Um Modelo de simulação de processos de software baseado em conhecimento para o ambiente PROSOFT

Construção de software com qualidade tem motivado diversas pesquisas na área de Engenharia de Software. Problemas como a grande complexidade requerida pelas aplicações atuais e a necessidade de gerenciamento de um número cada vez maior de pessoas envolvidas em projetos são obstáculos para serem transpostos. Trabalhos relacionados a tecnologia de processos de software aparecem como uma proposta para se obter maior controle das atividades realizadas com o intuito de se obter maior qualidade. A simulação de processos de software, através da representação dos passos definidos em um modelo, tem sido utilizada no auxílio a gerentes de projetos de sistemas para fornecer-lhes informações preciosas sobre o desenvolvimento de um sistema especificado. A representação de conhecimento a respeito das características relacionadas a um ambiente de desenvolvimento ajuda na obtenção de simulações mais realísticas. A partir do modelo, o simulador obtém uma descrição do ambiente em que deve atuar, baseado no conhecimento que se tem a respeito do ambiente. Esse trabalho apresenta um modelo de simulação de processos de software baseado em conhecimento para ser inserido em um ambiente de engenharia de processos de software. A função do modelo é simular um processo de software instanciado, procurando detectar inconsistências no mesmo que possam gerar problemas durante a sua execução, como aumento de custos e comprometimento da qualidade do(s) produto(s) obtido(s). Após a simulação o projetista pode constatar a necessidade de se refazer o modelo, ajustar parâmetros ou executar o processo de software. O objetivo da simulação, nesse trabalho, é auxiliar as pessoas responsáveis por um ambiente de desenvolvimento a obter modelos de processos validados. O modelo de simulação foi definido para ser utilizado no ambiente PROSOFT, que é um ambiente de desenvolvimento que permite a integração de novas ferramentas para desenvolvimento de software. O ambiente PROSOFT vem recebendo propostas de extensão que tem contribuído para o seu aprimoramento, fornecendo para seus usuários uma quantidade cada vez maior de ferramentas de auxílio a construção de artefatos de software. As propostas mais recentes foram um modelo para construção de sistemas especialistas, a definição de um ambiente cooperativo e um gerenciador de processos de software. ATOs algébricos (construções do PROSOFT) são utilizados para especificar formalmente o modelo de simulação definido neste trabalho. A validação é realizada através de um modelo em UML (Unified Method Language) que foi utilizado como base para a construção de um programa implementado usando a linguagem Java. Isso ocorre porque a ferramenta do PROSOFT (implementada em Java) que seria utilizada para validar as especificações algébricas ainda não está finalizada.

Definição inicial de um sistema de provas rotulado para lógicas do conhecimento

Lógicas modais têm sido amplamente utilizadas em Ciência da Computação e inteligência artificial. Além disso, aplicações de lógicas modais na representação do conhecimento em sistemas distribuídos e, mais recentemente, em sistemas multiagentes, têm apresentado resultados promissores. No entanto, outros sistemas de prova para estas lógicas que não os sistemas axiomáticos à la Hilbert são raros na literatura. Este trabalho tem como objetivo principal preencher esta lacuna existente na literatura, ao propor um sistema de prova por dedução natural rotulada para lógicas do conhecimento.

Semiótica da percepção : as relações figurativas por detrás das operações formais do pensamento

Esta tese analisa a forma que orienta o funcionamento da atividade perceptiva. Neste sentido, é pressuposto básico desse trabalho, que a atividade perceptiva possui um modo de relacionar os dados fornecidos pela percepção, que funciona de modo diferente dos princípios descritos pela operatoriedade no nível hipotético-dedutivo. A justificativa desta afirmação é buscada na história do desenvolvimento do conceito de conhecimento, na definição dos aspectos permanentes e mutáveis para o conhecimento nas diferentes correntes epistemológicas e na análise do funcionamento dos centros sensório-motores na fisiologia humana. Os conceitos sobre as formas, que orientam a percepção e a razão foram desenvolvidas com base na Filosofia Crítica de Kant. As interpretações sobre as origens do conhecimento, propostos pelas diferentes correntes epistemológicas, são analisadas com base na teoria cognitiva de Jean Piaget. Esse trabalho propõe uma alternativa para a interpretação das deformações que os sujeitos realizam sobre os dados sensíveis e sobre as relações subjetivas que acontecem cotidianamente.

