SISGEP Sistema Gerenciador Pedagógico. Proposta de Arquitetura. Proposta de Arquitetura Sistema Gerenciador Pedagógico. Versão 2.1

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1 SISGEP Proposta de Arquitetura Versão 2.1 SISGEP Página 1 de 10

2 Histórico de Revisão Data Versão Descrição Autor 13/10/ Elaboração do Artefato. Raphaela Dutra 10/11/ Alteração do SGBD Daniel de Souza 18/11/ Atualização do tipo de arquitetura Érick César SISGEP Página 2 de 10

3 A proposta de arquitetura para o desenvolvimento e produção do sistema SISGEP possuem as seguintes características: 1. Quantidade de Ambientes: Composto de quatro ambientes distintos porém com a mesma capacidade de armazenamento e processamento, serão divididos em: Desenvolvimento, Teste, Homologação e Produção. 2. Sistema Operacional: Os ambientes utilizarão o sistema operacional Microsoft Windows 2000, pois o cliente já possui as licenças desse sistema operacional, contudo podemos destacar as seguintes características inerente a esse. O Microsoft Windows 2000 é um sistema operacional preemptivo, gráfico e de fácil aprendizagem que foi desenvolvido para trabalhar com um ou mais processadores de 32 bits em computadores na arquitetura x86. É parte de uma linha de sistemas operacionais denominada Microsoft Windows NT e foi lançado em 17 de fevereiro de 2000, sendo o sucessor do Windows NT 4.0. Ele está disponível em quatro versões: Professional, Server, Advanced Server e Datacenter Server. Adicionalmente, a Microsoft oferece o Windows 2000 Advanced Server - Edição Limitada, que foi lançado em 2001 e roda em processadores de 64 bits Itanium. O Windows 2000 é classificado com um sistema operacional de núcleo híbrido, e sua arquitetura é dividida em dois modos: usuário e núcleo. O "modo núcleo" dá acesso total aos recursos do sistema e suporta a execução das aplicações em modo usuário, com acesso restrito aos recursos. Todas as versões do Windows 2000 possuem em comum muitas funcionalidades, incluindo muitas utilidades de sistema como o Microsoft Management Console (MMC) e sistemas de gerenciamento de aplicação como o utilitário de desfragmentação de disco. Todas as versões do Windows 2000 suportam o sistema de arquivos Windows NT versão 5 ou NTFS 5 (New Tecnology File System), o sistema de arquivos criptografado (EFS), também armazenamento em discos básicos ou dinâmicos. O armazenamento em discos dinâmicos permite que diferentes volumes sejam utilizados. A família 2000 Server também teve um aumento de funcionalidades, incluindo a capacidade de ter um serviço de diretório único: o Active Directory, Distributed File System (um sistema de arquivos que possibilita compartilhamento de arquivos) e armazenamento em volumes com tolerância à falhas. O Windows 2000 pode ser instalado numa empresa através de instalações interativas ou não interativas. A instalação não interativa se baseia no uso de um arquivo de resposta que tem a finalidade de preencher as informações de instalação, e pode ser utilizado através de um CD "bootável" usando o Microsoft Systems Management Server (SMS), através do System Preparation Tool (Sysprep). 1. Arquitetura do Sistema Operacional: O Windows 2000 é um sistema altamente modular que consiste em duas camadas: o modo usuário e o modo núcleo. O modo usuário se refere ao modo no qual as aplicações são executadas. Tais aplicativos são limitados em termos de acesso a recursos de sistemas, enquanto o modo núcleo tem acesso irrestrito para os sistemas de memória e dispositivos externos. Todas as aplicações que rodam em modo usuário acessam recursos de sistema através da comunicação com o modo núcleo. 1. Modo usuário SISGEP Página 3 de 10

