Resumen

La recuperación e integración de los datos contenidos en una base de datos científica es una tarea no trivial; si adicionalmente la base contiene información biológica el diseño, implementación e interacción involucra una mayor complejidad. Los sistemas Web que mantienen interacción con estas bases, regularmente tienen un interfaces poco intuitivas y predecibles, por lo que el usuario necesita ser un experto para encontrar información específica relacionada a los datos biológicos. Con el surgimiento de bases de datos científicas y públicas en la Web, son necesarios nuevos modelos de interacción, exploración y visualización que permitan una mejor experiencia al usuario.

En esta tesis se propone un nuevo modelo de interacción que denominamos como: Modelo Meta-conceptual Dinámico (Modelo MD), el cual es orientado a sistemas Web que interactúan con bases de datos científicas, e integra diferentes enfoques usados en la exploración de datos como: Consultas visuales, Consultas Dinámicas, Metadatos, Semántica y Mapas conceptuales. La integración es alcanzada a través de capas separadas y cuatro niveles de interacción, que permiten un acceso transparente a la información por medio de una estructura conceptual de los datos y una interface con interacción visual-dinámica.

Adicionalmente se propone una nueva arquitectura genérica e independente de plataforma que es una extensión de la tradicional cliente-servidor y denominamos como Arquitectura  Meta-conceptual Dinámica (Arquitectura MD), las capas que le pertenecen son descritas a detalle para indicar la función específica que tienen en la interacción con los usuarios. Esto con el objetivo de permitir la implementación del modelo MD para su uso en sistemas reales. El potencial de este nuevo modelo de interacción se presenta a través de un caso de estudio y la implementación de un prototipo sobre una base de datos con información biológica. El prototipo muestra algunas de las ventajas que ofrece este nuevo modelo con respecto a sistemas Web tradicionales, la funcionalidad presentada por el modelo MD promete una nueva generación de sistemas Web más interactivos.

The recovery and integration of data in a scientific database is not a trivial task, if the database contains additional biological information, the design, implementation, and interaction involves more complexity. Web systems that maintain interaction with scientific databases, usually have poor design and unpredictable interfaces, so the user needs to be an expert to find specific information related to biological data. With the emergence of several scientific databases with public information on Web, there is a need of new models for data interaction, exploration and visualization to enable a better user experience.

In this thesis, we propose a new model of interaction for Web systems with scientific databases online, which is called Dynamic Meta-conceptual Model (DM Model). This model is used to develop Web-oriented systems that interact with scientific databases, it integrates various approaches used in the exploration on database, such as Visual query, Dynamic query, Metadata, Semantic and Concept maps. The integration is achieved through separate layers and four interaction levels, which allows transparent access to information through a conceptual structure of data and interface with a dynamic visual interaction.

Additionally, we propose an extension of the traditional client-server architecture to enable the implementation of the DM Model for use in real systems. This new architecture is generic and platform independent, named Dynamic Meta-conceptual Architecture (DM Architecture), the layers of the DM architecture are described in detail to indicate the specific role they have in the interaction with users. The potential of our approach is shown through a prototype implementation for exploration on a database with biological information. The prototype demonstrates advantages of DM model compared to traditional Web systems, the functionality provided by the DM Model promises a new generation of interactive Web systems.