Um Modelo formal e executável de agentes BDI

Modelos BDI (ou seja, modelos Beliefs-Desires-Intentions models) de agentes têm sido utilizados já há algum tempo. O objetivo destes modelos é permitir a caracterização de agentes utilizando noções antropomórficas, tais como estados mentais e ações. Usualmente, estas noções e suas propriedades são formalmente definidas utilizandos formalismos lógicos que permitem aos teóricos analisar, especificar e verificar agentes racionais. No entanto, apesar de diversos sistemas já terem sido desenvolvidos baseados nestes modelos, é geralmente aceito que existe uma distância significativa entre esta lógicas BDI poderosas e sistemas reais. Este trabalho defende que a principal razão para a existência desta distância é que os formalismos lógicos utilizados para definir os modelos de agentes não possuem uma semântica operacional que os suporte. Por “semântica operacional” entende-se tanto procedimentos de prova que sejam corretos e completos em relação à semântica da lógica, bem como mecanismos que realizem os diferentes tipos de raciocínio necessários para se modelar agentes. Há, pelo menos, duas abordagens que podem ser utilizadas para superar esta limitação dos modelos BDI. Uma é estender as lógicas BDI existentes com a semântica operacional apropriada de maneira que as teorias de agentes se tornem computacionais. Isto pode ser alcançado através da definição daqueles procedimentos de prova para as lógicas usadas na definição dos estados mentais. A outra abordagem é definir os modelos BDI utilizando formalismos lógicos apropriados que sejam, ao mesmo tempo, suficientemente poderosos para representar estados mentais e que possuam procedimentos operacionais que permitam a utilizaçao da lógica como um formalismo para representação do conhecimento, ao se construir os agentes. Esta é a abordagem seguida neste trabalho. Assim, o propósito deste trabalho é apresentar um modelo BDI que, além de ser um modelo formal de agente, seja também adequado para ser utilizado para implementar agentes. Ao invés de definir um novo formalismo lógico, ou de estender um formalismo existente com uma semântica operacional, define-se as noções de crenças, desejos e intenções utilizando um formalismo lógico que seja, ao mesmo tempo, formalmente bem-definido e computacional. O formalismo escolhido é a Programação em Lógica Estendida com Negação Explícita (ELP) com a semântica dada pelaWFSX (Well-Founded Semantics with Explicit Negation - Semântica Bem-Fundada com Negação Explícita). ELP com a WFSX (referida apenas por ELP daqui para frente) estende programas em lógica ditos normais com uma segunda negação, a negação explícita1. Esta extensão permite que informação negativa seja explicitamente representada (como uma crença que uma propriedade P não se verifica, que uma intenção I não deva se verificar) e aumenta a expressividade da linguagem. No entanto, quando se introduz informação negativa, pode ser necessário ter que se lidar com programas contraditórios. A ELP, além de fornecer os procedimentos de prova necessários para as teorias expressas na sua linguagem, também fornece um mecanismo para determinar como alterar minimamente o programa em lógica de forma a remover as possíveis contradições. O modelo aqui proposto se beneficia destas características fornecidas pelo formalismo lógico. Como é usual neste tipo de contexto, este trabalho foca na definição formal dos estados mentais em como o agente se comporta, dados tais estados mentais. Mas, constrastando com as abordagens até hoje utilizadas, o modelo apresentanto não é apenas uma especificação de agente, mas pode tanto ser executado de forma a verificar o comportamento de um agente real, como ser utilizado como mecanismo de raciocínio pelo agente durante sua execução. Para construir este modelo, parte-se da análise tradicional realizada na psicologia de senso comum, onde além de crenças e desejos, intenções também é considerada como um estado mental fundamental. Assim, inicialmente define-se estes três estados mentais e as relações estáticas entre eles, notadamente restrições sobre a consistência entre estes estados mentais. Em seguida, parte-se para a definição de aspectos dinâmicos dos estados mentais, especificamente como um agente escolhe estas intenções, e quando e como ele revisa estas intenções. Em resumo, o modelo resultante possui duas características fundamentais:(1) ele pode ser usado como um ambiente para a especificação de agentes, onde é possível definir formalmente agentes utilizando estados mentais, definir formalmente propriedades para os agentes e verificar se estas propriedades são satifeitas pelos agentes; e (2) também como ambientes para implementar agentes.