4 O modo usuário no Windows 2000 é feito de subsistemas com capacidade de transmitir requisições para os drives modo núcleo apropriados usando um gerenciador de entrada/saída. Dois subsistemas constituem a camada de modo usuário no Windows 2000: o sistema Ambiental e o sistema Integral. O subsistema Ambiental foi desenvolvido para rodar aplicações escritas para vários tipos de sistema operacional. Esses aplicativos, entretanto, rodam em baixa prioridade que os processos de modo núcleo. Existem três principais tipos de Subsistemas Ambientais: Subsistema Win32 roda aplicações Windows de 32 bits e também suporta Máquina Virtual DOS (VDMs), permitindo que aplicações de 16 bits para MS-DOS rodem no Windows Subsistema Windows on Windows (wowexec.exe), fazendo com que aplicativos feitos para versões antigas do Windows rodem no Windows Subsistema OS/2 suporta aplicações OS/2 de 16 bits e emula OS/2 1.x, mas não a 2.x ou posterior. Subsistema POSIX suporta aplicações que são estritamente escritas tanto para POSIX.1 padrão ou que obedecem o padrão ISO/IEC. O Subsistema Integral procura por funções especificas do sistema fora do subsistema Ambiental. Consiste em um subsistema de segurança (permite/nega acesso e gerencia logon), serviço de estação (ajuda com o acesso de rede do computador) e um serviço servidor (permite que o computador forneça serviços de rede). 2. Modo núcleo O Modo núcleo no Windows 2000 tem acesso total ao hardware e aos recursos de sistema do computador. O modo núcleo impede que serviços e aplicações modo usuário acessem áreas criticas do sistema operacional. A interface Executive com todos os subsistemas de modo usuário. Ela interage com o entrada/saída, Gerenciamento de Objetos, segurança e gerenciamento de processos, contendo vários componentes, incluindo: Gerenciador de Objetos: Um subsistema Executive especial que todos os outros Subsistemas Executive deve passar para ter acesso aos recursos do Windows Ele é essencial no serviço de infraestrutura de gerenciamento de recursos que permite que o Windows 2000 seja um sistema operacional orientado a objetos. Gerenciador de I/O: permite que dispositivos se comuniquem com subsistemas modo usuário, ele traduz a leitura e a escrita do subsistema modo usuário e os transfere para o dispositivo de driver Monitor de Referencia de Segurança(SRM): a autoridade primária para utilizar as regras de segurança do subsistema de segurança integral. [5] Gerenciador de IPC : vem de Interprocess Communication, gerencia a comunicação entre os clintes (no subsistema Ambiental) e servidores (componentes do executive). Gerenciador de Memoria Virtual: gerencia a memória virtual, permitindo que o Windows 2000 use o disco rígido(hd) como um dispositivo de armazenamento primário. Gerenciador de Processos: manipula a criação e finalização de processos e a threads. Gerenciador PnP : manipula o "ligar e usar" e suporta os dispositivos de detecção e instalação na hora do boot. Gerenciador de Energia: o gerenciador de energia coordena os eventos de energia e fornece energia para os IRPs. O sistema de dysplay é controlado por um driver de dispositivo contido em Win32k.sys. O componente Window Manager desse driver é responsável por desenhar janelas e menus SISGEP Página 4 de 10

