COMPUTAÇÃO MÓVEL E MLEARNING: Estudo e Construção de um Protótipo para Smartphone

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO RITTER DOS REIS COMPUTAÇÃO MÓVEL E MLEARNING: Estudo e Construção de um Protótipo para Smartphone Monografia Lucas Nascimento Posser Porto Alegre 2006

2 CENTRO UNIVERSITÁRIO RITTER DOS REIS CURSO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO LUCAS NASCIMENTO POSSER COMPUTAÇÃO MÓVEL E MLEARNING: Estudo e Construção de um Protótipo para Smartphone Monografia para a disciplina de Projeto Final de Curso II, do curso de Sistemas de Informação sob orientação do Prof. Dr. Sidnei Renato Silveira. Porto Alegre

3 Pedras que rolam não criam limo. Muddy Waters 3

4 SUMÁRIO LISTA DE FIGURAS...5 LISTA DE ABREVIATURAS...7 RESUMO...9 ABSTRACT...10 INTRODUÇÃO REFERENCIAL TEÓRICO PROLIFERAÇÃO DA COMPUTAÇÃO MÓVEL COMPUTAÇÃO MÓVEL: APLICAÇÕES E DESAFIOS VISÃO GERAL DOS DISPOSITIVOS MÓVEIS SISTEMAS OPERACIONAIS MÓVEIS REDES WIRELESS GERENCIAMENTO DE MOBILIDADE BANCO DE DADOS MÓVEIS E-LEARNING MLEARNING MBUSINESS MODELAGEM DO PROJETO DEFINIÇÃO DOS REQUISITOS MODELAGEM DO PROJETO TECNOLOGIAS EMPREGADAS DESCRIÇÃO DO SISTEMA...69 CONSIDERAÇÕES FINAIS...81 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

5 LISTA DE FIGURAS GRÁFICO 1: EVOLUÇÃO DO MERCADO DA COMPUTAÇÃO MÓVEL...14 FIGURA 1.1: UM EXEMPLO DE UM MODELO DE PDA...18 FIGURA 1.2: PALMTOP MODELO ZIRE TABELA 1: GERAÇÕES DA TELEFONIA CELULAR...19 FIGURA 1.3: TELEFONE CELULAR MOTOROLA MODELO V FIGURA 1.4: PALM OS EM MODO HIBERNADO...23 FIGURA 1.5: PALM OS EM MODO DE ESPERA...23 FIGURA 1.6: ESQUEMA DE ENTRADA DE DADOS ATRAVÉS DO MÉTODO GRAFITTI...25 FIGURA 1.7: INTERFACE DO WINDOWS CE...26 FIGURA 1.8: TECLADO PORTÁTIL PARA PDA...28 FIGURA 1.9: EXEMPLO DE USO DO MICROSFT TRANSCRIBER...28 FIGURA 1.10: EXEMPLOS DE INTERFACE DO SYMBIAN PARA SMARTPHONES...28 FIGURA 1.11: CONSÓRCIO DAS EMPRESAS DETENTORAS DA SYMBIAN LTD...30 TABELA 2: PADRÕES DO COMITE 802 DO IEEE...34 FIGURA 1.12: MODELO DE ACCESS POINT...35 TABELA 3: COMPARAÇÃO ENTRE TECNOLOGIAS DE COMUNICAÇÃO...41 FIGURA 1.13: MODELO DA ARQUITETURA CLIENTE-SERVIDOR...44 FIGURA 1.14: MODELO DA ARQUITETURA CLIENTE-AGENTESERVIDOR-SERVIDOR...45 FIGURA 1.15: MODELO DA ARQUITETURA CLIENTE-AGENTECLIENTE-SERVIDOR...45 FIGURA 1.16: MODELO DA ARQUITETURA CLIENTE-AGENTECLIENTE-AGENTESERVIDOR-SERVIDOR..46 FIGURA 2.1: DIAGRAMA DE CASOS DE USO...53 FIGURA 2.2: DIAGRAMA DE SEQÜÊNCIA...58 FIGURA 2.3: DIAGRAMA DE CLASSES...59 FIGURA 2.4: MODELO ER DO BANCO DE DADOS...60 FIGURA 2.5: DIAGRAMA DA ARQUITETURA.NET...62 FIGURA 2.6: FORMATOS DE MENSAGEM SOAP...66 FIGURA 2.7: RELAÇÃO ENTRE OS CONCEITOS INERENTES AOS WEB SERVICES...69 FIGURA 2.8: ARQUITETURA DE FUNCIONAMENTO DO MLEARNING...70 FIGURA 2.9 TELA DE LOGON...71 FIGURA 2.10 MENU COM ÍCONES...72 FIGURA 2.11 TELA PRINCIPAL COM O MENU ATIVADO

