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Carregado porAmaury Prates
Web Semântica e da modelagem ontológica
[1] O documento discute a integração da Web Semântica e modelagem ontológica no ensino a distância. [2] Ele apresenta os objetivos de examinar a Web Semântica, mostrar como funciona um ambiente educacional baseado nela e construir uma ontologia usando OWL. [3] O capítulo 4 descreve a construção de uma ontologia para pesquisa de materiais e objetos de aprendizagem usando a ferramenta Protegé e codificação em OWL.
Web Semântica e da modelagem ontológica
- 1. A INTEGRAÇÃO DAWEB SEMÂNTICA E DA MODELAGEM ONTOLÓGICA NO ENSINO A DISTÂNCIA Orientadora: Prof. Esp. Patrícia Virginia Torres de A. Oliveira Amaury Ribeiro Prates / Cesar Felipe Reis Alberto/ Julho-2009
- 2. Roteiro Titulo Introdução Objetivos Desenvolvimento Resultados Conclusão 2
- 3. Titulo A Integraçãoda Web Semântica e da modelagem ontológica no Ensino a Distância 3
- 4. Introdução Expansão dainternet e os sistemas educacionais a distancia; Modelos educacionais e as 5 gerações; Mudanças no modelo tradicional de ensino: aluno, aprendizado, professor; A WEB: Uma enorme biblioteca de informação desorganizada; Solução: Web Semântica e Ontologia; 4
- 5. Introdução Web Semântica:compreensão da informação pelos computadores; Ontologia: Informação semanticamente formalizada; OWL: A linguagem da ontologia para Web; Vantagens para a Educação à Distancia; Sistemas de ensino a distancia no Brasil e qualidade dos materiais de aprendizagem; 5
- 6. Objetivos Objetivo Geral Analisar os ambientes educacionais à distância. Objetivos Especificos Examinar a Web Semântica e seu funcionamento; Mostrar como funciona um ambiente educacional baseado na Web Semântica; Construir uma ontologia utilizando a linguagem OWL (Web Ontology Language); 6
- 7. Capítulo 1 Ontologiana Web e bases de conhecimento para compartilhamento, reuso e interoperabilidade entre aplicações; Conceito: "Especificação explicita, formal e compartilhada de uma conceituação." (GRUBER, 1992); Ontologia e Web Semântica: Gerenciamento do conteúdo onde agentes consultam bases de conhecimento ; 7 Ontologi a
- 8. Capítulo 1 Metodologiapara construção de Ontologia: Conceito: Representação do mundo real, abstrato ou não; Relações: Interação entre classes e atributos; Funções: tipos especiais de relações; Axiomas: Sentenças que restrigem conceitos e relações; Instancias: Individuos de um classe ou conceito; Etapas: 8 Ontologi a
- 9. Capítulo 2 Conceito:Representação da informação e suas relações em um determinado dominio com suporte a XML e RDF; XML e XML SCHEMA (Extensible Markup Language): Descrição de forma estruturada utilizando marcação sintatica. O Schema permiti restringir o significado da informação; RDF e RDF SCHEMA (Resouce Description Framework): Descrever dados através de um modelo 9 OWL(Ontology Web Language)
- 10. Capítulo 2 Representaçãoem grafo: Sujeito: Objeto representado; Objeto: Valor assumido pela propriedade; Predicado / Propriedade: Relacionamento entre sujeito e objeto; 10 OWL(Ontology Web Language)
- 11. Capítulo 2 Recursosda Linguagem OWL; Classes: representada como recurso na linguagem; Propriedades: relação entre os recursos sujeito e objeto; Restrições: identificadas através das propriedades; Namespaces: Componente da Web Semântica para garantir compartilhamento de informações, acessível a diferentes aplicações; 11 OWL(Ontology Web Language)
- 12. Capítulo 2 OWLLite – Recursos RDF: Funcionalidade com restrições simples; Classe: indivíduos com propriedades em comum; Propriedade: relação entre indivíduos e/ou valores; objectProperty e datatypeProperty Individuo: representa um instancia da classe; Igualdade e desigualdade; Características e restrições das propriedades; 12 OWL(Ontology Web Language)
