ontologias de dominio como mecanismo para el modelamiento conceptual
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Como resultado de esta investigación, se produce un método para la construcción de ontologías, además del modelo conceptual de un Sistema de Universidad Virtual que pretende dar a entender el concepto de Universidad Virtual.TRANSCRIPT
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LAS ONTOLOGIAS DE DOMINIO COMO MECANISMO PARA EL MODELAMIENTO
CONCEPTUAL EN EL ANALISIS DE REQUERIMIENTOSDE UN SISTEMA DE UNIVERSIDAD VIRTUAL.
SERGIO YAMID SEPÚLVEDA TORRES
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAPROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
PAMPLONA2008
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UNIVERSIDAD DE PAMPLONAFACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE
INGENIERO DE SISTEMAS
LAS ONTOLOGIAS DE DOMINIO COMO MECANISMO PARA EL MODELAMIENTOCONCEPTUAL EN EL ANALISIS DE REQUERIMIENTOS
DE UN SISTEMA DE UNIVERSIDAD VIRTUAL.
AUTOR: SERGIO YAMID SEPÚLVEDA TORRES
DIRECTOR: MSc. WILLIAM MAURICIO ROJAS.
PAMPLONA, COLOMBIAMAYO, 2008
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UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURAPROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS
AUTORIZACIÓN PARA SUSTENTARTRABAJO DE GRADO PARA OPTAR POR EL TITULO DE
INGENIERO DE SISTEMAS
TITULO:LAS ONTOLOGIAS DE DOMINIO COMO MECANISMO PARA EL MODELAMIENTO
CONCEPTUAL EN EL ANALISIS DE REQUERIMIENTOS
DE UN SISTEMA DE UNIVERSIDAD VIRTUAL.
AUTOR:
SERGIO YAMID SEPÚLVEDA TORRES _______________________
DIRECTOR DEL TRABAJO:MSc. WILLIAM MAURICIO ROJAS CONTRTERAS______________________
JURADO CALIFICADOR:Oponente: MSc. AILIN ORJUELA DUARTE _______________________________Presidente: Mg. LUIS ALBERTO ESTEBAN ______________________________Secretario: PhD. (C). HERNANDO CASTAÑEDA ____________________________
PAMPLONA, COLOMBIAJUNIO 2008
4
UNIVERSIDAD DE PAMPLONA
FACULTAD DE INGENIERÍAS Y ARQUITECTURA
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
SIENDO LAS _____ HORAS, DEL DÍA _____ DEL MES _____ DEL AÑO_____
EL JURADO CALIFICADOR CONFORMADO POR:
PRESIDENTE: Mg. LUIS ALBERTO ESTEBAN
OPONENTE: MSc. AILIN ORJUELA DUARTE
SECRETARIO: PhD (C). HERNANDO CASTAÑEDA
OTORGA LA CALIFICACIÓN
INCOMPLETO: ____________________
APROBADO: ____________________
EXCELENTE: ____________________
AL TRABAJO DE GRADO TITULADO:
LAS ONTOLOGIAS DE DOMINIO COMO MECANISMO PARA EL MODELAMIENTOCONCEPTUAL EN EL ANALISIS DE REQUERIMIENTOSDE UN SISTEMA DE UNIVERSIDAD VIRTUAL.
DEL AUTOR: SERGIO YAMID SEPÚLVEDA TORRES
DIRECTOR: MSc. WILLIAM MAURICIO ROJAS CONTRTERAS
OBSERVACIONES:
1. Recomendar para presentar en eventos científicos: ____________
2. Recomendar para publicación: ____________
3. Incluir en el fondo bibliográfico de la Universidad de Pamplona: ________
4. Recomendar para ser continuado en otros trabajos: ____________
5. Recomendar para patente: ____________
6. Recomendar continuar como trabajo de maestría: ____________
7. Recomendar continuar como trabajo de doctorado: ____________
8. Recomendar para categoría de meritorio: ____________
9. Recomendar para categoría de laureado: _________________________
10. Otras: _____________________________________________________
Firmas del Jurado
_______________ _______________ ______________
PRESIDENTE OPONENTE SECRETARIO
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LAS ONTOLOGIAS DE DOMINIO COMO MECANISMO PARA EL MODELAMIENTOCONCEPTUAL EN EL ANALISIS DE REQUERIMIENTOS
DE UN SISTEMA DE UNIVERSIDAD VIRTUAL.
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DEDICATORIA
Este trabajo de grado esta dedicado a Dios, a mi familia, y a mis profesores, que a lo
largo de este proceso estuvieron siempre presentes brindándome apoyo, confianza y
grandes conocimientos que fueron de gran importancia y de gran ayuda para culminar
satisfactoriamente con mis objetivos que dieron pie para la finalización de este gran
proyecto.
Sergio Yamid Sepúlveda Torres
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AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por darme sabiduría y entendimiento, a mi familia por la paciencia y el
apoyo que demostraron para poder lograr el objetivo, a mis profesores principalmente a
Mauricio Rojas por la perseverancia y por la insistencia en compartir sus conocimientos
y finalmente a mis amigos que siempre estuvieron ahí para brindarme su apoyo en los
momentos mas difíciles de la carrera, a todos por que fueron ficha clave para poder
lograr el gran triunfo que hoy gratamente me enorgullece.
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RESUMEN
Este proyecto permite apreciar la base para la construcción de un modelo conceptual de
un Sistema de Universidad virtual, como son los conceptos de Universidad y virtual;
además un análisis de los métodos para la construcción de ontologías, que dan partida,
para la elaboración de dicho modelo.
Al ver los sistemas de Universidad Virtual, y darse cuenta que la mayoría de sus
procesos son presenciales, surge la siguiente pregunta ¿Qué es Universidad Virtual?;
para dar solución este interrogante se plantea la construcción de un modelo conceptual
de un Sistema de Universidad Virtual. Para la construcción y como base fundamental de
dicho modelo, es necesario definir los conceptos de Universidad y Virtual y a su vez
llegar a la definición de Universidad Virtual.
En el proceso de elaboración del modelo, se permite conocer los diferentes métodos
para la construcción de ontologías, así mismo se realiza un análisis de los métodos
existentes.
Como resultado de esta investigación, se produce un método para la construcción de
ontologías, además del modelo conceptual de un Sistema de Universidad Virtual que
pretende dar a entender el concepto de Universidad Virtual.
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ABSTRACT
This project allows to appreciate the base for the construction of a conceptual model of a
System of virtual University, like they are the concepts of University and virtual; also an
analysis of the methods for the construction of ontologies that you/they give departure,
for this model's elaboration.
When seeing the systems of Virtual University, and to realize that most of their
processes are present, does the following question arise What Virtual University it is?; to
give solution this query he/she thinks about the construction of a conceptual model of a
System of Virtual University. For the construction and like fundamental base of this
model, is necessary to define the concepts of University and Virtual and in turn to arrive
to the definition of Virtual University.
In the process of elaboration of the pattern, it is allowed to know the different methods
for the construction of ontologies; likewise it is carried out an analysis of the existent
methods.
As a result of this investigation, a method takes place for the construction of ontologies,
besides the conceptual pattern of a System of Virtual University that seeks to insinuate
the concept of Virtual University.
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PALABRAS CLAVES
Educación virtual, modelo conceptual, ontología, requerimientos, Universidad.
