cenidet   Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico                   Departamento de Ciencias Computacion...
DEDICATORIA                       A Dios, por todas las bendiciones otorgadas                                             ...
AGRADECIMIENTOSA Dios. Siempre primero.A mis padres, por tanta paciencia, apoyo, y por enseñarme con amor y ejemploque tod...
RESUMENLa identificación de las preferencias del usuario en función de su perfil (su edad,gustos, nivel socioeconómico, ni...
ÍNDICELista de figuras ......................................................................................................
3.     Capítulo III. Análisis y diseño ......................................................................................
5.3       Volcado de ontología ..............................................................................................
6.4.5.1         Propósito....................................................................................................
LISTA DE FIGURASFigura 1.1 Perspectiva de SOUPA + CoBrA para modelar a un usuario. ..........................................
Figura 6.4. Datos de la ontología en protégé ................................................................................
GLOSARIO DE TÉRMINOS Y SIGLASIEEE               Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Instituto de    ...
1. CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓNEn este capítulo se presenta la descripción del problema que dio origen al presentetrabajo de t...
Introducción1.1     INTRODUCCIÓNDebido a la inexactitud de los sistemas y estudios actuales para perfilar o modelar aun us...
IntroducciónUn simple documento legible por una persona y una lista de datos no son suficientes,por lo que se necesita un ...
Introducción1.4     JUSTIFICACIÓNUna gran cantidad de interpretaciones para categorizar a un usuario están disponiblesen e...
IntroducciónEn la figura 1.2, se aprecia una perspectiva de GEEK [Geek09], en la que se enfatizasobre las preferencias del...
Introducción                   Figura 1.3 Perspectiva de AKTORS para modelar a un usuarioLa siguiente lista muestra los de...
Introducción                   Figura 1.4 Perspectiva de FOAF para modelar a un usuarioLa siguiente lista muestra los deta...
Introducción1.5     BENEFICIOSEl principal beneficio que se obtuvo de esta tesis es una herramienta que permitemodelar usu...
Introducciónconsideran necesarias las categorizaciones de los comportamientos de estos dosactores, fijando la atención en ...
IntroducciónSin embargo las principales problemáticas se basan en la elección de los elementospertinentes para la elaborac...
Introducción1.6.4 Need for Context-Aware Topographic Maps in Mobile DevicesEste trabajo se especializa en servicios que fa...
Introducción1.6.5.2 Perfiles de datosLos perfiles de datos describen servicios de datos. Del mismo modo en que unesquema d...
Introducción                          Figura 1.6 Ontologías integrantes de SOUPA1.6.7.1 SOUPA Core.Define el vocabulario g...
Introducción      3. Un framework para almacenamiento automático, gestión y procesamiento de         información del conte...
Introducción1.6.9.2 AKTORSAKTORS es una ontología creada por AKT (Advanced Kwnoledge Technologies), elcual es fundado en E...
Introducción                                 Tabla 1.1. Análisis comparativo del estado del arte.                         ...
Introducción1.7     ALCANCE DEL PROYECTO DE TESISEl proyecto de tesis que se dispone en este documento, se conforma de acu...
IntroducciónRojas, Christian                          18
CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICOEn este capítulo se presenta la teoría relacionada con el tema semántico aplicado enéste trabajo...
Marco teórico2.1     CONCEPTOS SEMÁNTICOS2.1.1 OWLEl Lenguaje de Ontologías Web (OWL) está diseñado para ser usado en apli...
Marco teóricoRecursos        Todas las cosas descritas por expresiones RDF se denominan                recursos. Un recurs...
Marco teóricoOntología describe una cierta realidad con un vocabulario específico, usando unconjunto de premisas de acuerd...
3. CAPÍTULO III. ANÁLISIS Y DISEÑOEn este capítulo se presentan los diagramas de caso de uso, la definición de escenarios ...
Análisis y diseño3.1     ANÁLISISLa figura 3.1 muestra el proceso de trabajo del proyecto, tomando en cuentabloques de man...
Análisis y diseño3.1.1 Análisis de operación con clasesEn la figura 3.2 se muestra el diagrama general de casos de uso del...
Análisis y diseño                        Figura 3.3 Diagrama de casos de uso de Operar con la ontologíaComo se puede aprec...
Análisis y diseño                   3. Se realiza el borrado de la ontologíaEscenario   de     1. El usuario ingresa al si...
Análisis y diseño act CU-1 Operar con la ontología                                                                        ...
Análisis y diseñoPrecondiciones             1. El usuario deberá haber pasado el proceso de autenticación                 ...
Análisis y diseño act CU-1.1 Eleccion operacion con ontología                                                             ...
Análisis y diseño                   Tabla 3.3 Descripción del caso de uso Elegir dominio de aplicación               ID: C...
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La identificación de las preferencias del usuario en función de su perfil (su edad,
gustos, nivel socioeconómico, nivel cultural, y de conocimientos en un área
específica), permitirá a la siguiente generación de aplicaciones Web 3.0 y de
sistemas de recomendación contextuales, por un lado, personalizar los contenidos
Web de acuerdo al perfil del usuario y por otro, presentar resultados pertinentes
para el mismo.
Los perfiles de usuarios son una importante herramienta para personalizar
respuestas y entornos. Por lo anterior, en este documento se presenta una
metodología innovadora basada en el uso de ontologías definidas con lenguaje
OWL y agrupamientos de secciones de información en clústeres y mecanismos de
deducción que minimizan de manera significativa el atosigamiento e intrusión en
el proceso de extracción de información personal del usuario.
Esta metodología permite identificar, clasificar y agrupar componentes del perfil
del usuario en una base de datos semántica que permitirá a diversas aplicaciones
explotar esta información para la personalización de contenidos Web.
Además, esta base de datos semántica también podrá ser utilizada para la
selección de resultados pertinentes en búsquedas contextuales de servicios.

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Generador semiautomático de perfiles de usuario mediante OWL

  1. 1. cenidet Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico Departamento de Ciencias ComputacionalesTESIS DE MAESTRÍA EN CIENCIAS EN CIENCIAS DE LA COMPUTACIÓN Generador semiautomático de perfiles de usuario mediante OWL presentada por Christian Eloy Rojas Roldán Ing. en Sistemas Computacionales por el I. T. de Acapulco como requisito para la obtención del grado de: Maestría en Ciencias en Ciencias de la Computación Director de tesis: Dr. Juan Gabriel González Serna Jurado: Dr. Javier Ortiz Hernández – Presidente Dra. Azucena Montes Rendón – Secretario M.C. Hugo Estrada Esquivel – Vocal Dr. Juan Gabriel González Serna – Vocal SuplenteCuernavaca, Morelos, México. 15 de Septiembre de 2009Rojas, Christian i
  2. 2. DEDICATORIA A Dios, por todas las bendiciones otorgadas A mis padres: Dr. Eloy Mario Rojas Nava y Dra. Aida Roldán Monroy, como insignificante retribución a todo lo que sin reparos me han puesto en las manos. A mi novia Xiomara, por todo el apoyo y alegría. A mi hermano, por apoyarme en lo que necesité, este triunfo también es tuyo.Rojas, Christian ii
  3. 3. AGRADECIMIENTOSA Dios. Siempre primero.A mis padres, por tanta paciencia, apoyo, y por enseñarme con amor y ejemploque todo es posible cuando te lo propones. A mi hermano que nunca dijo un no,cuando lo necesité. Sin ellos nunca lo hubiera logrado.A mi novia Xiomara, que con su sonrisa alegró cada día desde el principio hasta elfin. Por contagiarme de su paciencia y ser mi compañera.Al Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico por permitirme un lugarentre sus alumnos y obtener mis estudios de maestría.Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por la beca para manutención otorgaday por permitirme conocer el viejo continente con excelente compañía.A mi director de tesis Dr. Juan Gabriel González Serna, por haberme elegido como sutesista, por todas esas horas de paciencia otorgadas, por la amabilidad yrespetuosidad que lo caracterizan y sobre todo por ser un buen amigo.A mis revisores de tesis: Dr. Hugo Estrada Esquivel, Dra. Azucena Montes Rendón,Dr. Javier Ortíz Hernández, por todas las recomendaciones, apoyo y tiempo dedicadoA mi gente de Acapulco, abuelos, tíos, primos, amigos, que siempre me obsequiaronánimos, oraciones, suerte y bienestar cada vez que partía de regreso a mis labores.A esos compañeros de generación que ahora son amigos: Israel, Rubi, Omar, Yanet,Jose Luis e Itzel por todos los buenos ratos que pasamos juntos y en especial porhaber mitigado la tristeza de no pasar navidad y fin de año con la familia, cuandoEspaña fue nuestro hogar.Aunque me resulta imposible agradecer en solo este espacio a todas esas personasque hicieron posible éste logro. A todos ellos:Rojas, Christian iii
  4. 4. RESUMENLa identificación de las preferencias del usuario en función de su perfil (su edad,gustos, nivel socioeconómico, nivel cultural, y de conocimientos en un áreaespecífica), permitirá a la siguiente generación de aplicaciones Web 3.0 y desistemas de recomendación contextuales, por un lado, personalizar los contenidosWeb de acuerdo al perfil del usuario y por otro, presentar resultados pertinentespara el mismo.Los perfiles de usuarios son una importante herramienta para personalizarrespuestas y entornos. Por lo anterior, en este documento se presenta unametodología innovadora basada en el uso de ontologías definidas con lenguajeOWL y agrupamientos de secciones de información en clústeres y mecanismos dededucción que minimizan de manera significativa el atosigamiento e intrusión enel proceso de extracción de información personal del usuario.Esta metodología permite identificar, clasificar y agrupar componentes del perfildel usuario en una base de datos semántica que permitirá a diversas aplicacionesexplotar esta información para la personalización de contenidos Web.Además, esta base de datos semántica también podrá ser utilizada para laselección de resultados pertinentes en búsquedas contextuales de servicios.Rojas, Christian iv
  5. 5. ÍNDICELista de figuras ................................................................................................................................. ixLista de tablas.................................................................................................................................... xLista de Gráficos ............................................................................................................................... xGlosario de términos y siglas ......................................................................................................... xi1. Capítulo I. Introducción ............................................................................................................ 1 1.1 Introducción ......................................................................................................................... 2 1.2 Descripción del problema .................................................................................................... 2 1.3 Objetivo ............................................................................................................................... 3 1.4 Justificación ......................................................................................................................... 4 1.5 Beneficios ............................................................................................................................ 8 1.6 Trabajos relacionados ......................................................................................................... 8 1.6.1 Principios de marketing ............................................................................................... 8 1.6.2 Improving Ontology-Based User Profiles .................................................................... 9 1.6.3 Learning implicit user interest hierarchy for context in personalization ..................... 10 1.6.4 Need for Context-Aware Topographic Maps in Mobile Devices................................ 11 1.6.5 Matching Users Semantics with Data Semantics in Location-Based Services ........ 11 1.6.5.1 Perfil de usuario ..................................................................................................................................11 1.6.5.2 Perfiles de datos .................................................................................................................................12 1.6.6 Exploiting Hierarchical Relationships in Conceptual search ..................................... 12 1.6.7 SOUPA: Standard ontology for ubiquitous and pervasive applications .................... 12 1.6.7.1 SOUPA Core.......................................................................................................................................13 1.6.7.2 SOUPA Extensión ...............................................................................................................................13 1.6.8 A MDD strategy for developing context-aware pervasive systems ........................... 13 1.6.9 Categorizaciones independientes de un Usuario. ..................................................... 14 1.6.9.1 GEEK ..................................................................................................................................................14 1.6.9.2 AKTORS .............................................................................................................................................15 1.6.9.3 Amigo de un amigo (FOAF: FRIEND Of A Friend)...............................................................................15 1.7 Alcance del proyecto de tesis ............................................................................................ 17 1.8 Organización del documento ............................................................................................. 17Capítulo II. Marco teórico ............................................................................................................... 18 2.1 Conceptos semánticos ...................................................................................................... 20 2.1.1 OWL........................................................................................................................... 20 2.1.2 RDF ........................................................................................................................... 20 2.1.3 W3C ........................................................................................................................... 21 2.1.4 Ontología ................................................................................................................... 21 2.2 Conceptos generales ........................................................................................................ 22 2.2.1 XSD ........................................................................................................................... 22Rojas, Christian v