6 FIGURA 2.12: TELA DE SELEÇÃO DE UMA TURMA...73 FIGURA 2.13: TELA COM OS TÓPICOS DO MÓDULO...74 FIGURA 2.14: TELA COM O CONTEÚDO...74 FIGURA 2.15: ANATOMIA DE UM QUIZ...75 FIGURA 2.16: EXEMPLO DE UM VF...75 FIGURA 2.17: EXERCÍCIO CORRIGIDO...76 FIGURA 2.18: TELA DE MENSAGENS...77 FIGURA 2.19: TELA COM A TROCA DE SENHA...78 FIGURA 2.20: DIAGRAMA DAS CLASSES DE INTERFACE COM O USUÁRIO

7 LISTA DE ABREVIATURAS AMPS - Advanced Mobile Phone System CDMA - Code Division Multiple Access DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum E/S - Entrada e saída (de dados) EaD - Educação a distância FIR - Fast Infra Red GPRS - General Packet Radio Service GSM - Global System Communication HTTP - HyperText Transfer Protocol IDC - International Data Corporation IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers IRDA - Infra Red Direct Access KBPS - Kilobytes por segundo MBPS - Megabytes por segundo MIR - Medium Infra Red OFDM - Orthogonal Frequency Division Multiplexin OS - Operating System PC - Personal Computer PDA - Personal Digital Assistant RAM - Random Access Memory ROM - Read Only Memory SGBD - Sistema gerenciador de Base de Dados SIR - Slow Infra Red SMTP - Simple Mail Transfer Protocol SO - Sistema operacional SOAP - Service Oriented Application TDMA - Time Division Multiple Access UIAS - User Interface Application Shell UM - Unidades móveis UML - Unified Modelling Language VHS - Vídeo Home System 7

8 WAP - Wireless Application Protocol WEP - Wired Equivalent Privacy WiFi - Wireless Fidelity WLAN- Wireless Local Area Network WMAN- Wireless Metropolitan Area Network WPAN- Wireless Personal Area Network WWAN - Wireless Wide Area Network XML - extensible Markup Language 8

9 RESUMO O presente trabalho aborda o estudo e implementação de um sistema de mlearning, bem com os fundamentos da computação móvel inerentes à aplicação desenvolvida. Um mlearning é uma aplicação projetada para um dispositivo móvel, que trabalhe conceitos do já consagrado e-learning (ou sistema de EaD Educação a Distância). O objetivo de um mlearning, assim como de um sistema de EaD, é trazer os conteúdos da sala de aula para um meio externo eletrônico, aproximando o aluno de atividades pedagógicas, mesmo quando este não estiver presente em um ambiente tradicional de aprendizado. O sistema de mlearning desenvolvido apresenta funcionalidades como visualização de conteúdos de aula, formatados e disponibilizados pelo professor, e exercícios do tipo QUIZ (múltipla escolha) e VF (verdadeiro ou falso). Adicionalmente, possui recurso de comunicação do professor com o aluno através de mensagens de texto. Este sistema de mlearning foi desenvolvido para telefones celulares do tipo Smartphone, que operem com o sistema Windows Mobile 2003, da Microsoft. Basicamente, o mlearning se integra a um ambiente de EaD, trazendo algumas de suas funcionalidades para o celular. Para tanto, foram utilizadas tecnologias que propiciam a integração de sistemas heterogêneos, como o.net framework, seus recursos para desenvolvimento de Web Services, e a linguagem de programação C#, bem como classes pertencentes ao.net Compact framework, que já possui recursos básicos para desenvolvimento de aplicações móveis. O telefone celular é um dos dispositivos da computação móvel estudado, assim com o Windows Mobile 2003 um dos sistemas operacionais pesquisados. Além dos dispositivos móveis e sistemas operacionais para dispositivos móveis, este trabalho apresenta outros conceitos da área como redes wireless e banco de dados móveis. Palavras-chave: Computação Móvel; redes sem fio; mlearning; Microsoft.NET Framework

