RODRIGO HIGA SIMULADOR GRÁFICO DE ÁRVORE B

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1 RODRIGO HIGA SIMULADOR GRÁFICO DE ÁRVORE B PUC-CAMPINAS 2005

2 RODRIGO HIGA SIMULADOR GRÁFICO DE ÁRVORE B Monografia apresentada como exigência da disciplina Projeto Final II, ministrada no curso de Engenharia de Computação, Pontifícia Universidade Católica de Campinas. Orientador: Prof. Dr. Carlos Miguel Tobar Toledo PUC-CAMPINAS 2005

3 BANCA EXAMINADORA Presidente e Orientador: Prof. Dr. Carlos Miguel Tobar Toledo 1º Examinador: Prof. Dr. Omar Carvalho Branquinho Campinas, 20 de dezembro de 2005.

4 AGRADECIMENTOS Agradeço ao orientador Prof. Dr.Carlos Miguel Tobar Toledo, pelo apoio e encorajamento contínuos na pesquisa, para a finalização do projeto final II. Pelo apoio e incentivo durante minha permanecia no curso. Aos demais Mestres, Doutores e Professores da casa, pelos conhecimentos transmitidos durante esses cinco anos juntos. À Diretoria do curso de Engenharia de Computação da Pontifica Universidade Católica de Campinas, pelo apoio institucional e pelas facilidades oferecidas na academia. À minha família, pelo apoio, incentivo, nos momentos difíceis, sempre entendendo os meus longos períodos longe de casa. A Srta. Tatiane Kurokawa Gomes Bizarra, que mesmo nos momentos mais difíceis esteve sempre ao meu lado até o final do curso. Pela sua compreensão e incentivo e muito carinho Aos meus amigos da faculdade pelos momentos de alegria, descontração e trabalho, onde pudemos fortalecer nossos laços de amizade. Aos meus amigos de moradia, pela cooperando em todos os momentos tristes e principalmente nos momentos felizes, proporcionando ambiente altamente confiável e saudável, ajudando em muitos casos a suportar a distância da família nos momentos mais fortes.

5 RESUMO HIGA, Rodrigo. Simulador Gráfico de Árvore B. Campinas, Monografia - Curso de Engenharia de Computação, Pontifícia Universidade Católica de Campinas. Campinas, Os simuladores gráficos de estruturas de dados visam apresentar graficamente o funcionamento de uma determinada estrutura, tendo como principal objetivo facilitar o seu aprendizado. Em virtude do dinamismo que esses simuladores oferecem, eles estão sendo utilizados com bastante freqüência no meio acadêmico, visto que tais softwares auxiliam o aluno a entender as diferentes estruturas de dados. O porquê dessa utilização nas academias ocorre devido à insuficiência da metodologia de ensino convencional em abranger a diversidade de capacidade de aprendizado dos alunos. Portanto, para suprir essa deficiência os professores começaram a utilizar ferramentas de auxilio ao aprendizado, sendo uma delas os simuladores gráficos. O objetivo desse trabalho é justamente construir um simulador gráfico para a estrutura de dados árvore B. A estratégia de desenvolvimento que foi adotada foi a Prototipação. O sistema foi inteiramente desenvolvido na linguagem Java, construindo-se um applet. Também possui a utilização da tecnologia RMI, utilizada para invocação remota de métodos em Java. Para verificar se o sistema final desenvolvido atingiu seu objetivo, foi elaborada uma estratégia para realizar a avaliação e validação considerando fatores como: disposição dos componentes do sistema, usabilidade, apresentação da árvore B e seu algoritmo, ou seja, tudo o quê contribui para uma melhor interação do sistema com o usuário. Termos de indexação: Simulador Gráfico, Árvore B, Estruturas de Dados, Sistemas Web.

6 ABSTRACT HIGA, Rodrigo. A B-Tree Graphic Simulator. Campinas, Monografia - Curso de Engenharia de Computação, Pontifícia Universidade Católica de Campinas. Campinas, The idea behind graphic simulators is to help people to understand how the data structures function, through graphical representations. The main idea of the simulators is to make easier the learning of this complex data structure. Simulators provide a dynamic manipulation of the data structure that normally books do not have. Nowadays, there is a kind of deficiency on the educational methodology to condider the diferent learning capabilities of the students. So the teachers start to use some tools to help their strudents on data structures learning, and graphic simulators are one of them. The objective of this work is to create a B-Tree Data simulator, to solve the definciency of the convetional educational methodology. To develop this system it was used the Prototype strategy. The system was developed as an using the Java language. It was used the RMI technology for remote method invocations in Java. The evaluation and validation focus on aspects to prove how helpfully is the software. Index terms: Graphic Simulators, B-Tree, Data Structers, Web System.

