Submitted by Rosa Assis (rosa_assis@yahoo.com.br) on 2017-04-07T12:20:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) CLAUDIO LUIS DE MEO MARTINS.pdf: 24081977 bytes, checksum: 7ae3e8ba72ff9af0ea1824d98d6cb531 (MD5) / Approved for entry into archive by Paola Damato (repositorio@mackenzie.br) on 2017-04-19T14:04:34Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) CLAUDIO LUIS DE MEO MARTINS.pdf: 24081977 bytes, checksum: 7ae3e8ba72ff9af0ea1824d98d6cb531 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T14:04:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) CLAUDIO LUIS DE MEO MARTINS.pdf: 24081977 bytes, checksum: 7ae3e8ba72ff9af0ea1824d98d6cb531 (MD5) Previous issue date: 2016-08-24 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / The understanding of how the composition of cellular automata rules can perform prede ned computations may contribute to the general notion of emerging computation by means of locally processing components. In this context, we propose a solution to the MODn Problem, which is the determination of whether the number of 1-bits in a binary string is perfectly divisible by the positive integer n > 1. The solution is a composition of one-dimensional cellular automata rules, i.e., the application of di erent rules on a lattice with periodic boundary conditions, which are replaced after some iterations, and all of them with maximum radius equal to n 􀀀 1. In this work, the (XU; LEE; CHAU, 2003) solution for MOD3 Problem (n = 3) is extended for any value of n, and the solution is given for any lattice size N that is co-prime to n. In this generalised solution, the number of iterations depends only on N, with O(N2). This solution relies upon two essential classes of rules, that have been de ned herein: the Replacement rules, that replace a certain amount of identical end bits on the lattice with the opposite value, and the Grouping rules, that group isolated strings of identical and consecutive bits on the lattice, to larger strings of the same bit value. Furthermore, we also show how the solution can be simpli- ed in terms of a reduction on the number of required rules, by de ning some operations that involve the rules' active state transitions, i.e., those that change the value of the centre cell of the neighbourhood. To this end, we de ned the operations of Partitioning (the separation of the active transitions of a rule in di erent rules), Joining (the union of the all active transitions of di erent rules in the same rule), and Merging (the joining of all active transitions of the rules involved, but removing some of them or even adding new active transitions to get the desired adjustments. Using the same concepts and methodology, we proposed a x for the only rule that had been reported in the literature for solving the MOD2 Problem, which is known as the Parity Problem. / A compreensão de como uma composição de regras de autômatos celulares consegue realizar cálculos computacionais pré-de finidos pode contribuir para a noção geral de computação emergente por meio de processamentos locais de alguns componentes. Neste contexto, propõe-se uma solucão para o Problema MODn, que determina se o número de bits 1 em uma cadeia binária de tamanho N é perfeitamente divisível por um número inteiro positivo n > 1. A solução é uma composicão de regras de autômatos celulares unidimensionais, ou seja, a aplicacão de regras diferentes, sobre um reticulado em condição de contorno periódica, que são trocadas após algumas iteracões, sendo todas de raio máximo igual a n - 1. Neste trabalho, a solução de (XU; LEE; CHAU, 2003) para o Problema MOD3 (n = 3) é expandida para qualquer valor de n, mas observada a condição que N e n devem ser números primos entre si. Na solução generalizada obtida, a quantidade total de iterações depende somente de N com O(N2). Essa solução se fundamenta em duas classes essenciais de regras, que foram aqui de nidas: as regras de Substituição, que trocam uma determinada quantidade de bits iguais e extremos do reticulado por bits de valores opostos, e as regras de Agrupamento, que juntam cadeias isoladas de bits idênticos e consecutivos no reticulado, ás maiores cadeias do mesmo valor do bit. Além disso, também é mostrado como podemos simpli ficar esta solução, reduzindo o número de regras necessárias, através de operações que envolvem as transições de estado ativas destas regras, i.e., aquelas que alteram o valor da célula central da vizinhança. Para tanto, são de nidas as operações de Particionamento (separação de transições ativas de uma regra em regras distintas), Junção (união de transições ativas de regras distintas em uma mesma regra) e Fusão (junção de todas as transições ativas das regras envolvidas, podendo remover algumas delas ou até mesmo incluir novas transições ativas para adequações desejadas). Utilizando-se dos mesmos conceitos e metodologia, propusemos ainda uma correção para a única regra proposta na literatura para resolver o Problema MOD2, o qual é conhecido como Problema da Paridade.

