Jogos educacionais tem atraído a atenção de professores interessados em motivar, de forma lúdica e descontraída, os aprendizes durante a realização de atividades de aprendizagem (AAs). Apesar dos benefícios que o uso planejado de jogos pode agregar ao processo de aprendizagem, via de regra, o professor não é um especialista em jogos e na maioria das vezes sequer possui conhecimento mínimo sobre tais artefatos. Além disso, o professor não possui mecanismos de auxílio para fazer a identificação, escolha e, posteriormente, o uso adequado de um ou mais jogos para inserção em AAs específicas. Nesse contexto, o objetivo da pesquisa é, portanto, o desenvolvimento de um modelo computacional estruturado para realizar a busca e recuperação de listas de jogos educacionais num repositório semântico de jogos, no contexto de ambientes virtuais de aprendizagem (AVAs), que permita que professores possam selecionar, a seu critério, mas tendo em vista o contexto instrucional do momento, jogos para serem utilizados em uma AA. Esse modelo é chamado neste trabalho de Modelo de Busca e Recuperação de Jogos ou, simplesmente, MBRJogos. O modelo faz uso inovador de folksonomia associada a ontologias de aprendiz, atividade de aprendizagem e jogo educacional, cujo mecanismo de inferência proposto permitirá que jogos sejam recuperados para atividades planejadas pelo professor, cujas consultas devem fornecer informações relacionadas com o perfil do aprendiz e às características da atividade a ser realizada. Estudos de casos, fazendo uso de prova de conceito desenvolvida para o MBRJogos, mostraram que o objetivo da pesquisa foi atendido satisfatoriamente. Além disso, a ontologia de jogos proposta se constitui na primeira ontologia desenvolvida especialmente para ajudar a modelar o uso de jogos em AAs, num contexto de AVAs, em especial, potencializada com sua integração com as ontologias de aprendiz e de AA.

Este trabalho tem como objetivo apresentar uma proposta de abordagem para facilitar e automatizar a publicação, na Web Semântica, de dados abertos ligados obtidos a partir de bases de dados relacionais (BDR), por meio da integração entre as diversas ferramentas de software aplicadas neste processo. Oferece ainda uma nova ferramenta que possibilita a customização, de forma semi-automática, do arquivo de mapeamento gerado, a fim de incorporar a este uma ontologia de domínio fornecida pelo usuário. A abordagem proposta, chamada de RDB2LOD, apresenta como diferencial a automatização, implementada por meio de um aplicativo (interface gráfica), das ferramentas para a geração e customização do mapeamento entre a BDR e o modelo de dados RDF, e para a visualização e consulta dos dados abertos ligados obtidos a partir deste mapeamento. Dois estudos de caso foram aplicados a essa abordagem visando comprovar seu desempenho e eficácia. É apresentado ainda um estudo comparativo entre consultas formuladas em linguagem SQL e consultas equivalentes formuladas em linguagem SPARQL. Este estudo mostra que as consultas em linguagem SPARQL se apresentam como uma alternativa às consultas em linguagem SQL para a visualização dos dados de uma BDR por meio da Web.

A colaboração na realização de tarefas e na solução de problemas faz parte do dia a dia das organizações. Essa realidade é comumente encontrada em ambientes de desenvolvimento de software, em que indivíduos com capacidades distintas trabalham de forma colaborativa na execução de tarefas interdependentes, acessando repositórios de informações compartilhados, em prol da produção de artefatos de software com qualidade. Considerando a natureza colaborativa de um processo de software, esta pesquisa destaca a importância de se conhecer como o trabalho é realizado, para que as decisões gerenciais sejam embasadas em evidências de projeto e não em suposições e na intuição do gerente. Nesse contexto, o trabalho propõe uma abordagem de análise de colaborações, baseada em métricas, visando quantificar os esforços colaborativos dos membros de uma equipe de software e prover indicadores que possam subsidiar as análises que antecedem as decisões gerenciais. Na busca por informações de projeto que forneçam o registro da memória dos trabalhos da equipe, o trabalho endereça o uso das informações armazenadas nos repositórios das ferramentas computacionais de apoio à Gerência de Configuração de Software (GCS). Devido à heterogeneidade da representação da informação no contexto dessas ferramentas, adota-se uma estratégia de integração semântica das informações com base em uma ontologia no domínio da GCS. Buscando-se parâmetros para que as colaborações possam ser analisadas, elabora-se, ainda, uma ontologia no domínio das colaborações ocorridas em um processo de software, do ponto de vista das comunicações, coordenações e cooperações ocorridas entre os membros de uma equipe de software. Com o intuito de se estabelecer mecanismos de avaliação dos esforços colaborativos dos membros da equipe, um conjunto de métricas quantitativas de análise é proposto. Desenvolve-se, então, um protótipo de software, que implementa a abordagem de análise proposta. Em seguida, uma prova de conceito é realizada, utilizando-se dados reais de um projeto de software, com o intuito de avaliar a abordagem de análise proposta.