10 ABSTRACT This paper is about a study and implementation of a mlearning system, and elements of mobile computing. A mlearning is an application for mobile devices that works concepts of e-learning. A mlearning is supposed to bring the contents of the classroom for electronic external way, approaching the student of pedagogical activities, even if it s not physically present in a traditional environment of learning. The application bring features like visualization of classroom lessons contents, that are formatted an shared by the teachers, and exercises like Quiz (multiple choice) and TF (true or false). Additionally, it has a communication feature behind teacher and student provided by text messages. The mlearning was developed for a smartphone that support Windows Mobile 2003, from Microsoft. Basically, mlearning integrates an existent e-learning, bringing some of his functionalities for a smartphone. For this purpose, technologies had been used that propitiate the integration of heterogeneous systems, as.net framework, his resources for development of Web Services, and programming language C #, as well as pertaining classrooms to NET Compact framework, that already has basically resources for mobile development. Cell phone was on of the researched devices of the mobile computing, like Windows Mobile 2003 one of the searched operational systems. Beyond the mobile devices and mobile operational systems, this work presents other concepts of the area as nets wireless and mobile data base. Keywords: Mobile Computing, wireless networks, mlearning, Microsoft.NET Framework. 10

11 INTRODUÇÃO A computação móvel é uma área da computação que se propõe a desenvolver soluções que permitam que dispositivos computacionais sejam utilizados fora de ambientes fixos. Para tanto, são utilizados recursos de comunicação, como por exemplo, redes sem fio (wireless), infravermelho e bluetooh, entre outras tecnologias. Essas tecnologias de comunicação de dados permitem aos usuários, munidos de dispositivos como PDAs (Personal Digital Assistant), laptops, ou celulares se comunicarem com a parte fixa. Portanto a comunicação sem fio é essencial para a computação móvel (Mateus, 1998; LIMA 2005). As pessoas estão cada vez mais sem tempo de sentar-se diante das estações de trabalho. A utilização da computação móvel possibilita fazer viagens de negócio e continuar interagindo com os processos da empresa, sem que seja necessário delegar a alguém essa tarefa. Comunicação instantânea, entretenimento, recursos multimídia, tudo isso a alcance da mão onde quer que se esteja. Estas possibilidades se tornam objeto de desejo para muitos que precisam, ou acham que precisam, dessas facilidades. Recursos indispensáveis para algumas empresas, ou simplesmente conveniência para alguns usuários, a computação móvel é uma realidade no nosso cotidiano. Este trabalho está motivado na constante evolução da computação móvel. Evolução que se deve a uma série de motivos, entre eles, o fato dos dispositivos móveis, como PDA s e telefones móveis, estarem praticamente ao alcance de todos. Também se deve ao fato das organizações que buscam competitividade estarem adotando a computação móvel em busca das vantagens que ela permite na realização de seus processos. A evolução desta área torna-a um excelente mercado para os profissionais de Sistemas de Informação. A educação a distância é uma área de grande interesse, pois se faz cada vez mais presente no cotidiano das organizações e dos cidadãos. Esta presença 11