5 enquanto o componente GDI (graphical device interface - Dispositivo de Interface Gráfica) é responsável por tarefas como desenhar linhas e curvas, renderizar fontes e manipular palhetas. O Windows 2000 Hardware Abstraction Layer (Camada de abstração de hardware), ou HAL, é uma camada entre o hardware físico do computador e o resto do sistema operacional. Ele foi desenvolvido para "esconder" diferenças de hardware e prover uma plataforma consistente para executar aplicações. O HAL inclui códigos de hardwares específicos que controlam interfaces de E/S, controladores de interrupção e múltiplos processadores. O micronúcleo se situa entre a HAL e a executiva e fornece sincronização de multiprocessamento, threads e agendamento de interrupções, gerenciamento de traps e envio de exceções. O micronúcleo geralmente se comunica com o gerenciador de processos. [6] O micronúcleo também é responsável pela inicialização de drivers de dispositivos no boot que são necessários para tornar o sistema operacional funcionando corretamente. 3. Linguagem de programação e arquitetura; 1. A linguagem de programação Eleita para o desenvolvimento do SISGEP será ASP - Active Server Pages 3.0 ou superior compatível; O ASP (de Active Server Pages), também conhecido como ASP Clássico hoje em dia, é uma estrutura de bibliotecas básicas (e não uma linguagem) para processamento de linguagens de script no lado servidor para geração de conteúdo dinâmico na Web. Exemplos de linguagens aceitas são: VBScript, JScript, PerlScript, TCL ou Python sendo que apenas as duas primeiras são suportadas por padrão. Ele executa nativamente em servidores Windows, através do serviço chamado de IIS (Internet Information Service) - o servidor web da Microsoft, ou do PWS (Personal Web Server) em ambientes com Windows 98. Além disso ele pode executar em outras plataformas, como Linux no servidor Apache quando usando um módulo de um programa como o Tomcat. O script é interpretado no lado do servidor e o que é enviado ao lado do usuário/utilizador (navegador, por exemplo) é apenas a saída que normalmente é uma linguagem de marcação como HTML, XHTML ou XML. Linguagens como o Javascript e o VBScript podem ser processadas pelo navegador do visitante. Neste caso, este tem que suportar a linguagem. Contudo, como o ASP é processado pelo servidor, há independência de navegadores, uma vez que eles só processarão HTML. Através dessa tecnologia também é possível executar consultas a Banco de Dados, através da biblioteca de componentes ActiveX. 2. A arquitetura A arquitetura escolhida foi a MVC (Model-view-controller), pois é um padrão de arquitetura de software. Com o aumento da complexidade das aplicaçãoes desenvolvidas torna-se fundamental a separaçaõ ente os dados (model) e o layout(view), desta forma, alterações feitas no layout não afetam a manipulação de dados, e estes poderão ser reorganizados sem alterar o layout. O MVC resolve este problema por meio da separaçaõ das tarefas de acesso aos dados e lógica de negócio de apresentação e de interação com o utilizados, introduzindo um componente entre os dois: O Controller. MVC é usado em padrões de projeto de software, mas MVC abrange mais da arquitetura de uma aplicação do que é típico para um padrão de projeto. SISGEP Página 5 de 10

6 M - Model - a representação específica da informação em que a aplicação opera. Muitas aplicações usam um mecanismo de armazenamento persistente (como base de dados) para armazenar dados. MVC não cita especificamente a camada para acesso aos dados, por que subentende-se que estes métodos estariam encapsulados pelo Model. V - View apresenta o model em uma forma específica para a interação, geralmente uma interface de usuário. C - Controller processa e responde a eventos, geralmente ações do usuário, e pode invocar alterações no Model. É lá que é feita a validação dos dados e também é onde os valores postos pelos usuários são filtrados. MVC é muito visto também em aplicações para web, onde a view é geralmente a página HTML, e o código que gera os dados dinâmicos para dentro do HTML é o Controller. E, por fim, o Model é representado pelo conteúdo de fato, geralmente em banco de dados ou arquivos XML. 3. MANUTENIBILIDADE: Com o objetivo de viabilizar futura manutenção, devem ser providos os fontes de quaisquer componentes ou frameworks utilizados. Não devem ser utilizados componentes proprietários que não possuam fontes disponíveis ou requeiram licenças pagas para a sua utilização. 4. USABILIDADE E ACESSIBILIDADE: Compatibilidade com os navegadores Internet Explorer 7.0 ou superior, Safari 5.1 ou superior, Google Chrome 12.0 ou superior e Firefox 3.0 ou superior. Aderência às recomendações de acessibilidade de conteúdo WEB estabelecidas pelo e-mag Modelo de Acessibilidade de Governo Eletrônico. Aderência aos Padrões de Interoperabilidade de Governo Eletrônico (E-Ping). 4. Servidor de Aplicação. Para o SISGEP será utilizada o IIS versão 5.0 que é compatível com o Windows 2000 Server. IIS é um servidor web criado pela Microsoft para seus sistemas operacionais para servidores. Sua primeira versão foi introduzida com o Windows NT Server versão 4, e passou por várias atualizações. É também o sucessor do PWS. Atualmente, a versão mais atual é o IIS 7.5 (disponível apenas no Windows Server 2008 R2 e Windows 7) Uma de suas características mais utilizadas é a geração de páginas HTML dinâmicas, que diferentemente de outros servidores web, usa tecnologia proprietária, o ASP (Active Server Pages), mas também pode usar outras tecnologias com adição de módulos de terceiros. Para utilizar essa ferramenta faz-se necessário adquirir licença de uso que para cada instalação ou versão é preciso de pagamento. SISGEP Página 6 de 10

