic annotations for Web services is also considered a promising technology to facilitate the integration of computational resource on the web, serving as mechanism to facilitate interaction between software tools. These annotations allow tools understand the structure of services and how to execute them automatically. Thus, considering the advantages presented by these technologies, it is possible to asso ciate them in order to create an infrastructure that enables the use of lexical resources in conjunction with semantic web resources to facilitate understanding and search for information in a given domain. In this work was specified a service-based infrastructure that seeks to combine the technologies of semantic web to the database of the FrameNet project, considering the hypothesis that the application of technologies such as ontologies, linked data, and annotations in Web services can contribute to the construction and reuse of lexical resources based on semantic frames, and these contributions are both related to the reliability of data, and for the enrichment of the his information kept by lexical base.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Uma forma de aprimorar a reutilização e a manutenção de uma família de produtos de software é através da utilização de uma abordagem de Linha de Produtos de Software (LPS). Em algumas situações, tais como aplicações científicas para uma determinada área, é vantajoso desenvolver uma coleção de produtos de software relacionados, utilizando uma abordagem de LPS. Linhas de Produtos de Software Científico (LPSC) diferem-se de Li nhas de Produtos de Software pelo fato de que LPSC fazem uso de um modelo abstrato de workflow científico. Esse modelo abstrato de workflow é definido de acordo com o domínio científico e, através deste workflow, os produtos da LPSC serão instanciados. Analisando as dificuldades em especificar experimentos científicos e considerando a necessidade de composição de aplicações científicas para a sua implementação, constata-se a necessidade de um suporte semântico mais adequado para a fase de análise de domínio. Para tanto, este trabalho propõe uma abordagem baseada na associação de modelo de features e onto logias, denominada PL-Science, para apoiar a especificação e a condução de experimentos científicos. A abordagem PL-Science, que considera o contexto de LPSC, visa auxiliar os cientistas através de um workflow que engloba as aplicações científicas de um dado experimento. Usando os conceitos de LPS, os cientistas podem reutilizar modelos que especificam a LPSC e tomar decisões de acordo com suas necessidades. Este trabalho enfatiza o uso de ontologias para facilitar o processo de aplicação de LPS em domínios científicos. Através do uso de ontologia como um modelo de domínio consegue-se fornecer informações adicionais, bem como adicionar mais semântica ao contexto de LPSC. A way to improve reusability and maintainability of a family of software products is through the Software Product Line (SPL) approach. In some situations, such as scientific applications for a given area, it is advantageous to develop a collection of related software products, using an SPL approach. Scientific Software Product Lines (SSPL) differs from the Software Product Lines due to the fact that SSPL uses an abstract scientific workflow model. This workflow is defined according to the scientific domain and, using this abstract workflow model, the products will be instantiated. Analyzing the difficulties to specify scientific experiments, and considering the need for scientific applications composition for its implementation, an appropriated semantic support for the domain analysis phase is necessary. Therefore, this work proposes an approach based on the combination of feature models and ontologies, named PL-Science, to support the specification and conduction of scientific experiments. The PL-Science approach, which considers the context of SPL and aims to assist scientists to define a scientific experiment, specifying a workflow that encompasses scientific applications of a given experiment, is presented during this disser tation. Using SPL concepts, scientists can reuse models that specify the scientific product line and carefully make decisions according to their needs. This work also focuses on the use of ontologies to facilitate the process of applying Software Product Line to scientific domains. Through the use of ontology as a domain model, we can provide additional information as well as add more semantics in the context of Scientific Software Product Lines.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Atualmente estão acontecendo significativas mudanças na natureza do processo de pesquisa científica. Em particular, tem-se uma maior colaboração entre grandes grupos de pesquisadores, o que leva a um aumento no uso de técnicas de processamento de informação, e uma maior necessidade de compartilhar resultados e observações entre os participantes do processo. Utilizando tecnologias como Redes Ponto a Ponto e Web Semântica, conseguimos criar um único ponto de acesso a bases de conhecimento dispersas e aplicações científicas distribuídas, onde os cientistas possam trabalhar com informações heterogêneas e criar comunidades científicas de acordo com suas especialidades e interesses. Este trabalho apresenta a e-ScienceNet, uma arquitetura de suporte ao armazenamento, compartilhamento e execução de experimentos científicos em uma Rede Ponto a Ponto Semântica científica. Para tal, desenvolvemos um protótipo que realiza a interação entre os diferentes nós da rede nas distintas comunidades científicas semânticas. Currently, there are taking place significant changes in the nature of scientific research. In particular, there is a greater collaboration among large groups of researchers, which leads to an increase in the use of information processing techniques, and a greater need to share results and observations among the participants in the process. Using technologies such as Peer to Peer Networks and the Semantic Web, we can create a single point of access to distributed knowledge bases and scientific applications, where scientists can work with heterogeneous information and create scientific communities according to their specialties and interests. This work presents the e-ScienceNet as an architecture that support the storage, share and execution of scientific experiments in a scientific Semantic Peer to Peer Network. To this end, we developed a prototype that performs the interaction between the different network nodes in different semantic scientific communities.