- 13. Capítulo 2 OWLDL : OWL Full: 13 OWL(Ontology Web Language)
- 14. Capítulo 3 "Extensão de Web atual na qual a informação é utilizada com significado bem definido, aumentando a capacidade dos computadores em trabalharem com cooperação com as pessoas" (BENNERS-LEE; HENDLER; LASSILA, 2001); 14 Web Semântica
- 15. Capítulo 3 Metadados:"Dados sobre dados" que auxiliam na recuperação da informação; Padrões de metadados e sua importancia; Padrão Dublin Core; Padrão LOM IEEE P1484.12.1; 15 Web Semântica
- 16. Capítulo 4 Objetosde Aprendizagem: Softwares de autoria e sistemas de ensino à distância; Conceito :"Qualquer recurso digital que pode ser reutilizado para apoiar a aprendizagem."(LTSC, 2001); Vantagens: Granularidade, Interoperabilidade, Acesso e Reusabilidade; Material de aprendizagem: Objetos de aprendizagem atuando como componentes. (ARAUJO;FERREIRA, 2004); 16 Construção da Ontologia para pesquisa de materiais e objetos de aprendizagem
- 17. Capítulo 4 17 Construção daOntologia para pesquisa de materiais e objetos de aprendizagem
- 18. Capítulo 4 18 Construção daOntologia para pesquisa de materiais e objetos de aprendizagem
- 19. Capítulo 4 19 Construção daOntologia para pesquisa de materiais e objetos de aprendizagem
- 20. Capítulo 4 20 Codificandoa Ontologia em OWL: Ferramenta Protegé; Representar conceitos, propriedades e relacionamentos; Construção de Classes: Resultados
- 21. Capítulo 4 21 Codificandoa Ontologia em OWL: Construção de Propriedades: Resultados
- 22. Capítulo 4 22 Codificandoa Ontologia em OWL: Construção de Axiomas e Instancias: Resultados
- 23. Conclusão 23 Web Semântica:Maquinas capazes de compreender documentos estruturados semanticamente; Ontologias: Representar formalmente o conhecimento; OWL: Variedade de recursos; Área Educacional: Qualidade do material de aprendizagem; Desenvolvimento da Ontologia através do Protegé e o processamento do código em OWL;
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Notas do Editor
- #2 BOA TARDE...
- #3 Este sera o roteiro da nossa apresentação....
- #4 O nosso trabalho vai falar sobre...
- #5 Com a evolução da tecnologia e cada vez mais barato obter um computador e assim aproximando cada vez mas as pessoas da internet, a expansão da internet permitiu o aparecimento dos sistemas educacionais a distancia possibilitando a troca de informações de forma rapida. Para q a web fornecesse informações com tanta velocidade se passarão varias gerações de modelos educacionais, Segundo taylor(2001) existe 5 gerações 1º modelo de correpondencia; 2º modelo multimidia; 3º modelo de tele-apredizado; 4º modelo de apredizagem flexivel; 5º modelo apredizagem flexivel e inteligente. Mudanças no modelo tradicional de ensino: aluno, aprendizado, professor; O aluno de mero espectador passar a ser colaborador, com isso muda a forma de apredezagem de invidual para em equipe e o professor será um guia e os materiais tona-se mas dinâmico. A WEB: Uma enorme biblioteca de informação desorganizada; quantidade de informações disponibilizadas aumentaram muito, a recuperação e a descoberta de matérias de aprendizagem de qualidade se tornam cada vez mais difícil. Solução: Web Semântica e Ontologia; Web semântica não é uma nova web, e sim uma continuação da mesmo, só q de uma forma estruturada, representada por uma arquitetura em camadas e assim permitindo uma maior compreensão pela maquina. A ontologia permite que a maquina intrepertem o significado desses dados semântico portanto compreendam o que esses dados representam.
