Metodologia	
  da	
  Pesquisa	
  Cien1fica	
  
Aula	
  03:	
  Selecionando	
  um	
  projeto	
  de	
  pesquisa	
  
Professor:	
  Alexandre	
  Duarte	
  
Web:	
  h5p://alexandre.ci.ufpb.br/ensino/mpc	
  
Marshall	
  e	
  Warren	
  
Qual	
  é	
  a	
  decisão	
  individual	
  com	
  
maior	
  efeito	
  sobre	
  o	
  sucesso	
  ou	
  
fracasso	
  de	
  um	
  projeto	
  de	
  
pesquisa	
  ?	
  
“A	
  successful	
  person	
  isn’t	
  necessarily	
  be5er	
  
than	
  her	
  less	
  successful	
  peers	
  at	
  solving	
  
problems;	
  her	
  pa5ern-­‐recogniJon	
  faciliJes	
  
have	
  just	
  learned	
  what	
  problems	
  are	
  worth	
  
solving.”	
  
	
  
-­‐	
  Ray	
  Kurzeil	
  
	
  
Problemas	
  interessantes	
  em	
  
Computação...	
  
•  Explorar	
  ou	
  explicar	
  o	
  comportamento	
  de	
  algoritmos,	
  
protocolos	
  ou	
  outros	
  artefatos	
  computacionais	
  
•  Uma	
  questão	
  Upica	
  de	
  pesquisa	
  se	
  inicia	
  com	
  
–  “Por	
  que	
  ...”	
  
–  “Como	
  ...”	
  
–  “Em	
  que	
  circunstâncias	
  ...”	
  
–  “Quais	
  as	
  condições	
  necessárias	
  e	
  suficientes	
  para	
  ...”	
  
•  As	
  respostas,	
  que	
  não	
  são	
  simples	
  sim/não,	
  
geralmente	
  apresentam	
  formalização	
  matemáJca,	
  
modelos	
  estaUsJcas,	
  resultados	
  de	
  simulações	
  ,etc.	
  
Um	
  framework	
  para	
  problemas	
  de	
  
pesquisa	
  em	
  Ciência	
  da	
  Computação	
  
Sistema	
   Tarefa	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Ambiente	
   Comportamento!	
  
Um	
  framework	
  para	
  problemas	
  de	
  
pesquisa	
  em	
  Ciência	
  da	
  Computação	
  
•  Sistema:	
  Aspectos	
  influenciados	
  pelo	
  projeJsta	
  do	
  sistema	
  
–  Algoritmo,	
  arquitetura,	
  estruturas	
  de	
  dados,	
  parâmetros	
  de	
  
configuração,	
  etc	
  
•  Tarefa:	
  Aspectos	
  influenciados	
  pelo	
  usuários	
  
–  Consultas,	
  requisições,	
  dados	
  de	
  entrada,	
  etc	
  
•  Ambiente:	
  Aspectos	
  influenciados	
  por	
  outros	
  atores	
  que	
  
não	
  o	
  projeJsta	
  ou	
  usuário	
  
–  Ambiente	
  de	
  rede,	
  ciclos	
  de	
  CPU	
  disponíveis,	
  memória	
  
disponível,	
  etc	
  
•  Comportamento:	
  Desempenho	
  de	
  sistema	
  ao	
  executar	
  a	
  
tarefa	
  em	
  um	
  determinado	
  ambiente	
  
Sistema?	
   	
  PageRank,	
  fazendas	
  de	
  servidores,	
  índices	
  
Tarefa? 	
   	
  Consultas,	
  preferências,	
  linguagem	
  
Ambiente? 	
  Distribuição	
  dos	
  documentos,	
  carga	
  da	
  rede	
  
	
  
Comportamento?	
  	
  Desempenho	
  da	
  recuperação	
  
Aspectos	
  a	
  considerar	
  
•  Importância:	
  	
  O	
  quão	
  importante	
  é	
  o	
  tópico	
  de	
  
pesquisa	
  dentro	
  da	
  comunidade?	
  
•  Estado	
  do	
  conhecimento:	
  	
  O	
  que	
  já	
  sabemos?	
  	
