Eşitlik Kuramı/Teorisi

O termo ontologia é derivado da filosofia, onde seu significado está associado à natureza do ser, da realidade, da existência dos entes e das questões metafísicas em geral. Na visão de á ist telesàsig ifi aà u aàe pli aç oàsiste ti aàdaàe ist ia ,à ueàpodeàse ài te p etadoà o oàaà definição de um domínio do conhecimento em um nível genérico, utilizada para especificar o que

3 _{http://cmusphinx.sourceforge.net} 4 _{http://www.nuance.com}

existe ou o que se pode dizer sobre o mundo. Neste contexto, filósofos tentam responder as uest es:à Oà ueà àu àse ?àeà uaisàs oàasà a a te ísti asà o u sàdeàtodosàosàse es?

Para as áreas da Ciência da Computação e da Ciência da Informação, uma ontologia é um modelo de dados que representa um conjunto de conceitos dentro de um domínio e os relacionamentos entre estes. Uma ontologia é utilizada para realizar inferência sobre os objetos do domínio. Uma ontologia também representa a aquisição do conhecimento a partir de dados semiestruturados utilizando um conjunto de métodos, técnicas ou processos automáticos ou semiautomáticos [Won08].

O termo foi recentemente adotado pelas comunidades de Inteligência Artificial e gestão de conhecimento para se referir a conceitos e termos usados para descrever alguma área do conhecimento ou construir uma representação deste. Em Inteligência Artificial pode-se assumir uma interpretação para ontologia como sendo um conjunto de entidades com suas relações, restrições, axiomas e vocabulário. Uma ontologia define um domínio, ou, mais formalmente, especifica uma conceituação acerca dele [Gru93].

Ontologias ajudam a formalizar o conhecimento dividido por um grupo de pessoas quando o conhecimento precisa ser modelado, estruturado e relacionado e abrem o caminho para substituir a visão orientada a documentos por uma visão orientada a conteúdo na qual itens de conhecimento são relacionados, combinados e utilizados [Sta01]. Desta forma, o compartilhamento efetivo de conhecimento pode ser alcançado através de acesso a múltiplas bases de conhecimento utilizando ontologias que permitam usuários definir os recursos que eles necessitam e requerem [O le98].

Ontologias descrevem explicitamente modelos conceituais de um domínio e, portanto, são úteis na construção de memórias organizacionais, pois permitem definir as estruturas e os relacionamentos de itens de conhecimento armazenados nas bases de conhecimento, além de definir as características e visões dessas bases e prover modelos que ajudam na definição e acesso a elas [O_le98].

Ontologias ajudam a indexar a memória organizacional para permitir pesquisas posteriores e recuperação de conhecimento na memória corporativa materializada em documentos ou outros arquivos e facilitam também a identificação de comunidades de prática. Em uma comunidade de prática um grupo distribuído de pessoas pode compartilhar os mesmos interesses em uma tarefa, problema, ou prática. Desta forma, ontologias possibilitam relacionar membros de uma

organização ou várias organizações segundo conhecimento específico que cada um possui ou tem interesse [Ala03].

A formalização do conhecimento através de ontologias facilita a comunicação entre especialistas de um domínio e evita falhas no processo de aquisição e transferência do conhecimento, pois colocam restrições na estrutura e no conteúdo do conhecimento do domínio. Além do mais, a formalização e restrições do conhecimento do domínio impostas pelas ontologias facilitam a integração de múltiplas bases de conhecimento e minimizam o risco de ambiguidades entre elas [O_le98].

Para se definir e manipular ontologias se sugere a utilização de linguagens que suportem estruturas para representação do conhecimento. Esta representação é realizada através da descrição formal de um conjunto de termos sobre um domínio específico. A definição de uma linguagem é necessária para a representação e descrição formal da estrutura que especifica uma conceituação.

Apontamos como exemplo de uma linguagem a OWL (Web Ontology Language), que é recomendada pela W3C5 como linguagem para manipulação de ontologias e seu diferencial é a capacidade de processamento semântico através de inferência. A linguagem OWL é construída sobre RDF e RDF Schema e baseada na sintaxe XML. O modelo básico de dados do RDF, e herdado por OWL, é definido através de [Noy00], [Nol09]:

 recurso: qualquer entidade referenciada através de um URI (Universal Resource Identifier);

 propriedade: representam recursos, características que representam recursos ou relacionamento entre recursos;

 declaração: corresponde a uma propriedade ou valor dessa propriedade associada a um recurso específico. Uma declaração é dividida em três partes: sujeito (recurso), predicado (propriedade do recurso) e objeto (valor da propriedade). Para se estruturar um documento OWL, define-se em alto nível:

 classes: conjunto de instâncias com características comuns, podendo ser consideradas superclasses, relacionamentos e disjunções;

 propriedades: representam tipos (datatype Properties), que identificam os valores primitivos das instâncias, como integer, float, string, boolean, etc.;

 objetos (object Properties), que representam o relacionamento de duas instâncias; inversa (inverseOf), que representam um relacionamento bidirecional; e transitivas (Transitive Property), usado principalmente em relações de transitividade do tipo

pa teàde ;

 indivíduos: representam os objetos em um domínio, isto é, instâncias específicas. Verifica-se aqui que dois nomes podem representar o mesmo objeto no mundo real.

As ontologias possuem várias classificações e aplicações, que diferem quanto à função, ao grau de formalismo, à estrutura e ao conteúdo. Para o uso no contexto de desenvolvimento de software, também encontramos diversificadas aplicações, onde podemos destacar o estudo de Happel e Seedorf [Hap01]. Estes autores apontam os diversos usos de ontologias na engenharia de software durante o ciclo de vida de desenvolvimento, onde destacam seu uso para as fases de:

 Análise e Projeto: ontologias podem beneficiar a área de engenharia de requisitos em termos de representação do conhecimento e suporte ao processo. Durante o projeto também podem auxiliar no reuso de componentes.

 Implementação: durante o ciclo de desenvolvimento, a transição da análise e projeto para a implementação é uma etapa crítica e depende da maneira como o domínio do problema é mapeado. Para esta etapa sugere-se a modelagem de software com auxílio de ontologia. As ontologias também podem fornecer suporte para codificação e documentação do código.

 Manutenção: ontologias podem ser usadas para unificar as diversas fontes de informação sobre os sistemas e evitar trabalho redundante. Também são sugeridos frameworks específicos para auxiliar na atualização de versões dos sistemas e para a fase de testes.

Para o contexto desta tese serão utilizadas ontologias de domínio, que descrevem os conceitos e relacionamentos de um determinado domínio de conhecimento. Levando em consideração a classificação de Happel e Seedorf [Hap01] uma ontologia do domínio poderia ser utilizada em todo o ciclo de desenvolvimento de um software.