- #6 OWL: A linguagem da ontologia para Web; é uma linguagem que permite representar uma ontologia através de um conjunto de elementos XML e atributos, com significado bem definido. Vantagens para a Educação à Distancia; A vantagem destaca-se a entrega que permite a construção de cursos específicos para cada usuário por consulta semântica; acesso onde o usuário pode descrever a situação em apreço e executar consulta semântica sobre o material de aprendizagem; integração entre as diversas plataformas de ensino de aprendizagem. Sistemas de ensino a distancia no Brasil e qualidade dos materiais de aprendizagem; muitos desses sistemas não possuem a capacidade de geração de conhecimento de qualidade, possua vez á um interesse de muitas instituições de ensino superior utilizam ambientes de ensino a distancia através da Web , no entando não temos uma boa qualidade de ensino a distancia, e neste trabalho temos como objetivo demonstrar como a Web Semântica baseada em ontologia pode contribuir para melhorar e aperfeiçoar tais ambientes de ensino, e assim apresentar as vantagens da utilização de padrões na construção de um modelo ontológico para pesquisa de materiais e objetos de aprendizagem. Desmostando as vantagens de web semântica, ontologia e objetos de aprendizagem e assim construindo uma ontologia para pesquisa de objetos de aprendizagem utilizando a OWL.
- #7 Amaury e Cesar tempo máximo: 4 minutos (1 ao 6)
- #8 Ontologias no desenvolvimento da Web permitem que maquinas compreendam bases de conhecimento, padronizado através de uma linguagem, onde é possível compartilhar a informação entre diferentes agentes e uma aplicação, o reuso da ontologia para outra aplicação ou compondo uma ontologia maior, tudo isso de forma explicita e garantindo a interoperabilidade das informações entre aplicações diferentes. Este conceito afirma que uma ontologia é um modelo de representação sobre qualquer coisa definida de foram explicita utilizando um linguagem matemática e aceita em um determinado domínio de pessoas e maquinas. Isso permite dizer que a ontologia independe da aplicação pois e representada por uma linguagem especifica e formal. O que define uma Ontologia não são os as “coisas” em si mas os relacionamentos entre essas coisas. Uso de ontologia ganha destaque com a web semântica pois ele permite gerenciar o conteúdo da web, onde a ontologia seria responsável pela formação das bases de conhecimento onde os agentes processarias as informações de maneira compreendida pela manquina.
- #9 Apesar da grande quantidade de metodologias desenvolvidas não existe uma forma correta de se construir ontologias para web. Alem disso, devemos entender os componentes básicos que formam uma ontologia antes de definir as etapas. Conceitos são q representação de algo através de classes de forma hierárquica. Existe as relações que permitem criar interações entre classe e seus atributos, as funções que são tipos especiais de relações, os axiomas que permitem crias sentenças sempre verdadeira para restringir as classes e relações e as instancias que representam os indivíduos de uma determinada classe. Definido os componentes básicos é possível dizer que a primeira etapa corresponde a dizer qual a finalidade da ontologia e identificar quais são esses requisitos. Isso é possível através do levantamento de uma lista de questões de competência. A seguir na terceira etapa é definido os principais elementos onde deve-se identificar classes e relacionamentos de maneira bem definida. A partir da 4 etapa é possível representar através de uma linguagem formal os elementos da ontologia, alem de definir também quais seus axiomas. Na 5ª etapa é possível verificar se a ontologia deve sofrer ampliação com uso de outras ontologias e a etapa seis permite avaliar e documentar a ontologia sobre todas as etapas desenvolvidas.
- #11 REPRESENTAÇÃO EM GRAFO : Sujeito: qalqer objeto que pode ser declarado, objeto identificado por um URI. Objeto: corresponde ao valor que a propriedade assumir Predicado: é o relacionamento entre o sujeito e o objeto. Portanto podemos dizer que Através delas é utilizado como forma de descrever os relacionamentos entre classes e instancias.