  6. 6. 3. Capítulo III. Análisis y diseño ................................................................................................. 23 3.1 Análisis .............................................................................................................................. 24 3.1.1 Análisis de operación con clases .............................................................................. 25 3.1.2 Estructura de URI´s (Uniform Resource Indicator). .................................................. 37 3.1.2.1 Árbol de abstracción de nombres ........................................................................................................38 3.1.3 Manejo de tipos ......................................................................................................... 40 3.1.4 Análisis de la interfaz................................................................................................. 42 3.1.4.1 Dominio Básico. ..................................................................................................................................43 3.1.4.2 Dominio Médico ..................................................................................................................................43 3.1.4.3 Dominio Familiar .................................................................................................................................43 3.1.4.4 Dominio Profesional ............................................................................................................................44 3.1.4.5 Dominio Educativo ..............................................................................................................................44 3.2 Diseño ............................................................................................................................... 44 3.2.1 Actividades del proyecto............................................................................................ 48 3.2.1.1 Conexión con ontología.......................................................................................................................48 3.2.1.2 Usuario nuevo .....................................................................................................................................49 3.2.1.3 Usuario existente ................................................................................................................................50 3.2.1.4 Guardado en ontología........................................................................................................................51 3.2.1.5 Modificar en ontología .........................................................................................................................53 3.2.1.6 Eliminado de ontología ........................................................................................................................54 3.2.1.7 Elección de dominio ............................................................................................................................55 3.2.1.8 Elección de operación en ontología.....................................................................................................554. Capítulo IV. Desarrollo de la solución ................................................................................... 55 4.1 Recopilación, discriminación e integración de datos ........................................................ 58 4.2 Estructura de la ontología ................................................................................................. 61 4.2.1 Núcleo........................................................................................................................ 62 4.2.2 Extensibilidad ............................................................................................................ 62 4.2.2.1 Extensibilidad satelital .........................................................................................................................63 4.2.2.1.1 Ejemplo .......................................................................................................... 64 4.2.2.1.2 Formalización de extensibilidad satelital........................................................ 65 4.2.2.2 Extensibilidad parcial ..........................................................................................................................66 4.2.2.2.1 Ejemplo .......................................................................................................... 67 4.2.2.2.2 Formalización de extensibilidad parcial ......................................................... 69 4.2.2.3 Extensibilidad nuclear .........................................................................................................................70 4.2.2.3.1 Ejemplo .......................................................................................................... 71 4.2.2.3.2 Formalización de extensibilidad nuclear. ....................................................... 725. Capítulo V. Implementación ................................................................................................... 75 5.1 Conexión con ontología ..................................................................................................... 76 5.2 Usuario nuevo y usuario existente .................................................................................... 77Rojas, Christian vi
  7. 7. 5.3 Volcado de ontología ......................................................................................................... 79 5.4 Guardado de ontología ...................................................................................................... 80 5.5 Lectura y modificación de ontología .................................................................................. 82 5.6 Eliminar ontología .............................................................................................................. 826. Capítulo VI. Pruebas................................................................................................................ 85 6.1 Introducción ....................................................................................................................... 86 6.2 Descripción del Plan .......................................................................................................... 86 6.2.1 Características a ser probadas ................................................................................. 86 6.2.2 Características excluidas de las pruebas .................................................................. 87 6.2.3 Enfoque ..................................................................................................................... 87 6.2.4 Criterio pasa/ no pasa de casos de prueba. ............................................................. 87 6.2.5 Criterios de suspensión y requerimientos de reanudación. ...................................... 87 6.2.6 Tareas de pruebas. ................................................................................................... 87 6.2.7 Liberación de pruebas. .............................................................................................. 88 6.2.8 Requisitos ambientales. ............................................................................................ 88 6.2.9 Responsabilidades. ................................................................................................... 88 6.2.10 Riesgos y contingencias. ........................................................................................... 88 6.3 Casos de Pruebas. ............................................................................................................ 89 6.3.1 Características a probar ............................................................................................ 89 6.3.2 Grupos de pruebas .................................................................................................... 89 6.3.2.1 Operación con la ontología .................................................................................................................89 6.3.2.2 Estructuración ontológica ....................................................................................................................89 6.3.2.3 Enlace con ontología ...........................................................................................................................89 6.3.2.4 Elección de dominio de la aplicación ...................................................................................................89 6.3.3 Procedimiento de Pruebas ........................................................................................ 89 6.4 USOG-101 Pruebas de operación con la ontología .......................................................... 90 6.4.1 Propósito ................................................................................................................... 90 6.4.2 Entorno de prueba. .................................................................................................... 90 6.4.3 USOG-101-001 Lectura de la ontología .................................................................... 90 6.4.3.1 Propósito.............................................................................................................................................90 6.4.3.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................90 6.4.3.3 Proceso...............................................................................................................................................90 6.4.3.4 Resultado esperado. ...........................................................................................................................90 6.4.4 USOG-101-002 Escritura en ontología ..................................................................... 91 6.4.4.1 Propósito.............................................................................................................................................91 6.4.4.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................91 6.4.4.3 Proceso...............................................................................................................................................91 6.4.4.4 Resultado esperado. ...........................................................................................................................91 6.4.5 USOG-101-003 Eliminado de la ontología ................................................................ 91Rojas, Christian vii
  8. 8. 6.4.5.1 Propósito.............................................................................................................................................91 6.4.5.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................91 6.4.5.3 Proceso...............................................................................................................................................91 6.4.5.4 Resultado esperado. ...........................................................................................................................91 6.4.6 USOG-201 Pruebas de estructuración ontológica .................................................... 91 6.4.6.1 Propósito.............................................................................................................................................91 6.4.6.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................92 6.4.7 USOG-201-001 Estructuración de individualizaciones ............................................. 92 6.4.7.1 Propósito.............................................................................................................................................92 6.4.7.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................92 6.4.7.3 Proceso...............................................................................................................................................92 6.4.7.4 Resultado esperado. ...........................................................................................................................92 6.4.8 USOG-301 Prueba de enlace con ontología ............................................................. 92 6.4.8.1 Propósito.............................................................................................................................................92 6.4.8.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................92 6.4.9 USOG-301-001 Conexión con ontología................................................................... 93 6.4.9.1 Propósito.............................................................................................................................................93 6.4.9.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................93 6.4.9.3 Proceso...............................................................................................................................................93 6.4.9.4 Resultado esperado. ...........................................................................................................................93 6.4.10 USOG-401 Prueba de elección del dominio de la aplicación ............................... 