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ÍNDICE DE FIGURAFigura 1. Metodología para la construcción de ontologías de dominio ......................................................... 41Figura 2. Especificación de aspectos para construcción de ontología ........................................................... 45Figura 3. Prototipo ontología de dominio para un modelo conceptual de un sistema de universidad virtual ............................................................................................................................................................................. 47
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Tabla de contenido
1 INTRODUCCIÓN ...................................................................................................................................... 13
1.1 OBJETIVOS DEL TRABAJO DE GRADO ......................................................................................................... 141.1.1 Objetivo general ............................................................................................................................. 141.1.2 Objetivo Específico ......................................................................................................................... 14
1.2 JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................................... 141.3 OBJETO DE ESTUDIO ................................................................................................................................. 14
2 MARCO TEÓRICO. .................................................................................................................................. 15
2.1 ONTOLOGÍAS ............................................................................................................................................ 182.1.1 Tipos de Ontologías ........................................................................................................................ 212.1.2 Elementos de Ontologías................................................................................................................. 242.1.3 Criterios para la Elaboración de Ontologías ................................................................................... 252.1.4 Metodologías para Construir Ontologías ........................................................................................ 262.1.5 Ejemplos de Ontologías .................................................................................................................. 31
2.2 UNIVERSIDAD VIRTUAL ............................................................................................................................ 332.2.1 Universidad .................................................................................................................................... 352.2.2 Virtual ............................................................................................................................................ 372.2.3 Concepto de Universidad Virtual .................................................................................................... 39
3 CONSTRUCCIÓN DEL MODELO CONCEPTUAL DE UNIVERSIDAD VIRTUAL MEDIANTEONTOLOGÍAS DE DOMINIO. ......................................................................................................................... 40
3.1 EXPLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA USADA PARA LA CONSTRUCCIÓN DE LA ONTOLOGÍA DE DOMINO ........ 403.2 APLICACIÓN DE LA METODOLOGÍA ........................................................................................................... 43
3.2.1 Identificación de fuentes de información ......................................................................................... 433.2.2 Construcción de diccionario de conceptos ....................................................................................... 433.2.3 Especificación ................................................................................................................................ 443.2.4 Formalización ................................................................................................................................ 473.2.5 Socialización .................................................................................................................................. 48
4 CONCLUSIONES ...................................................................................................................................... 49
5 RECOMENDACIONES Y TRABAJOS FUTUROS ................................................................................. 51
6 BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................................ 52
6.1 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................................. 526.2 REFERENCIAS WEB ................................................................................................................................... 54
7 ANEXOS .................................................................................................................................................... 56
7.1 ONTOLOGÍA DE DOMINIO 221 .................................................................................................................... 567.2 ONTOLOGÍA DE DOMINIO 36 ...................................................................................................................... 647.3 ONTOLOGÍA DE DOMINIO 63 ..................................................................................................................... 667.4 ONTOLOGÍA DE DOMINIO 188 ................................................................................................................... 687.5 MODELO 1 ............................................................................................................................................... 687.6 MODELO 2 ............................................................................................................................................... 707.7 MODELO 3 ............................................................................................................................................... 71
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1 INTRODUCCIÓN
La educación virtual como "concepto" ha generado bastantes discusiones en el marco
social educativo. Muchos han catalogado una enseñanza bajo fantasías,
descontextualizada, otros arguyen la formación única por Internet. Para ello, en primer
lugar se plantea las siguientes preguntas: ¿Qué es universidad? ¿Qué es virtual? ¿Qué
es Universidad Virtual? ¿Las universidades virtuales que existen manejan todos sus
procesos de una forma virtual?
La educación virtual es un sistema y modalidad educativa que surge de la necesidad
propia de la educación y tecnología educativa. Analizando las preguntas anteriormente
planteadas, nos damos cuenta que en los actuales modelos de educación virtual los
procesos académicos son los únicos que se llevan a cabo de una forma virtual y la
mayoría de los procesos que dan soporte al proceso académico se llevan de manera
tradicional, es decir, presencial.
Al evidenciar este problema, se empezó a diseñar un modelo de un Sistema de
Universidad Virtual de manera conceptual, consolidando cinco pilares fundamentales
como lo son los aspectos educativos, metodológicos, organizacionales, tecnológicos y
conceptuales; buscando la representación del conocimiento mediante ontologías de
dominio puesto que estas se encuentran a la vanguardia en cuanto al modelado que se
aplica en nuestros días, ya que las ontologías de dominio nos brindan entendimiento
entre bases de conocimiento y dan respuesta de forma explicita para una mayor
comprensión sobre el problema tratado.
Este informe de trabajo de grado se divide en seis capítulos: el primero a manera de
introducción define el alcance del trabajo realizado, el segundo presenta una síntesis de
los conceptos claves necesarios para la compresión de la propuesta del producto
generado. El tercer capítulo describe el proceso de elaboración del modelo conceptual
de un Sistema de Universidad Virtual y productos generados; el cuarto capítulo
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presenta unas conclusiones generales, el quinto documenta las fuentes de información
consultadas y el sexto presenta algunos anexos complementarios al documento.
1.1 Objetivos del Trabajo de Grado
1.1.1 Objetivo general
Diseñar un modelo conceptual de un Sistema Universidad Virtual mediante
Ontologías de dominio.
1.1.2 Objetivo Específico
• Realizar una revisión bibliográfica y electrónica sobre ontologías de dominio.
• Analizar antecedentes, funcionamiento y conceptos sobre Universidad Virtual.
• Elaborar un modelo conceptual de un Sistema de Universidad Virtual mediante
ontologías de dominio.
1.2 JUSTIFICACIÓN
Este trabajo de grado propone una forma de hacer modelamiento conceptual por medio
de ontologías de dominio, identificando conceptos y relaciones del dominio. Este tipo de
modelamiento permite conocer de una forma más profunda el dominio del problema y
unificar el lenguaje de comunicación entre los diferentes actores que intervienen en el
proceso de construcción del sistema de Universidad Virtual. Además, hay que tener
claro que las ontologías no son formalismos cerrados y están sujetos a procesos
evolutivos que se pueden evidenciar en la construcción de prototipos que deben ser
construidos basados en procesos sociales de colaboración, socialización y discusión
por parte de las fuentes de información.
1.3 Objeto de estudioModelamiento conceptual en el análisis de requerimientos de un Sistema de
Universidad Virtual mediante ontologías de dominio.
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2 MARCO TEÓRICO.
Para comprender mejor el porque de la utilización de ontologías, se hace necesario
hacer una referencia al capitulo 2 Requerimientos de SW del SWEBOK. El SWEBOK en
la subárea de análisis de requerimientos, establece cuatro tópicos para llevarlo a cabo,
los cuales son Clasificación de los Requisitos, El Modelo Conceptual, Asignación
Arquitectónica del Diseño y de los Requisitos y La negociación de los Requisitos.
El análisis de requerimientos se refiere al proceso mediante el cual se puede (a)
detectar y resolver los conflictos entre los requerimientos, (b) permite descubrir los
limites del software y como debe obrar recíprocamente con su ambiente y (c) elaborar
los requerimientos del sistema para derivar requerimientos de software. [SWEBOK,
2004]
En la Clasificación de los Requerimientos, se encuentra la siguiente clasificación:
• Si el requerimiento es funcional o no funcional.
• Si el requerimiento esta derivado de uno o mas requerimientos de alto nivel o una
propiedad emergente.
• Si el requerimiento esta en el producto o proceso. Los requisitos en el proceso
pueden obligarnos a la opción del contratista, a adaptar el proceso de la ingeniería el
software o los estándares que se adherirán.
• La prioridad del requerimiento, cuanta más alta es la prioridad, más esencial es el
requisito para satisfacer las metas finales del software.
• El alcance del requerimiento, alcance se refiere al grado al cual un requisito
afecta el software y componentes software. Algunos requisitos, particularmente los no
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funcionales, tienen un alcance global que no puede ser asignado a un componente
discreto. Por lo tanto, el requisito con alcance global puede afectar fuertemente a la
arquitectura del software y el diseño de muchos componentes, mientras que uno puede
con un alcance estrecho ofrecer un número de opciones del diseño y no afectar
demasiado a la satisfacción de otros requisitos.
• Volatilidad/ estabilidad. Algunos requisitos cambiarán durante el ciclo de vida del
software, y se igualarán durante el proceso de desarrollo. Es útil hacer estimaciones
de la probabilidad de que se puedan hacer cambios.
Dentro del tópico de Modelado Conceptual, se establece que el propósito de dicho
modelo es el de entender el problema, mas que iniciar el diseño de la solución. Por lo
tanto, los modelos conceptuales abarcan modelos de entidades del dominio del
problema, configurados para reflejar sus relaciones y dependencias con el mundo real.
Además, se dice que existen unos factores que influencian al modelo, los cuales son:
[SWEBOK, 2004]
• La naturaleza del problema, es decir, algunos tipos de software exigen que ciertos
aspectos estén analizados rigurosamente.
• La experiencia del Ingeniero del software. Es a menudo más productivo adoptar una
notación que modele o método con el cual el ingeniero del software tiene una
experiencia.
• Los requisitos de proceso del cliente. Los clientes pueden imponer su notación o
método favorecido, o prohibir cualquiera que le sea desconocido. Este factor puede
estar en conflicto con el factor anterior.
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• La disponibilidad de métodos y de herramientas. Notaciones o métodos que son mal
apoyados por el entrenamiento y las herramientas que pueden no alcanzar la
aceptación esperada aunque se satisfagan tipos particulares de problemas.
Después se encuentra el tópico de Asignación arquitectónica del diseño y de los
requerimientos. El diseño arquitectónico es el punto en el cual el proceso de los
requerimientos se junta con software o diseño de sistemas e ilustra cómo de imposible
es desemparejar ambas tareas.