  
Qual	
  a	
  posição	
  da	
  pesquisa	
  em	
  relação	
  “a	
  
fronteira”?	
  
•  Competência	
  única:	
  O	
  que	
  te	
  diferencia	
  dos	
  
demais	
  pesquisadores	
  para	
  desenvolver	
  esta	
  
pesquisa?	
  Qual	
  a	
  sua	
  “arma	
  secreta”?	
  
•  Interesse:	
  O	
  quanto	
  este	
  projeto	
  de	
  pesquisa	
  
interessa	
  a	
  você	
  pessoalmente?	
  	
  
Avaliando	
  a	
  importância	
  
•  Audiência:	
  	
  Quem	
  vai	
  se	
  importar	
  com	
  as	
  
respostas	
  para	
  minhas	
  questões	
  de	
  pesquisa?	
  
•  Impacto:	
  Diferentes	
  respostas	
  mudarão	
  
– Que	
  pesquisa	
  desenvolver	
  a	
  seguir?	
  
– O	
  estado	
  da	
  práJca?	
  	
  
•  Longevidade:	
  Por	
  quanto	
  tempo	
  as	
  respostas	
  
conJnuarão	
  a	
  ser	
  relevantes	
  e	
  importantes?	
  
“It	
  is	
  fundamentally	
  the	
  confusion	
  between	
  
effecJveness	
  and	
  efficiency	
  that	
  stands	
  
between	
  doing	
  the	
  right	
  things	
  and	
  doing	
  
things	
  right.	
  There	
  is	
  surely	
  nothing	
  quite	
  so	
  
useless	
  as	
  doing	
  with	
  great	
  efficiency	
  what	
  
should	
  not	
  be	
  done	
  at	
  all.”	
  
	
  
-­‐Peter	
  Drucker	
  
	
  
Como	
  começam	
  muitas	
  palestras	
  em	
  
Ciência	
  da	
  Computação	
  	
  
•  Um	
  gráfico	
  mostrando	
  o	
  crescimento	
  rápido	
  
de	
  	
  
– Poder	
  de	
  processamento	
  ?	
  
– Geração	
  de	
  calor	
  
– Tamanho	
  relaJvo	
  de	
  memórias	
  cache	
  
– Tamanho	
  da	
  Web	
  
– Base	
  instalado	
  de	
  um	
  determinado	
  disposiJvo	
  
– ...	
  
•  Por	
  que	
  ?	
  
“A	
  Fronteira”	
  
•  Um	
  trabalho	
  importante	
  geralmente	
  se	
  localiza	
  
na	
  fronteira	
  de	
  um	
  campo	
  
•  Você	
  quer	
  que	
  seu	
  trabalho	
  de	
  pesquisa	
  seja	
  
relevante	
  quando	
  for	
  publicado	
  e	
  não	
  apenas	
  
hoje	
  
•  A	
  fronteira	
  da	
  Ciência	
  da	
  Computação	
  tem	
  dois	
  
componentes:	
  
–  Mudar	
  a	
  face	
  do	
  conhecimento	
  em	
  Ciência	
  da	
  
Computação	
  (comum	
  a	
  todas	
  as	
  áreas)	
  
–  Mudar	
  o	
  ambiente	
  de	
  uma	
  tecnologia	
  ou	
  aplicação	
  
computacional	
  (parJcularidade	
  nossa)	
  	
  
The	
  Medawar	
  Zone	
  
Ganho	
  com	
  
o	
  sucesso	
  
Probabilidade	
  
de	
  sucesso	
  
Ganho	
  
Distância	
  do	
  conhecimento	
  atual	
  
Métodos	
  para	
  idenJficar	
  fronteiras	
  
•  Novas	
  observações	
  ou	
  achados	
  que	
  requerem	
  
explicações	
  
•  Novos	
  oportunidades	
  oriundas	
  de	
  instrumentos,	
  
métodos	
  de	
  estudo	
  ou	
  arcabouços	
  teóricos	
  
•  Linhas	
  de	
  pesquisa	
  que	
  convergem	
  para	
  propor	
  
novas	
  oportunidades	
  
•  Necessidades	
  emergentes	
  de	
  outras	
  áreas	
  (busca	
  
na	
  web,	
  bioinformáJca,	
  monitoramento	
  
ecológico,	
  veículos	
  autônomos,	
  etc)	
  
“Good	
  research	
  is	
  done	
  with	
  a	
  shovel,	
  not	
  
with	
  tweezers...	
  