Serviços para auxiliar decisão mediante incerteza

O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo eficiente de representação de conhecimento que é construído a partir de relações de causa e efeito entre percepções e ações. Assume-se que é possível perceber o ambiente, é necessário fazer decisões mediante incerteza, é possível perceber a realimentação (feedback) referente ao sucesso ou fracasso das ações escolhidas, e é possível aprender com a experiência. Nós descrevemos uma arquitetura que integra o processo de percepção do ambiente, detecção de contexto, tomada de decisão e aprendizagem, visando obter a sinergia necessária para lidar com as dificuldades relacionadas. Além da descrição da arquitetura, é apresentada de forma sucinta uma metodologia chamada Computação Contextual, composta por duas fases principais: Definição e Operação. A fase de Definição envolve o projeto e modelagem de: i) Os subespaços de conhecimento conceitual e canônico; e ii) As regras de crescimento dinâmico. A fase de Operação complementa (isto é, estende e adapta) as definições iniciais através da aprendizagem feita pela interação com o ambiente.

A utilização de raciocínio baseado em casos para a análise de crédito e cobrança

Data Warehouse (DW) é um processo que aglutina dados de fontes heterogêneas, incluindo dados históricos e dados externos para atender à necessidade de consultas estruturadas e ad-hoc, relatórios analíticos e de suporte de decisão. Já um Case-Based Reasoning (CBR) é uma técnica de Inteligência Artificial (AI – Artificial Intelligence) para a representação de conhecimento e inferência, que propõe a solução de novos problemas adaptando soluções que foram usadas para resolver problemas anteriores. A descrição de um problema existente, ou um caso é utilizado para sugerir um meio de resolver um novo problema, avisar o usuário de possíveis falhas que ocorreram anteriormente e interpretar a situação atual. Esta dissertação tem por objetivo apresentar um estudo do uso de um DW combinado com um CBR para a verificação de “risco” de inadimplência no setor de telecomunicações. Setor este que devido as grandes mudanças que ocorreram no mercado, que passam desde a privatização do setor e a entrada de novas operadoras fixas e celulares, criando um ambiente de concorrência, anteriormente inexistente, possibilitando assim ao cliente trocar de operadora ou até mesmo deixar a telefonia fixa e ficar somente com a celular, e vai até ao fato da estabilização econômica e as novas práticas de mercado, que determinou a baixa das multas, tornando assim compensador aos clientes deixar as faturas vencidas a perder juros de aplicações ou pagar juros bancários para quitar a sua dívida, visto que a empresa telefônica só pode aplicar as sanções com o prazo de 30 dias. Este trabalho mostra o desenvolvimento de um CBR para aplicação na área de Crédito e Cobrança, onde são detalhados os vários passos, a utilização do mesmo junto ao um DW, o que proporciona a comparação com desenvolvimento de outros sistemas similares e as diferenças (vantagens e desvantagens) que isso traz ao mesmo.

Organização social e representação gráfica : crianças da escola itinerante do MST

O objetivo deste trabalho é o de compreender a interferência do meio na representação gráfica da criança da Escola Itinerante do MST (Movimento do Trabalhador Rural Sem Terra), ou seja, como e com que intensidade os elementos simbólicos (sigla, bandeira, ...) presentes em seu meio aparecem em seus desenhos. A representação gráfica das crianças é uma forma de comunicação e expressão do seu mundo, pela conexão entre os elementos simbólicos que compõem o meio externo com os mecanismos que fazem parte da sua estrutura interna, subjetiva. É na interação do sujeito com o meio que o conhecimento se constrói e é nesse momento que o processo de conscientização pode possibilitar uma internalização mais intensa dos elementos simbólicos que vão estar presentes no meio sócio-cultural em que a criança vive. A criança desenha o que é real para ela e um meio social carregado de valores e de um universo simbólico vivido diariamente por ela pode interferir significativamente no seu desenho. Esse universo simbólico está presente nas atividades realizadas, não só na escola como também nas ações do acampamento em geral e isso possibilita à criança uma compreensão mais consciente e crítica da realidade que a cerca e da sua própria história de vida. Teóricos como Piaget e Freire contribuem significativamente para a fundamentação teórica dessa pesquisa, através dos seus posicionamentos com relação à educação no seu movimento teoria e prática; à tomada de consciência e à conscientização, como também ao processo de construção simbólica na criança, pela qual ela se constitui como um ser simbólico e social. Luquet, Marjorie e Brendt Wilson, com seus estudos sobre o desenho da criança trazem contribuições na área do grafismo infantil e uma visão iconoclasta, fundamentais para compreendermos melhor as representações das crianças e podermos estabelecer um diálogo com seus desenhos. A coleta de dados para análise se deu no próprio Acampamento junto as crianças, com atividades variadas e tendo como forma de registro o desenho. As falas das crianças referentes ao desenho também são importantes pois ajudam na interpretação do mesmo. Através da análise dos desenhos das crianças pudemos constatar a intensidade com que o contexto vivido por elas interfere na sua representação gráfica, referida aqui como desenho, justamente pela constante presença dos elementos simbólicos que fazem parte do MST, em seus desenhos. Conclui-se, desafiando os educadores a repensarem suas práticas educativas no sentido de buscar o significado dos conceitos a serem trabalhados com as crianças no seu próprio contexto a fim de tornar o conhecimento vivo e em movimento, explorando o universo simbólico que compõe esse meio social no qual a criança interage.