12 não se faz somente entre as instituições de ensino, mas entre todo tipo de organização que promove formação, treinamento e qualificação contínua de seus integrantes. Esta modalidade de ensino torna-se importante, na medida em que a sociedade busca formas de apoio ao aprendizado, que rompam a barreira física e presencial em sala de aula. É neste contexto que a computação móvel se torna extremamente útil, pois permite ao usuário, sem dúvida nenhuma, um maior proveito do seu tempo explorando os benefícios da informação com a mobilidade. Portanto, este trabalho une essas duas áreas em um sistema de mlearning, no qual o educando poderá extrapolar os limites da sala de aula, mantendo-se ao alcance das tarefas de sala de aula, a qualquer lugar e a qualquer momento, com o mínimo de recursos. O objetivo geral do trabalho é implementar um sistema de mlearning, no qual o aluno tenha acesso a atividades propostas pelo professor, fora da sala de aula. Isto é possível utilizando-se um celular do tipo SmartPhone, que deverá executar o sistema operacional Windows Mobile O celular executará um programa que se integra a um sistema de EaD convencional, atuando como cliente e requisitando os dados do servidor. O trabalho está dividido em três principais capítulos. No primeiro apresentase uma idéia geral sobre Computação Móvel, seus conceitos básicos, sua evolução, as tecnologias existentes, os problemas do paradigma da computação móvel, descrição de tecnologias utilizadas nos sistemas operacionais móveis, redes wireless e bancos de dados móveis. Num segundo momento, explicitam-se os fundamentos da Educação a Distância (EaD), do mlearning, conceitos gerais, idéia de mbusiness e exemplos de mlearning existentes. Finalizando, apresenta-se um estudo de caso do sistema de mlearning implementado, incluindo a descrição das suas funcionalidades, exibindo detalhes do projeto como: modelagem de requisitos, casos de uso, contratos, diagramas de seqüência de sistema e diagrama de classes. 12

13 1 REFERENCIAL TEÓRICO Neste capítulo inicial apresenta-se o referencial teórico dos principais conceitos envolvidos na construção de uma aplicação móvel. Fundamentos da computação móvel, proliferação, aplicações e desafios; dispositivos móveis, sistemas operacionais, redes wireless e banco de dados móveis. Adicionalmente trata de conceitos inerentes ao mlearning, aplicação móvel implementada no contexto deste trabalho. 1.1 Proliferação da Computação Móvel A computação móvel cresceu bastante devido a alguns fatores, tais como a necessidade de se obter melhores resultados nos negócios, interagindo em qualquer lugar ou em movimento, necessitando de acesso à informação. O preço dos dispositivos que estão cada vez mais em conta e mais sofisticados, aliado com a melhora na infra-estrutura de comunicação entre dispositivos, também impulsiona a área. A proliferação da computação móvel se deve a diversos fatores: - a vantagem, e até a necessidade, da informação à disposição em qualquer lugar; - a redução dos preços dos dispositivos móveis; - o crescente mercado da telefonia móvel; - conveniência de transporte e utilização. 13

14 Estas, entre outras, são as razões para o crescimento da computação móvel. Segundo o IDC (International Data Corporation), nos últimos anos houve um crescimento considerável no número de dispositivos móveis. É válido ressaltar que o crescimento observado de telefones celulares foi muito maior do que os outros dispositivos. Com as operadoras cativando um número cada vez maior de clientes e as tarifas de serviços cada vez menores, o mercado cresceu e possibilitou um maior acesso à tecnologia pelas camadas sociais de menor poder aquisitivo, incentivadas pelo custo do aparelho que hoje em dia é muito acessível, com modelos a partir de 40 dólares, dependendo do plano de assinatura. Segundo o texto The smartphone Market 1, Estima-se que nos próximos dois anos o número de telefones celulares será muito maior do que os de Notebooks e PDAs, daí o fato de muitas empresas estarem investindo nesse mercado. Isso também porque os fabricantes estão convergindo celulares e PDAs, agregando esses dois aparelhos num só. O gráfico a seguir (Gráfico 1) ilustra o crescimento do mercado da computação móvel. Gráfico 1: Evolução do mercado da computação móvel 1 Disponível em 14

