Informática | Computer Sciences
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- Aprender a inovar : contextos virtuais e ambientes inteligentes de aprendizagemPublication . Cardoso, Vitor; Coelho, Helder; Cerveira, AlexandreA comunicação, as suas dificuldades, problemas e consequências sempre foram um calcanhar de Aquiles na Educação a distância como é referido por inúmeros autores. Focar o Ensino a Distância (EaD) na disponibilização de informação e na distribuição de conteúdos, como tem sido a atitude mais generalizada, resolverá alguns problemas práticos das instituições de ensino, mas não resolve um dos problemas clássicos e mais importantes da Educação a distância que é o isolamento dos alunos com todos os efeitos negativos que isso tem na motivação e na desistência dos cursos. Por outro lado, a utilização das NTIC (Novas Tecnologias da Informação e Comunicação) e especialmente o uso das plataformas de eLearning trouxe para a Educação a Distância novos problemas associados à sua utilização e nomeadamente a usabilidade. Nesta investigação enfrentámos, entre outros, estes dois grandes desafios do EaD actual, o isolamento dos alunos e a usabilidade dos sistemas e estudámos vias tecnológicas e metodológicas que, privilegiando o diálogo e a comunicação, nos permitam enfrentá-los e contribuam para a sua resolução, com a plena consciência de que as tecnologias e as metodologias ajudam a resolver problemas complexos, mas são ainda assim a parte estática da equação. É à parte dinâmica, aos actores educativos, que cabe incluí-las nas suas estratégias e pô-las em acção nos enquadramentos e momentos mais oportunos. A metodologia Odisseia e a plataforma que desenvolvemos para a suportar e exemplificar, não descurando a importância dos recursos e conteúdos de qualidade (em que também investe muito), procura responder àqueles dois grandes desafios (isolamento e usabilidade) deslocando o foco da educação a distância para a Comunicação e disponibilizando para isso processos de organização do ensino/aprendizagem, metodologias e tecnologias testadas com sucesso nos últimos anos. Descobrimos que para promover a comunicação (formal e informal) e melhorar a usabilidade, do ponto de vista tecnológico, um elemento chave é a integração de um sistema de comunicação síncrona multiutilizador (um Chat, por exemplo) sempre visível na estrutura permanente da interface do sítio para que os utilizadores se possam ―ver‖ e comunicar quando estão ou entram nele, à semelhança do que acontece quando entramos numa sala e vemos de imediato quem lá está. Para além de reduzirem o isolamento do utilizador, os ―outros‖ visitantes tornam-se também num recurso e num precioso sistema de ajuda informal muito mais eficaz e interactivo do que qualquer help system automático. Foi assim possível concretizar uma metodologia geral para os sítios Web educacionais e as plataformas, segundo a qual um sítio educacional deve ser antes de mais um espaço de comunicação e socialização que, paralelamente, também tem os recursos, os conteúdos e os materiais de estudo.
- As pessoas nos sistemas de gestão da segurança da informaçãoPublication . Gaivéo, José Manuel; Cerveira, Alexandre; Reis, Maria Leonilde dosEste trabalho apresenta um enquadramento conceptual das necessidades organizacionais em termos da utilização da informação, de segurança da informação e do envolvimento das Pessoas nas actividades associadas quer à informação, quer à segurança dessa mesma informação. Consideram-se igualmente os impactos, em termos de segurança, da utilização dos sistemas de informação que permitem a partilha da informação organizacional e das tecnologias de informação e comunicação que suportam esses mesmos sistemas. Com estes objectivos foram estudadas diversas normas, directa ou indirectamente relacionadas com a segurança da informação, objectivando a sua utilização no suporte das necessidades de segurança identificadas. Neste âmbito, foram também estudadas normas relacionadas com a gestão dos sistemas de informação e das tecnologias de informação e comunicação, particularmente nos aspectos que envolvem as Pessoas. A construção do Modelo destinado a suportar a integração da segurança da informação nos sistemas desenvolvidos ou em desenvolvimento, baseou-se nas metodologias tradicionais que suportam a concepção e desenvolvimento quer dos sistemas de informação, quer dos sistemas de gestão de segurança da informação. O Modelo foi concebido com base em referenciais obtidos através quer da revisão da literatura, quer das métricas e do normativo considerado adequado ao estudo desta problemática. Este desenvolvimento tem como principal objectivo responder aos anseios