A Web Semântica é uma maneira de explorar a associação de significados explícitos aos conteúdos de documentos presentes na Web, para que esses possam ser processados diretamente ou indiretamente por máquinas. Para possibilitar esse processamento, os computadores necessitam ter acesso a coleções estruturadas de informações e a conjuntos de regras de inferência sobre esses conteúdos. O SWRL permite a combinação de regras e termos de ontologias (definidos por OWL) para aumentar a expressividade de ambos. Entretanto, conforme um conjunto de regras cresce, ele torna-se de difícil compreensão e sujeito a erros, especialmente quando mantido por mais de uma pessoa. Para que o SWRL se torne um verdadeiro padrão web, deverá ter a capacidade de lidar com grandes conjuntos de regras. Para encontrar soluções para este problema, primeiramente, foi realizado um levantamento sobre sistemas de regras de negócios, descobrindo os principais recursos e interfaces utilizados por eles, e então, com as descobertas, propusemos técnicas que usam novas representações visuais em uma aplicação web. Elas permitem detecção de erro, identificação de regras similares, agrupamento, visualização de regras e o reuso de átomos para novas regras. Estas técnicas estão implementadas no SWRL Editor, um plug-in open-source para o Web-Protégé (um editor de ontologias baseado na web) que utiliza ferramentas de colaboração para permitir que grupos de usuários possam não só ver e editar regras, mas também comentar e discutir sobre elas. Foram realizadas duas avaliações do SWRL Editor. A primeira avaliação foi um estudo de caso para duas ontologias da área biomédica (uma área onde regras SWRL são muito usadas) e a segunda uma comparação com os únicos três editores de regras SWRL encontrados na literatura. Nessa comparação foi mostrando que ele implementa mais recursos encontrados em sistemas de regras em geral / The Semantic Web is a way to associate explicitly meaning to the content of web documents to allow them to be processed directly by machines. To allow this processing, computers need to have access to structured collections of information and sets of rules to reason about these content. The Semantic Web Rule Language (SWRL) allows the combination of rules and ontology terms, defined using the Web Ontology Language (OWL), to increase the expressiveness of both. However, as rule sets grow, they become difficult to understand and error prone, especially when used and maintained by more than one person. If SWRL is to become a true web standard, it has to be able to handle big rule sets. To find answers to this problem, we first surveyed business rule systems and found the key features and interfaces they used and then, based on our finds, we proposed techniques and tools that use new visual representations to edit rules in a web application. They allow error detection, rule similarity analysis, rule clustering visualization and atom reuse between rules. These tools are implemented in the SWRL Editor, an open source plug-in for Web-Protégé (a web-based ontology editor) that leverages Web-Protégés collaborative tools to allow groups of users to not only view and edit rules but also comment and discuss about them. We have done two evaluations of the SWRL Editor. The first one was a case study of two ontologies from the biomedical domain, the second was a comparison with the SWRL editors available in the literature, there are only three. In this comparison, it has been shown that the SWRL Editor implements more of the key resources found on general rule systems than the other three editors

A Web Semântica é uma maneira de explorar a associação de significados explícitos aos conteúdos de documentos presentes na Web, para que esses possam ser processados diretamente ou indiretamente por máquinas. Para possibilitar esse processamento, os computadores necessitam ter acesso a coleções estruturadas de informações e a conjuntos de regras de inferência sobre esses conteúdos. O SWRL permite a combinação de regras e termos de ontologias (definidos por OWL) para aumentar a expressividade de ambos. Entretanto, conforme um conjunto de regras cresce, ele torna-se de difícil compreensão e sujeito a erros, especialmente quando mantido por mais de uma pessoa. Para que o SWRL se torne um verdadeiro padrão web, deverá ter a capacidade de lidar com grandes conjuntos de regras. Para encontrar soluções para este problema, primeiramente, foi realizado um levantamento sobre sistemas de regras de negócios, descobrindo os principais recursos e interfaces utilizados por eles, e então, com as descobertas, propusemos técnicas que usam novas representações visuais em uma aplicação web. Elas permitem detecção de erro, identificação de regras