Mo Porã: Uma ferramenta para o gerenciamento distribuído de repositórios de dados científicos na web

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1 13 Mo Porã: Uma ferramenta para o gerenciamento distribuído de repositórios de dados científicos na web Kleberson Junio do Amaral Serique, José Laurindo Campos dos Santos, Andréa Côrrea Flôres Albuquerque Pesquisas na Amazônia são realizadas por instituições consolidadas, através de grupos de pesquisa que investigam temas científicos de interesse regional, nacional e internacional. Tais atividades objetivam a geração de conhecimento, o que inclui, o compartilhamento de dados de diferentes formatos e de variada volumetria. A complexidade neste cenário está concentrada nas relações das redes de pesquisas, grupos e as necessidades de atividades de colaboração. No auxilio aos experimentos, ferramentas computacionais tornam-se prioridade na gestão transdisciplinar, e com isso, garantir o controle dos processos colaborativos. Os avanços das plataformas computacionais baseadas na web, repositórios de dados distribuídos tornam-se alternativas recomendadas para compartilhamento entre as redes de pesquisa e de dados. Este trabalho apresenta o sistema Mo Porã, um ambiente implementado no projeto Cenários para a Amazônia, para prover alta disponibilidade de dados e informações em redes de pesquisas na web.a investigação científica na Amazônia é desenvolvida por importantes institutos de pesquisas, como INPA e MPEG, por meiode projetos de pesquisas em diferentes domínios. Os programas e projetos científicos, como por exemplo, Cenarios, LBA1,2, PPBio2 e GEOMA2 são formados por diversos grupos de pesquisa, gerando, consumindo e compartilhando diversos formatos de dados e de distinta volumetria. Dados e metadados são essenciais a qualquer projeto de pesquisa, principalmente das funcionalidades para o compartilhamento e disseminação em ambiente seguro. O êxito em prover tais funções, concentra-se nos sistemas de informações que contemplem acesso via web. Como resposta a este cenário, foi desenvolvido o sistema Mo Porã (do guarani guardar em local seguro), que objetiva o gerenciamento de rotinas operacionais definidas para 149

2 Serique et al. projetos de pesquisas que atenda uma comunidade cientifica quando a interação ocorre de forma intensa. Isto é, gestão de grupos e subgrupos, repositórios e ferramentas colaborativas para analise, discussão e disseminação de resultados. A arquitetura da rede Mo Porã é desenvolvida contando com soluções escalonáveis, robustas e de tecnologia livre (Box 1). A rede é composta pelo serviço de diretório, onde ficam centralizadas as bases de usuários e de sites Mo Porã, e pelos nodos da rede, que se tratam dos sítios web Mo Porã de cada projeto participante. GOVERNANÇA DA INFORMAÇÃO NO MO PORÃ No ambiente descrito, existem relacionamentos de pesquisadores em grupos de pesquisa, onde um membro, por exemplo, pode estar atuando em diferentes grupos e com diferentes papeis ao mesmo tempo. Isso evidencia a existência de uma grande rede de relacionamento e colaboração científica presente em seus grupos de pesquisa. A governança das informações tem importância essencial para as instituições e no processo de tomada de decisões. Os requisitos, de um sistema BOX 1. TECNOLOGIAS NA IMPLEMENTAÇÃO DO MO PORÃ O sistema foi desenvolvido com a combinação de diversas tecnologias robustas e livres. (1) A camada inferior se refere ao sistema operacional adotado nos servidores que hospedam o sistema Mo Porã, no caso o Linux que é um sistema operacional robusto, escalável e altamente confiável, além de já ser adotado na maioria das infraestruturas onde o Mo Porã foi instalado. (2) Acima do sistema operacional, está o servidor web Apache e a linguagem de programação PHP na versão 5, essa combinação permite que boa parte a implementação da lógica do sistema seja executado no servidor. Associado a isso e no mesmo nível está o sistema gerenciador de banco de dados do Mo Porã, o PostgreSQL. (3) O Mo Porã é acessível através da web, e utiliza o protocolo de comunicação HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ou HTTPS, que possui uma camada de segurança. (4) A internet é o veículo de acesso do sistema onde os usuários necessitam de um navegador web, como o Firefox e Google Chrome. 150