e necessidades das Pessoas, quando confrontadas com a necessidade de assegurar a protecção da informação e dos sistemas e das tecnologias que a suportam. A pertinência do Modelo é tanto maior quanto maior for a importância das Pessoas como activos organizacionais e as suas capacidades em utilizar adequadamente a informação na prossecução dos objectivos organizacionais na actual Sociedade da Informação. A necessidade de obter a percepção das Pessoas acerca da segurança da informação foi colmatada através da realização de um questionário, sendo este construído com base na especificidade da organização que é objecto de estudo, tendo como suporte fundamental para as questões a revisão da literatura, as métricas e as normas relacionadas com esta problemática. A validação do Modelo, além das componentes relativas à legislação e normativos aplicáveis, foi efectuada tendo em consideração os tópicos pertinentes que foram obtidos através da análise das respostas aos questionários, considerando-se o seu enquadramento com os referenciais do referido Modelo. Como vantagens decorrentes do Modelo devem referenciar-se a possibilidade de, através da percepção das Pessoas, proporcionar o seu maior envolvimento nas actividades organizacionais que incluam a utilização dos sistemas de informação e das tecnologias de informação e comunicação, considerando igualmente os impactos decorrentes de mudanças efectuadas quer em termos de sistemas de informação quer de tecnologias de informação e comunicação. A aplicação do Modelo nas práticas de concepção, implementação e operação dos sistemas de gestão da segurança da informação na organização que suporta o estudo de caso, encontra vantagens na utilização dos referenciais do Modelo em conjunto com os itens e tópicos resultantes da análise dos resultados dos questionários, permitindo que as Pessoas utilizem esses aspectos como recomendações a incluir nessas actividades. Outra das vantagens, com um potencial de impacto superior, relaciona-se com a segurança da informação, pessoal ou organizacional, com que as Pessoas têm de lidar, e que envolve inevitavelmente a segurança dos sistemas de informação e das tecnologias de informação e comunicação que suportam os fluxos de informação, e a respectiva segurança.
- Uma linguagem computacional para a reescrita de expressões matemáticas por via axiomáticaPublication . Remédios, Jaime; Cerveira, AlexandreA simplificação de expressões algébricas pode ser feita ao nível mais atómico ou elementar. Esta tese introduz um novo método de simplificar expressões algébricas, utilizando métodos de unificação e reescrita de termos de 1ª ordem. As expressões algébricas são vistas como estruturas triangulares, de profundidade finita, e são reescritas, axiomaticamente, num número finito de formas equivalentes que conduzem à sua normalização. A reescrita é feita comparando essas expressões com o lado esquerdo de fórmulas matemáticas com a mesma estrutura triangular. O método de simplificação, defendido nesta tese, produz soluções simbólicas completas, e não apenas respostas directas, numéricas ou simbólicas. Uma solução simbólica é uma solução que reflecte o raciocínio matemático que está por trás do processo de resolução simbólica. A pesquisa em computação simbólica tem produzido resultados bastante significativos na área da unificação e reescrita de termos. O nosso método de simplificação foi desenvolvido com base nos resultados obtidos dessa pesquisa. Com o conceito de estrutura triangular, foi possível desenvolver formas bastante eficientes de comparar expressões algébricas e regras matemáticas por classes de equivalência. O método de simplificação, que é defendido nesta tese, é baseado no método convencional de unificação e na composição lógica de expressões matemáticas, utilizando construtores funcionais e regras de reescrita condicional de 1ª ordem. O método foi implementado em Prolog e utiliza o DCG como processador da linguagem corrente de expressões matemáticas. A maioria dos sistemas de computação algébrica (CAS), como por exemplo o Maple™ e o Mathematica™, utilizam lógicas de ordem superior e não produzem soluções simbólicas ao nível elementar. O programa MathXPert™ e o sistema de derivação desenvolvido para o programa EPGY da Universidade de Stanford produzem esse tipo de solução mas utilizando também lógicas de ordem superior. A nossa contribuição foi o desenvolvimento da estrutura triangular como uma estrutura lógica para a computação simbólica de expressões matemáticas. Foi graças a este tipo de estrutura que foi possível desenvolver soluções simbólicas para problemas de simplificação algébrica, utilizando apenas lógicas de 1ª ordem.