15 1.2 Computação Móvel: Aplicações e Desafios Entre as inúmeras aplicações possíveis da computação móvel, cabe destacar: parquímetros de ruas, restaurantes, checkin em aeroportos, educação a distância, mercado financeiro, avaliação de sinistro por companhias de seguro, serviços de informação, comunicação por voz, mbusiness, ecommerce, assistências técnicas, entre outras. Para que a computação móvel torne-se efetiva, existem alguns desafios que precisam ser vencidos (Mateus, 1998; Deitel, 2001) Os dispositivos móveis ainda possuem limitações que devem ser considerados, tais como: - baixa capacidade de processamento; - bateria; - desconexão freqüente; - segurança; - largura de Banda; - tamanho reduzido dos visores. O fato de serem dispositivos compactos ainda remete a baixa capacidade de processamento, não só pelo tamanho reduzido, mas também pela questão de se reduzir custos. Outro fato pertinente é que processadores trabalhando a uma freqüência elevada inevitavelmente consomem muita energia elétrica e liberam muita energia térmica. No primeiro caso, o consumo de energia elétrica esbarra na reduzida capacidade da bateria. Na questão da liberação de energia térmica, tem-se um problema de dissipação do calor, que é prejudicada devido a tais dispositivos compactos não serem propícios a isso. 15

16 Conflitando com a vantagem da liberdade de locomoção que um dispositivo móvel permite, há o problema da constante desconexão com a rede. Seja uma rede WiFi (Wireless Fidelity) ou até mesmo as redes de telefonia celular, dependendo da localização geográfica o sinal é interrompido ou atenuado. No caso do WiFi, isto se deve às barreiras formadas por alguns materiais como vidro, concreto e água, que são um empecilho para a propagação das ondas. Já nas redes de telefonia celular, o problema se dá devido à limitação da cobertura oferecida pela companhia telefônica (Arthas, 2005). Se algumas pessoas já não se sentem seguras efetuando transações nas redes convencionais, as redes móveis, para alguns, transmitem ainda mais insegurança. Essa insegurança às vezes é um mito, mas assim como todo sistema de comunicação, as redes móveis também estão sujeitas a certos riscos. Um agravante neste caso é que as redes wireless, ao contrário das redes com fios, não permitem que seja determinado o alcance exato do sinal, ou seja, às vezes as informações extrapolam os limites físicos da empresa ou residência, estando ao alcance de elementos externos. As redes móveis ainda possuem uma largura de banda bem reduzida, se comparadas às redes convencionais. Além disso, o valor do serviço cobrado pelas operadoras por volume de tráfego, ainda é um valor muito caro, sendo ainda muito mais vantajoso utilizar a rede comum. Dentre os desafios da computação móvel, o tamanho reduzido da tela se destaca pelo fato de que, ao contrário das outras desvantagens citadas, que com certeza serão contornadas com a evolução do mercado e da tecnologia, o tamanho dos visores, inevitavelmente, estará sempre limitado ao porte reduzido do dispositivo móvel. Isso define um importante cuidado no projeto e desenvolvimento das interfaces das aplicações que irão executar no dispositivo. Há que se encontrar meios de representar uma quantidade grande de informação, num espaço reduzido na tela (Lima, 2005). 16

17 1.3 Visão Geral dos Dispositivos Móveis Visando cumprir os requisitos da computação móvel, um dispositivo para esse fim deve ter algumas características básicas, tais como: possuir um grau de mobilidade, tamanho reduzido, realizar processamento, trocar informações com alguma rede, independência de rede fixa, etc. Os principais dispositivos disponíveis no mercado são: PDAs, palmtops e telefones celulares. As próximas seções apresentam uma visão geral desses dispositivos PDA Os PDAs tratam-se de dispositivos de mão (handhelds) que se assemelham com computadores desktop. Diferem em algumas características como tela pequena e de baixa resolução, baixa capacidade de processamento, poucos recursos de E/S (entrada/saída de dados), e teclado reduzido. Grande parte desses dispositivos é considerada como agendas eletrônicas com alguns recursos a mais, como capacidade de instalar novos componentes, flexibilidade e maior capacidade de processamento. Fisicamente são um pouco maior que palmtops, devido ao fato de possuírem teclado, sendo menores que notebooks. Possuem praticamente o tamanho de uma fita de vídeo VHS (Vídeo Home System) comum (Mobile Life, 2005). Estes dispositivos são úteis para consultar dados em qualquer lugar, fazer anotações e lembretes, pesquisar endereços e telefones. Estão caindo em desuso devido ao crescimento de recursos dos aparelhos de telefonia celular. A Figura 1.1 demonstra um modelo de PDA. 17