7 Depois do lançamento da plataforma.net em 2002 o IIS ganhou também a função de gerenciar o ASP.NET. Este é formado basicamente por dois tipos de aplicações: Páginas Web: Tradicionais acessadas por usuários, contém a extensão ASPX Web Services: Funções disponibilizadas pela rede, chamada por aplicativos ASMX O ASP.NET, assim como o seu concorrente direto, o JSP, é compilado antes da execução. Esta característica traz vantagens sobre as opções interpretadas, como o ASP e o PHP. 5. SGBD; Microsoft SQL Server Express 2005 (MSDE) Introdução SQL Express 2005 é um novo, livre, Microsoft SQL Server edição de pouco peso. Esta nova edição é a atualização para o Microsoft SQL Server 2000 Desktop Edition (MSDE). Direcionados para os desenvolvedores de "simples" aplicações, que inclui um plenamente funcional de banco de dados SQL Server e um Query Analyzer ferramenta de gestão de tipo. E o melhor de tudo, é livre para usar e redistribuir. 5.1 O que é um aplicativo "Simples"? Microsoft usa repetidamente as expressões "aplicações simples", "leve" e "aplicações móveis ou web" ao descrever o alvo utiliza para o SQL Server Express No entanto, as restrições generosa de expresso de torná-la um banco de dados ideal para muitas aplicações. Express é limitada a 1 CPU, 1 GB de RAM e 4 GB de tamanho de banco de dados Max. Significado SQL não vai abrandar, ou restringir sua resposta devido a restrições de licenciamento. SQL Server Express pode ser instalado em uma máquina com múltiplas CPUs e RAM acima de 1 GB, mas o motor de banco de dados irá limitar tópicos programados para um significando apenas a uma CPU que será usada. Da mesma forma, o pool de buffer, onde as páginas de dados são armazenados, só vai usar 1 GB de RAM, independentemente de qualquer memória adicional disponível. Recursos corporativos não são suportados no SQL Express. 5.2 Porque usar Microsoft SQL Server Express 2005 O SQL Server Express usa o mesmo engine que as demais edições do SQL Server 2005, mas por ser uma edição, digamos, light possui algumas limitações. O engine suporta 1CPU, 1GB RAM e banco de dados com até 4GB. Uma mudança significativa em relação ao MSDE 2000 é que o engine do SQL Express não possui a limitação de usuários concorrentes, conhecida como Concurrent Workload Governor onde a performance do MSDE 2000 é extremamente prejudicada na medida em que as conexões concorrentes de usuários aumentam. O SQL Server Express até pode ser instalado em máquinas multiprocessadas mas somente 1 CPU será reconhecida pelo engine. Como consequência, características como execução de consultas em paralelo não é suportado pelo SQL Server Express. SISGEP Página 7 de 10