La asignación es importante para permitir análisis detallado de requerimientos. Por lo
tanto, por ejemplo, una vez un sistema de requerimientos se han asignado a un
componente, los requerimientos individuales se pueden analizar más a fondo para
descubrir otros requerimientos de cómo el componente necesita obrar recíprocamente
con otros componentes para satisfacer los requerimientos asignados.
Y por ultimo encontramos La Negociación de los Requerimientos, Otro término
comúnmente utilizado para este tema es resolución del conflicto. Esto se refiere a
problemas de resolución de los requisitos donde los conflictos ocurren entre dos
stakeholders que requieren características mutuamente incompatibles, entre los
requisitos y los recursos, o en entre requisitos funcionales y no funcionales, por
ejemplo. [SWEBOK, 2004]
Como se pudo evidenciar, en la subárea de análisis de requerimientos se encuentra el
modelo conceptual, dice que hay que hacerlo, mas no se explica como hacerlo, por esto
en este proyecto se ha diseñado un método para la construcción un modelo conceptual
utilizando ontologías de dominio.
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2.1 Ontologías
Para definir el termino ontología se debe partir de su raíz filosófica, en filosofía, la
ontología (del griego , genitivo del participio del verbo , ser, estar y ,
ciencia, estudio, teoría) es una disciplina que se suele identificar con la Metafísica
general o bien indica una de las ramas de ésta que estudia lo que es en tanto que es y
existe. Por ello es llamada la teoría del ser, es decir, el estudio de todo lo que es: qué
es, cómo es y cómo es posible. La ontología se ocupa de la definición del ser y de
establecer las categorías fundamentales o modos generales de ser de las cosas a partir
del estudio de sus propiedades. [Wikipedia, 1]
Además de la definición filosófica, se estudiaran algunas definiciones realizadas por
filósofos
Ontología es la ciencia de algo y de nada, del ser y del no ser, de la cosa y del modo
de la cosa, de la sustancia y el accidente (Leibniz) [Couturat, 1903]
La filosofía trascendental es el sistema de todas nuestras cogniciones puras a priori,
que podemos llamar ontología. Así, ontología trata con cosas en general, desde
abstractas hasta particulares. Abarca todos los conceptos puros de la comprensión y
todos los principios de la razón. Las ciencias principales que pertenecen a la metafísica
son: ontología, cosmología, y teología. Ontología es una pura doctrina de elemento de
toda nuestra cognición al completo, o contiene la suma de todos nuestros conceptos
puros que podemos tener a priori sobre la cosas (Kant) [Couturat, 1903]
La gente trata con asuntos relacionados con la teoría de entidades desde la antigüedad
bajo el título de Metafísica y, especialmente, bajo el título de Ontología como parte de
la metafísica; y ellos no han fallado siempre a reconocer las características de la
Libertad de existencia . (Meinong) [Couturat, 1903]
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Apartándose un poco de las definiciones filosóficas de ontologías encontramos una de
las definiciones más aceptadas y extendida sobre el término, bajo un contexto
informático:
"Una ontología es una especificación explícita de una conceptualización. El término
proviene de la filosofía, donde una ontología es un recuento sistemático de la
existencia. En sistemas de Inteligencia Artificial, lo que existe es lo que puede ser
representado. Cuando el conocimiento de un dominio se representa mediante un
formalismo declarativo, el conjunto de objetos que puede ser representado se llama
universo del discurso. Esos conjuntos de objetos, y las relaciones que se establecen
entre ellos, son reflejados en un vocabulario con el cual representamos el conocimiento
en un sistema basado en conocimiento. Así, en el contexto de IA, podemos describir la
ontología de un programa como un conjunto de términos. En tal ontología, las
definiciones asocian nombres de entidades del universo del discurso con textos
comprensibles por los humanos que describen el significado de los nombres, y axiomas
formales que limitan la interpretación y buen uso de dichos términos. Formalmente, una
ontología es una teoría lógica [Gruber, 1993]
Para comprender esta definición se debería explicar que es conceptualización. Una
conceptualización es una interpretación de una representación abstracta de una parte o
dominio que representa, es decir proporciona una estructura y contenidos de forma
explícita que codifica las reglas implícitas de una parte de la realidad,
independientemente del fin y del dominio de la aplicación en el que se usarán o
reutilizarán sus definiciones.
Además esta definición ha recibido muchas críticas puesto que es considerada muy
general. Algunas opiniones afirman que algunas ontologías satisfacen dicha definición
pero que no son útiles para desarrollar aplicaciones. A continuación se dará conocer
una de estas afirmaciones:
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Un punto de inicio en este esfuerzo clarificador será el cuidadoso análisis de la
interpretación dada por Gruber. El problema principal de dicha interpretación es que se
basa en la noción de conceptualización. Una conceptualización es un conjunto de
relaciones extensionales que describen un estado particular, mientras que la noción que
tenemos en mente es intensional, esto es, algo como una rejilla conceptual al que le
imponemos varios posibles estados . Nicola Guarino [Guarino, 1995]
Otra definición de ontología es la presentada por Borst [Borst, 1997], que redefine la
definición de Gruber:
Una ontología es una especificación formal de una conceptualización compartida.
[Ferrater, 1963]
En este contexto, formal se refiere a la necesidad de disponer de ontologías
comprensibles por las máquinas. Esta definición enfatiza la necesidad de consenso en
la conceptualización. Finalmente, compartida se refiere al tipo de conocimiento
contenido en las ontologías, esto es, conocimiento consensuado y no privado.
Posteriormente, las definiciones de Gruber y Borst fueron explicadas en [Studer, 1998]
de la siguiente forma:
Conceptualización se refiere a un modelo abstracto de algún fenómeno en el mundo a
través de la identificación de los conceptos relevantes de dicho fenómeno. Explícita
significa que el tipo de conceptos y restricciones usados se definen explícitamente.
Formal representa el hecho de que la ontología debería ser entendible por las
máquinas. Compartida refleja la noción de que una ontología captura conocimiento
consensual, esto es, que no es de un individuo, sino que es aceptado por un grupo
21
2.1.1 Tipos de Ontologías
Existen diferentes tipos de ontologías, para esta clasificación se encuentran dos
criterios (a) el tipo de conocimiento contenido; y (b) la motivación de la ontología.
[Fernández, 2003]
2.1.1.1 Clasificación por el conocimiento contenido
Este es el criterio donde existe mayor diversidad, la cual puede ser ilustrada por las dos
siguientes clasificaciones de ontologías. La primera de ellas fue propuesta en [Van
Heijst, 1997], donde se distinguen tres tipos de ontologías:
• Ontologías terminológicas, lingüísticas: Especifican los términos usados para
representar conocimiento en el dominio. Un ejemplo de este tipo de ontologías es la
red semántica UMLS (Unified Medical Language System).
• Ontologías de información: Especifican la estructura de los registros de la base de
datos. Los esquemas de bases de datos serían un ejemplo.
• Ontologías para modelar conocimiento: Especifican conceptualizaciones de
conocimiento. Estas ontologías tienen una estructura interna mucho más rica que los
anteriores tipos de ontologías, y éstas son las ontologías que interesan a los
desarrolladores de sistemas basados en conocimiento.
Una clasificación alternativa fue propuesta en [Mizoguchi, 1995], donde también se
proponen tres categorías:
• Ontologías del dominio: Contienen todos los conceptos asociados a un dominio
particular.
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• Ontologías de tarea: Establecen la forma en la cual se puede usar el conocimiento
del dominio para realizar tareas específicas. De esta forma, una aplicación podría
realizar búsquedas de información mientras otra podría gestionar la asignación de
bloques libre de memoria.
• Ontologías generales: Contienen descripciones generales sobre objetos, eventos,
relaciones temporales, relaciones causales, modelos de comportamiento y
funcionalidades.
2.1.1.2 Clasificaciones por motivación
Se van a presentar dos clasificaciones diferentes atendiendo a este criterio. Según la
primera de ellas, se distinguen cuatro tipos de ontologías:
• Ontologías para la representación de conocimiento: Permiten explicar las
conceptualizaciones que subyacen de los formalismos de representación de
conocimiento.
• Ontologías genéricas: Definen conceptos considerados genéricos en diferentes
áreas. Ejemplos de tales conceptos serían componente, subclase, proceso, estado,
etc. Estas ontologías son reutilizables en diferentes dominios. Se llaman también
ontologías abstractas o superteorías porque permiten definir conceptos abstractos, y
dichas ontologías pueden ser usadas para definir conceptos de forma más
específica en diferentes dominios. Como ejemplos podemos ver la taxonomía, la
mereología, la topología y la teoría general de sistemas.