18 Figura 1.1: Um exemplo de um modelo de PDA Palmtop Os palmtops não diferem muito dos PDAs. A principal diferença é a ausência de teclado. A entrada de dados é feita por uma espécie de caneta que, utilizada com a tela, capta a entrada de dados. Possuem um grau de utilização semelhante a um computador, porém com interface reduzida e simplificada. A Figura 1.2 demonstra um modelo de Palmtop da Palm, fabricante de hardware e software para palmtops. Figura 1.2: Palmtop modelo Zire Extraída do site dia 15/06/ Retirada do site dia 15/06/

19 1.3.3 Telefone Celular O propósito inicial do telefone celular era simplesmente a conversação por voz. Isto para muitos, hoje em dia, já não é mais suficiente. Mas não era uma conversação convencional, típica da época em que os celulares foram lançados, onde reinava a telefonia fixa. Prometia comunicação por voz em qualquer lugar que houvesse cobertura sem a utilização de nenhum cabo. O celular evoluiu muito e hoje em dia ele incorpora inúmeras funções tais como capacidade de processamento, memória e recursos de E/S, sendo equiparados a muitos PDAs ou palmtops. A evolução das gerações de telefonia celular se deu conforme mostra a Tabela 1. 1º Geração 2º Geração Pré-3º Geração 3º Geração 4º Geração Modo de Transmissão Transmissão Aplicações Evolução do Altas taxas transmissão de dados de de dados de pré 3º CDMA e de forma forma digital Geração GSM transmissão analógica (TDMA,CDM de dados (AMPS) A e GSM) Taxas de transferência de dados Taxas baixas 9600bps Taxas até bps; Taxas atingindo 2Mbps Aplicações Telefonia WAP Tabela 1: Gerações da Telefonia Celular 19

20 O telefone celular pode ser considerado como o dispositivo móvel menos dotado de recursos computacionais em relação a outros dispositivos móveis. Isso se deve ao fato de alguns modelos apresentarem tela muito pequena, com teclados que dificultam a entrada de dados (geralmente os teclados possuem somente teclas alfanuméricas), e baixa capacidade de processamento (Lehr, 2002). Contornando essa realidade alguns modelos de celular estão convergindo para palmtops, ou estes incorporando funções de comunicação por voz (principio básico do celular). Na verdade, a perspectiva é que esses dois dispositivos sejam integrados num único, sendo raro um dispositivo móvel que não tenha os recursos desses dois aparelhos integrados. A Figura 1.3 demonstra um modelo de celular, já dotado de tela maior, em relação aos primeiros modelos, e teclas de navegação. Figura 1.3: Telefone celular Motorola modelo V Exibido no site em 14/06/

21 1.4 Sistemas Operacionais para Dispositivos Móveis A seguir apresenta-se uma visão geral dos principais Sistemas Operacionais para dispositivos móveis, detalhando itens como memória, aplicações, entrada de dados e segurança. Na parte de autenticação, todos os Sistemas Operacionais limitam-se a recursos locais de segurança como requisição de passwords para alterações no sistema e visualização de dados particulares. Porém, com o crescimento da propagação de vírus também nessas plataformas, o que já é preocupação de muitas empresas que produzem antivírus como a McAfee e a Symantec, já estão sendo disponibilizados produtos para computação móvel no combate aos vírus nos dispositivos móveis Palm OS O Palm OS é utilizado para dispositivos como SmartPhones, celulares e PDAs. Este sistema operacional controla diversos recursos, incluindo modos de operação, tipos de memória, aplicações, desempenho entre outros. Existem muitas versões do Palm OS tais como Palm OS 2.0, Palm OS 3.0, Palm Os 3.5, Palm OS 4.0, e outras mais recentes. Aplicações desenvolvidas para Palm OS podem ser executadas em qualquer versão do sistema. 21