Esta dissertação tem como objetivo propor um modelo de tutoria a distância em Matemática para os níveis de ensino Fundamental e Médio oferecidos pelo Colégio Militar de Manaus (CMM) aos filhos ou dependentes de militares das Forças Armadas (Marinha, Exército e Aeronáutica) que se encontram acompanhando seus pais, estando estes a serviço da Nação no exterior ou em regiões de fronteiras brasileiras onde não existe o ensino regular ou este deixa a desejar em qualidade, ou, ainda, a realidade específica de outros países implica em estrutura curricular diferente em relação ao Brasil. A proposta visa melhorar o modelo de tutoria a distância, exercido atualmente pelos professores da Seção de Ensino a Distância do CMM (SEAD/CMM). Nessa dissertação é proposto um novo perfil para os tutores a distância e presenciais e também um modelo de capacitação para os mesmos. A tutoria a distância será exercida por militares professores de Matemática do Quadro Complementar de Oficiais do Exército (QCO), que trabalham nos Colégios Militares, os quais integram o Sistema Colégio Militar do Brasil. Serão capacitados através da disciplina Tutoria a Distância, a ser ministrada na modalidade a distância pela SEAD/CMM durante o Curso de Formação Específica, da área de Magistério, da Escola de Formação Complementar do Exército, e posteriormente num processo de formação continuada. A proposta contempla ainda a formação do tutor presencial de apoio tecnológico, os papéis dos diferentes agentes, descrição dos polos de apoio presencial, entre outros. This dissertation aims to propose a model of distance tutoring in Mathematic education for elementary and high schools levels offered by the Military School of Manaus (CMM) to sons or dependents of military personnel of the Military Forces (Navy, Army and Air Force). These kidas are accompanying theirs parents, who are in the service of the Nation abroad or in frontier regions in Brazil, where there is no regular education or that it is lacking in quality, or even the specific reality of other countries imply different curricular structure in relation to Brazil. The proposal is seeking to improve the mentoring model, currently exercised by teachers of the Distance Learning Section of the CMM (SEaD/CMM). We propose in this dissertation a new profile for the tutors, distance and in presence, as well as a qualification model for them. Distance tutoring will be taught by QCO militaries, who are Math teachers and work in the Military Schools, which integrate the Military Education System of Brazil. They will be trained through Distance Tutoring discipline to be offered by SEaD/CMM during the Training Course of Teaching Targeted Area, at School of Complementary Training of the Army, and later on in the process of continuing education. The proposal also includes the capability of the technology support tutor, the roles of different actors, description of the local presence support, among others.