7 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Tela de apresentação do sistema... 9 Figura 2. Arquitetura do Simulador Figura 3. Fluxo de dados Figura 4. Seqüência de Eventos na Prototipação Figura 5. Primeiro protótipo do Simulador Figura 6. Demonstração do segundo protótipo do simulador Figura 7. Demonstração da ultimo protótipo gerado no trabalho Figura 8. Demonstração da tela do servidor de operações... 23

8 LISTA DE TABELAS Tabela 1. Margem das notas consideradas...29

9 LISTA DE ABREVIATURAS E SIMBOLOS JVM = Java Virtual Machine RMI = Remote Method Invocation RPC = Remote Procedure Calls NIST = National Institute of Standards and Technology

10 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO Caracterização do Problema Objetivo Solução proposta Estado da Arte Conteúdo da Monografia O SIMULADOR GRÁFICO Conhecendo o Sistema Arquitetura O Cliente O Servidor O Funcionamento do Sistema METOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO Prototipação de Software Etapas do desenvolvimento Coleta e Refinamento de Requisitos: Projeto Rápido e Construção do Protótipo Avaliação do Protótipo pelo Usuário Refinamento do Protótipo Engenharia do Produto AVALIAÇÃO E VALIDAÇÃO A Avaliação Questionário da Avaliação A Validação Dificuldades da Avaliação e Validação CONCLUSÃO Dificuldades encontradas Futuras implementações ou melhorias REFERÊNCIAS ANEXOS...38

11 1. INTRODUÇÃO

12 Os simuladores gráficos de estruturas de dados são programas de software que visam abstrair o funcionamento de uma estrutura de dados, visto que este seu funcionamento não é visível. Estes simuladores estão sendo utilizados cada vez mais em instituições de ensino superior, como ferramentas de auxílio ao aprendizado. Eles auxiliam os novos aprendizes a entender como se comportam as estruturas de dados, por exemplo, mediante as manipulações que são realizadas sobre elas, com uma facilidade e dinamismo que os livros convencionais não possuem. Uma dessas estruturas de dados complexas que são lecionadas em Universidades é a árvore B, uma das mais utilizadas hoje em aplicações de diversos tipos. A estrutura de dados árvore B foi criada com o intuito de melhorar o desempenho dos algoritmos que realizam acesso a dados em disco. Esta melhora se dá na minimização do número de acessos que um determinado algoritmo precisa realizar na manipulação de uma seqüência de dados, visto que todo acesso a disco é relativamente lento. É comum encontrar a utilização dessa estrutura de dados em banco de dados e sistema de arquivos, áreas de grande interesse de empresas de tecnologia de informação. O responsável pela criação dessa estrutura chama-se Rudolf Bayer, professor de Informática na Universidade de Tecnologia de Munique desde Rudolf tornou-se famoso por essa invenção. O mais curioso é que o criador dessa estrutura ainda não explicou o porquê do nome árvore B. Existem diferentes pensamentos com relação a isso, como: B de árvore Balanceada, ou B de Bayer, 2