similares, agrupamento, visualização de regras e o reuso de átomos para novas regras. Estas técnicas estão implementadas no SWRL Editor, um plug-in open-source para o Web-Protégé (um editor de ontologias baseado na web) que utiliza ferramentas de colaboração para permitir que grupos de usuários possam não só ver e editar regras, mas também comentar e discutir sobre elas. Foram realizadas duas avaliações do SWRL Editor. A primeira avaliação foi um estudo de caso para duas ontologias da área biomédica (uma área onde regras SWRL são muito usadas) e a segunda uma comparação com os únicos três editores de regras SWRL encontrados na literatura. Nessa comparação foi mostrando que ele implementa mais recursos encontrados em sistemas de regras em geral / The Semantic Web is a way to associate explicitly meaning to the content of web documents to allow them to be processed directly by machines. To allow this processing, computers need to have access to structured collections of information and sets of rules to reason about these content. The Semantic Web Rule Language (SWRL) allows the combination of rules and ontology terms, defined using the Web Ontology Language (OWL), to increase the expressiveness of both. However, as rule sets grow, they become difficult to understand and error prone, especially when used and maintained by more than one person. If SWRL is to become a true web standard, it has to be able to handle big rule sets. To find answers to this problem, we first surveyed business rule systems and found the key features and interfaces they used and then, based on our finds, we proposed techniques and tools that use new visual representations to edit rules in a web application. They allow error detection, rule similarity analysis, rule clustering visualization and atom reuse between rules. These tools are implemented in the SWRL Editor, an open source plug-in for Web-Protégé (a web-based ontology editor) that leverages Web-Protégés collaborative tools to allow groups of users to not only view and edit rules but also comment and discuss about them. We have done two evaluations of the SWRL Editor. The first one was a case study of two ontologies from the biomedical domain, the second was a comparison with the SWRL editors available in the literature, there are only three. In this comparison, it has been shown that the SWRL Editor implements more of the key resources found on general rule systems than the other three editors

A Web Semântica tem como meta fazer com que os conteúdos disponibilizados na Web tenham significado não apenas para pessoas, mas também que possam ser processados por máquinas. Essa meta está sendo realizada com o desenvolvimento e uso de ontologias para criar dados anotados semanticamente. Entre as distintas formas de anotação semântica, a Semantic Web Rule Language (SWRL) torna possível criar anotações no formato de regras que combinam regras com conceitos definidos em ontologias, especificadas em Web Ontology Language (OWL), para representar conhecimento sobre dados por meio de afirmações condicionais. Todavia, à medida que o número dessas regras crescem, seus desenvolvedores podem enfrentar dificuldades para gerenciá-las adequadamente. Um grande conjunto de regras torna-se difícil de entender e propício a erros, principalmente quando usado e mantido de forma colaborativa. Neste trabalho é apresentado um conjunto de soluções para aprimorar o uso e gerenciamento de regras SWRL, que compreendem o desenvolvimento de novas representações visuais, técnicas de classificação de regras e ferramenta de detecção de erros. Essas soluções resultaram no SWRL Editor, uma ferramenta Web de visualização e composição de regras que roda como um plug-in para o Web Protégé. Como estudo de caso, foi utilizada a Autism Phenologue Rules, uma ontologia para caracterizar fenótipos de autismo, para exemplificar um conjunto grande e complexo de regras SWRL. A partir desse estudo, uma nova representação visual específica para as regras dessa ontologia foi elaborada, permitindo que um especialista em autismo, sem grandes conhecimentos computacionais, seja capaz de ver e editar regras sem ter de se preocupar com a sintaxe da linguagem SWRL. Os resultados obtidos indicam que o SWRL Editor é uma ferramenta clara e intuitiva, contribuindo para um melhor entendimento, criação e gerenciamento de regras SWRL. / The Semantic Web aims to make web content available not only to people but also to computers using machine-readable formats. This goal is being realized with the development and use of ontologies to create semantically annotated data. Among the different ways to annotate data, the Semantic Web Rule Language (SWRL) enables rule-based annotation that combines rules with ontology concepts, defined using the Web