O uso da inteligência computacional proporcionada pelas ontologias vem ganhando expressão entre desenvolvedores de Sistemas de Informação, o que mostra a direção para a qual essas Comunidades estão caminhando. A necessidade da descoberta de linguagens que representem essas ontologias e que possam conter expressividade, a ponto de haver compromisso com uma realidade, ao mesmo tempo em que as mesmas tenham poder computacional, fez com que os desenvolvedores desses artefatos começassem a pensar sobre qual a proporção ideal entre a expressividade e o poder computacional de uma ontologia. A OntoUML é uma linguagem de nível ontológico, baseada nos preceitos da UFO e destinada a gerar modelos que representam ontologias de fundamentação com grande poder de expressão, mas que coloca em detrimento o poder computacional. A perda semântica ocorrente nas tecnologias existentes que convertem esses modelos em ontologias OWL é um problema, pois, com o avanço do uso desses dois padrões e, considerando o poder de definir em nível ontológico e epistemológico estruturas que definem inteligência computacional, o principal prejuízo causado por essa lacuna é a perda da capacidade de expressão de modelos muito elaborados quando convertidos em ontologias OWL. O objetivo deste trabalho é descrever uma abordagem de conversão de modelos de referência gerados pela notação OntoUML em ontologias OWL-DL instanciáveis aplicando uma avaliação de consistência semântica. O núcleo da ideia é uma ferramenta de software que realiza a conversão dos modelos, que é baseada em um conjunto de regras de transformação entre as representações, e um conjunto de axiomas que validam a ontologia formal gerada. O benefício gerado com a técnica é a capacidade de usar a expressividade de um modelo OntoUML com tratabilidade computacional. Os experimentos executados para a validação da proposta indicam a aplicabilidade da abordagem descrita.

O domínio de sistema de software crítico embarcado requer atividades de Engenharia Reversa de Software especializadas para atender características típicas a esse tipo de sistema. A Engenharia Reversa de Software para sistemas de software críticos embarcados não tem focado na análise temporal de tais sistemas. Um dos desafios é a construção de um modelo para análise com detalhes suficientes para expressar as propriedades temporais que são de interesse de uma atividade de Engenharia Reversa de Software. Este trabalho propõe uma abordagem de Engenharia Reversa de Software para sistema de software crítico embarcado visando propiciar um entendimento dos aspectos temporais e segurança do software por meio de um modelo formal, a fim de prover o entendimento completo de tais aspectos. A solução é essencialmente baseada nas atividades de verificação formal de software e modelo e em uma base de conhecimento para armazenar os resultados dessas atividades. Os resultados da aplicação da abordagem em um software aeroespacial sugerem que a abordagem é viável de ser executada e correta ao atingir seu objetivo principal, que é aumentar a compreensão geral do sistema tanto para manutenção, evolução bem como para desenvolvimento de software novo.

A crescente quantidade e variedade de documentos disponibilizados em diversos locais, torna cada vez mais fácil o acesso a muitos documentos sobre os mais variados assuntos. Entretanto, esse crescimento torna-se cada vez mais custoso a análise dessas grandes quantidades de documentos para obtenção de informações relevantes que atendam uma necessidade definida. Dessa forma, buscam-se soluções que auxiliem melhor o usuário, obtendo resultados relevantes em quantidades menores que permitam uma análise completa dos documentos recuperados. A obtenção de poucos resultados relevantes usando um sistema automatizado ainda é um desafio para a área de recuperação de informação. Assim, usando tratamento da semântica e organização melhor dos documentos, é proposto o modelo ModRSem que lida com diversos conjuntos e tipos de documentos em um único modelo, usando estrutura, conteúdo e conceitos dos documentos para organizá-los num espaço e fazer a recuperação, permitindo melhorar a organização e os resultados obtidos automaticamente, realizando ajustes no modelo. Esse trabalho apresenta além do modelo, o método OntoMet que implementa o modelo ModRSem usando múltiplos conjuntos de temática geral e três tipos de documentos: texto, HTML e XML. A semântica é tratada na organização e na recuperação por meio de ferramentas como a Wordnet e ontologias que podem ser fornecidas ou criadas automaticamente pelo método. Esse método desenvolveu uma solução que possibilita ajustar os resultados de forma automática ou manual pelo usuário. O modelo foi validado utilizando diversos experimentos, com documentos de várias temáticas e tipos. Para comparação dos resultados obtidos pelo modelo ModRSem, foram utilizados os modelos vetorial e o LSI, considerando os valores de precisão e cobertura. Os resultados dos experimentos indicaram que o modelo ModRSem melhora os resultados de precisão em torno de vinte por cento e cobretura em torno de vinte e dois por cento, quando comparado ao LSI e vetorial, quando retornando poucos documentos. Os experimentos mostraram ainda que quanto mais bem formulada e constextualizada são as consultas, melhores são os resultados obtidos pelo modelo. Os documentos com mais informações ou ainda estrutura, conteúdo e conceitos, permitem uma organização e recuperação melhor, obtendo melhores resultados, como no caso dos documentos XML. A execução de ajustes melhora a precisão e a cobertura de algumas consultas em torno de quatro por cento, dependendo de quão bom é o conjunto de respostas analisado. Assim, conclui-se dos resultados, que o modelo melhora a recuperação de documentos, mantendo nas repostas poucos documentos que têm boa relevância.