13 ou até mesmo B de Boeing, porque Rudolf trabalhou no Laboratório de Pesquisa Científica Boeing (Wikipeddia, 2005a). A melhora que essa estrutura de dados proporciona ocorre pelo fato de a árvore B possuir um grau de ramificação bastante grande, ocasionando um número considerável de nós em uma mesma altura. Com isso, pode-se dizer que a altura de uma árvore B cresce lentamente, tendo em seu pior caso uma altura O(log n), onde n corresponde ao número de nós da árvore. Como a velocidade de manipulações em uma árvore é calculada em relação à sua altura, podemos dizer que uma determinada ação (inserção de dados, consulta, etc.) levaria o tempo de O(log n) para ser realizada. Portanto, o acesso a disco de um sistema que utiliza essa estrutura é consideravelmente mais veloz em relação a sistemas que possuem velocidade linear, que é típica de acesso seqüencial. Outra característica da árvore B, que melhora ainda mais o seu desempenho, é que nas operações de inserção de dados, estes são automaticamente inseridos ordenadamente, procurando-se sempre manter o balanceamento da mesma. Isto a difere de outras estruturas de árvore convencional, que após realizar a operação de inserção, verifica-se a sua estrutura, para posteriormente balanceála. 1.1 Caracterização do Problema No meio acadêmico, o ensino convencional de estruturas de dados complexas, como a árvore B, através de aulas expositivas e estudos teóricos, está ficando insuficiente, pois como existem diferentes tipos de alunos, com diferentes capacidades de aprendizado, a abstração de seu funcionamento não é 3

14 realizada facilmente por qualquer aluno. Esse problema ocasiona um mau aproveitamento dos alunos com relação ao aprendizado dessas estruturas. Portanto, surge a necessidade de ferramentas adicionais que auxiliem o aprendizado dos alunos, fazendo com que o mesmo fique menos difícil. 1.2 Objetivo Visando minimizar a insuficiência da metodologia de ensino convencional citada acima, esse projeto tem como objetivo criar uma ferramenta que auxilia o aprendizado de um aluno, em relação ao entendimento da estrutura de dados árvore B, proporcionando um material que servirá de apoio para os estudos do aluno. 1.3 Solução proposta Para conseguirmos atingir o objetivo, parte-se do princípio que uma ferramenta que realmente agregaria valor à metodologia de ensino, proporcionando uma maior facilidade de entendimento por parte do aluno, seria uma ferramenta gráfica. Essa ferramenta representa gráfica e dinamicamente o funcionamento de ações relacionadas à manipulação de dados da árvore B. A idéia foi representar as diferentes disposições que os nós da árvore podem apresentar, de acordo com uma determinada ação. Juntamente com a apresentação da estrutura de dados, é mostrado o algoritmo relacionado à ação requisitada, destacando os pontos que o sistema efetivamente executou. 4

15 1.4 Estado da Arte Existem diferentes tipos de trabalhos e projetos relacionados à tentativa de utilizar, explicar e esclarecer uma árvore B. Há trabalhos acadêmicos, não diretamente relacionados ao objetivo desse projeto, que visam o esclarecimento da estrutura de dados, explicando o seu funcionamento, em fundamento teórico, como artigos publicados na Web (como por exemplo, Wikipedia (Wikipedia, 2005a), Whatis (Whatis, 2005), Answers (Answers, 2005), National Institute of Standards and Technology (Nist, 2005). Existem também trabalhos relacionados diretamente com o objetivo desses projetos, ou seja, trabalhos que mostram graficamente o funcionamento de uma árvore B, na linguagem Java. Pode-se pegar como exemplo um grupo chamado Ozer s Programming Projects (Ozer s, 2005), o qual possui diferente tipos de aplicações desenvolvidas, em diferentes linguagens, e em uma delas existe um projeto de um simulador do funcionamento de uma árvore B. Um problema encontrado com esse projeto é a sua interface de integração com o usuário, que não é muito simples de usar. Se o seu objetivo era de explicar o funcionamento da árvore B, esse objetivo foi dificilmente atingido, pois sua usabilidade não é fácil e o funcionamento de árvore B propriamente dito, não é explicado. 1.5 Conteúdo da Monografia Nesta monografia descreve-se como foi feito o desenvolvimento desse trabalho, abordando os seguintes tópicos: 5

16 A Metodologia onde é apresentada a estratégia utilizada para o desenvolvimento do produto esperado. Desde a análise de requisitos, onde é feito um trabalho com o cliente, buscando documentar todas as suas necessidades, até à sua fase final de engenharia de produto. O Simulador Gráfico de Árvore B com a descrição de toda a estratégia de planejamento de seu desenvolvimento, o sistema desenvolvido em si, sua arquitetura e funcionalidades (apresentadas com exemplos). A Avaliação e Validação onde se apresenta os métodos utilizados para verificar a sucesso ou o fracasso dos objetivos desse trabalho, apresentado todos os pontos considerados e abordados. A Conclusão onde são abordadas todas as conclusões obtidas ao longo do desenvolvimento do trabalho, bem como resultados esperados de abordagens geradas ao longo do ano. São discutidas também todas as dificuldades encontradas para a realização do desenvolvimento do trabalho, coisas que impactaram ou não do produto gerado final. E também são citadas e discutidas as melhorias para o sistema. 6