8 O limite de 1GB RAM é apenas para o buffer pool. O buffer pool é usado para o armazenamento de páginas de dados e outras informações. A memória necessária para o gerenciamento de conexões, locks e outros não estão incluídos neste limite de 1GB. Sendo assim, o SQL Express pode ser instalado normalmente em máquinas com mais de 1GB, mas ele nunca usará mais que 1GB para o buffer pool. AWE ou /3GB não é suportado. O limite de 4GB para o banco de dados é aplicado apenas para o arquivo de dados. Entretanto, não existe limite para o número de banco de dados que você pode colocar no servidor. O SQL Server Express suporta instalação side-by-side com outras versões do SQL Server, podendo coexistir na mesma máquina junto com instalações do SQL Server 2000, SQL Server 2005 ou MSDE Suporta um número máximo de 50 instâncias na mesma máquina desde que cada instância seja unicamente identifica, ou seja, você pode realizar até 50 instalações do SQL Express desde que cada instância tenha um nome diferente. Por padrão o SQL Server Express é instalado com uma named instance chamada SQLEXPRESS. 5.3 Ferramentas Diferente do MSDE 2000 que não possui ferramenta gráfica, o SQL Server Express possuirá uma ferramenta gráfica chamada SQL Server Express Manager (XM). Esta, ainda em faze de desenvolvimento permitirá uma fácil administração dos bancos de dados e será distribuída separadamente em forma de download. O XM suportará conexões para SQL Server Express e outras edições do SQL Server 2005, SQL Server 2000 e MSDE Uma janela de conexão guiará o usuário através da seleção de uma instância e o método de autenticação a ser utilizado, suportando conexões locais ou remotas. Diversas funcionalidades de gerenciamento de banco de dados estarão disponíveis através do menu de contexto (botão direito) e wizards. Entre elas podemos citar, criar e modificar banco de dados, tabelas, usuários e logins. O Query Editor do XM permitirá o desenvolvimento e execução de instruções T-SQL e scripts. Algumas da ferramentas inclusas no SQL Server Express são o SQL Computer Manager, SQL Command e o utilitário BCP. O SQL Computer Manager substitui os atuais Service Manager, Client Network Utilities e Server Network Utilities, ele é usado para iniciar/ parar os serviços do SQL Server e para habilitar e desabilitar os protocolos de rede. O SQL Command (sqlcmd.exe) é uma versão OLE DB do osql.exe, ele não somente tenta manter as funcionalidades do SQL como também possui suporte aos novos tipos de dados do SQL Server SQL Computer Manager e SQL Command são os mesmos em todas as edições do SQL Server Suporte a Rede Embora o usuário possa habilitar o suporte a protocolos como TCP/IP e Named Pipes, por padrão o SQL Server Express é instalado apenas com suporte a shared memory. Isto faz com que por default o SQL Server Express funcione apenas localmente na máquina onde foi SISGEP Página 8 de 10

9 instalado e não suporte conexões de clientes em uma rede. Para suportar conexões de clientes remotos, é necessário habilitar o suporte a rede no SQL Server Express. Para habilitar o suporte a rede, você tem as seguintes opções: Usar o SQL Computer Manager para habilitar os protocolos necessários (normalmente TCP/IP) e iniciar o serviço SQL Browser. Usar a parâmetro DISABLENETWORKPROTOCOLS=0 na linha de comando no momento da instalação. O SQL Browser é um novo serviço do SQL Server 2005 que identifica as portas que as named instances estão usando. Este serviço vem desativado por default e deve ser ativado para que a comunicação entre um cliente remoto e um servidor SQL Server Express funcione corretamente. 6. Tipo de arquitetura A arquitetura será dividida nos servidores Web, Aplicação e Banco de dados, sendo dividido em camadas: Camada de Apresentação Camada de Negócios Camada de Persistência 7. REQUISITOS MÍNIMOS PARA DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS EM ASP: 1. Requerimentos de sistema: a. Windows 2000 Server ou Windows 2000 Advanced Server: CPU Pentium ou compatível de 133 MHz ou superior Mínimo recomendado de 256 MB de memória RAM 2 GB espaço em disco 2. Requerimentos para desenvolvimento em ASP: Linguagem de Desenvolvimento ASP - Active Server Pages 3.0 ou superior compatível; SISGEP Página 9 de 10

10 Ferramenta Microsoft Visual Studio 6.0 Service Pack 2 ou superior compatível; Navegador adotado para o desenvolvimento será o Ms-Internet Explorer versão 8.0 ou superior compatível. 3. Requerimento para SGBD Microsoft SQL Server Express 2005 SQL Express é suportado em todas as versões do Windows 2000 e Windows XP Pro. Um Pentium III MB de RAM. 405 MB de espaço em disco. Microsoft. NET Framework 2.0. Pode ser baixado gratuitamente da Microsoft. SISGEP Página 10 de 10