• Ontologías del dominio: Definen conceptualizaciones específicas del dominio. Las
metodologías actuales de adquisición de conocimiento distinguen entre ontologías y
conocimiento del dominio, porque el último describe situaciones factuales del
23
dominio, mientras que las ontologías imponen descripciones sobre la estructura y
contenido del conocimiento del dominio.
• Ontologías de aplicación: Están ligadas al desarrollo de una aplicación concreta.
Tales ontologías cubren los aspectos relacionados con aplicaciones particulares.
Típicamente, estas ontologías toman conceptos de ontologías del dominio y
genéricas, así como métodos específicos para realizar la tarea, por lo que no son
muy adecuadas para ser reutilizadas.
Una clasificación alternativa fue propuesta por Poli [Poli, 2002] En dicha clasificación se
identifican los siguientes tipos de ontologías:
• Ontologías generales: Tienen que ver con las categorías fundamentales y sus
conexiones de dependencia. Con respecto a las categorías fundamentales, los
investigadores se dan cada vez más cuenta de la dificultad de manejar este nivel
supremo. Por ello, es de máxima importancia emplear una organización de
categorías principales que sea lo más transparente posible. Existen categorías
fundamentales que se aplican a todos los niveles ontológicos. Sin embargo, muchas
de las categorías top-level pueden tener diferentes valores en niveles diferentes de
la ontología, aunque deben tener algo en común.
• Ontologías categóricas: Estudian las diversas formas en las que una categoría se da
cuenta de los diversos niveles ontológicos, determinando la posible presencia de
una teoría general. Mientras que la ontología general está más relacionada con la
arquitectura de la teoría, la ontología categórica es más sensible a los detalles de las
categorías individuales. Sin embargo, es obvio que ambas son necesarias.
• Ontologías del dominio: Se refieren a la estructuración detallada de un contexto de
análisis con respecto a los subdominios que lo componen.
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• Ontologías genéricas: Parecen ligadas a corpus lingüísticos y léxicos conceptuales.
De hecho, se pueden clasificar los términos en varios niveles. Esto significa que
cada término debería ser accesible por defecto únicamente en su sentido genérico,
mientas que sus significados especializados quedan para cuando se active una
ontología del dominio específica. Por otro lado, la ontología del dominio contiene
términos que no tienen correspondencias analíticas en ontologías genéricas. El
conocimiento del dominio satura el conocimiento genérico.
• Ontología regional: Analiza las categorías y sus conexiones de interdependencia
para cada nivel ontológico (estrato o capa).
• Ontología aplicada: Estas ontologías son la aplicación concreta de entorno
ontológico a un objeto específico (por ejemplo, un hospital).
2.1.2 Elementos de Ontologías
Las ontologías proporcionan un vocabulario común de un área y definen, a diferentes
niveles de formalismo, el significado de los términos y relaciones entre ellos. El
conocimiento en ontologías se formaliza principalmente usando cinco tipos de
componentes: clases, relaciones, funciones, axiomas e instancias [Gruber, 1993]
• Las clases en la ontología se suelen organizar en taxonomías. Se suele usar tanto el
término clases como conceptos. Un concepto puede ser algo sobre lo que se dice
algo y, por lo tanto, también podría ser la descripción de una tarea, función, acción,
estrategia, proceso de razonamiento, etc.
• Las relaciones representan un tipo de interacción entre los conceptos del dominio
• Las funciones son un tipo especial de relaciones en las que el n-ésimo elemento de
la relación es único para los n-1 precedentes.
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• Los axiomas son expresiones que son siempre ciertas. Pueden ser incluidas en una
ontología con muchos propósitos, tales como definir el significado de los
componentes ontológicos, definir restricciones complejas sobre los valores de los
atributos, argumentos de relaciones, etc verificando la corrección de la información
especificada en la ontología o deduciendo nueva información. Tales ontologías son
llamadas ontologías pesadas, en contraste con las ontologías ligeras que no
incluyen axiomas.
• Las instancias se usan para representar elementos específicos.
2.1.3 Criterios para la Elaboración de Ontologías
A continuación, se enumerará una serie de criterios de diseño y un conjunto de
principios de probada utilidad para el desarrollo de ontologías (Gruber, 1993; Bernaras,
1996; Gómez, 2001):
• Claridad y objetividad, que significan que la ontología debería proporcionar el
significado de los términos definidos al proporcionar definiciones objetivas y también
documentación en lenguaje natural.
• Completitud, esto es, que se prefiere una definición expresada en términos de
condiciones necesarias y suficientes a una definición parcial (por ejemplo, sólo en
base a condiciones necesarias).
• Coherencia, para permitir inferencias consistentes con las definiciones.
26
• Extensibilidad monótona máxima. Significa que los términos nuevos o
especializados deben ser incluidos en la ontología de forma que no requiera la
revisión de las definiciones existentes.
• Compromiso ontológico mínimo. Se refiere a acordar el uso de una terminología
compartida de forma coherente y consistente.
• Principio de Distinción Ontológica que significa que las clases en una ontología
deberían ser disjuntas.
• Diversificación de jerarquías para aumentar la potencia proporcionada por los
mecanismos de herencia múltiple.
• Modularidad para minimizar el acoplamiento entre módulos.
• Minimización de la distancia semántica entre conceptos hermanos, que significa que
se agrupan los conceptos similares y se representan usando las mismas primitivas.
• Estandarización de nombres cuando sea posible.
2.1.4 Metodologías para Construir Ontologías
Se pueden encontrar diferentes metodologías para la construcción de ontologías, estas
metodologías se agrupar en tres grupos; por un lado las ontologías para construir a
partir de cero, también se encuentran metodologías para construir ontologías a partir de
un proceso de reingeniería y finalmente encontramos metodologías para la construcción
cooperativa de ontologías. En caso se dara a conocer las diferentes metodologías para
construir metodologías a partir de cero. [Fernández, 2003]
27
2.1.4.1 Metodología Cyc
La metodología Cyc [Lenat, 1990] consiste en varios pasos. En primer lugar hay que
extraer manualmente el conocimiento común que está implícito en diferentes fuentes. A
continuación, una vez se tiene suficiente conocimiento en la ontología, se puede
adquirir nuevo conocimiento común usando herramientas de procesamiento de lenguaje
natural o aprendizaje computacional. Así se construyó la ontología Cyc. Esta
metodología recomienda los siguientes pasos:
• Codificación manual de conocimiento implícito y explícito extraído de diferentes
fuentes.
• Codificación de conocimiento usando herramientas software.
• Delegación de la mayor parte de la codificación en las herramientas.
2.1.4.2 Metodología de Construcción de Ontologías de Uschold y King
Esta metodología fue presentada en [Uschold; 1995] y propone algunos pasos
generales para desarrollar ontologías, a saber: (1) identificar el propósito; (2) capturar
los conceptos y relaciones entre estos conceptos y los términos utilizados para referirse
a estos conceptos y relaciones; (3) codificar la ontología. La ontología debe ser
documentada y evaluada, y se pueden usar otras ontologías para crear la nueva. De
esta forma se creó la Enterprise Ontology. Esta metodología recomienda los siguientes
pasos:
• Identificar propósito
• Capturar la ontología
• Codificación
• Integrar ontologías existentes
• Evaluación
• Documentación
28
2.1.4.3 Metodología de Construcción de Ontologías de Grüninger y Fox
En esta metodología, presentada en [Grüninger; 1995], el primer paso es identificar
intuitivamente las aplicaciones posibles en las que se usará la ontología.
