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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.55.2017.tde-26072017-113829
Documento
Autor
Nome completo
John Freddy Garavito Suarez
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2017
Orientador
Banca examinadora
Moreira, Dilvan de Abreu (Presidente)
Fortes, Renata Pontin de Mattos
Santos, José Laurindo Campos dos
Trevelin, Luis Carlos
Título em português
Ontologias e DSLs na geração de sistemas de apoio à decisão, caso de estudo SustenAgro
Palavras-chave em português
Framework Decisioner
Linguagem de domínio específico
Ontologias
Representação de conhecimento
Sistema de apoio à decisão
SustenAgro
Web Semântica
Resumo em português
Os Sistemas de Apoio à Decisão (SAD) organizam e processam dados e informações para gerar resultados que apoiem a tomada de decisão em um domínio especifico. Eles integram conhecimento de especialistas de domínio em cada um de seus componentes: modelos, dados, operações matemáticas (que processam os dados) e resultado de análises. Nas metodologias de desenvolvimento tradicionais, esse conhecimento deve ser interpretado e usado por desenvolvedores de software para implementar os SADs. Isso porque especialistas de domínio não conseguem formalizar esse conhecimento em um modelo computável que possa ser integrado aos SADs. O processo de modelagem de conhecimento é realizado, na prática, pelos desenvolvedores, parcializando o conhecimento do domínio e dificultando o desenvolvimento ágil dos SADs (já que os especialistas não modificam o código diretamente). Para solucionar esse problema, propõe-se um método e ferramenta web que usa ontologias, na Web Ontology Language (OWL), para representar o conhecimento de especialistas, e uma Domain Specific Language (DSL), para modelar o comportamento dos SADs. Ontologias, em OWL, são uma representação de conhecimento computável, que permite definir SADs em um formato entendível e accessível a humanos e máquinas. Esse método foi usado para criar o Framework Decisioner para a instanciação de SADs. O Decisioner gera automaticamente SADs a partir de uma ontologia e uma descrição naDSL, incluindo a interface do SAD (usando uma biblioteca de Web Components). Um editor online de ontologias, que usa um formato simplificado, permite que especialistas de domínio possam modificar aspectos da ontologia e imediatamente ver as consequência de suasmudanças no SAD.Uma validação desse método foi realizada, por meio da instanciação do SAD SustenAgro no Framework Decisioner. O SAD SustenAgro avalia a sustentabilidade de sistemas produtivos de cana-de-açúcar na região centro-sul do Brasil. Avaliações, conduzidas por especialistas em sustentabilidade da Embrapa Meio ambiente (parceiros neste projeto), mostraram que especialistas são capazes de alterar a ontologia e DSL usadas, sem a ajuda de programadores, e que o sistema produz análises de sustentabilidade corretas.
Título em inglês
Ontologies and DSLs in the generation of decision support systems, SustenAgro study case
Palavras-chave em inglês
Decision Support System
Decisioner Framework
Domain-specific language
Knowledge representation
Ontologies
Semantic Web
SustenAgro
Resumo em inglês
Decision Support Systems (DSSs) organize and process data and information to generate results to support decision making in a specific domain. They integrate knowledge from domain experts in each of their components: models, data, mathematical operations (that process the data) and analysis results. In traditional development methodologies, this knowledge must be interpreted and used by software developers to implement DSSs. That is because domain experts cannot formalize this knowledge in a computable model that can be integrated into DSSs. The knowledge modeling process is carried out, in practice, by the developers, biasing domain knowledge and hindering the agile development of DSSs (as domain experts cannot modify code directly). To solve this problem, a method and web tool is proposed that uses ontologies, in the Web Ontology Language (OWL), to represent experts knowledge, and a Domain Specific Language (DSL), to model DSS behavior. Ontologies, in OWL, are a computable knowledge representations, which allow the definition of DSSs in a format understandable and accessible to humans and machines. This method was used to create the Decisioner Framework for the instantiation of DSSs. Decisioner automatically generates DSSs from an ontology and a description in its DSL, including the DSS interface (using a Web Components library). An online ontology editor, using a simplified format, allows that domain experts change the ontology and immediately see the consequences of their changes in the in the DSS. A validation of this method was done through the instantiation of the SustenAgro DSS, using the Decisioner Framework. The SustenAgro DSS evaluates the sustainability of sugarcane production systems in the center-south region of Brazil. Evaluations, done by by sustainability experts from Embrapa Environment (partners in this project), showed that domain experts are capable of changing the ontology and DSL program used, without the help of software developers, and that the system produced correct sustainability analysis.
 
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Data de Publicação
2017-07-26
 
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