A modernização da Matemática e a criação da Sociedade Brasileira de Educação Matemática sinalizaram para uma mudança no ensino dessa disciplina visando torná-la mais próxima da realidade dos alunos. Nesta dissertação investiga-se o uso que os professores de Matemática fazem das Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs). Para diagnóstico e caracterização desse cenário foi aplicado um instrumento, na forma de questionário, em três grupos distintos de professores de Matemática: professores do curso de Licenciatura em Matemática, modalidade a distância, da UFJF; professores alunos do Mestrado em Educação Matemática da UFJF e professores da rede pública e particular de Juiz de Fora e região. Os primeiros resultados apontam para o uso restrito das tecnologias pelos professores em suas atividades didáticas e que mesmo os professores que utilizam AVAs em sua formação não as estão adotando com seus alunos. Ao final do estudo é definido um conjunto de diretrizes que auxiliarão professores, administradores e formadores a ampliarem o uso das TICs e das AVAs pelos professores de Matemática. The modernization of Mathematics and the creation of the Brazilian Society of Mathematics Education signaled a change in teaching this discipline focused to students’ reality. This dissertation investigates the use that Mathematics teachers make of Information and Communication Technologies. For diagnosis and characterization of this scenario an instrument, a questionnaire, was applied in three different groups of Mathematics teachers: teachers of the Mathematics Educational Program; from the University distance education program; teachers from the Master degree program in Mathematics Education: and teachers from public and private schools in Juiz de Fora and its neighborhood. The first results indicate the restricted use of technology by teachers in learning activities and that even those who use distance education management systems to study are not considering their use with the students. At the end of the study we define a set of guidelines that may help teachers, managers and professors to increase the use of computers and distance education technologies among mathematics teachers.

Na era da Internet, os Softwares Científicos são não somente o instrumento para a geração de resultados, mas também cruciais para a maior parte das pesquisas. A maioria dos cientistas, entretanto, aprende o que sabe sobre desenvolvimento de software informalmente, e esta informalidade normalmente gera um caráter aleatório aos produtos finais de software, dificultando o seu reuso e a sua interoperabilidade. Os Softwares Científicos, desenvolvidos especificamente para atender às necessidades de cada cientista em sua respectiva área de atuação, tornaram-se muito importantes tanto em seu desenvolvimento quanto em sua utilização e, dependendo da natureza da atividade científica em questão, essenciais. Outra característica da computação científica é que os Softwares Científicos também são frequentemente explorativos, desenvolvidos com o propósito de ajudar a entender um problema. Muitas práticas da Engenharia de Software podem contribuir para a geração de produtos científicos de alta qualidade. A aplicação de modelos, técnicas e ferramentas contribuem para a construção do Software Científico mais confiável, seguro e eficiente e que apresente menos falhas durante a sua execução. Estudos recentes apontam para a aplicação de métodos ágeis, pelo fato de os mesmos serem mais receptivos a mudanças e por lidarem melhor com requisitos emergenciais. Essa dissertação tem por objetivo caracterizar o desenvolvimento do Software Científico, através de um estudo exploratório com um grupo de pesquisadores do LNCC, especialistas na área de modelagem computacional. Para a caracterização do Software Científico foi construído um instrumento com as seguintes questões de investigação: identificação de características de qualidade do Software Científico; identificação dos modelos de processos adotados no desenvolvimento do Software Científico; possibilidades de adoção de práticas da Engenharia de Software; possibilidade de desenvolvimento de Software Científico por equipe especializada, que não os próprios cientistas; reutilização de artefatos científicos; compartilhamento de Software Científico e identificação de características dos workflows científicos. Com a aplicação do instrumento, os resultados foram quantificados e analisados, identificando características do Software Científico e de workflow científico. Ao final são definidas algumas propostas para a adoção de práticas de Engenharia de Software pelos cientistas avaliados. Os resultados fornecem indícios de como melhorar o Software Científico, seu processo de desenvolvimento, seu compartilhamento e reuso. In the Internet era, scientific software are not only an instrument to generate results but also crucial to most researches. A lot of scientists, however, learn what they know about software development informally, and this informality typically generates a random character to the final software products, making it difficult to reuse and interoperate. Scientific software specifically developed to meet individual scientists needs in their respective areas of work have become very important both in its development process as in its use and, depending on the nature of scientific activity, it is essential. Another feature of scientific computing is that the scientific software are also often exploited, developed with the focus of helping to understand a problem. Many software engineering disciplines