93 6.4.10.1 Propósito.............................................................................................................................................93 6.4.10.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................93 6.4.11 USOG-401-001 Elección del dominio de la aplicación ............................................. 93 6.4.11.1 Propósito.............................................................................................................................................93 6.4.11.2 Entorno de prueba. .............................................................................................................................93 6.4.11.3 Proceso...............................................................................................................................................94 6.4.11.4 Resultado esperado. ...........................................................................................................................94 6.5 Pruebas ............................................................................................................................. 94 6.4.1 Pruebas Funcionales ................................................................................................. 95 6.4.2 Pruebas operativas .................................................................................................. 106 6.5 Observaciones generales ................................................................................................ 136Capítulo VII. Conclusiones ........................................................................................................... 139 7.1 Conclusiones ................................................................................................................... 140 7.2 Aportaciones .................................................................................................................... 141 7.3 Trabajos futuros............................................................................................................... 142 7.4 Publicaciones .................................................................................................................. 143Bibliografía ..................................................................................................................................... 144Anexo 1 ........................................................................................................................................... 147Anexo 2 ........................................................................................................................................... 148Rojas, Christian viii
  9. 9. LISTA DE FIGURASFigura 1.1 Perspectiva de SOUPA + CoBrA para modelar a un usuario. ........................................... 4Figura 1.2 Perspectiva de GEEK para modelar a un usuario ............................................................. 5Figura 1.3 Perspectiva de AKTORS para modelar a un usuario ........................................................ 6Figura 1.4 Perspectiva de FOAF para modelar a un usuario ............................................................. 7Figura 1.5 Mapa del comportamiento del comprador ......................................................................... 9Figura 1.6 Ontologías integrantes de SOUPA .................................................................................. 13Figura 3.1 Diagrama de bloques del proceso general del proyecto ................................................. 24Figura 3.2 Diagrama general de casos de uso ................................................................................. 25Figura 3.3 Diagrama de casos de uso de Operar con la ontología .................................................. 26Figura 3.4 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1 Operar con la ontología ........................... 28Figura 3.5 Diagrama de actividad del caso de uso Elegir operación de altas, bajas y consultas .... 30Figura 3.6 Diagrama de actividad del caso de uso Elegir dominio de aplicación ............................. 32Figura 3.7 Diagrama de actividad del caso de uso Enlazar con la ontología ................................... 34Figura 3.8 Diagrama de casos de uso de Estructuración ontológica................................................ 35Figura 3.9 Diagrama de actividad del caso de uso Estructuración ontológica ................................. 36Figura 3.10 Identificador del atributo “nombre” de la ontología en protégé ...................................... 37Figura 3.11 Árbol de elementos de la ontología ............................................................................... 39Figura 3.12 Árbol de elementos de la ontología ............................................................................... 39Figura 3.13 Resultado del método para nombrar individualizaciones .............................................. 40Figura 3.14 Esquema de manejo de los tipos de datos .................................................................... 41Figura 3.15 Diagrama de clases del proyecto ................................................................................... 44Figura 3.16 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.userontology.axiomsinference ......... 45Figura 3.17 Diagrama de clases del paquete mx.edu.cenidet.userontology.Front ........................... 47Figura 3.18 Diagrama de secuencias para la Conexión con la ontología ........................................ 49Figura 3.19 Diagrama de secuencias para ingresar al sistema como usuario nuevo ...................... 50Figura 3.20 Diagrama de secuencias para ingresar al sistema como usuario existente.................. 51Figura 3.21 Diagrama de secuencias del proceso Guardar ontología.............................................. 53Figura 3.22 Diagrama de secuencias del proceso Modificación de ontología .................................. 54Figura 3.23 Diagrama de secuencias del proceso Eliminación de la ontología ............................... 54Figura 4.1. Estructura ontológica ...................................................................................................... 60Figura 4.2. Enfermedades crónico-degenerativas en México ........................................................... 61Figura 4.3. Estructura de la clase “Minusvalía”. ................................................................................ 64Figura 4.4. Estructura de la clase “Ayuda_tecnica” .......................................................................... 64Figura 4.5. Esquema de “Extensibilidad satelital” ............................................................................. 65Figura 4.6. Esquema de extensibilidad parcial ................................................................................ 67Figura 4.7. Estructura de la clase “Contacto” .................................................................................... 68Figura 4.8. Estructura de la clase “Nivel_computo” .......................................................................... 68Figura 4.9. Relación y cobertura entre las clases “Nivel_computo” y “Contacto” ............................. 69Figura 4.10. Estructura de la clase “Personales” .............................................................................. 71Figura 4.11. Estructura de la clase “Origen” ..................................................................................... 71Figura 4.12. Esquema de extensibilidad nuclear .............................................................................. 72Figura 5.1. Conexión con ontología .................................................................................................. 77Figura 5.2. Autenticación de usuario.1 .............................................................................................. 77Figura 5.3. Autenticación de usuario.2 .............................................................................................. 78Figura 5.4. Autenticación de usuario.3 .............................................................................................. 79Figura 5.5. Volcado de datos a la ontología ...................................................................................... 80Figura 5.6. Relación de elementos en la ontología ........................................................................... 81Figura 5.7. Lectura de datos desde la ontología ............................................................................... 82Figura 5.8. Eliminación de datos en la ontología .............................................................................. 83Figura 6.1. Datos de la ontología en protégé .................................................................................... 95Figura 6.2. Autenticación invalida ..................................................................................................... 95Figura 6.3. Autenticación válida y elección de operación con ontología .......................................... 95Rojas, Christian ix
  10. 10. Figura 6.4. Datos de la ontología en protégé .................................................................................... 96Figura 6.5. Creación de nuevo usuario y elección del dominio de aplicación .................................. 96Figura 6.6. Introducción de datos en el perfil .................................................................................... 97Figura 6.7. Datos en la ontología después de la operación .............................................................. 97Figura 6.8. Contenido de la instancia de la clase miembro en la ontología ..................................... 98Figura 6.9. Eliminación de un individuals en la ontología ................................................................. 99Figura 6.10. Resultado en la ontología después de la operación ..................................................... 99Figura 6.11. Guardado de datos ontológicos. ................................................................................. 100Figura 6.12. Árbol de abstracción de nombres de la ontología creada. ......................................... 100Figura 6.13. Estructuración ontológica de la ontología en protégé................................................. 101Figura 6.14. Contenido de password en la clase personales de la ontología ................................ 101Figura 6.15. Autenticación en la ontología existente ...................................................................... 102Figura 6.16. Cambio de contraseña en la ontología ....................................................................... 102Figura 6.17. Valores ontológicos posteriores a la operación. ......................................................... 103Figura 6.18. Autenticación y visualización de clases organizadas según el dominio de aplicaciónHospital ............................................................................................................................................ 104Figura 6.19. Dominio de aplicación antes de la operación ............................................................. 104Figura 6.20. Dominio de aplicación después de la operación ........................................................ 105Figura 6.21. visualización de clases organizadas según el dominio de aplicación Universidad .... 105LISTA DE TABLASTabla 1.1. Análisis comparativo del estado del arte.......................................................................... 16Tabla 3.1 Descripción del caso de uso Operar con la ontología ...................................................... 26Tabla 3.2 Descripción del caso de uso Elegir operación de altas, bajas y consultas ....................... 28Tabla 3.3 Descripción del caso de uso Elegir dominio de aplicación ............................................... 31Tabla 3.4 Descripción del caso de uso Enlazar con la ontología ..................................................... 32Tabla 3.5 Descripción del caso de uso Estructuración ontológica .................................................... 35Tabla 4.1. Recopilación de atributos pertinentes para perfilar a un usuario. .................................... 58Tabla 6.1 Tareas a desarrollar a las pruebas ................................................................................... 87Tabla 6.2. Caso de prueba: Lectura de la ontología ......................................................................... 95Tabla 6.3 Caso de prueba: Escritura en ontología............................................................................ 96Tabla 6.4 Caso de prueba: Eliminado de la ontología ...................................................................... 98Tabla 6.5 Caso De Prueba: Estructuración De Individualizaciones ................................................ 100Tabla 6.6 Caso De Prueba: Estructuración De Individualizaciones ................................................ 101Tabla 6.7 Caso De Prueba: Estructuración De Individualizaciones ................................................ 103LISTA DE GRÁFICOSGrafico 1 Clases Accedidas Por El Grupo De Prueba .................................................................... 137Grafico 2 Estadística de salida ........................................................................................................ 138Rojas, Christian x
  11. 11. GLOSARIO DE TÉRMINOS Y SIGLASIEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, una asociación técnico-profesional mundial dedicada a la estandarización, entre otras cosas. Es la mayor asociación internacional sin fines de lucro formada por profesionales de las nuevas tecnologías, como ingenieros de telecomunicaciones, ingenieros electrónicos, ingenieros en informática e Ingenieros en computación.URI Un URI es una cadena corta de caracteres que identifica inequívocamente un recurso (servicio, página, documento, dirección de correo electrónico, enciclopedia, etc.). Normalmente estos recursos son accesibles en una red o sistema.Todas las definiciones se tomaron de [wiki09].Rojas, Christian xi
  12. 12. 1. CAPÍTULO I. INTRODUCCIÓNEn este capítulo se presenta la descripción del problema que dio origen al presentetrabajo de tesis, su objetivo, justificación y beneficios. También los trabajosrelacionados. Y por último la organización del documento.