Posteriormente, se usa un conjunto de preguntas en lenguaje natural, llamadas
cuestiones de competencia, para determinar el ámbito de la ontología. Se usan estas
preguntas para extraer los conceptos principales, sus propiedades, relaciones y
axiomas, los cuales se definen formalmente en Prolog. Por consiguiente, ésta es una
metodología muy formal que se aprovecha de la robustez de la lógica clásica y que
puede ser usada como guía para transformar escenarios informales en modelos
computables. Esta metodología, que se usó para construir la ontología TOVE,
recomienda los siguientes pasos:
• Escenarios motivantes
• Cuestiones informales de competencia
• Terminología formal
• Cuestiones formales de competencia
• Axiomas formales
• Teoremas de completitud
2.1.4.4 Metodología KACTUS
En esta metodología [Bernaras, 1996] se construye la ontología sobre una base de
conocimiento por medio de un proceso de abstracción. Cuantas más aplicaciones se
construyen, las ontologías se convierten en más generales y se alejan más de una base
de conocimiento. En otras palabras, se propone comenzar por construir una base de
conocimiento para una aplicación específica. A continuación, cuando se necesita una
nueva base de conocimiento en un dominio parecido, se generaliza la primera base de
conocimiento en una ontología y se adapta para las dos aplicaciones, y así
29
sucesivamente. De esta forma, la ontología representaría el conocimiento consensuado
necesario para todas las aplicaciones. Esta metodología ha sido utilizada para construir
una ontología para diagnosticar fallos, y recomienda seguir los siguientes pasos:
• Especificación de la aplicación
• Diseño preliminar basado en categorías ontológicas top-level relevantes
• Refinamiento y estructuración de la ontología
2.1.4.5 Methontology
Methontology es [Simons, 1987] una metodología para construir ontologías tanto
partiendo desde cero como reusando otras ontologías, o a través de un proceso de
reingeniería. Este entorno permite la construcción de ontologías a nivel de
conocimiento, e incluye: (1) identificación del proceso de desarrollo de la ontología
donde se incluyen las principales actividades (evaluación, gestión Un Entorno de
Integración de Ontologías para el Desarrollo de Sistemas de Gestión de Conocimiento
de configuración, conceptualización, integración, implementación, etc); (2) un ciclo de
vida basado en prototipos evolucionados; y (3) la metodología propiamente dicha, que
especifica los pasos a ejecutar en cada actividad, las técnicas usadas, los productos a
obtener y cómo deben ser evaluados. Esta metodología está parcialmente soportada
por el entorno de desarrollo ontológico WebODE. Esta metodología ha sido usada en la
construcción de múltiples ontologías, como una ontología química, ontologías hardware
y software, etc. Se proponen los siguientes pasos:
• Especificación
• Conceptualización
• Formalización
• Implementación
• Mantenimiento
30
2.1.4.6 Metodología On-To-Knowledge
El proyecto OTK [Staab, 2001] aplica ontologías a la información disponible
electrónicamente para mejorar la calidad de la gestión de conocimiento en
organizaciones grandes y distribuidas. La metodología proporciona guías para introducir
conceptos y herramientas de gestión de conocimiento en empresas, ayudando a los
proveedores y buscadores de conocimiento a presentar éste de forma eficiente y
efectiva. Esta metodología incluye la identificación de metas que deberían ser
conseguidas por herramientas de gestión de conocimiento y está basada en el análisis
de escenarios de uso y en los diferentes papeles desempeñados por trabajadores de
conocimiento y accionistas en las organizaciones. Cada una de las herramientas de la
arquitectura de OKT se centra en el desarrollo de aplicaciones dirigidas por ontologías y
finalmente describe el uso y la evaluación de la metodología mediante casos de estudio,
como por ejemplo, la ontología Proper o AIFB. Los siguientes pasos son recomendados
por esta metodología:
• Estudio de viabilidad
• Comienzo
• Refinamiento
• Evaluación
2.1.4.7 Terminae
Terminae [Aussenac-Gilles, 2002] aporta tanto una metodología como una herramienta
para la construcción de ontologías a partir de textos. Se basa en un análisis lingüístico
de los textos, el cual se realiza mediante la aplicación de diferentes herramientas para
el procesamiento del lenguaje natural. En particular se usan dos herramientas: (1)
Syntex para identificar términos y relaciones; y (2) Caméléon para identificar roles o
relaciones. Estas herramientas se basan en la misma hipótesis lingüística: el significado
de las frases y las palabras es específico para un dominio y puede ser inferido de la
31
observación de regularidades en documentos. La metodología funciona como sigue.
Mediante la aplicación de Syntex obtenemos una lista de posibles palabras y frases del
texto y algunas dependencias sintácticas y gramaticales entre ellas. Estos datos se
usan como entrada para el proceso de modelado junto con el texto original. De esta
forma, la identificación de conocimiento se basa en dos tareas que se realizan
alternativamente:
• Explorar los resultados Syntex para identificar conocimiento importante o decidir
cómo representar alguna información de acuerdo al uso de las palabras en el texto.
• Extraer sistemáticamente del texto tanto conocimiento como sea posible.
Cada pieza de conocimiento puede ser representada en el modelo de conocimiento de
Terminae, cuyo lenguaje de representación de conocimiento posee las siguientes
primitivas: fichero terminológico (términos), conceptos genéricos (clases), conceptos
primitivos (instancias), y roles (relaciones). El siguiente paso es normalizar el
conocimiento para obtener una ontología bien estructurada, donde cada concepto
quede justificado por sus relaciones con otros conceptos. Esta metodología sugiere
aplicar criterios diferenciadores para hacer explícitas las propiedades comunes y
diferentes de un concepto con sus respectivos conceptos padre y hermanos debidas a
sus roles. La última etapa es la formalización de la ontología en el lenguaje formal
Terminae, que es un tipo de lógica descriptiva. Una función de clasificación sirve para
comprobar la corrección de las definiciones de conceptos genéricos, ya que sólo
pueden ser definidos si tienen roles diferenciados.
2.1.5 Ejemplos de Ontologías
A continuación se dará a conocer un ejemplo de una tipo de ontología en particular
como son las Ontologías de Dominio, que son la base para la elaboración de este
proyecto.
32
Ontologías del dominio [Martínez, 2004]. que son reusables en un dominio determinado.
Proporcionan vocabularios sobre los conceptos y relaciones de un dominio, sobre las
actividades que se desarrollan en dicho dominio, y sobre las teorías y principios
elementales que gobiernan dicho dominio. Por ejemplo, las ontologías médicas se
introducen para resolver problemas tales como la petición de reutilización y
compartición de datos de los pacientes, su transmisión y necesidad de criterios basados
en semántica con propósitos estadísticos. En este sentido, la comunicación no ambigua
de conceptos médicos detallados y complejos es crucial hoy en día para sistemas de
información médica. A continuación presentamos dos ejemplos, GALEN y UMLS.
• GALEN [Simons, 1987] incluye un modelo semánticamente válido de terminología
clínica representado en un lenguaje formal, y asociado con soporte sofisticado para
diferentes lenguajes naturales y conversión entre diferentes esquemas de
codificación. GALEN se basa en un modelo semántico sólido de terminología clínica
llamado GALEN Coding reference (CORE). Este modelo contiene conceptos clínicos
elementales (p.ej., fractura, hueso, etc), relaciones que controlan la combinación de
conceptos (p.ej., los huesos pueden tener fracturas), y conceptos complejos (p.ej.,
fractura de la clavícula).
• El Unified Medical Language System (UMLS) [Borst, 1997] es una base de datos
diseñada para unificar terminologías biomédicas de fuentes dispares tales como
terminologías clínicas, fuentes de drogas, o vocabularios en diversos idiomas.
Existen tres fuentes de conocimiento UMLS, a saber: (1) metatesauro, que contiene
información semántica sobre conceptos biomédicos, sus nombres y relaciones entre
ellos;(2) red semántica, que es una red de categorías generales o tipos semánticos
a lo que se asignan todos los conceptos del metatesauro; (3) el lexicón especialista,
que contiene información sintáctica sobre términos biomédicos.
33
2.2 Universidad Virtual
En el mundo contemporáneo, los estudiantes y docentes ya no necesitan estar en un
mismo lugar y al mismo tiempo; precisamente la Universidad Virtual busca transmitir
educación desde lugares centrales hacia las localidades más remotas. Dentro de esta
organización, el alumno será además del tradicional, la persona que no ha tenido
acceso a la educación superior gracias a la tecnología ya que siendo un modelo sencillo
de masificar, la tendencia será que los costos educativos bajen. En este mecanismo de
universidad virtual, la educación se vuelve personalizada y el alumno es el protagonista
y quien impone el ritmo de aprendizaje. [Banet, 2001]
Pero no es sólo el estudiante el que tiene que ver en el cambio, como la estructura
involucra nuevas tecnologías y un esquema de interactividad el profesor también tiene
que prepararse para asumir el reto. Se ha considerado que los medios y las nuevas
tecnologías desplazan los docentes y es todo lo contrario, es una oportunidad para su
transformación y fortalecimiento.[Cebrian, 1996]
Así, cada día será más común encontrar sitios en Internet que permitan navegar por la
biblioteca, el campus o los laboratorios de prestigiosas universidades, sin recurrir al
VHS o al CD-ROM. Este proceso para ser global, debe reunir varios atributos entre los
que sobresale el estudiantado de por lo menos dos países, profesorado con experiencia
internacional, planes de estudio con enfoque mundial, y estructuras (institucionales y
tecnológicas) que soporten la cobertura nacional y transnacional.