can contribute to the generation of high-quality scientific products. The application of models, techniques and tools contribute to the construction of scientific software more reliable, secure and efficient and with fewer failures during its execution. Recent studies point to the application of agile methods, because they are more receptive to change and deal better with emergency requirements. This research aims to characterize the development of scientific software, through an exploratory study with a group of researchers from LNCC, experts in computational modeling area. For the characterization of scientific software we built an instrument with the following research questions: identify scientific software quality criteria, identification of development process models for scientific software, adoption possibilities for Software Engineering practices, possibility of scientific software development by specialized team instead of scientists themselves, re-use of scientific artifacts, sharing of scientific software and identification of scientific workflows characteristics. After the application of the instrument, the results were quantified and analyzed, identifying characteristics of scientific software and scientific workflow. At the end we define some proposals for software engineering practices adoption by scientists involved in this research. The results provide evidences on how to improve scientific software, its development process, sharing and reuse.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A e-Science se caracteriza pela manipulação de um vasto volume de dados e utilização de recursos computacionais em larga escala, muitas vezes localizados em ambientes distribuídos. Nesse cenário, representado por alta complexidade e heterogeneidade, torna-se relevante o tratamento da proveniência de dados, que tem por objetivo descrever os dados que foram gerados ao longo da execução de um experimento científico e apresentar os processos de transformação pelos quais foram submetidos. Assim, a proveniência auxilia a formar uma visão da qualidade, da validade e da atualidade dos dados produzidos em um ambiente de pesquisa científica. O SciProv consiste em uma arquitetura cujo objetivo é interagir com sistemas de gerenciamento de Workflows científicos para promover a captura e a gerência dos metadados de proveniência gerados. Para esse propósito, o SciProv adota uma abordagem baseada em um modelo abstrato para a representação da proveniência. Esse modelo, denominado Open Provenance Model, confere ao SciProv a capacidade de prover uma infraestrutura homogênea e interoperável para a manipulação dos metadados de proveniência. Como resultado, o SciProv permite disponibilizar um arcabouço para consulta às informações de proveniência geradas em um cenário complexo e diversificado de e-Science. Mais importante, a arquitetura faz uso de tecnologia web semântica para processar as consultas aos metadados de proveniência. Nesse contexto, a partir do emprego de ontologias e máquinas de inferências, o SciProv provê recursos para efetuar deduções sobre os metadados de proveniência e obter resultados importantes ao extrair informações adicionais além daquelas que encontram-se registradas de forma explícita nas informações gerenciadas. E-Science is characterized by manipulation of huge data set and large scale computing resources usage, often located in distributed environments. In this scenario, represented by high complexity and heterogeneity, it becomes important to treat data provenance, which aims to describe data that were generated during a scientific experiment execution and presents processes of transformation by which underwent. Thus, lineage helps to form a quality, validity and topicality vision of data produced in a scientific research environment. SciProv consists of an architecture that aims to interact with scientific workflows management systems for capture and manipulation of generated provenance metadata. For this purpose, SciProv adopts an approach based on an abstract model for representing the lineage. This model, called Open Provenance Model, provides to SciProv the ability to set up a homogeneous and interoperable infrastructure for handling provenance metadata. As a result, SciProv is able to provide a framework for query data provenance generated in a complex and diverse e-Science scenario. More important, the architecture makes use of semantic web technology to process metadata provenance queries. In this context, using ontologies and inference engines, SciProv provides resources to make inferences about lineage and to obtain important results in allowing the extraction of information beyond those that are registered explicitly from managed data.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior Um conceito importante nas pesquisas em e-Science é o de workflows científicos, que, em geral, são longos, compostos de várias aplicações que, em conjunto, representam um experimento científico. Uma possibilidade para auxiliar na definição destes workflows científicos é o uso de ferramentas que agreguem semântica para auxiliar na sua composição. Os serviços Web semânticos apresentam tecnologias altamente favoráveis à sua composição para a obtenção de processos mais complexos, tais como o uso de padrões Web, independência de plataforma, independência de linguagem de programação utilizada para o desenvolvimento, possibilidade de processamento distribuído, e, principalmente, o uso de recursos semânticos que possibilitem sua descoberta, composição e invocação automáticas. Com o