You	
  should	
  find	
  an	
  area	
  where	
  you	
  can	
  get	
  a	
  
lot	
  out	
  of	
  it	
  fast.”	
  
	
  
-­‐Roger	
  Needham	
  
	
  
Competência	
  única	
  
•  O	
  que	
  te	
  torna	
  melhor	
  do	
  que	
  qualquer	
  outro	
  
para	
  desenvolver	
  este	
  trabalho	
  de	
  pesquisa	
  ?	
  
•  Qual	
  a	
  sua	
  “arma	
  secreta”?	
  
•  Respostas	
  insaJsfatórias	
  
–  “Eu	
  sou	
  mais	
  inteligente	
  que	
  outras	
  pessoas”	
  	
  
•  Raramente	
  é	
  verdade	
  
–  “Eu	
  vou	
  trabalhar	
  mais	
  duro,	
  mais	
  rápido	
  ou	
  por	
  mais	
  
tempo”	
  
•  Sempre	
  haverá	
  alguém	
  que	
  fará	
  isso	
  melhor	
  que	
  você	
  e	
  esta	
  
“arma”	
  pode	
  causar	
  efeitos	
  colaterais	
  indesejados	
  	
  (família,	
  
amigos,	
  vida	
  pessoal,	
  etc)	
  
“Always	
  have	
  a	
  secret	
  weapon	
  —	
  the	
  biggest	
  
computer,	
  a	
  problem	
  imported	
  from	
  another	
  
field	
  that	
  others	
  haven't	
  heard	
  of	
  yet,	
  a	
  fact	
  
you	
  stumbled	
  on	
  by	
  being	
  curious	
  about	
  
everything,	
  a	
  friend	
  who	
  is	
  smarter	
  than	
  you	
  
are.	
  Anything,	
  in	
  short,	
  that	
  will	
  give	
  you	
  an	
  
unfair	
  advantage	
  in	
  gesng	
  there	
  first.	
  ”	
  
	
  
-­‐Herbert	
  Simon	
  
	
  
Interesse	
  Pessoal	
  
•  Foque	
  seu	
  trabalho	
  em	
  áreas	
  que	
  lhe	
  interessem	
  
pessoalmente	
  
–  Isto	
  te	
  permiJrá	
  trabalhar	
  mais	
  duro	
  e	
  de	
  forma	
  mais	
  
eficiente	
  e	
  criaJva	
  
•  O	
  seu	
  interesse	
  pessoal	
  será	
  senJdo	
  por	
  outras	
  
pessoas,	
  que	
  vão	
  colaborar	
  e	
  apoiar	
  o	
  seu	
  
trabalho	
  
•  Interesse	
  pessoal	
  pode	
  ser	
  fortalecido	
  ou	
  
destruído.	
  	
  
–  Entenda	
  o	
  que	
  afeta	
  os	
  seus	
  interesse	
  e	
  use	
  isto	
  a	
  seu	
  
favor	
  
Algumas	
  propriedades	
  de	
  um	
  bom	
  
projeto	
  de	
  pesquisa	
  para	
  a	
  disciplina	
  
•  Localizado	
  na	
  fronteira	
  
–  IdenJfica	
  áreas	
  não	
  ou	
  pouco	
  exploradas	
  
–  Os	
  resultados	
  seriam	
  de	
  interesse	
  de	
  especialistas	
  na	
  área	
  
–  Envolve	
  experimentos	
  
–  Apresenta	
  variáveis	
  dependentes	
  e	
  independentes	
  
•  Questões	
  práJcas	
  
–  Algoritmo,	
  protocolo	
  ou	
  sistema	
  já	
  implementado	
  ou	
  que	
  
exija	
  UM	
  MÍNIMO	
  de	
  implementação	
  
–  Disponibilidade	
  de	
  infraestrutura	
  experimental	
  (simulador,	
  
conjunto	
  de	
  dados,	
  etc)	
  