17 2. O SIMULADOR GRÁFICO

18 O trabalho do Simulador Gráfico de Árvore B foi focado em seu objetivo: melhorar o aprendizado da estrutura de dados árvore B. Para isso, buscou-se aumentar a facilidade de uso do mesmo, para que assim a atenção do usuário fosse inteiramente voltada para ao aprendizado da estrutura e não ao funcionamento do sistema. Visto isso, foi planejada a realização de um desenvolvimento voltado para aplicações Web, na qual o usuário não necessita instalar o sistema, basta simplesmente executa-lo em navegador de internet. Foi desenvolvida uma aplicação Applet, com a linguagem de programação Java. Esta linguagem possui um amplo suporte para aplicações que necessitam de ambientes gráficos avançados, que o simulador precisa para realizar a apresentação da árvore B. 2.1 Conhecendo o Sistema O Simulador Gráfico de Árvore B é composto por botões que determinam funções específicas que o sistema realiza, referente à árvore B, e campos de entrada de dados, relacionados a cada ação de manipulação da mesma. Essa facilidade de entrada de dados e requisição de ações retira do usuário a preocupação de como o sistema funciona, ficando assim com sua atenção voltada para o funcionamento da estrutura de dados em si, tornando-se assim um sistema de fácil uso, contribuindo assim com o objetivo final. O simulador visa apresentar dinamicamente o comportamento de uma árvore, apresentando os diferentes estados pelos qual a árvore pode passar, após o processamento de cada requisição realizada pelo usuário. Isto é, dada uma requisição realizada pelo usuário, o sistema apresenta o resultado de tal 8

19 requisição, redesenhando o gráfico da árvore e mostrando os pontos do algoritmo pelos quais o sistema passou. Os campos do simulador estão dispostos da seguinte maneira, como pode ser observado na figura 1: Figura 1. Tela de apresentação do sistema. Região 1: A região 1 (esquerda superior) é composta pelo local de entrada de dados do Simulador Gráfico de Árvore B; é através dessa região que se inserem os dados de acordo com uma ação desejada. Cada botão de ação possui um local de entrada de dados associado ao seu lado, sendo obrigatório o seu preenchimento para que a correspondente ação seja executada com sucesso. 9

20 A função Reset reinicializa o simulador, removendo todos os nós da árvore. Região 2: A região 2 (esquerda inferior) é apenas informativa, composta pelo status de cada ação realizada. Região 3: A região 3 (localizada ao meio) é composta pela apresentação gráfica da Árvore B, sendo atualizada após a realização de cada operação. Região 4: A região 4 (à direita) é composta pela apresentação do algoritmo executado pelo simulador, referente à ação realizada; visa explicar ao aprendiz o que o simulador está realizando por trás de cada ação executada. Todos os trechos pelo qual o sistema passou estão destacados nessa região, facilitando assim o acompanhamento do aprendiz de cada ação realizada. Apontador para introdução: O apontador (esquerda superior) é apenas um link para uma breve descrição do que é e o que faz o Simulador. O usuário pode facilmente utilizar o sistema acompanhando as mudanças de estados pelos quais a árvore pode passar, visualizando a parte do algoritmo executado pelo sistema para determinar o estado atual da árvore. Apresenta-se, além de um simulador gráfico normal, um sistema informativo, sua 10