- #12 Recursos da linguagem OWL: A linguagem OWL são divididas em 3 sublinguagens de uso especifico e de acordo com as necessidades de usuários e desenvolvedores de aplicação Web, sublinguagens essa que são (OWL Lite, OWL DL e OWL Full), Cada uma dessas sublinguagens são uma extensão da sua antecessora, que iremos comenta-la mas adiante. Os recursos da linguagem por sua vez contem alguns elementos basicos e necessario para uma boa utilização OWL. Classes: representada como recurso na linguagem, onde Uma classe pode ser membro de sua própria classe estendida e pode também se uma instancia de si própria. Propriedades: : relação entre os recursos sujeito e objeto; Portanto podemos dizer que Através delas é utilizado como forma de descrever os relacionamentos entre classes e instancias. Restrições: identificadas através das propriedades; essas restrições devem existir e são utilizadas para relacionar as propriedades identificadas no RDF com os recursos criados para a representação dos mesmos. Namespaces: componente essecial pra WEB SEMANTICA, esse componente garante o compartilhamento das informções deixando acessivel aa diferentes aplicações.
- #13 OWL Lite : Sublinguagem onde da suporte aos usuarios que necessitam de uma classificação hierarquia e funcionalidade com restrições simples, nessa linguagem existi uma maior limitação relacionando com as outras OWL DL e FULL. Classe: são representados quando um grupo de objeto possui propriedades em comum e assim criando objeto que herdam as características da classe principais (( superClasse)) Propriedade: relação entre indivíduos e/ou valores; indica os relacionamento entre menbro de um conjunto de individuos de uma mesma classes. Existem tbm 2 tipos de propriedade ObjectProperty é aquela que relaciona de um individuo a outro individuo e, a outra, a DatatypeProperty é aquele que relaciona um tipo de dado especifico a um certo individuo. Individuo: representa um instancia da classe; portanto a ontologia deve ser capaz de descrever seus menbros, um conjunto de menbro da-se o nome de indivíduos. Igualdade e desigualdade; existe alguns recursos pra relacionar a igualdade e desigualdade entre elementos, equivalentClass: Utilizado quando duas classe possuem instancias em comum, equivalentProperty: as propriedade também podem ser sinônimas ao relacionar um individuo a um outro individuo. sameAs: A OWL utiliza como forma de igualdade entre diferentes instancias, tanto em classe e uma propriedade ou classe e invividuo. differentFrom: ao contratario do sameAs , uma ontologia pode inferir que o individuo é diferente do outro usando o elemento differentFrom. AllDifferent: esse elemento vai inferir que que diferentes instancias de uma classe são diferentes entre si. Características e restrições das propriedades;
- #14 OWL DL : É um sublinguagem que oferece todos os recursos da OWL Lite, possua vez ela e destinada aos usuários que necessitam de um pouco mais de expressividade para formalização de ontologia . apesar de oferecer todos os recursos da linguagem, ela impõe algumas restrições quanto ao uso destes recursos, e assim não é permitido que uma classe seja instância e propriedade ao mesmo tempo. Irei agora apresenta alguns elementos que não foram descrito pelo OWL LITE, pois fazem parte o mecanismo OWL DL. oneOf : Este mecanismo é utilizado em uma classe para descrever uma enumeração de instâncias permitidas a ela, por meio do construtor de owl:oneOf . disjointWith : utilizado quando uma classe precisa ser disjunta uma de outra. Portanto instancias de uma determinada classe não podem ser instancias de outra classe. hasValue: utilizado para restringir o valor de uma propriedade a uma determinada classe, para ser uma instancia desta classe a propriedade terá uma valor especifico pre-determinado. UnionOf: utilizado para definir as classe através da união de outras classes pré-definidas na ontologia, com a utilização de combinações booleanas. complementOf: utilizado em uma classe para especificar os tipos de instâncias que a classe não suporta. Portanto as instancias da classe, com exceção das definidas pelo elemento owl:complementOf, estão definidas na classe. minCardinality, maxCardinality, cardinalit: as restrições imposta pela OWL LITE agora se define de forma arbitraria, pode ser definidos números inteiros não negativos diferentes de 0 e 1 ou não. OWL FULL: De todas as três sublinguagens, esta é a que oferece suporte para ser mais expressiva, pois além de oferecer todos os vocabulários disponíveis pela linguagem OWL, não impõe restrição ao uso dos recursos(valores das classes, às propriedades, às instâncias e aos dados ), OWL FULL é uma extensão de RDF, enquanto OWL Lite e OWL DL são vista apenas como a extensão de apenas uma parte do RFD.