  13. 13. Introducción1.1 INTRODUCCIÓNDebido a la inexactitud de los sistemas y estudios actuales para perfilar o modelar aun usuario real, se ha visto la necesidad de analizar las posibles categorizaciones delmismo, basadas en áreas como la mercadotecnia, psicología, y computación. Estocon la finalidad de obtener un conjunto de datos que permitan perfilar de un modoeficiente a un usuario en cuestión.Un simple documento legible por una persona y una lista de datos no son suficientes,por lo que se necesita un entorno de diseño en algún lenguaje procesable como lopuede ser (OWL/RDF) y alguna interfaz que permita la captura de estos datos.Uno de los principales intereses de este proyecto es entonces obtener una ontologíaque permita modelar a un usuario, así como sus costumbres, deficiencias, rolescotidianos y características, y poblarla mediante alguna interfaz gráfica de unambiente de desarrollo para poder instanciarla y explotarla.Debido a que la información obtenida del usuario será proporcionada de maneraexplícita, es decir, directamente por el usuario, se investigarán e implementarán unaserie de técnicas para evitar en la medida de lo posible la intrusión excesiva de susdatos, y por consiguiente obtener sólo los necesarios para un cierto dominio deaplicación, sin menoscabar la pertinencia de los mismos.1.2 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMALos perfiles de usuarios son una importante herramienta para personalizarrespuestas, entornos y evitar la intrusión excesiva de datos secundarios, así comopara minimizar costos por manejo de datos impertinentes.En el mercado se pueden encontrar distintas categorizaciones de usuario [Geek09][Akt08] [Miller00], sin embargo aunque cada una de ellas comparte en gran medida suconjunto de datos básico (nombre, edad, sexo, etc.), también poseen datosespecializados, que sólo poseerán aquellos usuarios que estén en el dominio deaplicación de esa categorización.Es entonces necesaria, una depuración de los datos de un usuario, dispuestos porWeb sociales, servicios independientes y estudios de áreas como la computación,mercadotecnia y psicología. [Yu05] [Plans03] [Trajkova04] [Chan07] [Gauch04][Nivala03] Así como la adición de elementos considerados pertinentes. [Issste02][Cif00] [Icf08] [Disc08] [Croja08] [Gzlez08] [Disca08]Rojas, Christian 2
  14. 14. IntroducciónUn simple documento legible por una persona y una lista de datos no son suficientes,por lo que se necesita un entorno de diseño en algún lenguaje procesable como lopuede ser OWL/RDF (Ontology Web Language/Resource Description Framework)[W3C04] y una interfaz amigable que permita la captura de estos datos.La necesidad objetiva de este proyecto es entonces obtener una ontología quecumpla con las características citadas, modelando a un usuario y tomando en cuentasus costumbres, deficiencias, roles cotidianos y características, y poblarla medianteuna interfaz gráfica para poder instanciarla y explotarla.Debido a que la información para perfilar al usuario deberá ser directamenteintroducida por el mismo, se investigaron e implementaron una serie de técnicas paraevitar, en la medida de lo posible, la intrusión excesiva de datos del usuario, y porconsiguiente obtener sólo los necesarios para un cierto dominio de aplicación, sinmenoscabar la pertinencia de los mismos.Una de las problemáticas inmersas en el uso de ontologías es nombrarsemánticamente de forma unívoca a los elementos en la ontología, como lo sonatributos, clases e individuals (instancia de una clase); los cuales son representadosmediante una URI (Uniform Resource Indicator) siguiendo un mismo patrón. [W3C04][Protege09].Esto ocasiona que no pueda ser identificado un elemento a partir de su URI, y en elpeor de los casos esta nomenclatura arbitraria ocasionará que se tengan queimplementar heurísticas más complejas para la recuperación de elementos a partir deun conjunto de identificadores conceptuales unívocos.Para resolver estos problemas, en esta tesis se propone una técnica para eltratamiento de los identificadores conceptuales mediante la generación de un árbol deabstracción de nombres a partir de un conjunto de reglas.1.3 OBJETIVOObtener una ontología que modele a un usuario, tomando en cuenta sus costumbres,deficiencias, roles cotidianos y características, y poblarla mediante una interfaz gráficapara poder instanciarla y explotarla.Rojas, Christian 3
  15. 15. Introducción1.4 JUSTIFICACIÓNUna gran cantidad de interpretaciones para categorizar a un usuario están disponiblesen el mercado, sin embargo, la mayoría de estas, contemplan una estructurainfluenciada por el domino hacia el cual intencionalmente fueron creadas, es decir,que los datos que consideran capturar son divergentes, debido a que cadacategorización especializa los datos a sus intereses.Aunque muchas de estas categorizaciones son similares en sus datos básicos (datospersonales), existe la variabilidad en su formato, es decir, estos conjuntos de datosestán dispuestos en diferentes formas como por ejemplo: texto plano, bases de datos,lenguaje procesable (OWL), etc.En las siguientes figuras se muestran distintas apreciaciones para categorizar a unusuario.En la figura 1.1 se muestra una perspectiva de acuerdo a SOUPA + CoBrA [Chen04],la cual toma en cuenta datos generales y algunos basados en contacto. • Nombre Información • Género • Edad básica de • Fecha de nacimiento perfil • Correo • Dirección Perspectiva Información • Página personal SOUPA + • Número telefónico de contacto • Mensajería instantanea CoBrA • Id. de chat • Amigos • Dependientes de organizacion Profesional y social Figura 1.1 Perspectiva de SOUPA + CoBrA para modelar a un usuario.Rojas, Christian 4
  16. 16. IntroducciónEn la figura 1.2, se aprecia una perspectiva de GEEK [Geek09], en la que se enfatizasobre las preferencias del usuario. Figura 1.2 Perspectiva de GEEK para modelar a un usuarioLa siguiente lista muestra los detalles de algunos elementos marcados con la letraasignada en la figura anterior. A. Pretty Good Privacy o PGP (privacidad bastante buena) es un programa desarrollado por Phil Zimmermann y cuya finalidad es proteger la información distribuida a través de Internet mediante el uso de criptografía de clave pública, así como facilitar la autenticación de documentos gracias a firmas digitales. Fuente: Wikipedia. B. Interesado en otros códigos GEEKS [Geek09], y habido de memorizarlos.En la figura 1.3, se aprecia la perspectiva de AKTORS para perfilar a un usuario,tomando en cuenta datos referentes a su ubicación y preferencias del mismo. [Akt08]Rojas, Christian 5
  17. 17. Introducción Figura 1.3 Perspectiva de AKTORS para modelar a un usuarioLa siguiente lista muestra los detalles de algunos elementos marcados con la letraasignada en la figura 1.3. A. Refiere a la ubicación geográfica según el uso horario (GMT) B. Referente al origen de la persona. (Lugar natal) C. Indica cómo le gusta a la persona ser llamada (parte de su nombre) D. Indica el título de la persona en sociedad preferido por la persona (Ing. Sr. Srita. Dr. Lic. etc.) E. Indica bajo qué tipo de contratación trabaja en su dependencia (Honorarios, Confianza, Base, Contrato, Sindicalizado, etc.) F. Indica el tipo de trabajo de la persona de entre una lista proporcionada por AKTORS (Administrador, diseñador multimedia, desarrollador, diseñador grafico, secretario, empleado educacional, soporte académico, interés en investigación, etc.)En la figura 1.4 se muestra la perspectiva de Friend of a Friend (FOAF), para perfilar aun usuario tomando en cuenta que estos datos están inclinados a cuestiones decontacto debido a la naturaleza del proyecto en el que está inmerso, la cual tomacomo base los microformatos [Miller00].Rojas, Christian 6
  18. 18. Introducción Figura 1.4 Perspectiva de FOAF para modelar a un usuarioLa siguiente lista muestra los detalles de algunos elementos marcados con la letraasignada en la figura 1.4.A. Organización fundada por un proyecto o personaB. Una imagen utilizada para representar algo en específicoC. Documento que representa un tema principalD. Algo que fue hecho o fabricado por esta personaE. Algún agente que hizo algoF. Liga a las publicaciones de esta personaG. Una muestra en imagen de algo interesante.Como se puede apreciar en las figuras anteriores, las categorizaciones para unusuario son dedicadas a cierto dominio y en algunos casos de gran tamaño, estas sejustifican así mismas en su contenido, y son muy útiles para el contexto deinvestigación, pero tienen el inconveniente de no ser del mismo formato de operación,esto es, que el caso de GEEK, corresponde a un formato de texto plano, mientras quelas demás categorizaciones corresponden a ontologías en lenguaje procesable(OWL), ocasionando una incompatibilidad en la explotación integral de al menos,estas categorías.Rojas, Christian 7