21 característica diferencial dentro dos simuladores comuns, adequando-se à utilização dentro da academia. 2.2 Arquitetura Os applets, assim como todos os sistemas desenvolvidos na linguagem java, normalmente possuem todo o seu processamento diretamente na JVM do cliente, onde o seu bytecode (HALFHILL, 2005) é processado. Na interação com o servidor que as aplicações Web, feitas em applet, realizam no primeiro contato do cliente com o servidor, as classes da aplicação são importadas pelo cliente, para assim serem processadas no cliente. A arquitetura desenvolvida para este simulador possui sua implementação baseada em RMI, no qual se invocam métodos do servidor para realizar os cálculos de operações da árvore. Assim, o simulador, possui uma integração com o servidor a todo o momento em que é realizada alguma requisição pelo cliente, tendo o seu funcionamento um pouco diferente do modo usual dos applets, citado no começo deste tópico. Isso ocorre porque a aplicação acaba tendo o seu processamento dividido. Todo o processamento, referente à apresentação gráfica da árvore B e do algoritmo executado, é realizado no lado do cliente. E todo o cálculo para se determinar o próximo estado da árvore, mediante uma operação requisitada, é realizado no servidor, que tem o seu método invocado remotamente pelo cliente. A tecnologia RMI é parte da plataforma Java 2 Plataform, Standard Edition e provê a facilidade de se desenvolver sistemas distribuídos na linguagem Java. Segundo os autores Deitel e Deitel (2005), a RMI está baseada em uma 11

22 tecnologia anterior semelhante à programação procedural, chamada de chamada de procedimento remoto (remote procedure call- RPC) desenvolvida nos anos 80. Essa tecnologia de programação visa prover a transparência de uma invocação remota de um método Java, tratando-a como uma chamada local qualquer, tornando assim transparente a comunicação entre o cliente e o servidor pela rede. Figura 2. Arquitetura do Simulador. Conforme ilustra a figura 2, a arquitetura do simulador se compõe basicamente de dois módulos, o cliente, responsável pela interação com o usuário e o servidor, responsável pelos cálculos das operações da árvore B. O módulo do cliente possui duas funções: a função responsável pela apresentação da árvore e do algoritmo executado, e a responsável pela interface com o servidor. O módulo do servidor é responsável pelos cálculos das operações requisitadas pelo usuário, que são: Inserir, Remover, Buscar, Reiniciar (Reset). A interface entre o cliente e o servidor é baseada no estado atual da árvore, conforme mostram as setas da figura 2. 12

23 2.2.1 O Cliente O módulo do lado do cliente é responsável pela integração direta com o usuário do sistema, que por meio desta realizará as entradas de dados necessárias para alimentar o sistema. Esse módulo comunica-se com o servidor, sempre que for requisitada uma ação pelo usuário. No momento de enviar os dados ao servidor, o cliente realiza a validação de todos os dados a serem enviados, verificando basicamente os tipos das variáveis enviadas, evitando assim o envio de dados inválidos. Feito o envio, o cliente aguarda a resposta do servidor, que ao recebê-la, fica responsável em realizar todo o tratamento dos dados recebidos, tomando as decisões necessárias, realizando todo o processamento referente à apresentação gráfica da árvore e do algoritmo executado O Servidor O servidor, antes de tudo, deve definir os protótipos dos métodos que irá servir, através de uma classe conhecida como interface. A única coisa que o cliente possui de informação do servidor é essa classe interface, ou seja, o cliente não tem conhecimento de como estão sendo implementados os métodos disponibilizados pelo servidor. Isso garante certo grau de segurança na comunicação do cliente-servidor, pois o cliente não possui acesso à implementação dos métodos. 13

24 Assim, para o servidor informar que está conectado, aguardando alguma invocação remota de seus métodos, este se registra no chamado Servidor de Registros do RMI, que fica disponível na mesma máquina do servidor. É ele que irá informar ao cliente se o servidor de operações está conectado ou não. Caso o servidor de operações estiver conectado, o Servidor de Registros do RMI informa ao cliente qual é a porta de comunicação que ele deverá utilizar. A porta padrão do RMI é a Todo esse processo é necessário somente para o cliente iniciar o processo de comunicação com o servidor de operações. Ao receber a invocação remota, o servidor simplesmente recebe a requisição do cliente e invoca o método desejado e executa-o. Feito isso, retorna o valor calculado para o cliente. 2.3 O Funcionamento do Sistema Como mostra a figura 3, o cliente somente fica responsável pelo processamento do ambiente gráfico informativo ao usuário, o que corresponde à apresentação do estado atual da árvore. O algoritmo é executado no servidor. O cálculo referente a cada requisição feita pelo usuário, no lado do cliente, é processado no lado do servidor. Após realizar todo o processamento necessário, o servidor retorna o estado atual da árvore para o cliente. Distribuindo assim o processamento de cada requisição. 14

