Um protocolo derivado empiricamente para a construção de redes bayesianas na engenharia de software.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: RIQUE, Thiago Pereira.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44200
Resumo: As redes Bayesianas têm se destacado na engenharia de software como ferramentas eficazes para modelar incertezas e apoiar a tomada de decisão. No entanto, observa-se uma lacuna quanto ao rigor metodológico adotado na construção desses modelos, especialmente quando especialistas de domínio — isoladamente ou em combinação com dados (modelos híbridos)— são a principal fonte de conhecimento. Esta tese propõe um protocolo para orientar e avaliar a construção de redes Bayesianas baseadas em especialistas ou híbridas na engenharia de software. O protocolo foi fundamentado em um checklist elaborado a partir da análise sistemática de metodologias de construção de redes Bayesianas em diferentes domínios. Para organizar as atividades identificadas na construção desses modelos, adotou-se como base o processo Expert-based Knowledge Engineering of Bayesian Networks (EKEBN), que define as fases e atividades para as quais as metodologias foram mapeadas, resultando em um checklist que consolidada um processo genérico de construção. Em seguida, o checklist foi aplicado a 118 estudos primários da área de engenharia de software para avaliar a qualidade metodológica com base na completude e nível de detalhamento do processo de construção dos modelos. Os resultados revelaram que grande parte dos estudos descreve os procedimentos de forma superficial ou vaga, dificultando a replicação e comprometendo a confiabilidade dos modelos gerados. Durante a avaliação dos estudos, observou-se também que a engenharia de software se apoia em métodos de aquisição do conhecimento comumente utilizados em outros domínios, mas também envolve mecanismos de raciocínio que auxiliam na modelagem de práticas específicas. Assim, a definição do checklist com as fases e atividades fundamentais de construção (o que fazer) associada a um catálogo de métodos usados na prática (como fazer) derivou um protocolo baseado em evidência para a construção de redes Bayesianas na engenharia de software, que constitui a contribuição central desta tese e pode servir de inspiração para o aprimoramento metodológico em outros domínios de aplicação.
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O protocolo foi fundamentado em um checklist elaborado a partir da análise sistemática de metodologias de construção de redes Bayesianas em diferentes domínios. Para organizar as atividades identificadas na construção desses modelos, adotou-se como base o processo Expert-based Knowledge Engineering of Bayesian Networks (EKEBN), que define as fases e atividades para as quais as metodologias foram mapeadas, resultando em um checklist que consolidada um processo genérico de construção. Em seguida, o checklist foi aplicado a 118 estudos primários da área de engenharia de software para avaliar a qualidade metodológica com base na completude e nível de detalhamento do processo de construção dos modelos. Os resultados revelaram que grande parte dos estudos descreve os procedimentos de forma superficial ou vaga, dificultando a replicação e comprometendo a confiabilidade dos modelos gerados. Durante a avaliação dos estudos, observou-se também que a engenharia de software se apoia em métodos de aquisição do conhecimento comumente utilizados em outros domínios, mas também envolve mecanismos de raciocínio que auxiliam na modelagem de práticas específicas. Assim, a definição do checklist com as fases e atividades fundamentais de construção (o que fazer) associada a um catálogo de métodos usados na prática (como fazer) derivou um protocolo baseado em evidência para a construção de redes Bayesianas na engenharia de software, que constitui a contribuição central desta tese e pode servir de inspiração para o aprimoramento metodológico em outros domínios de aplicação.Bayesian networks (BNs) have emerged in software engineering as effective tools for modeling uncertainty and supporting decision-making. However, there is a noticeable gap in the methodological rigor adopted in constructing such models, particularly when domain experts — either alone or in combination with data (hybrid models) — are the primary source of knowledge. This thesis proposes a protocol to guide and assess the construction of expertbased or hybrid BNs in software engineering. The protocol was grounded in a checklist developed from a systematic analysis of BN construction methodologies across different domains. To organize the activities identified in building these models, the Expert-based Knowledge Engineering of Bayesian Networks (EKEBN) framework was adopted as the basis. EKEBN structures the process into phases and activities, to which the methodologies were mapped, resulting in a checklist that consolidates a generic process for model building. Subsequently, the checklist was applied to 118 primary studies in the field of software engineering to assess methodological quality based on the completeness and level of detail of the model construction process. The results revealed that a substantial proportion of the studies describe their procedures in a superficial or vague manner, hindering replication and undermining the reliability of the generated models. During the evaluation of the studies, it was also observed that software engineering draws on knowledge acquisition methods commonly used in other domains, but also involves reasoning mechanisms that assist in modeling specific practices. Thus, the definition of the checklist with the fundamental phases and activities (what to do), combined with a catalog of methods used in practice (how to do), resulted in an evidence-based protocol for constructing BNs in software engineering. This protocol constitutes the core contribution of this thesis and can serve as an inspiration for methodological improvement in other application domains.Universidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEIPÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃOUFCGGORGÔNIO, Kyller Costa.GORGONIO, KYLLERhttp://lattes.cnpq.br/7626416403074455PERKUSICH, Mirko Barbosa.PERKUSICH, M. B.http://lattes.cnpq.br/3250186213608951ARAÚJO, Joseana Macêdo Fechine Régis de.SILVA, Leonardo Chaves e.ALBUQUERQUE, Danyllo Wagner.RIQUE, Thiago Pereira.2025-09-162025-11-11T22:28:06Z2025-11-112025-11-11T22:28:06Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/44200RIQUE, Thiago Pereira. Um protocolo derivado empiricamente para a construção de redes bayesianas na engenharia de software. 2025. 148 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) – Programa de Pós Graduação em Ciência da Computação, Centro de Engenharia Elétrica e Informática, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2025-11-18T06:07:02Zoai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/44200Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T06:07:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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