22 Modos de Operação PDAs tem três modos de operação. Os modos de operação (termos usados para descrever o atual status do dispositivo e carga de bateria), são: sleep (hibernado), doze (modo de espera) e modo ativo. No modo hibernado, o dispositivo está praticamente desligado, mesmo que um dispositivo Palm nunca esteja completamente desligado, já que um nível mínimo de energia deve circular constantemente no dispositivo para preservar arquivos na memória. PDAs entram no modo hibernado depois de um a três minutos de inatividade, ou seja, um período contínuo em que o usuário não esteja fornecendo dados ou rodando aplicações. Quando a máquina está ligada e o usuário aperta o botão power, o dispositivo automaticamente, entra no modo hibernado. A única coisa que roda durante o modo hibernado é a hora atual, sendo que visor fica desligado (Deitel, 2001). O modo de espera corresponde ao estado em que todas as opções do sistema são mostradas no visor, mas nenhuma entrada de dados ou atividade é exercida no dispositivo. As opções do menu são visíveis ao usuário, mas nenhum comando ou requisição é solicitada ao SO. Este modo requer mais energia do que o modo hibernado e menos energia em relação ao modo ativo. Geralmente, este é o instante antes da máquina entrar em modo hibernado ou do usuário abrir uma nova aplicação. No modo ativo, o dispositivo está executando as aplicações, recebendo dados, ou processando instruções. Este modo requer o máximo de utilização de energia. Por fim, os estados internos de operação de um PDA são similares aos dos desktops. Uma diferença é que os PCs (Personal Computer) podem desligarse completamente sem perder nenhuma informação salva. As Figuras 1.4 e 1.5, diferenciam os modos hibernado e de espera, respectivamente. 22

23 Figura 1.4: Palm OS em modo hibernado Figura 1.5: Palm OS em modo de espera Memória A memória geralmente corresponde à área de armazenamento de dados, aplicações, processos e instruções num sistema operacional. Palms são peculiares pelo fato de utilizarem a memória RAM (Random Access Memory) para armazenar e registrar informações como armazenamento permanente. Nos PCs a memória RAM é utilizada para armazenar dados temporários, ou seja, os que estão sendo utilizados somente naquele momento, sendo que uma vez desligado o computador os dados passam para o disco rígido, que guarda o sistema operacional e os dados permanentes para futura recuperação. Uma vez que a memória dos palms é a memória RAM, todas as informações serão perdidas se o dispositivo for desprovido de energia por um período extenso de tempo. Há circunstâncias em que a energia é cortada causando erros ou falhas do sistema. Palmtops utilizam bateria; se estas baterias não forem substituídas ou recarregadas quando em nível baixo de energia, pode ocorrer a perda de memória. Para resolver este problema, alguns modelos utilizam uma memória do tipo flash, que faz o mesmo papel do disco rígido do computador, porém com velocidade de transferência de dados maior (Deitel, 2001). 23

24 A quantidade de memória RAM contida nos dispositivos Palm é um ponto relevante na hora da compra de um PDA. Os megabytes (MBs) - medida para unidades de memória, desejados pelo consumidor podem variar dependendo das suas necessidades ou preferências. A memória RAM não é somente um mecanismo de armazenamento de um PDA, mas também dita a velocidade na qual o sistema operacional irá processar os dados de forma eficiente. Quanto mais memória, mais rápido o sistema operacional irá operar (Mobile Life, 2005) Executando Aplicações Palms têm bem menos memória que desktops, representando desafios para desenvolvedores e projetistas implementarem aplicações para Palm OS. Logo, tendo-se memórias limitadas, significa que aplicações mais simples devem ser projetadas. Sabe-se que PCs realizam multitarefa, ou seja, executam mais de um programa ao mesmo tempo, dividindo recursos computacionais entre os processos ativos. Palms não possuem este recurso. Por isso é utilizado um sistema de processamento de aplicações que atua no dispositivo gerenciando qual aplicação será executada primeiro. Esse gerenciamento é controlado pelo UIAS (User Interface Application Shell), que decide qual e quando a aplicação irá ser executada. Priorizações na fila são impostas pelos chamados launch codes, que são comandos específicos que dizem ao SO quando executar ou não uma aplicação, sendo que somente um launch code pode ser processado de cada vez pelo OS (Deitel, 2001; Mateus, 1998) Métodos de Entrada de Dados A forma de entrada de dados mais utilizada no Palm OS é a que a Palm denominou de Graffiti, que consiste em entrada de caracteres através de 24