O fazer criativo em música : um estudo sobre o processo da construção do conhecimento a partir da criação musical

A presente pesquisa investigou os procedimentos musicais usados por cinco alunas de nove a treze anos, em trabalhos de criação musical em grupo, buscando entender e analisar os processos que implicaram na construção do conhecimento musical. Os dados para a pesquisa foram obtidos a partir da observação e transcrições de quinze aulas com periodicidade semanal. Para a realização deste trabalho, utilizou-se a abordagem cognitiva em música e, a prática pedagógica, enfatizou a epistemologia da natureza do conhecimento musical com ênfase do sujeito no processo de aprendizagem. Verificou-se que o grupo realizou, a partir de um desafio lançado pela professora, a estruturação e organização sonora sendo usados para isto elementos musicais e extra-musicais. Esta organização sonora, deu origem a quatro procedimentos básicos: exploração sonora, estruturação sonora, estruturação performática e estruturação gráfica. Foram caracterizadas, três fases no processo de criação: improvisação, composição e interpretação. De certo modo, estas etapas demonstraram a forma pela qual o grupo construiu o conhecimento musical O modo de expressar este conhecimento se deu tanto na forma instrumental e corporal, como na escrita da partitura. Nesta partitura, o grupo relacionou conteúdos e conceitos e esboçou, pelas representações gráficas, uma relação do som produzido com a sua representação em forma analógica. A organização do objeto sonoro levou a uma ampliação dos fatores musicais previstos ao início da pesquisa. Entre eles, houve uma ampliação da capacidade de identificar, relacionar e modificar este objeto a partir de atividades de apreciação. Ao acompanhar o trabalho pode-se pensar em um novo paradigma na educação musical, com base na complexidade do percurso construído pelo grupo para a organização do material sonoro. Nesta perspectiva, a abordagem criativa atribuiu uma nova maneira de construir este conhecimento musical.

Estudo da perícia em petrografia sedimentar e sua importância para a engenharia de conhecimento