–  Não	
  envolver	
  testes	
  com	
  pessoas	
  

Escolhendo um Projeto de Pesquisa

  • 1.
    Metodologia  da  Pesquisa  Cien1fica   Aula  03:  Selecionando  um  projeto  de  pesquisa   Professor:  Alexandre  Duarte   Web:  h5p://alexandre.ci.ufpb.br/ensino/mpc  
  • 3.
  • 4.
    Qual  é  a  decisão  individual  com   maior  efeito  sobre  o  sucesso  ou   fracasso  de  um  projeto  de   pesquisa  ?  
  • 5.
    “A  successful  person  isn’t  necessarily  be5er   than  her  less  successful  peers  at  solving   problems;  her  pa5ern-­‐recogniJon  faciliJes   have  just  learned  what  problems  are  worth   solving.”     -­‐  Ray  Kurzeil    
  • 6.
    Problemas  interessantes  em   Computação...   •  Explorar  ou  explicar  o  comportamento  de  algoritmos,   protocolos  ou  outros  artefatos  computacionais   •  Uma  questão  Upica  de  pesquisa  se  inicia  com   –  “Por  que  ...”   –  “Como  ...”   –  “Em  que  circunstâncias  ...”   –  “Quais  as  condições  necessárias  e  suficientes  para  ...”   •  As  respostas,  que  não  são  simples  sim/não,   geralmente  apresentam  formalização  matemáJca,   modelos  estaUsJcas,  resultados  de  simulações  ,etc.  
  • 7.
    Um  framework  para  problemas  de   pesquisa  em  Ciência  da  Computação   Sistema   Tarefa           Ambiente   Comportamento!  
  • 8.
    Um  framework  para  problemas  de   pesquisa  em  Ciência  da  Computação   •  Sistema:  Aspectos  influenciados  pelo  projeJsta  do  sistema   –  Algoritmo,  arquitetura,  estruturas  de  dados,  parâmetros  de   configuração,  etc   •  Tarefa:  Aspectos  influenciados  pelo  usuários   –  Consultas,  requisições,  dados  de  entrada,  etc   •  Ambiente:  Aspectos  influenciados  por  outros  atores  que   não  o  projeJsta  ou  usuário   –  Ambiente  de  rede,  ciclos  de  CPU  disponíveis,  memória   disponível,  etc   •  Comportamento:  Desempenho  de  sistema  ao  executar  a   tarefa  em  um  determinado  ambiente  
  • 9.
    Sistema?    PageRank,  fazendas  de  servidores,  índices   Tarefa?    Consultas,  preferências,  linguagem   Ambiente?  Distribuição  dos  documentos,  carga  da  rede     Comportamento?    Desempenho  da  recuperação  
  • 10.
    Aspectos  a  considerar   •  Importância:    O  quão  importante  é  o  tópico  de   pesquisa  dentro  da  comunidade?   •  Estado  do  conhecimento:    O  que  já  sabemos?     Qual  a  posição  da  pesquisa  em  relação  “a   fronteira”?   •  Competência  única:  O  que  te  diferencia  dos   demais  pesquisadores  para  desenvolver  esta   pesquisa?  Qual  a  sua  “arma  secreta”?   •  Interesse:  O  quanto  este  projeto  de  pesquisa   interessa  a  você  pessoalmente?    
  • 11.
    Avaliando  a  importância   •  Audiência:    Quem  vai  se  importar  com  as   respostas  para  minhas  questões  de  pesquisa?   •  Impacto:  Diferentes  respostas  mudarão   – Que  pesquisa  desenvolver  a  seguir?   – O  estado  da  práJca?     •  Longevidade:  Por  quanto  tempo  as  respostas   conJnuarão  a  ser  relevantes  e  importantes?  
  • 12.
    “It  is  fundamentally  the  confusion  between   effecJveness  and  efficiency  that  stands   between  doing  the  right  things  and  doing   things  right.  There  is  surely  nothing  quite  so   useless  as  doing  with  great  efficiency  what   should  not  be  done  at  all.”     -­‐Peter  Drucker    
  • 13.