3 Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos devem possuir a capacidade de tratar das composições dos grupos e subgrupos, de permitir o gerenciamento dos membros, de repositórios de arquivos, com configuração de nível de acessos que reflitam as políticas de dados internas dos grupos e não conflitantes com as institucionais. Neste contexto, identificamos funcionalidades obrigatórias para sistemas automáticos e que o sistema em questão passe a adotar uma arquitetura em rede para a troca de dados entre os sites Mo Porã, com o objetivo de apoiar redes de pesquisas, entre projetos e instituições, além de facilitar as atividades dos usuários do sistema, que poderão trabalhar, ao mesmo tempo, com dados dos projetos parceiros no ambiente web, sem a necessidade de abrir individualmente os diversos sites, evitando conflitos para atualizações de perfis e múltiplas senhas de acesso. Esta arquitetura otimiza os recursos da redundância das informações, aumentando a disponibilidade dos dados. O funcionamento do sistema é simples e intuitivo, onde os usuários se cadastram livremente, e podem criar e participar de grupos, sendo monitorado por administradores que (5) A parte cliente do sistema Mo Porã é carregada no navegador web do usuário, compostas pelas tecnologias HTML (HyperText Markup Language), CSS (Cascading Style Sheets), Javascript e XML (extensible Markup Language). O HTML e o CSS são tecnologias responsáveis por apresentarem a interface de usuário do sistema, como os ícones, as tabelas e imagens dispondo-as na tela do navegador web. O Javascript é uma linguagem de programação que permite que boa parte da lógica do sistema seja processada ainda no navegador web. É responsável por efetuar requisições em segundo plano, não perceptível ao usuário, para recuperar os dados do servidor web do sistema (6) Os dados do sistema são recuperados no formato XML, processados pelo Javascript e apresentados dentro da pagina em HTML, sem a necessidade de recarregamento de páginas. 151

4 Serique et al. controlam e regram a criação e funcionamento dos grupos. O sistema também permite a criação de repositórios de arquivos, que organizam e armazenam os dados, de diversos formatos e volumes, e metadados. As regras de acesso e manutenção desses repositórios são configurados a nível de membros pelos coordenadores do grupo. O SISTEMA MO PORÃ: DEFINIÇÃO, RECURSOS E FUNCIONALIDADES O sistema possui uma base de grupos estruturada e associada a repositórios de arquivos que são compartilhados entre os membros do grupo, além disso, todas as informações da formação e estrutura hierárquica dos grupos estão disponíveis para consulta na web, possibilitando usuários do sistema conhecer, entender, interagir e participar destes grupos dos projetos além de formarem novos grupos (Figura 1). A base de grupo tem a finalidade de organizar e estruturar de forma hierárquica, através de grupos e subgrupos, o funcionamento dos grupos dos projetos científicos. Esta base informa a formação dos componentes destes grupos, como seus membros e suas funções bem como os coordenadores dos grupos. A base possibilita também, aos coordenadores de grupos, ferramentas de controle de acesso dos repositórios de arquivos e dados, que é um recurso integrado a base de grupos, para que os membros possam compartilhar seus arquivos e dados de diversos formatos e volumes pela web, dessa forma garantir a disponibilidade, escalabilidade e em alguns casos integração a outros serviços automáticos de armazenamento de dados. Atualmente o sistema conta com mais duas novas funcionalidades, a base de projetos e a base de logística, todas com o objetivo de melhorar e acompanhar o gerenciamento de projetos científicos, com o porte dos projetos do INPA e também de outros institutos de pesquisa.a função da base de projetos é documentar e gerenciar os vários projetos de pesquisa que participam ou são apoiados pelos grandes programas e projetos científicos de longa duração. Em geral, os grandes projetos científicos possuem equipes de logísticas responsáveis pela manutenção de sítios experimentais, frota de veículos, controle de despesas para excursões, entre outros. Para facilitar a comunicação e o protocolo de solicitação de serviços logísticos foi desenvolvida uma base de gerência de logística de projetos e disponibilizada neste ambiente, onde os pesquisadores podem solicitar os serviços disponíveis. A Figura 2 representa as camadas do sistema com as principais funcionalidades disponíveis para o usuário. A rede federada sites Mo Porã é composta por vários web sites Mo Porã que conseguem acessam o conteúdo dos sites da federação de acordo com as necessidades ou solicitações do usuário, ou seja, o usuário é capaz de acessar as informações de qualquer web site da federação a partir que esteja conectado 152

5 Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos Figura 1. Arquitetura da Rede Mo Porã de qualquer nó da federação. Esta rede federada foi desenvolvida com a finalidade de estabelecer mecanisnodomos de compartilhamento de dados entre os sites e autenticação de usuários centralizada, garantindo assim redundância e interoperabilidade das informações neste ambiente. A rede é composta por dois módulos (Box 2). O modulo diretório de sites e usuários é composto pela base de usuários do sistema, base de sites e a base de chat que são disponibilizados a toda federação através de web services. O modulo nodo de site é composto pelas bases de grupos, projetos e logística que correspondem a um projeto científico, ele é utilizado para disseminar as informações de um projeto, por questões de política de dados, cada projeto é responsável por manter e hospedar seus dados em servidor próprio, portanto, este modulo disponibiliza suas informações para toda a federação de sites através de web services. Uma vez a rede em operação podese simular as atividades necessárias para que uma web site Mo Porã possa funcionar, veja exemplo na figura 1. Nesta rede, a atividade primeira corresponde às requisições da interface do sistema com o servidor web do nó LBA, para 153