objetivo de auxiliar na descoberta de serviços Web para a composição de workflows científicos, propomos o desenvolvimento de um framework, denominado Composer-Science, que realize a busca de serviços Web semânticos e componha estes, definindo assim, um workflow científico. O objetivo geral do ComposerScience é permitir que o pesquisador descreva semanticamente um workflow científico e, considerando essa descrição, automatize, por meio do uso de serviços Web semânticos e ontologias, a busca semântica por serviços em repositórios e a geração de workflows científicos a partir dessa composição. O objetivo geral do framework pode ser decomposto em objetivos específicos: o registro e o armazenamento, nos repositórios distribuídos (bancos de dados) do framework, de ontologias de domínio (OWL) e anotações dos serviços Web semânticos (OWL-S); a realização de pesquisa semântica, baseada em requisitos fornecidos pelo pesquisador, nos repositórios distribuídos, a fim de realizar a descoberta de serviços Web semânticos que atendam os requisitos semânticos fornecidos; a análise sintática, baseada em requisitos estruturais (dados de entrada e saída), além da análise semântica dos serviços descobertos por meio da pesquisa semântica, a fim de se obter possíveis composições dos mesmos; a geração de modelos de workflows em WS-BPEL a partir das composições possíveis. Desta forma, os modelos gerados pelo framework podem ser utilizados em Sistemas de Gerenciamento de Workflows Científicos (SGWfC) e serem compostos com outros modelos de workflow. An important concept in e-Science research is scientific workflows, which are usually long, consisting of several applications that, together, represent a scientific experiment. One possibility to assist in defining these scientific workflows is the use of tools that add semantics to the composition process. Semantic Web services have technologies that are highly favorable to their composition, in order to obtain more complex processes. Examples of these technologies are the use of Web standards, platform independence, programming language independence, possibility of distributed processing and especially the use of semantic resources that enable their discovery, automatic composition and invocation. With the aim of assisting in the discovery of Web services for scientific workflows composition, we propose the development of a framework, named Composer-Science, to conduct the search for semantic Web services and compose them, thus defining a scientific workflow. The overall objective of Composer-Science is to allow researcher to describe semantically a scientific workflow and, considering this description automatize, through the use of semantic web services and ontologies, the semantic search for services in repositories and the generation of scientific workflows from this composition. The overall objective of the framework can be broken down into specific objectives: registration and storage of domain ontologies (OWL) and semantic annotations of Web services (OWL-S), in distributed repositories (databases) of the framework; implementation of semantic search, based on requirements provided by the researcher, in distributed repositories, in order to discovery semantic Web services that match the semantic requirements provided; the syntactic analysis, based on structural requirements (input and output), and semantic analysis of services discovered using semantic search, in order to obtain their possible compositions; the generation of WS-BPEL workflow models from the possible compositions. Finally, the models generated by the framework can be used in Workflow Management Systems (WMS) and composed with other workflow models.

FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais A utilização de ontologias em sistemas computacionais tem se tornando cada vez mais importante e difundida. Entretanto, por ser uma área em constante evolução, não existem modelos de processo de Engenharia Ontológica consolidados para a construção de uma ontologia. O uso de um processo de desenvolvimento torna esta tarefa mais impessoal, menos complexa e mais sistemática. A abordagem QDAontology - Quality Driven Approach for e-Science Ontologies, proposta nesta dissertação, foi elaborada para projetos de desenvolvimento de ontologias para e-Science. Nestas aplicações, as ontologias, em geral, se caracterizam por serem desenvolvidas por equipes multidisciplinares, onde os conteudistas pertencem à área do domínio da aplicação e os construtores são engenheiros ontológicos oriundos da Ciência da Computação. A abordagem proposta é composta por etapas, atividades, participantes, artefatos e características de qualidade. São seis etapas: Especificação, Conceitualização, Formalização, Implementação, Integração e Evolução. Cada etapa é constituída de atividades, em cada atividade são gerados artefatos e os participantes estão relacionados com as etapas e atividades do processo. A partir da evolução dos artefatos ocorre o desenvolvimento da ontologia. Com a implementação da ontologia a mesma deve ser integrada a outras ontologias, através de mecanismos de correspondência ontológica. O processo de desenvolvimento adotado é centrado em um modelo evolutivo e, portanto, os ciclos podem se repetir a cada evolução da ontologia. Para validar a proposta foi elaborado um estudo de caso no domínio biológico. O estudo constou de dois ciclos: no primeiro foi feita a reengenharia da ontologia CELO e no segundo sua expansão, no subdomínio Doenças Humanas. Todo o processo de modelagem do conhecimento e atuação da equipe