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Tipo: Dissertação
Título: CelOWS: um framework baseado em ontologias com serviços web para modelagem conceitual em biologia sistêmica
Título(s) alternativo(s): CelOWS: an ontology-driven framework using web services for conceptual modeling in systems biology
Autor(es): Matos, Ely Edison da Silva
Primeiro Orientador: Campos, Fernanda Cláudia Alves
Membro da banca: Santos, Rodrigo Weber dos
Membro da banca: Braga, Regina Maria Maciel
Membro da banca: Santos, Neide
Resumo: O advento das tecnologias de alta-performance ocasionou um crescimento exponencial do volume de dados gerado pelas pesquisas em Ciências Biológicas. O desenvolvimento contínuo de ferramentas, métodos e técnicas têm ampliado o entendimento das várias funções, estruturas e processos relacionados à biofísica e fisiologia. O aumento do poder computacional e a utilização de métodos numéricos direcionam o desenvolvimento e uso de modelos mais complexos. A necessidade de entendimento em nível sistêmico dos sistemas biológicos levou à recente definição da chamada Biologia Sistêmica, que adota uma abordagem orientada a sistemas para descrever os processos dinâmicos dentro e entre as células biológicas. Três níveis de representação de modelos em Biologia Sistêmica podem ser considerados: biológico, matemático e computacional. O desafio apresentado é como representar os detalhes desses níveis de uma forma que possa ser usada para explorar o significado de idéias e observações nos vários níveis. A descrição do modelo em um nível de maior abstração é fundamental neste contexto. A modelagem conceitual permite uma representação abstrata dos dados, a qual se assemelha com a forma que os usuários percebem realmente o mundo real, reduzindo a distância semântica entre o domínio e sua representação. O presente trabalho propõe a descrição conceitual de modelos biológicos, com o uso de ontologia, lógica descritiva e regras semânticas. É apresentado um framework orientado a serviços, chamado CelOWS, para uso em um ambiente de Modelagem e Simulação, cuja arquitetura é apoiada na ontologia CelO (Cell Component Ontology). Os modelos, descritos em uma linguagem de ontologia, são representados computacionalmente como serviços web, podendo ser utilizados em ferramentas de workflow científico para composição de modelos mais complexos.
Abstract: The intensive research at biological science has generated large amounts of data. Experimental tools, methods and technologies made possible a better understanding of various functions, structures and processes related to biophysics and physiology. The increase in the computational power and the application of numerical methods lead to development and use of more complex physiological models. The need of understanding of biological systems, at systemic level, lead to recent definition of Systems Biology, that adopts a systems-driven approach to describe dynamic process inside the cells. One can consider three levels of models in Systems Biology: biological, mathematical and computational. The challenge is how to represent the details of these levels in a way that can be used to explore, at several levels, the ideas and observations. The description of a model with a higher level of abstraction is fundamental. The conceptual modeling allows an abstract data representation, closer to user world, reducing the semantic gap between the domain and its representation. This work proposes a conceptual description of biological models, using ontologies, description logics and semantic rules. A service-oriented framework named CelOWS is introduced. Its architecture is based on an ontology named CelO (Cell Component Ontology). The models, described using an ontology language, are computationally represented as web services and can be used with scientific-workflows tools to compose more complex models.
Palavras-chave: Ciência da computação
Modelos
Ontologia
Engenharia de software
Biologia
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Sigla da Instituição: UFJF
Departamento: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-graduação em Modelagem Computacional
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/3560
Data do documento: 24-Abr-2008
Aparece nas coleções:Mestrado em Modelagem Computacional (Dissertações)



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