  19. 19. Introducción1.5 BENEFICIOSEl principal beneficio que se obtuvo de esta tesis es una herramienta que permitemodelar usuarios basándose en el contexto propio, mediante el uso de ontologías enlenguaje procesable, utilizando una interfaz gráfica. Las aplicaciones que puedenrealizarse con esta herramienta son: Captura personalizada de los datos del usuario. Una interfaz gráfica que permite la captura de datos pertinentes de acuerdo al usuario en cuestión, tomando en cuenta características, atributos, preferencias, y datos almacenados en el perfil. Un esquema ontológico basado en núcleo + extensiones. Este tipo de estructura, permitirá el crecimiento de la ontología dependiendo del contexto del usuario en cuestión. Explotación y reutilización de la ontología resultante. Debido a que el resultado (perfil de usuario) estará dispuesto en un formato liviano bajo un lenguaje procesable (OWL), permitirá a otras aplicaciones o servicios consumidores hacer uso de la información obtenida de manera más intuitiva y ordenada. Detallado de reglas para la obtención de un mapa ontológico. Un método que define un conjunto de reglas bajo un algoritmo específico, que permitirá estandarizar los identificadores conceptuales generados por la ontología y también permitirá presentar el resultado obtenido. De esta manera es posible la explotación de la ontología de una manera más efectiva ya que el mapa generado manualmente a partir de las reglas mencionadas hace innecesario el conocimiento de lenguaje de consultas para la exploración puntual de un elemento en la estructuración de la ontología.1.6 TRABAJOS RELACIONADOSEn primera instancia se describe un estudio del área mercadotécnica, en el cual seperfila a un usuario, denominado técnicamente como “comprador”. Posteriormente semuestra un conjunto de artículos asociados al tema, y por último dos tesis (doctoralesy de maestría) involucradas por igual1.6.1 Principios de marketingEste trabajo representa un estudio basado en la mercadotecnia, el cual maneja elconcepto de cliente (sinónimo con usuario para fines del proyecto de tesis)Aquí se definen dos conceptos muy distintos entre sí, pero que aparentan unasimilitud, estos son: “Cliente” y “Consumidor”, pero contempla no sólo productos sinoservicios por igual en estas definiciones. Debido a esta separación de definiciones,Rojas, Christian 8
  20. 20. Introducciónconsideran necesarias las categorizaciones de los comportamientos de estos dosactores, fijando la atención en el comprador (cliente). Véase figura 1.5. Figura 1.5 Mapa del comportamiento del compradorSe especifican también los roles de compra que son diferentes métricas adoptadassegún la(s) rutina(s) en las que se desenvuelve el usuario, así como los tipos decomportamiento del comprador y demás estudios relacionados con el tema.Como se puede apreciar, el tipo de categorización realizada hacia el usuario(denominado comprador) se realiza de modo vectorial, es decir, sin subclasificacionesde datos. De modo que al no explayarse los datos internos de las categorías, solo losgrupos, dejan espacio a ambigüedades. [Plans03]1.6.2 Improving Ontology-Based User ProfilesIntenta clasificar intereses del usuario, siendo su principal objetivo investigar técnicasque implican la construcción de perfiles de usuario basados en ontologías. La idea esconstruir perfiles sin interacción humana, esto es, de manera automática, con elsimple monitoreo de los hábitos del usuario.Toma mucha importancia el definir los conceptos más importantes en la construccióno categorización de estos usuarios al igual que involucran estos conceptos ocaracterísticas de un modo jerárquico y cuestionan firmemente la cantidad de nivelesnecesarios para categorizar al usuario.Rojas, Christian 9
  21. 21. IntroducciónSin embargo las principales problemáticas se basan en la elección de los elementospertinentes para la elaboración de dicho perfil y cómo proyectar estos datos en elmismo, ya que se explayan dos técnicas para obtener estos datos, las cuales sonimplícitas (observación y exploración de su actividad) y explicitas (preguntas directas).Direccionando la metodología de este proyecto hacia la explotación implícita.Referente a la alimentación del perfil, esta se lleva a cabo de manera jerárquica y novectorial, esto es, aplicando niveles de abstracción con cierta ponderación.[Trajkova04]1.6.3 Learning implicit user interest hierarchy for context in personalizationEl contenido de este documento presenta una visión de la categorización de unusuario a partir de sus intereses, analizada a partir de la navegación Web del mismo.Utilizan un método de estructuración basado en jerarquías para la creación de unperfil, tomando los niveles de la misma como niveles de abstracción de los conceptos,de modo que si un usuario en diferentes consultas o navegaciones toca temáticasmuy distintas entre sí, puede darse el caso que en un nivel de abstracción no tenganrelación, sin embargo, si se eleva el nivel de abstracción de esas navegaciones, sehace que pertenezcan al mismo concepto.Este artículo utiliza para la generación de un perfil de usuario una estructurajerárquica, denominada por ellos como: UIH (jerarquía de intereses del usuario porsus siglas en inglés).Se propone que la alimentación de las jerarquías y de los conceptos inmersos en ellassean por un medio automático, esto es, dinámicamente, por medio de la navegaciónWeb del usuario, usando la lógica de que los intereses se contemplan como pasivoscuando el nivel de abstracción es más alto y más activos cuando el nivel deabstracción es más bajo, es decir, de más genérico a más específico.La alimentación de la jerarquía utilizada es dinámica al defender el hecho de que losperfiles son constantemente actualizados por el usuario, y no es práctico el definir unperfil como estático ya sea en su contenido o incluso en su estructura.Según este artículo, la manipulación de los intereses de un modo jerárquico es másprecisa que una realizada de un modo vectorial o lineal, sobre todo por cuestionesontológicas. [Chan07]Rojas, Christian 10
  22. 22. Introducción1.6.4 Need for Context-Aware Topographic Maps in Mobile DevicesEste trabajo se especializa en servicios que facilitan mapas cartográficos a usuarios, yuno de sus principales factores a tomar en cuenta es la capacidad que se tiene o nopara darle al usuario algo en específico que cumpla con sus expectativas, todo estocon el fin de hacer los productos más usables y comerciales.Los mapas no son un medio de comunicación, pero si, un medio de aproximaciónpara localización de detalles vía espacial, (esto debido a que aplican ontologías parala solución de los mismos) y por lo tanto la exactitud de estos debe de ser por demásprecisa, tomando en cuenta todos los detalles que conlleva.Para la eficiente provisión de los mapas solicitados se emplean las siguientescategorías de acuerdo al momento de la solicitud de los mismos:Contexto de cómputoContexto del usuario: Refiere a habilidades físicas, habilidades perceptuales y cognitivas, y diferentes personalidades del usuario en cuestión.Contexto FísicoContexto de tiempo.Contexto de historiaSin embargo, debido a que el destino final de estos mapas son los dispositivosmóviles, estos términos cambian con base en adaptabilidad. [Nivala03]1.6.5 Matching Users Semantics with Data Semantics in Location-Based ServicesRelación de semántica de usuarios con semántica de datos en LBSPropone cierta flexibilidad a los servicios de información para que puedan entendercorrectamente lo que está siendo solicitado por el usuario, y como seleccionar lainformación que esa relevante para esta solicitud, tomando en cuenta la gestión, eldiseño y los factores humanos. En este artículo se definen los siguientes conceptos:1.6.5.1 Perfil de usuarioSon dinámicos. Dos usuarios en las mismas condiciones, en la misma ubicación yhaciendo la misma petición pueden tener resultados distintos (polimorfismo) deacuerdo a su perfil.Se definen también los perfiles de usuario de tipo estático (explicito), y de tipodinámico (implícito), es decir, alimentados por preguntas directas acerca de suscaracterísticas, hábitos o comportamiento, y alimentada por el análisis constante desu comportamiento mediante su navegación u otro método, respectivamente.Rojas, Christian 11