Dentro del proceso educativo virtual están las modalidades de enseñanza dentro del
mismo país, y el de transferencia de conocimientos entre universidades alrededor del
mundo. La implementación de este sistema se basa en tres categorías: [Silva, 2005]
• Sistemas de textos que incluyen correo electrónico, conferencias en computadora,
conversaciones en tiempo real y otros usos de la red.
34
• Audio conferencias en la red
• Videoconferencias (de una o dos vías), videos y videoclips.
Se ha evidenciado que es mas fácil en este proceso el acceso electrónico para los
estudiantes individuales que la coordinación para grupos de trabajo, especialmente por
los disimiles horarios de trabajo de sus miembros. Para atender estas necesidades se
han creado espacios que van, ampliamente desde las informales discusiones sobre un
tópico (cafés electrónicos) pasando por las reuniones estructuradas para terminar en
intercambios de estudios académicos, conversaciones académicas privadas y el acceso
a miembros y materiales del profesorado. [Carrillo, 1995]
Las limitantes para este proceso son muchas, entre las que se encuentran el
entrenamiento para la enseñanza con nuevas tecnologías, los nuevos métodos de
trabajo, las adecuadas evaluaciones a los estudiantes, los procedimientos burocráticos
adicionales, el rechazo hacia a el, ya que la población no acepta fácilmente el modelo
porque desde que nace cuenta con un guía, mientras que perteneciendo a la
universidad virtual el instructor puede estar a muchos kilómetros de distancia y lo esta
recibiendo por una pantalla, también influye la baja rentabilidad del proyecto a corto
plazo y la prevención de los estudiantes por la acreditación de estos estudios en el
mercado laboral.
En síntesis, la Universidad Virtual, que tiene sus pilares en la Universidad a Distancia,
es una nueva y prometedora alternativa tanto para estudiantes como docentes. En
Colombia por ejemplo, ya se aplica esta tecnología, aunque no en un cien por cien, en
universidades como La Javeriana, Los Andes, La EAFIT, La Universidad del Valle,
Universidad de Cartagena y El Politécnico Santafé de Bogotá. [Loaiza, 2002]
Para comprender bien el concepto de Universidad Virtual, tenemos que definir los
conceptos de Universidad y Virtual por separado, para de esta forma hallar la esencia
de dichos términos.
35
2.2.1 Universidad
A Continuación encontramos algunas definiciones sobre Universidad:
Se denomina universidad (del latín universitas, -atis), al establecimiento o conjunto de
unidades educacionales dedicadas a la enseñanza superior y la investigación. La
universidad otorga grados académicos y títulos profesionales. [Wikipedia, 2]
Universidad viene de dos vocablos latinos unus y versus, significa volver a la unión
filosóficamente es la agremiación o unificación de maestros y estudiantes que estudian
o realizan procesos de adquisición de conocimiento partiendo de la existencia de lo
sobrenatural, el mundo y el hombre. [Bautista, 2006]
Del lat. Universitas, -atis); sust. f. 1. Institución dedicada a la enseñanza superior y a la
investigación: hace años que es profesora de universidad. 2. Edificio o conjunto de
edificios donde se imparte enseñanza superior: es una universidad digna de ser visitada
por su valor artístico. 3. Conjunto de personas que forman una corporación. 4. Calidad
de universal. 5. Conjunto de poblaciones o de barrios que estaban unidos por intereses
comunes y que formaban una unidad jurídica. 6. Conjunto de cosas creadas, mundo.
[Enciclonet, 1]
Del latín universitas, universitatis universalidad, totalidad , compañía de gente,
comunidad , derivado de universum (V. universo). En latín tenía el sentido de
colectividad , gremio . La acepción moderna procede de Bolonia y París (s. xii) como
resultado de la evolución de universitas scholarium la colectividad de los estudiantes .
De la familia etimológica de verter (V.). Nombre femenino 1 Institución destinada a la
enseñanza superior (aquella que proporciona conocimientos especializados de cada
rama del saber), que está constituida por varias facultades y que concede los grados
36
académicos correspondientes: existen universidades públicas y privadas; estudió leyes
en la universidad; la universidad de Toledo se creó en el año 1520. 2 Edificio donde se
halla esa institución. 3 Universalidad. [Diccionarios, 1]
1 Institución dedicada a la enseñanza superior, que comprende diversas facultades y
escuelas para los distintos campos del saber y que tiene autoridad para conceder los
títulos académicos correspondientes: La rectora de la universidad declaró abierto el
nuevo curso. 2 Conjunto de edificios en los que está instalada esta institución: Las
pruebas de acceso tendrán lugar en la misma universidad. 3 Conjunto de las personas
que forman esta institución: La universidad en pleno manifestó su desacuerdo con el
proyecto de reforma universitaria. ETIMOLOGÍA: Del latín universitas (totalidad,
compañía de gente). [Librosvivos, 1]
La palabra universidad; proviene del Latín: universitas y esta compuesta de unus (uno)
y verto (girado o convertido), o sea girado hacia uno convertido en uno; Después de la
caída del imperio romano, el latín continuó siendo la lengua culta usada por la Iglesia
y la academia. La palabra unus; expresa un integral que no admite división. Universidad
tiene la misma etimología que Universo y Universal. Estas palabras expresan una
multitud de cosas diferentes, pero en sentido de unidad. Universitas se usó para
designar cualquier asociación o comunidad orientadas hacia una meta común. La
primeras universidades de la edad media (Bolonia, Oxford, Cambridge, Padua y París)
fueron llamadas Universitas Magistrorum et Scholarium o sea Asociación de Maestros y
Alumnos. [Dechile, 1]
También se encuentra esta definición dada por la Real Academia de la Lengua
Española Institución de enseñanza superior que comprende diversas facultades, y que
confiere los grados académicos correspondientes. Según las épocas y países puede
comprender colegios, institutos, departamentos, centros de investigación, escuelas
profesionales, etc. [RAE, 1]
37
En conclusión la Universidad ha sido, desde la historia antigua, la fuente de las ideas
que en su momento se denominaron alternativas solo porque diferían del
conocimiento generalmente aceptado. En la época moderna, las universidades han sido
la fuente del desarrollo de la humanidad. Un gran número de los grandes
descubrimientos modernos se han gestado dentro de una universidad. Ahora bien, no
basta con generar conocimiento si a éste no se le da un uso práctico. La clave para el
aprovechamiento del conocimiento científico es ponerlo al servicio del desarrollo de la
región, el país o la humanidad. Dicho de otra forma, utilizarlo para mejorar el estándar
de vida de la población en general.
2.2.2 Virtual
La palabra virtual proviene del latín virtus, que significa fuerza, energía, impulso inicial.
Las palabras vis, fuerza, y vir, varón, también están relacionadas. "Así, la virtus no es
una ilusión ni una fantasía, ni siquiera una simple eventualidad, relegada a los limbos de
lo posible. Más bien, es real y activa. Fundamentalmente, la virtus actúa. Es a la vez la
causa inicial en virtud de la cual el efecto existe y, por ello mismo, aquello por lo cual la
causa sigue estando presente virtualmente en el efecto. Lo virtual, pues, no es ni irreal
ni potencial: lo virtual está en el orden de lo real". [Wikipedia, 3]
(Del lat. virtus, ´fuerza, virtud´); adj. de una sola terminación para m. y f. 1. Que tiene
posibilidad de ser o capacidad para producir el mismo efecto que si lo fuese: el capital
virtual de la familia es de miles de millones, pero el disponible asciende a bastante
menos. 2. Implícito, tácito: su intención virtual no era perjudicarte. 3. [Física] Que tiene
existencia aparente, no real. [Enciclonet, 2]
1 Que tiene posibilidad de producir un determinado efecto, aunque no lo haga en el
presente: Ya desde niña sus profesores veían en ella a una virtual atleta. 2 Que tiene
existencia aparente y no real: La memoria virtual del ordenador permite extender
38
aparentemente la capacidad de memoria de acceso directo. ETIMOLOGÍA: Del latín
virtualis, y este de virtus (fuerza, virtud). [Librosvivos, 2]
Adjetivo. 1 Que es muy posible que se alcance o realice porque reúne las
características precisas: con el 80% de los votos escrutados, el ganador virtual de las
elecciones es nuestro partido. 2 Que existe sólo aparentemente y no es real: el autor
dirige su obra a un virtual interlocutor. [Diccionarios, 2]
La palabra Virtual viene del latín virtus y alude a la fuerza o voluntad para realizar un
trabajo, aunque no lo realice. Por ejemplo, en física, hay un teorema llamado de
Alembert o de las fuerzas virtuales este logra resolver un problema dinámico,
simplificando su resolución como si se tratara de un sistema estático. Así para
inmovilizar al sistema, se aplican en el diagrama representativo en cuestión, las fuerzas
virtuales que equilibran al sistema, inmovilizándolo. Virtual significa algo aparente que
no es real. Por ejemplo, un holograma es un objeto virtual, que resulta de la proyección
de un fotograma tridimensional de un objeto real. En óptica geométrica, determinadas
imágenes producidas por la reflexión de los espejos, son imágenes virtuales, por ej. la
imagen que vemos de nosotros mismos cuando estamos parados frente a un espejo
plano, es una imagen virtual. [Dechile, 2]
Virtual, en informática, significa ´algo simulado´, creado por el ordenador para llevar a
cabo determinado fin. La Realidad Virtual es considerada en muchos aspectos como el
interface definitivo entre los seres humanos y el ordenador. Básicamente consiste en
simular todas las posibles percepciones de una persona, como los gráficos para la vista,
sonido, tacto e incluso sensaciones de aceleración o movimiento. [Enciclonet, 3]
Para la Real Academia de la Lengua Española virtual es (Del lat. virtus, fuerza, virtud).
