Intelligent Tutoring Systems (ITSs) are softwares that aims to represent human behavior inherent
in the teaching process in any particular field in order to support the activities of teachers and
offer a adapted teaching to students. ITSs have great potential both in the classroom teaching as
the distance, however, its construction is a complex and expensive task that requires the presence
of specialized professionals in computing and system domain being compounded when you need
to build ITSs large-scale and adapted to each area. In this sense, the approach Software Product
Lines (SPL) allows to build large-scale ITS. Complementarily, ontologies can be used to allow
such a construction is automatically adaptable to different domains. However, in the application
engineering phase of the SPL, when ITS are instantiated, is required manipulation of ontologies
and different software artifacts, demanding the presence of professionals with expertise in
ontology and software engineering, making it difficult the accomplishment of this task by
authors / designers. Given the above, we propose an ontology-based model to automate the SPL
application engineering for intelligent tutoring systems. Specifically, it is intended to automate
the processes of customization, instantiation and deployment of an ITS of a SPL, making the
manipulation of ontologies and software artifacts transparent to the user. The proposed model
uses ontologies to represent the features and constraints of a generic SPL, the specific features for
ITSs, the decisions of the author in terms of which features will be part of the ITS to be generated
and the information of the student. The SPL application engineering process is performed by
components that lead author by the steps of authentication in the system, selection of the SPL to
be instantiated, customization/configuration of the features of ITS, validation, generation and
deployment of ITS on a Web server. In order to validate the proposed model has been built a tool
that automates the generation of products in a SPL. This tool was used on a case study involving
the application engineering of an ITS from a SPL. The obtained results showed to be adequate
singled out as major contributions, the design and development of a semantic model for the
SPL application engineering for ITSs, this model guides the author through the process making
transparent the use of ontologies and SPL, helps reduce complexity and effort (i.e., workload) in
the construction of ITSs from semantic SPL, reduces the skills required to instantiate ITSs what
can enable more people to perform this task and allows properly validate the configuration of the
features of the ITS to be instantiated, allowing only products without misconfigurations can be
generated. / Sistemas Tutores Inteligentes (STIs) são softwares que buscam representar o comportamento
humano inerente ao processo de ensino em algum domínio específico com o objetivo de dar
suporte às atividades de professores e oferecer um ensino adaptado aos estudantes. Os STIs têm
grande potencialidade tanto no ensino presencial quanto a distância, entretanto, sua construção é
uma tarefa complexa e dispendiosa que demanda a presença de profissionais especializados em
computação e domínio do sistema sendo agravado quando se necessita construir STIs em larga
escala e adaptados a cada domínio. Nesse sentido, a abordagem de Linhas de Produto de Software
(LPS) possibilita construir STIs em larga escala. De forma complementar, ontologias podem
ser utilizadas para permitir que tal construção seja automaticamente adaptável para diferentes
domínios. Porém, na fase de engenharia da aplicação da LPS, momento em que os STIs são
instanciados, faz-se necessária a manipulação de ontologias e artefatos de software distintos,
demandando a presença de profissionais com conhecimentos em ontologia e engenharia de
software, o que dificulta a realização dessa tarefa por autores/projetistas. Com base no exposto
propõe-se neste trabalho um modelo baseado em ontologia para automatizar a engenharia
de aplicação de LPS para sistemas tutores inteligentes. De maneira específica pretende-se
automatizar o processo de customização, instanciação e implantação de STIs de uma LPS,
tornando transparente ao usuário a manipulação de ontologias e artefatos de software. O modelo
proposto utiliza ontologias para representar as funcionalidades e restrições de uma LPS genérica,
as funcionalidades específicas para STIs, as decisões do autor em termos de quais funcionalidades
farão parte do STI a ser gerado e as informações do aluno. O processo de engenharia de aplicação
da LPS é realizado por componentes que conduzem o autor pelas etapas de autenticação no
sistema, seleção da LPS a ser instanciada, customização/configuração das funcionalidades do
STI, validação, geração e implantação de um STI em um servidor Web. Para validar o modelo
proposto foi construída uma ferramenta que automatiza a geração de produtos em uma LPS. Tal
ferramenta foi utilizada em um estudo de caso abrangendo a engenharia de aplicação de um STI
a partir de uma LPS. Os resultados obtidos mostram-se adequados apontando como principais
contribuições a concepção e desenvolvimento de um modelo semântico para a engenharia de
aplicação de LPS para STIs, este modelo guia o autor pelo processo tornando transparente o uso
de ontologias e LPS, auxilia na redução da complexidade e do esforço empregado (i.e., carga de
trabalho) na construção de STIs a partir de LPS semântica, reduz as qualificações exigidas para
instanciar STIs ao qual pode possibilitar que mais pessoas realizem essa tarefa e permite validar
corretamente a configuração das funcionalidades do STI a ser instanciado de forma que apenas
produtos sem erros de configuração sejam gerados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:www.repositorio.ufal.br:riufal/1734 |
| Date | 04 August 2015 |
| Creators | Ataíde, Walker Araújo |
| Contributors | Silva, Alan Pedro da, http://lattes.cnpq.br/2752203627912781, Brito, Patrick Henrique da Silva, http://lattes.cnpq.br/4155051332618408, Pinto, Ig Ibert Bittencourt Santanta, http://lattes.cnpq.br/4038730280834132, Calado, Ivo Augusto Andrade Rocha, http://lattes.cnpq.br/5748220882915553, Siqueira, Sean Wolfgand Matsui, http://lattes.cnpq.br/2562652838103607 |
| Publisher | Universidade Federal de Alagoas, Brasil, Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional de Conhecimento, UFAL |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFAL, instname:Universidade Federal de Alagoas, instacron:UFAL |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1734/2/license.txt, bitstream:http://www.repositorio.ufal.br:8080/bitstream/riufal/1734/1/Um+modelo+sem%C3%A2ntico+para+engenharia+de+aplica%C3%A7%C3%A3o+de+linhas+de+software+para+sistemas+tutores+inteligentes.pdf |
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