  23. 23. Introducción1.6.5.2 Perfiles de datosLos perfiles de datos describen servicios de datos. Del mismo modo en que unesquema describe una base de datos, un perfil de datos proporciona informaciónacerca de los datos provistos por un servicio. [Yu05]1.6.6 Exploiting Hierarchical Relationships in Conceptual searchDebido al constante crecimiento de sitios Web, la pertinencia de muchas de lasrespuestas arrojadas hacia un usuario que los consulta, dependen de una ciertapersonalización, la cual, no existe al momento, porque a pesar de que losmecanismos son más novedosos en cuestiones de navegación y búsqueda, losprincipios son los mismos, utilizando palabras clave para hacer sus búsquedas.El problema en la actualidad es que si dos usuarios realizan una consulta utilizando lamisma palabra de búsqueda, el motor de búsqueda arroja como resultado el mismoconjunto de respuestas, siendo que es muy probable que cada uno de ellos se hayareferido a un contexto distinto. [Gauch04]La herramienta que ellos desarrollaron denominada KeyConcept toma en cuenta tantoestas palabras clave como los conceptos o temas relacionados de su consulta directay automáticamente de Open Directory. [Odp08]Este artículo entonces, utiliza una estructuración de tipo jerárquica para poder realizarla alimentación de una ontología adoptando los beneficios de este tipo deestructuración en contraste con una de tipo vectorial, además de que toma en cuentaun mejoramiento iterativo, refinándose la jerarquía automáticamente.1.6.7 SOUPA: Standard ontology for ubiquitous and pervasive applicationsEn este artículo se explica a detalle el SOUPA, ésta ontología se diseñó paramodelar y soportar aplicaciones de cómputo pervasivo.Esta ontología está definida en lenguaje OWL, la cual incluye un componente modularde vocabulario para representar agentes inteligentes asociados a intenciones, deseos,creencias, perfiles de usuario, información de contexto, acciones y políticas deseguridad y privacidad, y además se explica cómo puede ser extendida y usada parasoportar aplicaciones de CoBrA [Chen2005] para la construcción de cuartosinteligentes (habitaciones con sensores de radio frecuencia); y MoGATU, un gestor dedatos peer-to-peer para ambientes pervasivos. [Chen04]A continuación se definen los componentes de las ontologías integrantes de SOUPA:Rojas, Christian 12
  24. 24. Introducción Figura 1.6 Ontologías integrantes de SOUPA1.6.7.1 SOUPA Core.Define el vocabulario genérico y universal para la construcción de aplicaciones decomputo pervasivas. Este conjunto de ontologías consiste en vocabularios paraexpresar conceptos que son asociados con personas, agentes, intenciones, deseos ycreencias; acciones políticas, tiempo, espacio y eventos. Véase figura 1.61.6.7.2 SOUPA ExtensiónSe extiende de SOUPA Core. Define vocabulario adicional para el soporte de tiposespecíficos de aplicaciones y ejemplos provenientes de la definición de nuevasextensiones de ontología. figura arribaEstas ontologías son definidas con dos propósitos:o Definir y extender el conjunto de vocabularios para soportar tipos específicos de dominios y aplicaciones pervasivas.o Demostrar cómo definir nuevas ontologías por medio de la extensión de las ontologías SOUPA Core.1.6.8 A MDD strategy for developing context-aware pervasive systemsEsta tesis propone un enfoque metodológico al desarrollo de sistemas pervasivosconscientes de los contextos basados en ontologías y normas del MDD (Model-DrivenDevelopment), y ofrece las siguientes contribuciones: 1. Un conjunto de modelos para la captura de datos del contexto en tiempo de modelado. 2. Una ontología de contexto y un repositorio contextual OWL basado en esta ontología para capturar datos del contexto en tiempo de ejecución.Rojas, Christian 13
  25. 25. Introducción 3. Un framework para almacenamiento automático, gestión y procesamiento de información del contexto en tiempo de ejecución. 4. Una infraestructura para la adaptación del sistema pervasivo con la finalidad de mejorar la vida del usuarioEstos sistemas no solo deben capturar información del contexto, también debenentenderlo y adaptar su comportamiento acorde a éste a partir de las preferencias delusuario. En esta tesis se define una ontología de contexto y un repositorio contextualOWL como un sistema capaz de almacenar en una máquina de lenguaje procesabletanto la información contextual actual como la información contextual histórica.Este framework automáticamente actualiza el repositorio contextual OWL de acuerdoa los cambios producidos en la información contextual al tiempo de ejecución. Parapoder gestionar la localización del usuario se requiere que cada uno de ellos tenga undispositivo de localización (por ejemplo, un brazalete de identificación por radiofrecuencia) para ser identificados por los propios sensores. [Serral07]1.6.9 Categorizaciones independientes de un Usuario.1.6.9.1 GEEKUn geek es una persona hábil para la informática, la electrónica y la tecnología, yademás tiene interés por los gadgets1 y accesorios digitales y/o novedosos.Tanta fama ha cobrado este término que aquellos que se consideran GEEKS, handesarrollado un código para poder distinguirse de entre las personas que no lo son.Este código carente de sentido a simple vista contiene caracteres que identifican ydescriben no sólo los conocimientos de la persona sobre los temas arriba mostrados,sino también, de ciertas características físicas, de intereses socio-político-económicos, de entretenimiento y más.Cabe mencionar que cada una de las categorías y de las opciones operadas por estacategorización tiene asignado un símbolo univoco (conjunto de caracteres carentes desentido en un contexto habitual), y formando una concatenación de acuerdo al ordende petición, es como se forma el código geek, cuyo análisis y ejemplo cae fuera de losintereses de este documento.1. Gadget (Gizmo)Obtenido de: http://es.wikipedia.org/wiki/Gadget ; Ultima consulta: Julio 2009Es un dispositivo que tiene un propósito y una función específica, generalmente de pequeñas proporciones, práctico y a la vez novedoso. Los gadgets suelentener un diseño más ingenioso que el de la tecnología corriente.Rojas, Christian 14
  26. 26. Introducción1.6.9.2 AKTORSAKTORS es una ontología creada por AKT (Advanced Kwnoledge Technologies), elcual es fundado en EPSCR (Engineering and Physical Sciences Research Council)el cual tienen como objetivo desarrollar y extender un rango de tecnologíasprovenientes de métodos y servicios integrados de captura, modelado, publicación,rehúso y gestión del conocimiento. [Akt08]Ellos han creado una ontología para modelar a un usuario tomando en cuenta en granmedida su ubicación física y los datos de geolocalización.1.6.9.3 Amigo de un amigo (FOAF: FRIEND Of A Friend)FOAF es un proyecto para la Web semántica que se inició en el año 2000, utilizandotecnologías desarrolladas dentro de la Web semántica para describir relacionesmediante RDF que puedan ser procesadas fácilmente por máquinas.La idea detrás de FOAF es simple: la Web trata de realizar todas las conexiones entrelas cosas. FOAF proporciona algunos mecanismos básicos para que nos ayuden adecirle a la agentes sobre las conexiones entre las cosas que interesan a los usuariosfinales.FOAF es una tecnología sencilla que facilita el compartir y utilizar la información sobrelas personas y sus actividades (por ejemplo, fotos, calendarios, diarios), paratransferir información entre los sitios Web, y para extender automáticamente, fusionary re-usar en línea. [Miller00]Para representar el lenguaje FOAF se ha descrito una especificación con diccionariosde nombres, propiedades y clases usando tecnología RDF de W3C.En la tabla 1, se muestra el análisis sintético de cada uno de los elementosestudiados anteriormente, reflejando los parámetros más importantes.Rojas, Christian 15