Perícia é a capacidade de aplicar habilidades intelectuais para resolver problemas em domínios estratégicos, com um desempenho e qualidade de solução superior à média dos profissionais da área. Ampliar a compreensão do que é a perícia fornece suporte e justificativas para a proposição de novos recursos para aquisição e modelagem de conhecimento na área da Engenharia de Conhecimento. Esta tese apresenta os resultados de um estudo sobre a perícia em Geologia, em especial numa aplicação em Petrografia Sedimentar. A tarefa em questão é especialmente significativa porque, ao contrário das tarefas típicas, cujo estudo tem levado ao desenvolvimento de diversas metodologias de aquisição de conhecimento, essa tarefa aplica primariamente raciocínio baseado na análise de imagens e, secundariamente, busca e métodos analíticos para interpretar os objetos da perícia (no caso, rochas-reservatório de petróleo). O objetivo deste projeto de tese é a identificação dos recursos cognitivos aplicados por especialistas na solução de problemas, que são essencialmente de reconhecimento visual e a representação do que é reconhecido. A interpretação dessas habilidades fornece fundamentos para a proposta de novos recursos para aquisição e modelagem, e posterior desenvolvimento de sistemas especialistas para interpretação de rochas. Também contribuem para o tratamento da perícia em outros campos que possuam o mesmo caráter de reconhecimento visual tal como a interpretação de rochas. O estudo foi desenvolvido em duas fases. Na primeira, o conhecimento foi eliciado de um especialista em Petrografia Sedimentar e estruturado, utilizando técnicas tradicionais de aquisição de conhecimento. A segunda fase envolveu o desenvolvimento de um experimento com dezenove geólogos com diferentes níveis de perícia, para identificar os tipos de conhecimentos que suportam a perícia e quais os métodos de solução que são aplicados nos altos níveis da perícia. O estudo das habilidades cognitivas demonstrou que especialistas em Petrografia sedimentar desenvolvem uma grande variedade de formas mentais e hierarquias que diferem daquelas normalmente descritas na literatura da área. Especialistas retém ainda um grande conjunto de abstrações simbólicas de imagens, denominados aqui de pacotes visuais. Os pacotes visuais possuem importante papel na indexação das estruturas mentais e na condução do processo de inferência. As representações são tipicamente associadas com seus próprios métodos de solução de problemas adequados à complexidade da tarefa de caracterização de reservatórios. A aplicação desses recursos faz parte do conjunto de conhecimentos tácitos dos especialistas. A associação de grafos de conhecimento e a análise de casos mostrou-se, neste trabalho, um método adequado para a externalizar e adquirir o conhecimento declarativo e as relações causais, as quais não são evidenciadas com as técnicas de aquisição de conhecimento tradicionais. Métodos de solução de problemas, por sua vez, foram eliciados com o auxílio das bibliotecas de solução de problemas disponíveis na literatura e grafos de conhecimento. O modelo de representação, aqui proposto, expressa o conhecimento em dois níveis: o nível da externalização, compatível com o conhecimento de um intermediário em Petrografia Sedimentar, e o nível da inferência, que modela o conhecimento tácito do especialista. Esta tese apresenta de forma inédita o conceito de pacote visual como uma primitiva de representação e um conjunto de métodos de solução de problemas adequados à interpretação de rochas.

O Uso de árvores de decisão na descoberta de conhecimento na área da saúde

As árvores de decisão são um meio eficiente para produzir classificadores a partir de bases de dados, sendo largamente utilizadas devido à sua eficiência em relação ao tempo de processamento e por fornecer um meio intuitivo de analisar os resultados obtidos, apresentando uma forma de representação simbólica simples e normalmente compreensível, o que facilita a análise do problema em questão. Este trabalho tem, por finalidade, apresentar um estudo sobre o processo de descoberta de conhecimento em um banco de dados relacionado à área da saúde, contemplando todas as etapas do processo, com destaque à de mineração de dados, dentro da qual são aplicados classificadores baseados em árvores de decisão. Neste estudo, o conhecimento é obtido mediante a construção de árvores de decisão a partir de dados relacionados a um problema real: o controle e a análise das Autorizações de Internações Hospitalares (AIHs) emitidas pelos hospitais da cidade de Pelotas, conveniados ao Sistema Único de Saúde (SUS). Buscou-se encontrar conhecimentos que auxiliassem a Secretaria Municipal da Saúde de Pelotas (SMSP) na análise das AIHs, realizada manualmente, detectando situações que fogem aos padrões permitidos pelo SUS. Finalmente, os conhecimentos obtidos são avaliados e validados, possibilitando verificar a aplicabilidade das árvores no domínio em questão.

A lateral pós-vocálica no português gaúcho : análise variacionista e representação não-linear

Este trabalho é um estudo da lateral pós-vocálica no que se refere à sua realização como variante velarizada ou vocalizada, sob a perspectiva variacionista. O corpus utilizado é a fala de vinte e oito indivíduos de quatro regiões representativas de diferentes grupos étnicos existentes no Rio Grande do Sul. São examinadas as variáveis lingüísticas e extralingüísticas envolvidas na variação em estudo, confirmando-se a variável grupo étnico como a que mais favorece a presença das duas variantes. Além disso, apresentam-se as regras de velarização e de vocalização da lateral pós-vocálica em termos de traços fonológicos na linha de Clements e discute-se a posição destas no sistema de acordo com a linha da Fonologia Lexical.