multidisciplinar está detalhado e contou com o apoio de especialistas do domínio da Biologia. Para a correspondência ontológica foi adotado o mecanismo de alinhamento e construída a ferramenta A3O, que gera ligações e termos equivalentes entre ontologias descritas em OBO e OWL. The use of ontologies in computational systems has become more important and spread out. However, as an area in constant evolution, it does not exist yet a consolidated process model of Ontological Engineering for ontology construction. The use of a development process makes this task more impersonal, less complex and more systematic. The QDAontology - Quality Driven Approach for e-Science Ontologies, proposed in this research, was developed for e-Science ontologies. In this kind of applications, ontologies are, in general, developed by multidisciplinary teams, where knowledge experts belong to the domain area and developers are ontological engineers from the Computer Science. This approach is composed of stages, activities, participants, artifacts and quality characteristics. There are six stages: Specification, Conceptualization, Formalization, Implementation, Integration and Evolution. Each stage is composed of activities, in each activity artifacts are generated and participants are related to process stages and activities. Based on the artifact evolution, the development of the ontology occurs. At implementation stage, the ontology must be then integrated to other ontologies through mechanisms of ontological correspondence. The development process is centered in an evolutionary model, therefore, the cycles can be repeated at each evolution of the ontology. To validate the proposal, a case study in the biological domain was done. The case study had two cycles: during the first one the reengineering process of the CELO ontology was made and in the latter the ontology was expanded with the Human Disease sub domain. All the knowledge modeling process and the multidisciplinary team tasks are detailed and they were supported by experts of the Biology domain. For the ontological correspondence, the alignment mechanism was adopted and the A3O tool was built to generate the equivalent links and terms between ontologies described in OBO and OWL

O advento das tecnologias de alta-performance ocasionou um crescimento exponencial do volume de dados gerado pelas pesquisas em Ciências Biológicas. O desenvolvimento contínuo de ferramentas, métodos e técnicas têm ampliado o entendimento das várias funções, estruturas e processos relacionados à biofísica e fisiologia. O aumento do poder computacional e a utilização de métodos numéricos direcionam o desenvolvimento e uso de modelos mais complexos. A necessidade de entendimento em nível sistêmico dos sistemas biológicos levou à recente definição da chamada Biologia Sistêmica, que adota uma abordagem orientada a sistemas para descrever os processos dinâmicos dentro e entre as células biológicas. Três níveis de representação de modelos em Biologia Sistêmica podem ser considerados: biológico, matemático e computacional. O desafio apresentado é como representar os detalhes desses níveis de uma forma que possa ser usada para explorar o significado de idéias e observações nos vários níveis. A descrição do modelo em um nível de maior abstração é fundamental neste contexto. A modelagem conceitual permite uma representação abstrata dos dados, a qual se assemelha com a forma que os usuários percebem realmente o mundo real, reduzindo a distância semântica entre o domínio e sua representação. O presente trabalho propõe a descrição conceitual de modelos biológicos, com o uso de ontologia, lógica descritiva e regras semânticas. É apresentado um framework orientado a serviços, chamado CelOWS, para uso em um ambiente de Modelagem e Simulação, cuja arquitetura é apoiada na ontologia CelO (Cell Component Ontology). Os modelos, descritos em uma linguagem de ontologia, são representados computacionalmente como serviços web, podendo ser utilizados em ferramentas de workflow científico para composição de modelos mais complexos. The intensive research at biological science has generated large amounts of data. Experimental tools, methods and technologies made possible a better understanding of various functions, structures and processes related to biophysics and physiology. The increase in the computational power and the application of numerical methods lead to development and use of more complex physiological models. The need of understanding of biological systems, at systemic level, lead to recent definition of Systems Biology, that adopts a systems-driven approach to describe dynamic process inside the cells. One can consider three levels of models in Systems Biology: biological, mathematical and computational. The challenge is how to represent the details of these levels in a way that can be used to explore, at several levels, the ideas and observations. The description of a model with a higher level of abstraction is fundamental. The conceptual modeling allows an abstract data representation, closer to user world, reducing the semantic gap between the domain and its representation. This work proposes a conceptual description of biological models, using ontologies, description logics and semantic rules. A service-oriented framework named CelOWS is introduced. Its architecture is based on an ontology named CelO (Cell Component Ontology). The models, described using an ontology language, are computationally represented as web services and can be used with scientific-workflows tools to compose more complex models.