6 Serique et al. Figura 2. Arquitetura do Sistema Mo Porã efetuar a autenticação do usuário e descobrimento dos outros sites Mo Porã, para isso, o sistema do nó LBA irá conectar-se primeiro ao diretório de sites e usuários da rede, como descrito na atividade 1b. Uma vez autenticado o usuário e localizado os endereços dos demais sites da federação, o sistema do nó LBA conectará aos demais servidores Mo Porã da federação, como indicados nas atividades 1c e 1d. Caso um dos nodos da federação estiver indisponível ou inacessível, o sistema procurará pelo nó espelho correspondente do mesmo para recuperar as informações e da continuidade as atividades do usuário. No caso do espelhamento dos servidores Mo Porã é uma funcionalidade opcional, pois requer disponibilidade de recursos e pessoal para administrar os mecanismos de replicação. USANDO O SISTEMA MO PORÃ O sistema é composto de uma base de dados de grupos e subgrupos de pesquisas associados aos repositórios de arquivos, estes repositórios assim com a base de dados de grupos estão disponíveis e distribuídos em um conjunto de sítios web. Na atual distribuição, o sistema disponibiliza os conteúdos do 154

7 Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos BOX 2. POR DENTRO DO MO PORÃ As atividades, protocolos e trocas de informações executadas pelo Mo Porã estão organizadas numa arquitetura que abrange as camadas de arquivos e armazenamento. Nestas camadas, os dados dos repositórios e binários dos bancos de dados ficam arquivados nos servidores web, logo a cima tem a camada de SGBD, onde é utilizado o PostgreSQL com a extensão espacial PostGIS dando inicio ao georefenciamento das informações. Na camada de API de web service do sistema tem o papel de exportar e gerenciar as informações vindas o usuário e servindo de Middleware entre o sistema e os bancos de dados distribuídos da federação, tendo como cliente a API de interface do sistema e os demais nós da federação. A camada da API de interface é composta pelas regras de negocio da aplicação bem como as funcionalidades em Ajax do sistema e os clientes desta camada é a própria interface do sistema carregada em um web browser. Parecida com a arquitetura de um nó de site Mo Porã temos o nó de diretório de sites e usuários do sistema, composto pelas camadas de arquivos e storage, camada de banco de dados e da API web service para disponibilizar a toda a federação o acesso as base de usuários, sites e chat. 155

8 Serique et al. repositório através de uma rede na web, de forma que cada sitio Mo Porã possa conectar-se a qualquer base desta rede, consultando e realizando suas funções remotamente, a partir de qualquer interface do sistema provida de algum nodo desta rede. O serviço de diretório disponibiliza uma base centralizada de usuários e sites Mo Porã, com o objetivo de controlar os cadastros de usuários e possibilitar quequalquer usuário utilize uma única identificação (perfil) para acessar qualquer um site Mo Porã (nodos) pertencentes a esta rede, além disso, o serviço de diretório ainda tem a função de informar, aos nodos da rede, as localizações dos demais nodos. Os nodos Mo Porã, ou web site Mo Porã, são independentes entre si, gerenciando suas próprias bases de grupos e subgrupos e dos conteúdos dos repositórios de seus arquivos, porém são dependentes do serviço de diretório, que fornece as localizações dos outros web sites Mo Porã pertencentes a rede, bem como também as informações dos usuários do sistema. A Figura 5 apresenta a tela principal do sistema Mo Porã. As informações do usuário e botão sair ficam na barra abaixo da logomarca do sistema. Mais abaixo, encontra-se a barra de menus, com as diversas opções que o sistema oferece. Abaixo da barra de menu está localizada a barra de navegação, responsável por indicar onde o usuário está no sistema e nos grupos. No canto esquerdo é apresentada a árvore de hierarquia de funcionamento dos grupos e subgrupos. Ao lado disso, é apresentado o conteúdo referente a navegação do usuário, como os dados de um grupo onde o usuário poderá navegar pelas abas para conhecer um Figura 5. Tela do Mo Porã do Projeto Cenários 156