Utilizam-se imagens nos mais variados ramos de interesse, quer seja nas áreas militares, médicas, redes sociais, notícias, sensoriamento remoto, entre outras. A presente pesquisa tem a finalidade de apoiar o processo de representação de imagens, utilizando-se de um método para interpretar e catalogar cenas de interesse. Explora-se o processo de anotação em mídias, de forma a reconhecer elementos pouco evidentes nas imagens. O problema observado expõe a dificuldade do usuário para interpretar e catalogar um maior número de elementos contidos numa cena, pois intérpretes nem sempre conseguem identificar o contexto das mídias, o que acarreta desperdício de recursos envolvidos. O objetivo direciona-se para a elaboração de um método, a fim de apoiar a tarefa de interpretação e de catalogação do analista de imagens, por meio de marcações padronizadas, oriundas de uma ontologia de domínio, associando sistemas baseados em regras. Consolidou-se o método proposto por meio da implementação de um plugin de inteligência de imagens para a Plataforma AEROGRAF, um sistema de informações georreferenciadas. A fim de validar o plugin, realizou-se um estudo de caso baseado em imagens de aeródromos. As cenas foram classificadas em três níveis de dificuldade. Dividiu-se o time de analistas em dois grupos: controle e experimental. O primeiro realizou o processo de catalogação apenas por meio visual. O segundo valeu-se do método proposto. Ferramentas estatísticas foram usadas para avaliar e validar os resultados do estudo de caso. Constatou-se que o método elevou o nível de compreensão dos intérpretes, pois o grupo experimental identificou um número maior de elementos existentes nas cenas. Além disso, obteve-se comprovação estatística de que quanto maior o nível de dificuldade das imagens, maior o ganho.

Durante o desenvolvimento de software, diversos artefatos inter-relacionados são gerados, tais como: requisitos, modelos, códigos-fonte, entre outros. Apesar das vantagens obtidas com a adoção das ferramentas atuais de controle de versão em projetos de software, os sistemas tradicionais têm controlado as versões no nível de arquivos, dificultando o versionamento dos relacionamentos entre artefatos e a composição de artefatos complexos. Existem poucos esforços no sentido de proporcionar uma granularidade mais fina no controle de versão de artefatos estruturados ou semi-estruturados. Além disto, os principais mecanismos para comparação e fusão de versões encontram-se orientados à linhas de texto, dificultando o cálculo das diferenças entre versões de artefatos estruturados como grafos, e.g., diagramas UML. Assim, os sistemas atuais não proveem uma base apropriada para construção de mecanismos para apoiar atividades da Engenharia de Software (ES), como reusabilidade, rastreabilidade e análise do impacto de mudanças. De forma a mitigar este problema, considerou-se a aplicação de tecnologias da Web Semântica em projetos de software, provendo um formalismo para possibilitar um versionamento com granularidade mais fina e mecanismos automatizados para apoiar outras atividades da Engenharia de Software. Neste contexto, foi proposta uma infraestrutura, denominada GALO, para controle de versão de software, com base nas tecnologias da Web Semântica, buscando proporcionar um versionamento com granularidade mais fina e também reduzir os recursos necessários para o cálculo do delta entre versões. Para isto, considerou-se relacionamentos de agregação no modelo de versionamento, representado por uma ontologia. Além disso, criou-se um método heurístico, chamado ApproxMap, para calcular os deltas entre versões, que pode assumir uma complexidade de O(n2), no seu pior caso. Ele busca encontrar um mapeamento entre blank nodes, i.e., recursos não identificados, de dois grafos RDF, que reduza o tamanho do delta entre versões. Buscando avaliar a infraestrutura GALO, desenvolveu-se uma prova de conceito, com a instanciação da ontologia e a construção de um protótipo. Nela, os conceitos definidos na ontologia retrataram com sucesso as situações exploradas. As tecnologias da Web Semântica também foram aplicadas com sucesso, sendo base para mecanismos que apoiam outras atividades da ES. Elas proporcionaram o controle de versão de relacionamentos entre artefatos, além de verificações, validações e inferências de conhecimentos. O ApproxMap também foi aplicado com sucesso no cálculo do delta de versões dos artefatos da prova de conceito e dos demais experimentos realizados. Ele obteve um desempenho satisfatório, sendo o algoritmo que mais se aproximou dos valores ótimos. Assim, recomenda-se a aplicação da infraestrutura GALO e do seu algoritmo ApproxMap na construção de sistemas para controle de versão de artefatos, como os produzidos por processos com desenvolvimento iterativo e incremental.