Ontology Language (OWL), to represent knowledge about data as conditional assertions. However, as the number of these rule-base annotations grows, developers face problems when trying to manage them. A large rule set becomes difficult to understand and prone to errors, especially when it is collaboratively maintained. This work presents solutions to improve SWRL rule use and management that include the development of new visual representations, classification techniques and error detection tools. These solutions resulted in the SWRL Editor, a webbased visualization and composition tool for SWRL rules that runs as a Web Protégé plug-in. As a case study, we used the Autism Phenologue Rules, an ontology to characterize autism phenotypes, to exemplify a large and complex SWRL rule set. From this study, a new visual representation, specific for this ontologys rules, has been developed, allowing an expert in autism, without a lot of computational knowledge, to be able to view and edit the rules without having to worry about SWRL syntax. The results obtained indicate that the SWRL Editor is a clear and intuitive tool, contributing for a better understanding and easing the creation and management of SWRL rule sets

A Web Semântica tem como meta fazer com que os conteúdos disponibilizados na Web tenham significado não apenas para pessoas, mas também que possam ser processados por máquinas. Essa meta está sendo realizada com o desenvolvimento e uso de ontologias para criar dados anotados semanticamente. Entre as distintas formas de anotação semântica, a Semantic Web Rule Language (SWRL) torna possível criar anotações no formato de regras que combinam regras com conceitos definidos em ontologias, especificadas em Web Ontology Language (OWL), para representar conhecimento sobre dados por meio de afirmações condicionais. Todavia, à medida que o número dessas regras crescem, seus desenvolvedores podem enfrentar dificuldades para gerenciá-las adequadamente. Um grande conjunto de regras torna-se difícil de entender e propício a erros, principalmente quando usado e mantido de forma colaborativa. Neste trabalho é apresentado um conjunto de soluções para aprimorar o uso e gerenciamento de regras SWRL, que compreendem o desenvolvimento de novas representações visuais, técnicas de classificação de regras e ferramenta de detecção de erros. Essas soluções resultaram no SWRL Editor, uma ferramenta Web de visualização e composição de regras que roda como um plug-in para o Web Protégé. Como estudo de caso, foi utilizada a Autism Phenologue Rules, uma ontologia para caracterizar fenótipos de autismo, para exemplificar um conjunto grande e complexo de regras SWRL. A partir desse estudo, uma nova representação visual específica para as regras dessa ontologia foi elaborada, permitindo que um especialista em autismo, sem grandes conhecimentos computacionais, seja capaz de ver e editar regras sem ter de se preocupar com a sintaxe da linguagem SWRL. Os resultados obtidos indicam que o SWRL Editor é uma ferramenta clara e intuitiva, contribuindo para um melhor entendimento, criação e gerenciamento de regras SWRL. / The Semantic Web aims to make web content available not only to people but also to computers using machine-readable formats. This goal is being realized with the development and use of ontologies to create semantically annotated data. Among the different ways to annotate data, the Semantic Web Rule Language (SWRL) enables rule-based annotation that combines rules with ontology concepts, defined using the Web Ontology Language (OWL), to represent knowledge about data as conditional assertions. However, as the number of these rule-base annotations grows, developers face problems when trying to manage them. A large rule set becomes difficult to understand and prone to errors, especially when it is collaboratively maintained. This work presents solutions to improve SWRL rule use and management that include the development of new visual representations, classification techniques and error detection tools. These solutions resulted in the SWRL Editor, a webbased visualization and composition tool for SWRL rules that runs as a Web Protégé plug-in. As a case study, we used the Autism Phenologue Rules, an ontology to characterize autism phenotypes, to exemplify a large and complex SWRL rule set. From this study, a new visual representation, specific for this ontologys rules, has been developed, allowing an expert in autism, without a lot of computational knowledge, to be able to view and edit the rules without having to worry about SWRL syntax. The results obtained indicate that the SWRL Editor is a clear and intuitive tool, contributing for a better understanding and easing the creation and management of SWRL rule sets