9 Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos recurso especifico, como os repositórios e membros pertencentes ao grupo. Os novos usuários de projetos que adotem o Mo Porã para gerenciamento de dados científicos deverão criar suas contas na opção Cadastre-se na barra de menus. Apos o cadastro, devem selecionar os grupos que querem participar e procurar a aba de membros e clicar em solicitar a participação, o responsável pelo grupo irá receber um e desbloquear o acesso para os usuários, assim como todas as permissões. CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir da arquitetura desenvolvida foi possível implementar uma rede de sistemas Mo Porã, a qual pode ser associada a outras redes de pesquisa, como a do Programa LBA, SIBBr, CEN- BAM, etc. Os componentes modulares da arquitetura, permitem a adição de estruturas independentes para prover, através de espelhamento automático, a alta disponibilidade dos dados e das funcionalidades do sistema Mo Porã. Com relação ao desempenho, identificamos restrições referentes ao sistema ser operacionalizado em ambientes com qualidade de banda comprometidas (por exemplo, locais remotos da Amazônia ou da Pan-Amazônia), uma vez que uma requisição do usuário demorará mais tempo para ser atendida ou até perdida. Isto nos levará a pesquisar soluções que atentem aos problemas de otimização de escalonamento de recursos dos sistemas de redes. Estudos recentes indicam um aumento de investimentos e disponibilização efetiva de recursos de rede, que incluem alta capacidade de conectividade na região, também abrangendo a telefonia móvel que poderá ser utilizada como recurso suplementar nesse sistema. REFERÊNCIAS 1 LUIZÃO, F B, NOBRE, C A, MAN- ZI, A O, Projeto LBA: Estudando as Complexas Interações da Biosfera com a Atmosfera na Amazônia. Acta Amazônia CAMPOS, J L S, A Biodiversity Information System in an Open Data/ Metadatabase Architecture. Ph. D. Thesis. International Institute For Geo -Information Science and Earth Observation. Enschede, The Netherlands. ISBN , SERIQUE, K J A, SANTOS, J S C, COSTA, F E S, MAIA, J M F, Um Sistema Gerenciador de Repositórios Distribuídos e Colaborativos no Ambiente Cientifico da Amazônia. IV Simpósio Brasileiro de Sistemas Colaborativos. Rio de Janeiro, PRESSMAN, R S, Engenharia de Software,McGraw-Hill Brasil, ISBN BIEBERSTEIN et al. (2005), Service -Oriented Architecture (SOA) Compass: Business Value, Planning, and Enterprise Roadmap (The developerworks Series) (Hardcover), IBM Press books,

10 Serique et al. SOBRE OS AUTORES Kleberson Junio do Amaral Serique é graduado em Sistema de Informação ULBRA Manaus em 2008, mestrado em Ciência da Computação e Matemática Computacional (CCMC) pela Universidade de São Paulo (USP) em Atualmente é estudante de doutorado pela CCMC na USP. Possui experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Bioinformática e Informática para Biodiversidade, atuando nos temas: sistemas colaborativos, sistemas web interativos, web semântica, anotação semântica de dados e integração semântica de dados científicos. José Laurindo Campos dos Santos é graduado em Engenharia Construção Civil Instituto de Tecnologia do Amazonas (1984), mestrado em Ciência da Computação pela Universidade Federal da Paraíba (1988) e doutorado em Computer Science University of Twente-NL (2003). Coordenador de Tecnologia da Informação do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, membro do Conselho Técnico Consultivo do Sistema de Informação sobre a Biodiversidade Brasileira (SI- BBr). Atua nos temas de banco de dados não-convencionais, sistemas de informação, web semântica e ontologia aplicada a biodiversidade. Andréa Côrrea Flôres Albuquerque é graduada em Processamentos de Dados pela Universidade Federal do Amazonas UFAM (1996). Pósgraduação Lato Sensu em TeleInformática na UFAM (1999). Mestrado em Informática pela UFAM (2011). Doutoranda do Instituto de Computação da UFAM e pesquisadora colaboradora do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia no Núcleo de BioGeo Informática do PPBio. Atua nos temas: banco de dados, sistemas de informações, modelagem de dados, ontologias e extração semântica. 158

11 Mo Porã: gerenciamento de repositórios de dados científicos PARA SABER MAIS SOBRE O ASSUNTO Publicações SANTOS, J L C, DE BY, R A, MAGALHÃES, C. A Case Study of INPA s Bio-DB and an Approach to Provide an Open Analytical Database Envi-ronment. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, 33 (B4): , SANTOS, J L C, A Biodiversity Information System in an Open Data/Metadatabase Architecture Ph. D. Thesis. International Institute For Geo-Information Science and Earth Observation. Enschede, The Netherlands, June, ISBN Manual do usuário Site Mo Porã Projetos Mo Porã do Projeto Cenários: Mo Porã do Programa LBA: Mo Porã da Rede CTPetro Amazônia: 159

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ÍNDICE. 1. Introdução...2. 2. O que é o Sistema Mo Porã...2. 3. Como acessar o Site Mo Porã...3. 4. Cadastro do Sistema Mo Porã... ÍNDICE 1. Introdução...2 2. O que é o Sistema Mo Porã...2 3. Como acessar o Site Mo Porã...3 4. Cadastro do Sistema Mo Porã...4 5. Navegando no Site Mo Porã...6 5. 1 Manual de ajuda do sistema Mo Porã...7

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