- Modelo de desenvolvimento de software educativo : uma proposta de implementação de um modelo de desenvolvimento de software educativo no sistema de Ensino Superior PortuguêsPublication . Escudeiro, Paula; Bidarra, JoséPerante um cenário altamente competitivo e de transformação em termos sociais,económicos ou culturais, em que as Instituições de Ensino Superior estão inseridas, torna-se necessário a adopção de uma filosofia de aprendizagem que conduza à melhoria dos processos de ensino/aprendizagem, além de permitirem um ambiente propício ao conhecimento e à inovação. Qual a capacidade de adequação ao novo paradigma de ensino centrado no aluno? Como promover o papel do professor - facilitador da aprendizagem? Estas são algumas questões que estão ainda em discussão nas Instituições de Ensino Superior. Os benefícios esperados com a implementação de modelos de desenvolvimento de software educativo numa Instituição de Ensino Superior, integrando a tecnologia no processo de ensino/aprendizagem, dependem, em grande parte, da adopção desses modelos pelos principais intervenientes. Desta forma, a compreensão, individual, do modelo de desenvolvimento fornece visões importantes para identificar potenciais resistências possibilitando, e antecipando, a condução de acções de maximização da aceitação da utilização do modelo, na perspectiva do aumento da frequência de utilização e melhoria da qualidade e do desempenho dos sistemas produzidos. Assim, o objectivo geral deste trabalho é a definição da arquitectura de um modelo de desenvolvimento de software educativo, a sua implementação em ambiente académico e a análise dos factores que influenciaram a adopção, individual e colectiva, do modelo pelos intervenientes da Instituição. Neste contexto, a presente dissertação especifica um modelo de desenvolvimento de software educativo baseado nas tecnologias da informação na educação. De acordo com a arquitectura do modelo, foram também desenvolvidos dois protótipos experimentais, seguidos de um conjunto de sistemas que serviram de base para a análise do impacto do modelo nos cursos de Licenciatura e Mestrado do Departamento de Engenharia Informática do Instituto Superior de Engenharia do Porto.
- Robust question answeringPublication . Carvalho, Gracinda; Rocio, Vitor; Matos, David Manuel Martins deUm sistema automático de pergunta resposta tem como objectivo dar uma resposta curta e precisa a uma pergunta formulada em língua natural, pesquisando uma base de conhecimento constituída por texto em língua natural. As fontes deste tipo de conhecimento são numerosas, dado que o texto escrito constitui uma forma preferencial de comunicação humana. A informação varia desde o tradicional texto editado, como é o caso das enciclopédias e dos artigos de jornal, até texto obtido através de modernos processos automáticos, como os reconhecedores automáticos de fala. O trabalho descrito no presente documento centra-se na língua Portuguesa e em sistemas de pergunta resposta de domínio aberto, o que significa que nem a pergunta nem a colecção de textos se restringem a uma área específica. Ambas as formas de texto escrito referidas no parágrafo anterior sãoo consideradas. Dado que a recuperação de informação é essencial num sistema de pergunta resposta, as técnicas mais actuais utilizadas nestas duas áreas neste tipo de sistema são objecto de um estudo aprofundado, tanto no que diz respeito aos seus aspectos mais práticos, como as suas motivações teóricas. Uma vez que um sistema nunca pode ser simples demais, desde que cumpra as especificações e produza resultados de elevada qualidade, é feita uma análise de custo benefício das técnicas passíveis de serem utilizadas, dando preferência a soluções simples. O principal objectivo do presente trabalho é assim estudar e desenvolver componentes inovadores para recuperação de informação e pergunta resposta, e a construção de um sistema de pergunta resposta completo, eficiente e robusto, capaz de competir com os sistemas mais avançados existentes actualmente. Uma opção importante tomada foi a utilização da língua Portuguesa, uma língua falada por um vasto número de pessoas, o que constitui um requisito importante para um sistema de pergunta resposta, quer pela existência de um volume importante de texto escrito disponível nesta língua, quer pelo número de possíveis utilizadores de uma aplicação específica para o Português. Há no entanto que ter em conta a existiência de menor número de recursos linguísticos para a língua Portuguesa, especialmente se comparada com a língua Inglesa, que é correntemente a "língua franca" da investigação científica. É precisamente este o motivo do presente documento estar escrito na língua Inglesa: permitir a participação nos trabalhos e a validação de resultados internacionalmente, sendo este facto totalmente compatível com a focalização do estudo e dos trabalhos na língua Portuguesa, alargando inclusivamente a sua divulgação para públicos não falantes da mesma. Na abordagem para a realização deste trabalho esta opção foi tomada em conjunto com uma outra que foi explorar as potencialidades da Wikipedia como recurso de base de QA, e que se revelou de extrema utilidade em várias