  27. 27. Introducción Tabla 1.1. Análisis comparativo del estado del arte. Uso en ambiente Roles de Usuario procesable OWL Retroalimentación o autoaprendizaje Uso de agentes ponderancias Arquitectura Exploración Seguridad / Privacidad Lenguaje domóticoNombre Uso de[PLANS03] Ninguna Ninguna[TRAJKOVA04] Implícita Jerárquica[CHAN07] Implícita Jerárquica[GAUCH04] Implícita Jerárquica[SARJAKOSKI03] N/E Lineal Explicita /[YU05] Ninguno Implícita Núcleo +[CHEN05] Explicita Extensión Núcleo +[CHEN04] Explicita Extensión[SERRAL07] Explicita Lineal[GEEK08] Explicita Lineal[AKTORS08] Explicita Jerárquica[MILLER00] Explicita Lineal Núcleo +Nuestro Enfoque Explicita Extensión N/E= No EspecificadoRojas, Christian 16
  28. 28. Introducción1.7 ALCANCE DEL PROYECTO DE TESISEl proyecto de tesis que se dispone en este documento, se conforma de acuerdo a 5puntos importantes: Los perfiles generados serán definidos en un lenguaje procesable (OWL). Los perfiles generados responderán a un árbol de abstracción de nombres para su explotación posterior (Véase 3.1.2) La interfaz gráfica resultante tendrá módulos dinámicos que responderán de acuerdo al contexto de los datos capturados al momento de la operación de dichos módulos. La ontología resultante en cada perfil corresponderá en su tamaño de acuerdo con los datos capturados por el usuario correspondiente, conteniendo el núcleo más las extensiones pertinentes y acordes a cada perfil. La ontología resultante de cada perfil tendrá una correspondencia directa en las clases y datos contenidos de acuerdo a un cierto dominio de aplicación. (Véase 3.1.2.3.1)1.8 ORGANIZACIÓN DEL DOCUMENTOEste documento de tesis ésta estructurado de la siguiente manera: En el capítulo 2 sepresentan los conceptos sobre las tecnologías involucradas en el desarrollo de latesis. En el capítulo 3, se muestran los casos de uso, escenarios, diagramas deactividad, clases y secuencia que representan el análisis y diseño del proyectorealizado. En el capítulo 4, se detalla el procedimiento seguido para la obtención delprototipo. En el capítulo 5, se explica el uso de la aplicación así como segmentos decódigo importantes. En el capítulo 6, se presentan los resultados de las pruebas. En elcapítulo 7, se presentan las aportaciones de la tesis, los trabajos futuros y laspublicaciones realizadas durante el desarrollo de la tesis.Rojas, Christian 17
  29. 29. IntroducciónRojas, Christian 18
  30. 30. CAPÍTULO II. MARCO TEÓRICOEn este capítulo se presenta la teoría relacionada con el tema semántico aplicado enéste trabajo de tesis. Se inicia describiendo los conceptos relacionados con elproyecto en el ámbito semántico y continúa con los conceptos generales que seutilizaran en el transcurso de este documento.
  31. 31. Marco teórico2.1 CONCEPTOS SEMÁNTICOS2.1.1 OWLEl Lenguaje de Ontologías Web (OWL) está diseñado para ser usado en aplicacionesque necesitan procesar el contenido de la información en lugar de únicamenterepresentar información para los humanos. OWL facilita un mecanismo deinteroperabilidad de contenido Web más eficiente que los mecanismos admitidos porXML, RDF, y esquema RDF (RDF-S) proporcionando vocabulario adicional junto conuna semántica formal. OWL tiene tres sub-lenguajes, con un nivel de expresividadcreciente: OWL Lite, OWL DL, y OWL Full.La Web semántica se basará en la capacidad de XML para definir esquemas deetiquetas a medida y en la aproximación flexible de RDF para representar datos. Elprimer nivel requerido por encima de RDF para la Web semántica es un lenguaje deontologías que pueda describir formalmente el significado de la terminología usada enlos documentos Web.OWL añade más vocabulario para describir propiedades y clases: entre otros,relaciones entre clases (por ejemplo, desunión), cardinalidad (por ejemplo, "unoexacto"), igualdad, más tipos de propiedades, características de propiedades (porejemplo, simetría), y clases enumeradas. [OWL09]2.1.2 RDFEl fundamento o base de RDF es un modelo para representar propiedadesdesignadas y valores de propiedades. El modelo RDF se basa en principiosperfectamente establecidos de varias comunidades de representación de datos.Las propiedades RDF pueden recordar a atributos de recursos y en este sentidocorresponden con los tradicionales pares de atributo-valor. Las propiedades RDFrepresentan también la relación entre recursos y por lo tanto, un modelo RDF puedeparecer un diagrama entidad-relación. (De forma más precisa, los esquemas RDF queson objetos específicos de la categoría del modelo de datos RDF) son diagramas ER(Entidad Relación). En la terminología del diseño orientado a objetos, los recursoscorresponden con objetos y las propiedades corresponden con objetos específicos yvariables de una categoría.El modelo de datos de RDF es una forma de sintaxis-neutral para representarexpresiones RDF. La representación del modelo de datos se usa para evaluar laequivalencia en significado. Dos expresiones RDF son equivalentes si y sólo si susrepresentaciones del modelo de datos son las mismas. Esta definición deequivalencia permite algunas variaciones sintácticas en expresiones sin alterar elsignificado.El modelo de datos básico consiste en tres tipos de objetos:Rojas, Christian 20
  32. 32. Marco teóricoRecursos Todas las cosas descritas por expresiones RDF se denominan recursos. Un recursos puede ser una página Web completa; tal como el documento HTML "http://www.w3.org/Overview.html" por ejemplo. Un recurso puede ser una parte de una página Web. Un recurso puede ser también una colección completa de páginas o un objeto que no sea directamente accesible vía Web.Propiedades Una propiedad es un aspecto específico, característica, atributo, o relación utilizado para describir un recurso. Cada propiedad tiene un significado específico, define sus valores permitidos, los tipos de recursos que puede describir, y sus relaciones con otras propiedades.Sentencias Un recurso específico junto con una propiedad denominada, más el[declaraciones, valor de dicha propiedad para ese recurso es una sentencia RDFenunciados] [RDF statement]. Estas tres partes individuales de una sentencia se denominan, respectivamente, sujeto, predicado y objeto. El objeto de una sentencia (es decir, el valor de la propiedad) puede ser otro recurso o pude ser un literal; es decir, un recurso (especificado por un URI) o una cadena simple de caracteres [string] u otros tipos de datos primitivos definidos por XML. [RDF09]2.1.3 W3CEs un consorcio que tiene como visión la de guiar la Web a su potencialidad máxima amodo de foro de información, comercio, comunicación y conocimiento colectivo,mediante tecnologías inter-operativas, especificaciones, líneas maestras, software yherramientas. [W3C04]2.1.4 OntologíaExisten varias definiciones sobre éste concepto, entre ellas se encuentran:Una ontología constituye "Una especificación formal y explicita de unaconceptualización compartida”. En esta definición, convertida ya en estándar,conceptualización se refiere a un modelo abstracto de algún fenómeno del mundo delque se identifican los conceptos que son relevantes; hace referencia a la necesidadde especificar de forma consciente los distintos conceptos que conforman unaontología. [Gruber]“Una ontología es una base de datos que describe los conceptos en el mundo yalgunos dominios, algunas de sus propiedades y como los conceptos se relacionanunos con otros”. [Weigand]Rojas, Christian 21
  33. 33. Marco teóricoOntología describe una cierta realidad con un vocabulario específico, usando unconjunto de premisas de acuerdo con un sentido intencional de palabras delvocabulario. [Guarino]2.2 CONCEPTOS GENERALES2.2.1 XSDXML Schema es un lenguaje de esquema utilizado para describir la estructura y lasrestricciones de los contenidos de los documentos XML de una forma muy precisa,más allá de las normas sintácticas impuestas por el propio lenguaje XML. Se consigueasí una percepción del tipo de documento con un nivel alto de abstracción. Fuedesarrollado por el World Wide Web Consortium (W3C) y alcanzó el nivel derecomendación en mayo de 2001. [XSD09]Rojas, Christian 22
  34. 34. 3. CAPÍTULO III. ANÁLISIS Y DISEÑOEn este capítulo se presentan los diagramas de caso de uso, la definición de escenarios ylos diagramas de actividad que corresponden a la fase de análisis. Así mismo se presentalos diagramas de clase y de secuencia correspondiente a la etapa del diseño.