1. Que tiene virtud para producir un efecto, aunque no lo produce de presente,
frecuentemente en oposición a efectivo o real. 2. Implícito, tácito.3. Que tiene existencia
aparente y no real[RAE, 2]
39
En conclusión, Virtual, algo que es, pero no es. Sin embargo no hay que complicarse la
vida tratando de explicar la paradoja. La virtualidad es una representación de las cosas
a través de medios electrónicos, que nos da la sensación de estar en una situación real
en la que podemos interactuar con lo que nos rodea.
2.2.3 Concepto de Universidad Virtual
Construir el concepto de universidad virtual requiere deslindar la noción de lo virtual
tanto como redefinir la universidad. Partimos de la premisa de que la universidad surgió
en respuesta a necesidades sociales de administración del conocimiento, las
cuales, al estarse modificando substancialmente, demandan una revisión radical del
papel de la universidad. [Carrillo, 1995]
La conjugación de nuevos flujos y valores del conocimiento con recursos tecnológicos
inusitados constituyen el medio de gestación de la universidad virtual. La Universidad
Virtual posibilita una interacción entre los actores del proceso educativo mas allá de
limitaciones como la distancia o el tiempo, permitiendo el aprendizaje autorregulado y
ofreciendo espacios para la interacción con otros, el trabajo colaborativo, cooperativo y
la reflexión conjunta sobre los tópicos de interés que involucren la participación activa
de estudiantes y docentes, aunque físicamente se encuentren distantes.
40
3 CONSTRUCCIÓN DEL MODELO CONCEPTUAL DE UNIVERSIDAD VIRTUALMEDIANTE ONTOLOGÍAS DE DOMINIO.
A continuación se enumeran una serie de razones, las cuales explican porque no se
utilizaron métodos existentes para la construcción de ontologías, este análisis
comparativo fue realizado contra los métodos expuestos en este documento:
• Se necesitaba una metodología que integrara la construcción de ontologías a partir
de cero y también a través de un proceso de reingeniería, ya que esto permite tener
conceptos nuevos , como también ayuda a recuperar conceptos de ontologías ya
implementadas para hacer reimplantados en un modelo mas adecuado.
• Algunos de los métodos manejan formalismos muy robustos, esto hace difícil la
comprensión en un proceso de socialización por parte de personas que no manejen
dichos formalismos.
• El retroceso que conllevaría el integrar otras ontologías, cuando ya se tiene
formalizada una nueva.
• Además, algunas de esta metodologías no son tan amplias en las fuentes de
información, son muy cerradas, ya que solo aplican a informaciones electrónicas o a
partir de textos basados en un análisis lingüístico.
3.1 Explicación de la Metodología Usada Para la Construcción de la Ontología deDomino
Para la construcción de la ontología de dominio para el modelo conceptual de
universidad virtual, se uso la siguiente metodología que está basada en la colaboración
41
de múltiples participantes de diferentes escenarios y con diferentes roles. En forma
específica consta de las siguientes etapas:
Figura 1. Metodología para la construcción de ontologías de dominio
42
A continuación se describe cada una de las etapas de la metodológia:
Identificación de fuentes de información: Consiste en identificar las fuentes de
información directas que van a participar en el proceso de construcción de la ontología
de dominio. El identificar unas buenas fuentes de información permite que el
conocimiento se construya de una manera evolutiva, es decir, pequeñas contribuciones
a un cuerpo de conocimientos bien establecido, además las fuentes permiten
establecer el estado actual de este cuerpo de conocimiento. En forma específica, se
deben identificar personas, repositorios de ontologías y sistemas existentes.
Formalización: Formalizar quiere decir escribir una expresión de una manera estándar,
por lo cual, se integraran los conceptos estableciendo las relaciones entre ellos en un
modelo formal, el cual haría su fácil entendimiento.
Construcción de diccionario de conceptos: Consiste en identificar los conceptos
básicos y su definición a partir de los cuales se debe iniciar el proceso evolutivo de
construcción de la ontología de dominio.
Especificación: Consiste en delimitar los objetivos y alcances del modelo de acuerdo
al dominio del conocimiento.
Socialización: Proceso mediante el cual se coloca a disposición de las personas
seleccionadas en la identificación de fuentes de información el primer prototipo de la
ontología de dominio para incorporar nuevos conceptos y adicionar o mejorar las
relaciones lo cual convierte el proceso general de construcción de la ontología en un
proceso evolutivo, ya que nos permite apreciar sus puntos de vista y formas de percibir
la realidad.
43
3.2 Aplicación de la Metodología
En esa parte del trabajo se aplica la propuesta metodológica a la construcción de un
modelo conceptual para un sistema de universidad virtual.
3.2.1 Identificación de fuentes de informaciónEn esta etapa se seleccionaron personas que interactúan con programas académicos
de modalidad virtual como son profesores del área de modelamiento de sistemas,
alumnos, expertos en contenidos, directores de programas, expertos en acreditación,
expertos en modelos educativos.
De igual manera se identificó el repositorio de ontologías ubicado en la dirección:
http://www.daml.org/ontologies
http://www.ksl.stanford.edu/software/ontolingua.
http://www.unspsc.org.
http://www.rosettanet.org
http://www.dmoz.org
Dentro de este repositorio se identificaron las siguientes ontologías del dominio de
conocimiento específico:
http://www.daml.org/ontologies/221 (Ver Anexo 7.1)
http://www.daml.org/ontologies/36 (Ver Anexo 7.2)
http://www.daml.org/ontologies/63 (Ver Anexo 7.3)
http://www.daml.org/ontologies/188 (Ver Anexo 7.4)
3.2.2 Construcción de diccionario de conceptosEn esta etapa se identificaron los siguientes conceptos para el primer prototipo:
• Actividades
• Asignatura
• Bienestar
44
• Comunicaciones
• Convenio
• Currículo
• Docencia
• Egresados
• Estrategia
• Estudiante
• Extensión
• Facultad
• Hardware
• Herramientas
• Investigación
• Lecciones
• Métodos
• Modelo
• Profesor
• Programas
• Proyectos
• Software
• Tecnología
• Tipo
• Universidad
• Virtual
3.2.3 EspecificaciónEn esta etapa se determinan los aspectos a tener en cuenta para la construcción de la
ontología de dominio como se muestra en la figura 2.
45
Aspectos Educativos
Estos aspectos son todos los que están relacionados directamente con los implicados
en el proceso de enseñanza y aprendizaje.
Como los son:
• Estudiantes:
• Egresados
• Profesores
• Currículo
• Docencia
• Recursos de apoyo didáctico
• Investigación
• Proyección social
Figura 2. Especificación de aspectos para construcción de ontología
46
Aspectos Organizacionales
Son todos aquellos aspectos que dan una estructura, un soporte en el nivel
administrativo a una universidad, entre ellos encontramos:
• Recursos Financieros
• Estructura Organizacional
• Control Interno
• Planta Física
Aspectos Conceptuales
En estos encontramos la base del modelo a construir, ya que a partir de estos se
entiende la esencia de que es una universidad y que es virtual, a través de sus
conceptos.