25 Figura 3. Fluxo de dados Com o RMI, quando o cliente realiza a invocação de um método que se encontra no servidor de operações, o objeto, chamado Stub, percebe que esta é uma chamada de um objeto remoto. O Stub então verifica inicialmente no Servidor de Registros se o servidor de operações possui os seus objetos registrados, ou seja, verifica se o servidor desejado encontra-se realmente conectado à rede. Feito isso, como resultado da consulta no Servidor de Registros, o cliente agora possui a número da porta com a qual irá iniciar sua conexão com servidor. Na comunicação com o servidor, o Stub (do cliente) serializa os dados que são passados como parâmetro para a invocação do método remoto. Os 15

26 dados então são transportados via rede para o servidor remoto. O objeto chamado Skeleton recebe esses dados e percebe a invocação, feita pelo cliente, de um método do servidor; ele então desserializa esses dados enviados pelo cliente, invoca o método do servidor localmente e realiza as operações invocadas. Feito isso, o servidor serializa sua resposta e envia a resposta para o cliente que invocou o método. O servidor é identificado por um nome alfanumérico no Servidor de Registro do RMI. Portanto, percebe-se que um mesmo host pode manter diferentes servidores, com suas funcionalidades, podendo ser invocados por qualquer cliente. Toda a comunicação via rede, do cliente e do servidor, é controlada pelos objetos Stub e Skeleton criados pelo Java (comando rmic), fornecendo ao programador uma transparência da comunicação pela rede. Portanto, o programador não tem a preocupação de manter o controle da conexão feita entre o cliente e o servidor. Isso é uma facilidade proporcionada pelo RMI, deixando a invocação remota dos métodos transparente para o programador, podendo ele então se preocupar com as funcionalidades de seu sistema. 16

27 3. METOLOGIA DE DESENVOLVIMENTO

28 Nesse trabalho foi necessária a utilização da metodologia Prototipação de Software, responsável por guiar quase todo o desenvolvimento do trabalho. 3.1 Prototipação de Software Essa metodologia de desenvolvimento visa, através de construção de protótipos de software, melhorar a definição dos requisitos do cliente, pois é muito difícil conseguir expressar todos os reais requisitos desejados pelo cliente. Portanto um protótipo é uma versão inicial de um sistema de software utilizada para mostrar conceitos, experimentar opções de projeto e, em geral, para conhecer mais sobre os problemas e suas possíveis soluções (PRESSMAN, 2002). Esse tipo de metodologia é baseado em uma série de definições feitas juntamente com o cliente, procurando mostrar da melhor maneira possível, com os protótipos, os resultados gerados de uma determinada requisição do usuário. 3.2 Etapas do desenvolvimento Para se chegar na construção de um protótipo, de acordo com as exigências do cliente, deve-se realizar um desenvolvimento cíclico para refinar as requisições do cliente, buscando assim o ideal. Basicamente segue-se o ciclo mostrado na figura 4. Segue agora a descrição de todas as etapas realizadas, bem como os produtos por elas gerados. 18

29 Figura 4. Seqüência de Eventos na Prototipação Coleta e Refinamento de Requisitos: É nessa etapa que o cliente define o conjunto de objetivos gerais para o sistema, especificando também quais suas expectativas com relação ao produto final. Aqui também são documentados todos os requisitos que teoricamente estão claros para o cliente (que ele consegue identificar). Esses requisitos são especificados e são identificados quais necessitam de um maior detalhamento. É a partir daí que foi gerado um documento chamado Análise de Requisitos, onde se tentou especificar todos os requisitos que o cliente tinha identificado. Nesse documento foi especificado qual era a visão da solução do cliente perante o problema que ele tinha. A partir daí, iniciou-se o processo de proposta de solução e definição do sistema, realizada entre o cliente e o 19