25 reconhecimento da escrita do usuário. Este recurso se limita a caracteres ocidentais, não suportando idiomas orientais e árabes. Os dispositivos Palm possuem algumas alternativas de métodos de entrada de dados, como teclados digitais, reconhecimento de escrita, teclados portáteis dobráveis, este último sendo adquirido separadamente. A Figura 1.6 mostra a tela de entrada de dados do grafitti. Figura 1.6: Esquema de entrada de dados através do método Graffiti Windows CE O Windows CE (Compact Edition) é um sistema operacional da Microsoft para trabalhar com dispositivos compactos como PDAs e celulares. Assim como o Palm OS, o Windows CE controla recursos como alocação de memória, aplicações, desempenho e conectividade. A Figura 1.7 dá uma idéia da interface do Windows CE (Mobile Life, 2005). 5 Disponível em no dia 08/04/

26 Figura 1.7: Interface do Windows CE Memória Segundo Deitel (Deitel et al, p. 355), Memória é a componente chave de um SO, sendo um módulo essencial quando se projeta um dispositivo para executar o Windows CE. Estruturas de memória para um PDAs utilizando Windows CE são projetadas de um modo diferente do que as utilizadas num desktop. Como PDAs são pequenos, tem que ser projetados para ter menos memória e melhor utilizar este limitado recurso. Geralmente, a memória corresponde à área de armazenamento de dados do usuário, e também dados do SO. Os PDAs, assim como os PCs, possuem dois tipos de memória: uma é a memória RAM, também a utilizada nos PDAs, que é responsável pelo armazenamento de dados que estão sendo utilizados; outra é a memória ROM (Read Only Memory) que é um armazenamento permanente e não dependente de energia para seu funcionamento. A memória RAM se divide em object store e em memória virtual. A object store é usada para armazenar todos os dados quando o dispositivo está num nível crítico de bateria, e a memória virtual é a parte onde estão os dados do usuário, das aplicações e do SO. Já a memória ROM guarda o SO assim como qualquer aplicação vinda de fábrica, isto é, que não foi instalada pelo usuário. Informações armazenadas na memória ROM de um desktop são transferidas para a memória RAM para poderem 26

27 ser executadas. Da mesma forma se dá nos PDAs. Se uma aplicação, ou dados, estiverem armazenados numa memória do tipo removível (cartão sd, compactflash, etc.), a transferência dessas memórias (que são memórias ROM) para a memória RAM ocuparão o espaço limitado da memória RAM Aplicações A quantia limitada de memória dos dispositivos móveis representa um desafio para desenvolvedores de aplicações para Windows CE, além dos processadores terem suas próprias capacidades e limitações. O Windows CE é similar aos sistemas operacionais de PCs, oferecendo recursos como multitarefa, devido à característica que tem o Windows CE de ser um SO multithreaded, ou seja, múltiplas aplicações podem ser executadas simultaneamente. Threads são os componentes básicos de um SO que podem executar um processo ou instrução sem a ajuda de outro componente do SO, ou seja, uma thread representa uma tarefa que pode ser executada no sistema, sendo que a habilidade multitasking permite ao sistema executar mais de uma thread ao mesmo tempo (Deitel, 2001). O Windows CE suporta até 32 trheads simultaneamente, não significando que podem ser executados 32 programas ao mesmo tempo, pois algumas dessas 32 threads são reservadas para o SO. Por fim, as threads podem ser vistas como uma unidade de programação, cada uma com um determinado nível de prioridade. O Windows CE permite aos desenvolvedores projetarem aplicações que utilizem as características da nova geração 3G de celulares, que suporta aplicações multimídia em tempo real, devido a uma maior largura de banda, como anteriormente mostrado na Tabela 1 (Seção 1.3.3). Estas aplicações são, por exemplo, internet de alta velocidade e vídeo on demand (sobre demanda). 27

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