• Universidad
• Virtual
Aspectos Metodológicos
En estos encontramos, los lineamentos o metodologías que se van a emplear en la
formación virtual, como lo son:
• Métodos de enseñanza
• Métodos de aprendizaje
• Empleo de Recursos
• Métodos de Evaluación
Aspectos Tecnológicos
Son todos aquellas herramientas que nos aporta el avance tecnológico; además son
aspectos primordiales ya que con la ayuda de estos aspectos se podrá difundir la
formación virtual.
• Hardware
• Software
47
• Comunicaciones
3.2.4 FormalizaciónEn esta etapa se seleccionan los conceptos y se integran a través de relaciones como
se muestra en la figura 3.id
Univ ersidad Virtual
facultad
programas
curriculum
asignaturas
lecciones actividades
modelo tipo
docencia
investigación
extensión
tecnología
hardware
software
comunicaciones
estrategia
proyectosinv estigadores
productos
profesores
egresados
convenio bienestar
estudiante
herramientas
métodos
«basado en»
«esta organizada por»
«administra»
«es soportado por»
«esta conformado por»
«esta estructurada por»
«estan conformadas por»
«soportada por»
«compuesta por»
«compuesta por»
«compuesta por»
«soportado por»
«basada en»
«es de tipo»
«es de tipo»
«emplean»
«basado en»
«basado en»
«desarrol lados por »
«generados por»
«soportada por»
«maneja»
«administra» «suministra»
«dictadas por»
«administran»
«tienen matriculados»
«organizado por»
«soportadas por»
«es soportada por un»
Figura 3. Prototipo ontología de dominio para un modelo conceptual de unsistema de universidad virtual
48
3.2.5 SocializaciónEn esta etapa se transmite el primer prototipo de ontología de dominio a las personas
seleccionadas en la etapa de identificación de fuentes de información para mejorar el
primer prototipo a través del consenso de las observaciones de cada uno de los
participantes en el proceso de selección.
Para ver la evolución del modelo conceptual refiérase a los anexos 7.5, 7.6 y 7.7. Se
debe tener en cuenta que estos procesos son dinámicos, los cual genera cambios
constantes.
49
4 Conclusiones
• Las ontologías, consideradas como repositorios formales de conocimiento, siguen
un ciclo de vida que modela desde su construcción, refinamiento, modificaciones,
uso o explotación hasta su retiro.
• Las ontologías no son formalismos cerrados y están sujetos a procesos evolutivos
que se pueden evidenciar en la construcción de prototipos que deben ser
construidos basados en procesos sociales de colaboración, socialización y discusión
por parte de las fuentes de información.
• Articulando los conceptos de ontologías con la subárea de análisis de
requerimientos se evidencia la oportunidad de utilizar una propuesta metodológica
para la construcción de ontologías de dominio en la conformación de modelos
conceptuales de los sistemas a desarrollar, lo cual permite ampliar la visión del
dominio del problema que se pretende solucionar.
• La propuesta metodológica para la construcción de ontologías de dominio se puede
transformar como propuesta metodológica para el diseño de modelos conceptuales
en la etapa de análisis de requerimientos de software a través de procesos
evolutivos basados en prototipos.
• Como ventaja de la utilización de metodologías para la construcción de modelos
conceptuales se puede referir la oportunidad que presentan para incorporar a las
fuentes de información a los clientes del sistema de software lo cual permite unificar
y validar los conceptos que se deben manejar en el proceso de desarrollo de
software. De igual manera, esta ventaja organizacional permite unificar el lenguaje
de comunicación entre los diferentes actores que participan en el proceso de
desarrollo.
50
• La incorporación de los clientes a las fuentes de información trae como
consecuencia la claridad y uniformidad en los conceptos y definiciones en cada uno
de los prototipos que se generan a través del proceso evolutivo debido a que el
mantenimiento de cada uno de los prototipos se hace teniendo como política el
consenso de todas las personas que actúan como fuente de información para un
dominio específico.
• La reutilización de conceptos que tienen su origen en ontologías identificadas en
repositorios web permite optimizar el tiempo de construcción de modelos
conceptuales debido a que permite a las fuentes de información ampliar las vistas
que tienen sobre el dominio que se estudia.
• Las ontologías y los modelos conceptuales son conceptos que se pueden aplicar a
diferentes áreas del conocimiento, en el caso específico de este documento se
puede apreciar la aplicación que se le da al campo de la ingeniería del software
especialmente al área de análisis de requerimientos en lo concerniente a la
construcción del modelo conceptual del dominio del problema que se pretende
solucionar a través del sistema propuesto.
51
5 Recomendaciones y trabajos futuros
• La construcción del modelo del negocio lo cual permite identificar los procesos de
negocio que intervienen en la cadena de valor y por último como artefacto
complementario permite generar el modelo funcional del sistema propuesto.
• La última etapa dentro del proyecto tiene planeado tomar el modelo del negocio y el
modelo funcional para generar un diseño del sistema fundamentado en los
conceptos de arquitecturas orientadas a servicios el cual debe soportar el modelo
conceptual que se propone y describe en el presente artículo.
52
6 Bibliografía
6.1 Referencias bibliográficas
[Aussenac-Gilles, 2002] Aussenac-Gilles, N., Biebow, B., Szulman, S (2002) Modellingthe travelling domain from a NLP description with Terminae. Workshop on Evaluation ofOntology Tools, European Knowledge Acquisition Workshop, Sigüenza, Spain.
[Banet, 2001] Banet, Miguiel, Paradojas en los entornos virtuales, 2001
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[Dechile, 2] Dechile: Virtual. Fecha de Consulta: 18-04-2008
http://etimologias.dechile.net
56
7 Anexos
7.1 Ontología de dominio 221
Classes#CERIF.Academic_Title#CERIF.Add.Name#CERIF.Associate contractor#CERIF.Classification#CERIF.Co-ordinator#CERIF.Conference#CERIF.Consultant#CERIF.Contact#CERIF.Contractor#CERIF.Country#CERIF.Cultural Event#CERIF.CV#CERIF.Enterprise#CERIF.Evaluator#CERIF.Event#CERIF.Event_Description#CERIF.Event_Name#CERIF.Exhibition#CERIF.Expertise_Skill#CERIF.Expertise_Skills_Name#CERIF.Expertise_Skill_Description#CERIF.Faculty#CERIF.FinancialCo-ordinator#CERIF.HigherEducationEstablishment#CERIF.Human#CERIF.Institute#CERIF.International Organization#CERIF.Joint Research Center#CERIF.Language#CERIF.Multimedia_type#CERIF.Non-researchPrivateNon-profit#CERIF.Non-researchPublicSector#CERIF.OrgUnit#CERIF.OrgUnit-Research-Activity#CERIF.OrgUnit-Research-Interest#CERIF.OrgUnit-Result-Publication#CERIF.OrgUnitTitle
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7.2 Ontología de dominio 36
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65
Research-ProjectStringTaskTime-PointTool
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66
is-Principle-Investigator-Ofis-Program-Manager-Ofis-Technical-Lead-Of
7.3 Ontología de Dominio 63
ClassesAdministrativeStaffArticleAssistantAssistantProfessorAssociateProfessorBookBookArticleChairClericalStaffConferenceConferencePaperCourseDeanDepartmentDirectorDoctoralThesisEducationOrganizationEmployeeFacultyFullProfessorGraduateStudentInstituteJournalJournalArticleLecturerMagazineMastersThesisOrganizationPeriodicalPersonPostDocProceedingsProfessorProgramPublicationResearch
67
ResearchAssistantResearchGroupScheduleSchoolStudentSystemsStaffTeachingAssistantThesisUndergraduateStudentUniversityVisitingProfessorWorkWorkshopPaper
PropertiesadvisoraffiliatedOrganizationaffiliateOfalumnuscontainedIndoctoralDegreeFromemailAddressheadlistedCoursemastersDegreeFrommembernameofferspublicationAuthorpublicationDatepublicationOrgpublicationResearchpublisherresearchInterestresearchProjectsubjectsubOrganizationOftakesCourseteacherOfteachingAssistantOftenuredundergraduateDegreeFrom
68
7.4 Ontología de Dominio 188
ClassesCourseFallLiteralSemesterSpring
PropertieshasCodehasDescriptionhasInstructorhasTitlehasUnitshasURLtaughtInSemester
7.5 Modelo 1
69
70
7.6 Modelo 2
71
7.7 Modelo 3