    Como  começam  muitas  palestras  em   Ciência  da  Computação     •  Um  gráfico  mostrando  o  crescimento  rápido   de     – Poder  de  processamento  ?   – Geração  de  calor   – Tamanho  relaJvo  de  memórias  cache   – Tamanho  da  Web   – Base  instalado  de  um  determinado  disposiJvo   – ...   •  Por  que  ?  
  • 14.
    “A  Fronteira”   • Um  trabalho  importante  geralmente  se  localiza   na  fronteira  de  um  campo   •  Você  quer  que  seu  trabalho  de  pesquisa  seja   relevante  quando  for  publicado  e  não  apenas   hoje   •  A  fronteira  da  Ciência  da  Computação  tem  dois   componentes:   –  Mudar  a  face  do  conhecimento  em  Ciência  da   Computação  (comum  a  todas  as  áreas)   –  Mudar  o  ambiente  de  uma  tecnologia  ou  aplicação   computacional  (parJcularidade  nossa)    
  • 15.
    The  Medawar  Zone   Ganho  com   o  sucesso   Probabilidade   de  sucesso   Ganho   Distância  do  conhecimento  atual  
  • 16.
    Métodos  para  idenJficar  fronteiras   •  Novas  observações  ou  achados  que  requerem   explicações   •  Novos  oportunidades  oriundas  de  instrumentos,   métodos  de  estudo  ou  arcabouços  teóricos   •  Linhas  de  pesquisa  que  convergem  para  propor   novas  oportunidades   •  Necessidades  emergentes  de  outras  áreas  (busca   na  web,  bioinformáJca,  monitoramento   ecológico,  veículos  autônomos,  etc)  
  • 17.
    “Good  research  is  done  with  a  shovel,  not   with  tweezers...   You  should  find  an  area  where  you  can  get  a   lot  out  of  it  fast.”     -­‐Roger  Needham    
  • 18.
    Competência  única   • O  que  te  torna  melhor  do  que  qualquer  outro   para  desenvolver  este  trabalho  de  pesquisa  ?   •  Qual  a  sua  “arma  secreta”?   •  Respostas  insaJsfatórias   –  “Eu  sou  mais  inteligente  que  outras  pessoas”     •  Raramente  é  verdade   –  “Eu  vou  trabalhar  mais  duro,  mais  rápido  ou  por  mais   tempo”   •  Sempre  haverá  alguém  que  fará  isso  melhor  que  você  e  esta   “arma”  pode  causar  efeitos  colaterais  indesejados    (família,   amigos,  vida  pessoal,  etc)  
  • 19.
    “Always  have  a  secret  weapon  —  the  biggest   computer,  a  problem  imported  from  another   field  that  others  haven't  heard  of  yet,  a  fact   you  stumbled  on  by  being  curious  about   everything,  a  friend  who  is  smarter  than  you   are.  Anything,  in  short,  that  will  give  you  an   unfair  advantage  in  gesng  there  first.  ”     -­‐Herbert  Simon    
  • 20.
    Interesse  Pessoal   • Foque  seu  trabalho  em  áreas  que  lhe  interessem   pessoalmente   –  Isto  te  permiJrá  trabalhar  mais  duro  e  de  forma  mais   eficiente  e  criaJva   •  O  seu  interesse  pessoal  será  senJdo  por  outras   pessoas,  que  vão  colaborar  e  apoiar  o  seu   trabalho   •  Interesse  pessoal  pode  ser  fortalecido  ou   destruído.     –  Entenda  o  que  afeta  os  seus  interesse  e  use  isto  a  seu   favor  
  • 21.
    Algumas  propriedades  de  um  bom   projeto  de  pesquisa  para  a  disciplina   •  Localizado  na  fronteira   –  IdenJfica  áreas  não  ou  pouco  exploradas   –  Os  resultados  seriam  de  interesse  de  especialistas  na  área   –  Envolve  experimentos   –  Apresenta  variáveis  dependentes  e  independentes   •  Questões  práJcas   –  Algoritmo,  protocolo  ou  sistema  já  implementado  ou  que   exija  UM  MÍNIMO  de  implementação   –  Disponibilidade  de  infraestrutura  experimental  (simulador,   conjunto  de  dados,  etc)   –  Não  envolver  testes  com  pessoas