Os Estilos de Pesquisa na Computação TCC 2013. Profº Carlos José Maria Olguín prof.olguin@gmail.com carlos.olguin@unioeste.br
O que é pesquisa? Procurar respostas para indagações propostas; No Michaelis, uma definição menos simplista : Busca com diligência; indagar, inquirir, investigar; Informar-se acerca de; Fazer pesquisas.
O que é pesquisa? Do ponto de vista de sua natureza, dois tipos: Pesquisa básica: tem como objetivo gerar conhecimentos novos úteis para o avanço da ciência, sem aplicação prática prevista; Pesquisa aplicada: tem como objetivo gerar conhecimentos para aplicação prática dirigidos à solução de problemas específicos.
Pesquisa em Computação Ciência da Computação: Área nova e em franco desenvolvimento. Isso não justifica um método científico específico vago; Como a área é multidisciplinar: Discrepância de estilos de pesquisa; Baixa conformação à metodologia científica; Gera monografias escritas sem um embasamento metodológico adequado.
Tipos de pesquisa em CC Apesar dos estilos ainda serem variados, pode-se classificar as pesquisas realizadas em CC em 5 estilos: Apresentação de um produto. Apresentação de algo diferente. Apresentação de algo presumivelmente melhor. Apresentação de algo reconhecidamente melhor. Apresentação de uma prova.
Apresentação de um Produto Uma pesquisa em que simplesmente se procura apresentar algo novo aceitável em áreas emergentes dentro da CC; Em áreas novas é comum pesquisas eminentemente exploratória; O resultado deste estilo seria algo como Fiz algo novo. Eis meu produto ; Apenas apresentar uma ferramenta ou protótipo não é suficiente, tem que ter algo a mais: Aplicar técnicas aprendidas durante o curso em um sistema ou no processo de desenvolvimento do sistema. Áreas maduras podem não reconhecer pesquisas neste estilo.
Apresentação de algo Diferente Estilo mais amadurecido que o anterior, consiste na apresentação de uma forma diferente de resolver um problema; Comum a áreas novas; Normalmente apresentam uma simples comparação entre técnicas, sem muito rigor científico na apresentação dos resultados. Comparações normalmente mais qualitativas do que quantitativas.
Apresentação de algo Diferente Exemplo em Engenharia de Software: Apresentar uma nova técnica para realizar algo, e compará-la com outras técnicas existentes. Utiliza-se de estudos de caso: Não é prova com rigor científico, mas uma tentativa de convencer o leitor; Mas pode provar que um método consagrado falha em uma outra situação. Precisa de: Boa hipótese de trabalho; Boa teoria construída para sustentá-la; Boa argumentação. Tentar convencer o leitor sem poder testar com métodos estatisticamente aceitos.
Apresentação de algo Diferente A hipótese é a parte central da monografia: se for mal escolhida, o trabalho pode não alcançar seus objetivos e o aluno será penalizado; HIPÓTESE (Dic. Michaelis): 1. Suposição que se faz de alguma coisa possível ou não, e da qual se tiram as conseqüências a verificar; 2. Conjunto de condições que se toma como ponto de partida para desenvolver o raciocínio; 3. Suposição, conjetura. Na hipótese de: caso que, no caso de. Na melhor das hipóteses: nas condições mais favoráveis. A hipótese será testada durante todo o trabalho. Se confirmar-se, o trabalho é um sucesso; Caso contrário, será necessário tentar outra linha de pesquisa. O risco é sempre do aluno!!!
Apresentação de algo Diferente Neste estilo, o ideal é estruturar o trabalho na forma de uma tabela comparativa, onde o aluno mostra que o que ele está fazendo não é só diferente, mas incorpora diversas características importantes em um único artefato. Característica 1 Característica 2 Característica 3 Característica 4 Artefato 1 X X Artefato 2 X X Artefato 3 X X X Novo artefato X X X X Proposta de um novo artefato que tenha todas as características dos anteriores.
Apresentação de algo Presumivelmente Melhor Áreas um pouco mais maduras exigem que novas abordagens sejam comparadas quantitativamente com outras já existentes; Se não há bancos de dados para testes, o próprio autor precisa criar o seu. Os testes realizados devem demonstrar que sua abordagem é melhor do que as existentes; Problema 1: terá que testar a nova abordagem e as outras existentes mais trabalho; Problema 2: risco de introduzir erros. Deixar claro a forma como as técnicas foram aplicadas métricas claras.
Apresentação de algo Presumivelmente Melhor A comparação deve ser feita com abordagens do estado da arte (5 anos, no máximo): Para comparar com uma abordagem com mais tempo (p. ex. 15 anos), deixar claro que nos últimos 15 anos não houve avanço na área. O novo método/abordagem não precisa ser melhor que outros em toda e qualquer situação pode ser melhor em determinadas situações (deixar claro quais são elas); Métrica: definir claramente o que e como foi medido: O sistema X é mais fácil de usar o que é ser mais fácil de usar?
Apresentação de algo Reconhecidamente Melhor Neste estilo, o trabalho é desenvolvido e seus resultados são apresentados em função de testes padronizados e internacionalmente aceitos. Aqui, não é necessário testar outras abordagens, pois seus resultados já estão publicados; Para testar sua abordagem, são necessários dados de entrada em um banco de dados conhecido, usar uma métrica aceita pela comunidade da área e apresentar seus resultados. Os experimentos poderão ser reproduzidos por equipes independentes. Se for demonstrado que a nova abordagem é melhor que as anteriores novo estado da arte.
Apresentação de algo Reconhecidamente Melhor É a pesquisa mais fácil de executar, desde que haja uma boa hipótese de trabalho. Por quê? Por que os testes-padrão já estão definidos e os dados já estão disponíveis; Problema: encontrar uma boa hipótese de trabalho, que faça sentido e que seja promissora o que não é trivial. Exige um amplo estudo do estado da arte da área pesquisada; Problemas em aberto são excelentes focos de atenção para pesquisa.
Apresentação de uma Prova Na maioria das subáreas da CC os resultados são apresentados a partir de evidências empíricas (ou argumentações/estudo de caso) que sugerem provas; Em algumas áreas (métodos formais ou compiladores, p. ex.) são necessários demonstrações claras de correção ou eficiência; Neste estilo de pesquisa, é necessário a construção de uma teoria: um conjunto de definições que levam a um determinado resultado.
Resumo É possível classificar esses 5 estilos em 3 tipos básicos:
Pesquisas formais Exige-se a elaboração de uma teoria e uma prova formal de que essa teoria é correta; Ferramenta de trabalho: lógica formal; Parecem ser mais difíceis de realizar mas seus resultados, quando obtidos, são mais difíceis de refutar.
Pesquisas empíricas Uma nova abordagem é comparada com outras, através de testes aceitos pela comunidade; Ferramenta de trabalho: métodos estatísticos; Pode ser refutada se não estiver bem embasada em uma boa teoria a estatística não explica causas.
Pesquisas exploratórias Não se consegue provar uma teoria nem apresentar resultados estatisticamente aceitos; Ferramenta de trabalho: argumentação e convencimento. Aqui entram: estudos de casos; análises qualitativas; pesquisas exploratórias em áreas emergentes. Parece ser a mais fácil, já que não é necessário utilizar métodos da lógica formal nem realizar experimentos exaustivos: É a mais arriscada a aceitação de argumentos não é universal; Estudos de casos e exemplos podem ajudar a convencer, mas não são provas.