  35. 35. Análisis y diseño3.1 ANÁLISISLa figura 3.1 muestra el proceso de trabajo del proyecto, tomando en cuentabloques de manera abstracta. Figura 3.1 Diagrama de bloques del proceso general del proyectoComo se puede apreciar en la figura 3.1, el proceso de desarrollo se dividió en dossegmentos, los referentes al entorno gráfico de la aplicación denominado “Interfaz”y el referente a la programación inmersa, denominado “Operación con clases”, lascuales se encuentran unidas mediante código.A continuación se presentan los diagramas de caso de uso, la definición deescenarios y los diagramas de actividad que corresponden a la fase de análisis delproyecto, respectivo a la sección de “operación con clases” de acuerdo a figura3.1. Y posteriormente se mostraran las partes importantes de análisis de lasección de “Interfaz” de acuerdo a figura 3.1.Rojas, Christian 24
  36. 36. Análisis y diseño3.1.1 Análisis de operación con clasesEn la figura 3.2 se muestra el diagrama general de casos de uso del proyecto y semuestran las funciones principales que ofrece. Figura 3.2 Diagrama general de casos de usoEn la figura 3.2 el usuario accede o crea su ontología previa autenticación y realizamodificaciones en ella mediante el uso de la interfaz. Una vez que se haautenticado y definido si se creará, modificará o eliminará su ontología, el usuarioelegirá cual será el dominio de la aplicación hacia la cual se inclinaran los datos dela captura.Este caso de uso contempla el paquete:mx.edu.cenidet.userontology.axiomsInference y mx.edu.cenidet.userontology.frontRojas, Christian 25
  37. 37. Análisis y diseño Figura 3.3 Diagrama de casos de uso de Operar con la ontologíaComo se puede apreciar en la figura 3.3, se introdujeron dos actores más,denominados “API de conexión” referida a OWL API la cual fue únicamenteconsumida por el proyecto y como su nombre lo indica, tiene como funcionalidadla de ofrecer un repositorio hábil para el manejo de una ontología definida; y“Ontología” la cual es operada por la aplicación o creada si es que no existe, en lacual recaerán todas las operaciones realizadas en el proyecto. Tabla 3.1 Descripción del caso de uso Operar con la ontología ID: CU-1 El diagrama de actividades que incluye el escenario de éxito y los escenarios de fracaso se muestra en la figura 3.4Nombre del Operar con la ontologíacaso de usoActores Usuario, API de conexión, OntologíaDescripción Permite al usuario realizar operaciones sobre la ontología, como lo son agregar, modificar y eliminar tanto de manera global como detallada.Precondiciones Requisitos mínimos del sistema comunes para cualquier aplicación.Poscondiciones Se obtendrá la ontología del usuario para poder ser reutilizadaEscenario de 1. El usuario ingresa al sistema para crear una nueva ontologíaéxito 1 2. El proceso de autenticación es univoco y se comienza la captura de datos 3. Se elige el dominio de la aplicación para la captura 4. La ontología es creadaEscenario de 1. El usuario ingresa al sistema para modificar su ontologíaéxito 2 2. El proceso de autenticación es correcto 3. Se realizan las modificaciones pertinentes apropiadamente 4. La ontología es guardadaEscenario de 1. El usuario ingresa al sistema para borrar su ontologíaéxito 3 2. El proceso de autenticación es correctoRojas, Christian 26
  38. 38. Análisis y diseño 3. Se realiza el borrado de la ontologíaEscenario de 1. El usuario ingresa al sistema para realizar un agregado,fracaso 1 modificación o borrado de su ontología. 2. El proceso de autenticación no es univoco y se lanza una excepción controlada.Escenario de 1. El usuario ingresa al sistema para realizar un agregado,fracaso 1 modificación o borrado de su ontología. 2. El proceso de autenticación es correcto. 3. El usuario elije incorrectamente el dominio de la aplicación 4. Es necesario reiniciar el proceso de elección.Incluye CU-1.1 Elegir operación de altas, bajas y consultas, CU-1.2 Elegir dominio de aplicación, CU-1.1 Enlazar con ontologíaSuposiciones Se supone que la aplicación importa la librería en donde se encuentra la APIRojas, Christian 27
  39. 39. Análisis y diseño act CU-1 Operar con la ontología Existent e Autenticar Enlazar con ontología (API) Razonador Nuevo Validar usuario y Elegir tipo de usuario passw ord nuev o No Ontología consistent e Cancelar peticiones Si Elegir dominio de aplicacion Autenticacion correcta Si Elegir operación a ontología Informar Ex cepción Accesar a clases Extensibilidad y Deducción Enlazar con ontología (API) Razonador Cancelar peticiones y Rollback a ej ecuciones truncas No Si Informar Ex cepción Operar en Ontología Ontología consistent e Figura 3.4 Diagrama de actividad del caso de uso CU-1 Operar con la ontologíaA continuación se muestran las tablas de descripción de los casos de uso paracada caso de uso dependiente de Operar con la ontología, así como sucorrespondiente diagrama de actividad. Tabla 3.2 Descripción del caso de uso Elegir operación de altas, bajas y consultas ID: CU-1.1 El diagrama de actividades que incluye el escenario de éxito y los escenarios de fracaso se muestra en la figura 3.5.Nombre del Elegir operación de altas, bajas y consultascaso de usoActores Elegir asunto de conexión.Descripción Permitirá al usuario elegir cuál será el motivo de acceso a la ontología para que el sistema utilice la interfaz adecuada para dicha acción.Rojas, Christian 28
  40. 40. Análisis y diseñoPrecondiciones 1. El usuario deberá haber pasado el proceso de autenticación correctamente. 2. Deberá haberse seleccionado ya la ontología a utilizar ya sea nueva o existente.Poscondiciones 1. El usuario accederá a la interfaz pre programada para la operación con las clases.Escenario de 1. El usuario se autentica correctamente.éxito 1 2. El usuario elige la operación a realizar. 3. La ontología es creada, modificada o eliminada correctamente. 4. La ontología es guardada.Escenario de 1. El usuario ingresa al sistema para realizar un agregado, modificaciónfracaso 1 o borrado de su ontología. 2. La ontología es inconsistente por cuestiones ajenas a la aplicación y es detectada por el razonador. 3. Actuación del manejador de la excepción generada.IncluyeSuposiciones Se supone que la aplicación importa la librería en donde se encuentra la APIRojas, Christian 29
  41. 41. Análisis y diseño act CU-1.1 Eleccion operacion con ontología Seleccionar operacion a ontología Enlazar con ontología (API) Raz onador Ontología consistent e No Informar Ex cepción Si Operación Leer y nav egar en la ontología Modficar Mostrar interfaz apropiada Eliminar Eliminar obj etos Adaptar extensibilidad y deducción Eliminar indiv iduals Enlazar con ontología (API) Raz onador Si Ontología consistent e No Operar en ontología Informar ex cepción Manej ar excepción Figura 3.5 Diagrama de actividad del caso de uso Elegir operación de altas, bajas y consultasRojas, Christian 30
  42. 42. Análisis y diseño Tabla 3.3 Descripción del caso de uso Elegir dominio de aplicación ID: CU-1.2 El diagrama de actividades que incluye el escenario de éxito y los escenarios de fracaso se muestra en la figura 3.6Nombre del Elegir dominio de aplicacióncaso de usoActores Elegir modo de capturaDescripción Permitirá al usuario elegir cuál será la inclinación del proceso de captura, para que el sistema haga distinguir visualmente cuales son los campos recomendados y los optativos para el usuario de este dominio.Precondiciones 1. El usuario deberá haber pasado el proceso de autenticación correctamente. 2. Deberá haberse seleccionado la opción de una ontología nueva.Poscondiciones 1. Las clases disponibles para la captura estarán distribuidas de acuerdo al dominio de la aplicación elegido.Escenario de 1. El usuario se autentica correctamente.éxito 1 2. El usuario elige crear una ontología, y elige el dominio de la aplicación. 3. El usuario captura los datos en una o varias corridas de la aplicación.Escenario de 1. El usuario se autentica correctamente.fracaso 1 2. El usuario elige crear una ontología, y elige el dominio de la aplicación. 3. Debido a un error en la captura, la ontología se vuelve inconsistente y es notada por el razonador. 4. Se lanza una excepciónIncluyeSuposiciones Se supone que la aplicación importa la librería en donde se encuentra la APIRojas, Christian 31

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