30 desenvolvedor do trabalho, sendo então especificada a funcionalidade que o sistema deveria conter. Como não há um número grande de funcionalidades dentro do Simulador Gráfico de Árvore B, sua especificação no primeiro ciclo foi bem completa, ocasionando apenas uma alteração no segundo ciclo, onde foi removida uma funcionalidade que teoricamente não iria fazer diferença no objetivo do trabalho, que era a geração randômica de nós Projeto Rápido e Construção do Protótipo Para este trabalho foram considerados dois tipos de protótipos, sendo um construído em papel, esboçando como a tela final iria ficar e o outro executável, este já sendo uma implementação básica do sistema. A partir disso, foram realizados três ciclos de refinamento, gerando conseqüentemente três diferentes protótipos, sendo um em papel e os outros dois executáveis. Essas duas etapas, Projeto Rápido e Construção do Protótipo, foram citadas aqui em conjunto, pois a etapa Projeto Rápido não foi refinada nenhuma vez. Porém, a sua criação, no primeiro ciclo de desenvolvimento, foi realizada em conjunto com o primeiro protótipo. protótipo. A figura 5 mostra um exemplo do que foi construído como primeiro 20

31 Figura 5. Primeiro protótipo do Simulador. A segunda versão do protótipo foi a criação de um executável. Implementaram-se todas as funcionalidades especificadas na Análise de Requisitos e tentou-se seguir o mais fiel possível o projeto rápido. Basicamente o segundo protótipo, em termos de disposição de componentes, era igual ao primeiro protótipo, salvo algumas restrições de implementação. A figura 6 é a tela do protótipo. A modificação mais expressiva entre o primeiro protótipo e o segundo é a apresentação do algoritmo, que foi requisitado pelo cliente. Pediu-se que fosse mostrado em mais baixo nível do que no primeiro protótipo. Na terceira e última versão houve modificações na apresentação do algoritmo, pois agora o sistema apresenta o algoritmo destacando o local onde a execução do servidor efetivamente passou. Mas, a modificação mais significativa que ocorreu foi a implementação do RMI para reajustar a complexidade deste trabalho, que foi considerada baixa no final do primeiro semestre, surgindo 21

32 portanto, o cliente e o servidor. Essa modificação não alterou os outros documentos como Análise de Requisitos e Projeto Rápido. A tela apresentada no lado do cliente é mostrada na figura 7. Figura 6. Segundo protótipo do simulador. Figura 7. Último protótipo gerado no trabalho. 22

33 E a figura 8 corresponde à tela desenvolvida para a parte do servidor de operações. Ela é composta de campos informativos como: endereço de IP do servidor, nome de registro do servidor, status do servidor. Sua finalidade é apenas informativa e serve para iniciar o servidor, conectando-o. Figura 8. Tela do servidor de operações Avaliação do Protótipo pelo Usuário A etapa de teste é o momento no qual o protótipo é submetido à utilização pelo cliente para realizar a avaliação de acordo com suas requisições. Esta é a etapa que permite ao cliente manipular o protótipo e verificar se suas requisições foram implementadas corretamente e se existe a necessidade de refiná-las ou, ainda, de criar novas funcionalidades. Nessa etapa, os requisitos são refinados de acordo com as necessidades e novos requisitos podem ou não aparecer. Todas as modificações que surgem nessa etapa devem ser anotadas para os documentos necessários serem atualizados na próxima etapa. Neste trabalho, nas três vezes que o sistema foi submetido aos testes do cliente, houve refinamento dos requisitos, sempre visando e melhorando o modo no qual a estrutura de dados e seu algoritmo eram apresentados. Não houve mudanças como adição de novas funcionalidades. Desde o primeiro protótipo, todas as funcionalidades propostas foram mantidas. 23

34 3.3.4 Refinamento do Protótipo Aqui ocorre a atualização de todos os documentos que necessitam ser alterados para contemplar as modificações geradas na etapa anterior. Feita essa atualização, o ciclo reinicia-se, e volta à etapa de Coleta e Refinamento de Requisitos. Como dito na seção 3.3.2, no desenvolvimento do sistema, não houveram modificações (refinamentos) que alterassem consideravelmente o funcionamento do sistema, não havendo, portanto, necessidade de atualizações dos documentos gerados inicialmente Engenharia do Produto Quando o desenvolvimento atingir esse ponto, a nova versão do sistema é gerada e o ciclo é completado. No caso desse sistema, o terceiro protótipo gerado foi considerado estável e suficientemente bom para ser avaliado de acordo com o objetivo. Sendo então finalizada a primeira versão do sistema. Outro ponto a se considerar, com relação a esse fechamento de versão, foi o termino do prazo estipulado para sua entrega na Universidade, deixando-se de desenvolver alguns novos refinamentos que surgiram nesse último protótipo. 24

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