vertentes do trabalho desenvolvido. As caracteristicas da Wikipedia que se consideraram mais relevantes foram o facto da informação estar disponível gratuitamente, e de resultar do esforço conjunto de um elevado número de utilizadores, o que viabiliza o desenvolvimento de aplicações para as quais seja util conhecimento enciclopédico e conhecimento de natureza ontológica. Ambas as vertentes foram utilizadas de forma inovadora no presente sistema. Apresenta-se neste trabalho o sistema de pergunta resposta, que foi desenvolvido de raiz, e que provou estar ao nível dos melhores sistemas de pergunta resposta, dado que foi submetido a avaliação em 2008 no Fórum de Avaliação Internacional CLEF (Cross Language Evaluation F orum) e se classificou em terceiro lugar entre os seis participantes concorrentes na categoria de sistemas de pergunta resposta em Português, onde era o único sistema a participar pela primeira vez. A taxa de primeiras respostas correctas foi de 32,5%. Este resultado permitiu obter o 5º lugar entre os 21 sistemas participantes nas 11 línguas disponíveis, sendo de referir o elevado nível dos sistemas concorrentes para o Português, dado que nos três primeiros lugares se classificaram dois sistemas para o Português, com o sistema da companhia Portuguesa Priberam ocupando a primeira posição com uma taxa de primeiras respostas correctas de 63,5% e o sistema da Universidade de Evora classificado em terceiro lugar, com uma taxa de primeiras respostas correctas de 46,5%. Os melhoramentos introduzidos após a análise dos resultados obtidos, que foi feita considerando quer as respostas do próprio sistema, quer as respostas produzidas pelos restantes sistemas, resultaram num considerável aumento da taxa de primeiras respostas correctas, para 50,5%, o que se seria correspondente a um segundo lugar nos resultados para o Português. O sistema desenvolvido é eficiente na indexação e resposta a perguntas, levando, na sua versão melhorada, apenas 4 horas para indexar toda a colecção de textos utilizada na tarefa do QA@CLEF 2008, e cerca de dois minutos a responder as 200 perguntas da tarefa, o que corresponde a uma média de 0,6 segundos para responder a uma pergunta. De referir que nenhum participante divulgou dados sobre a eficiência do sistema. Apenas se encontraram publicados dados de eficiência para um sistema que não participou na avaliação, que reporta valores médios de resposta por pergunta de 22 segundos. O sistema foi ainda testado num caso de estudo envolvendo perguntas efectuadas sobre o conteúdo de peças faladas. A base de textos que é pesquisada neste caso, consiste nos textos obtidos de forma automática a partir do reconhecimento automático da fala. Dado que a tarefa do Fórum de Avaliação CLEF para sistemas automáticos a responder a perguntas sobre transcrições automáticas (QAST - Question Answering over Speech Transcripts) não incluí a língua Portuguesa, os dados tiveram que ser todos recolhidos e organizados tendo sido criado um recurso que permite fazer testes de sistemas para o Português. Este recurso tem como base um corpo constituído pelos Telejornais da Rádio Televisão Portuguesa, RTP, nas suas edições da noite dos canais 1 e 2, correspondente aos meses de Junho a Setembro de 2008. Este corpo consiste em cerca de 180 horas de duração, transcritas automaticamente e enriquecidas com colocação automática de pontuação. Foi feito um conjunto de 100 perguntas, baseadas em transcrições manuais, e que foi utilizado para testar o sistema. O sistema demonstrou ser robusto, pois mesmo na presença de texto com palavras incorrectamente reconhecidas, ou pontuação colocada fora dos locais correctos, o sistema obteve 30% de taxa de primeiras respostas correctas, 42% de taxa de respostas correctas nas três primeiras respostas, e uma taxa de 60% de localização do excerto onde se encontra a resposta correcta. Este ultimo valor tem uma aplicação interessante de localização de um determinado tema num conjunto de diversas horas de vídeo, através de uma pergunta formulada em língua natural. Os resultados obtidos estão ao nível dos melhores reportados nas avaliações QAST do QA@CLEF. Dado que o principal objectivo traçado para o presente projecto de doutoramento, era estudar e desenvolver componentes inovadores de recuperação de informação e pergunta resposta que conduzissem a construção de um sistema de pergunta resposta para o Português, completo eficiente e robusto, e com resultados ao nível dos melhores sistemas, considera-se que o objectivo foi plenamente atingido. Relativamente ao uso do Português como língua de trabalho, confirma-se o facto de que os resultados obtidos para esta língua na área de sistemas de pergunta resposta estão ao melhor nível dos sistemas actuais para outras línguas, provando-se ser possível ultrapassar o problema de escassez de recursos. Os resultados validam também o conceito da existência de corpus onde coexistem textos com origem em distintas variantes de Português, nomeadamente Europeia e Brasileira, mas não só. No que diz respeito a língua falada, os resultados obtidos no caso de estudo indicam uma necessidade de tratamento específico para estas duas diferentes variantes do Português.