A vigilância de uma área marítima é realizada utilizando vários sensores, cujos dados são fusionados a fim de obtermos uma melhor consciência situacional e detectarmos anomalias marítimas. Dados de anomalias marítimas podem ser escassos, fato que dificulta o estudo dessas anomalias. Uma alternativa adequada para o estudo dessas anomalias é a geração de dados por meio de simulação. Este trabalho tem como objetivo elaborar um modelo semântico capaz de representar e possibilitar inferências sobre embarcações em situações anômalas dentro de um cenário marítimo, a partir de anotações semânticas de trajetórias de embarcações. Para atingir esse objetivo, foi idealizada uma abordagem que envolve a construção de um modelo semântico, a elaboração de consultas e a execução dessas consultas ao modelo. Para testar a utilidade dessa abordagem, foram realizados experimentos utilizando dados sintéticos. Trajetórias podem receber anotações semânticas, de forma a marcar episódios de movimentação e de parada em seus dados espaço-temporais. Isso permite uma representação rica semanticamente para investigar padrões de comportamento de embarcações. Com esta pesquisa, pretende-se contribuir com uma abordagem para facilitar a análise semântica de trajetórias em cenários diversos.

A formalização e o compartilhamento do conhecimento tem incentivado cada vez mais o uso de ontologias em diversas áreas da computação. Na Engenharia de Software, por exemplo, elas são usadas em diferentes fases do ciclo de vida do software. Especificamente no desenvolvimento de software a ontologia pode ser considerada como um artefato de software que atua na formalização do conhecimento e requisitos, na geração automática de código, na integração contínua e na transformação de dados em conhecimento. No entanto, poucos estudos abordam esses fatores de maneira sistematizada na construção do software baseado em ontologia, ao associar os conceitos da Engenharia de Software à Engenharia de Ontologias. Além disso, as abordagens atuais não inserem princípios ágeis em suas definições. Portanto, este trabalho tem por objetivo definir um processo de desenvolvimento considerando os princípios e valores ágeis para o desenvolvimento de software baseado em ontologia. No processo, denominado OntoSoft, fases, atividades, tarefas, papeis e modelos de artefatos foram definidos de maneira detalhada para guiar as equipes de desenvolvimento. Ademais, foram especificados três cenários de desenvolvimento considerando a complexidade do software a ser desenvolvido, a fim de evidenciar possibilidades distintas na sequência das atividades durante o fluxo de desenvolvimento do software baseado em ontologia. Com base nos estudos de caso conduzidos em diferentes cenários de desenvolvimento, os resultados sugerem que o processo OntoSoft contribui positivamente na produção dos artefatos do software baseado em ontologia, colaborando para a efetividade e produtividade da equipe. / Formalization and knowledge sharing have increasingly encouraged the use of ontologies in several areas of computing. In Software Engineering, for example, they have been used in different phases of the software life cycle. Specifically in software development, an ontology can be considered as a software artifact, which acts in the formalization of knowledge and requirements, automatic generation of code, continuous integration and data transformation into knowledge. However, few studies deal with these factors in a systematized way for the development of ontology based software, regarding to associating Software Engineering and Ontology Engineering concepts. In addition, current approaches do not address agile principles in their definitions. In this sense, this work aims to define a development process concerning the principles and agile values for ontology based software development. In the process, called OntoSoft, phases, activities, tasks, roles, and artifact models were defined in detail to guide development teams. In addition, three development scenarios were specified considering the complexity of the software to be developed, in order to demonstrate distinct possibilities of development flow of the ontology based software. Based on case studies conducted in different development environments, the results suggest that the OntoSoft process contributes positively to the development of ontology based software artifacts, contributing to the effectiveness and productivity of the team.