- #15 Web Semântica Quantidade de informação aumentarão, para recuperar e descobrir materiais de aprendizagem esta cada vez mas problemático, e a web semântica foi criada com intuito de estrutura a web, com isso essa estruturação será representada por uma arquitetura em camadas onde esta sendo mostrado no slide. Na primeira camada, o UNICODE (via HTTP) permite que textos e imagens possam ser lidos pelos computadores em qualquer lugar e o URI (Universal Resource Indicators) fornece um endereço global único dos recursos disponibilizados na Web, Um recurso da Web pode ser uma página Web, uma aplicação completa, um documento pessoal, etc. Na camada seguinte, as tecnologias XML, Namespaces e XML Schema permitem que os documentos da Web sejam estruturados em uma Hierarquia de árvore, baseada em liguagem de marcação(tags), criadas pelo usuário. Na camada RDF+RDFschema– (Estrutura de Descrição de Recursos) os dados já têm significado e o RDF Schema propicia representação do conhecimento através de expressões lógicas. É um padrão aberto para descrição de recursos Web. É um tipo de descrição de dados sobre dados, chamado metadados. Na camada sobre ontologias: existe um vocabulário compartilhado, que pode ser usado para modelar um determinado domínio, isto é, o tipo de objetos e/ou conceitos que existem neste domínio, suas propriedades e relações. Portanto permitindo que as máquinas “raciocinem” a respeito do significado dos dados e possam inferir novos fatos. (( falta explica cada camada )) mas eu vou colocar
- #16 Metadados: "Dados sobre dados”, têm por objetivo melhorar a descoberta e a recuperação dos recursos, estruturando e relacionando os dados para descrever as características do mesmo para sua catalogação. Padrões de metadados e sua importancia; Os metadados foram desenvolvimento para permite um maior controle administrativo, mas segurança aos registros de informações, facilitarem a gestão de informação. No entanto, seu foco principal esta relacionado em descobrir e recuperar recursos. Portanto exitem vários padrões de metadados , mas nos iremos concentra o estudo em dois padrões. Esses padrões se relacionaram de uma forma mtu boa . Padrão Dublin Core: O padrão Dublin Core é um grupo de atributos que se caracteriza pela sua utilidade na representação de dados, e sua semântica constitui basicamente de 15 elementos elementos suficientemente claros, elementos esse que simplificam o entendimento semântico universal e assim permitindo uma adaptação as necessidades adicionais da aplicação. Padrão LOM IEEE P1484.12.1: O LOM propõe um modelo de metadados hierárquico, onde essa hierarquia do modelo é chamada de “estrutura de arvore”, baseada em RDF e RDF Schema. O LOM é agrupado em 9 categorias, possibilitando a descrição de recursos em categorias dando uma visão diferenciada do recurso. RELAÇÃO ENTRE DUBLI CORE X LOM padrão Dublin core não trata o documento de forma detalhada e sim de uma forma mas objetiva, enquanto isso o LOM (IEEE 1484.12.1-2002) detalha mais o documento, pois esse padrão define-se de uma forma hierárquica.