Framework colaborativo para processamento de imagens utilizando a tecnologia jini

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1 Framework colaborativo para processamento de imagens utilizando a tecnologia jini Daniel Welfer (UFSM) Fábio Paulo Basso (UFSM) Marcos Cordeiro d Ornellas (UFSM) Resumo Este trabalho apresenta a construção de um sistema distribuído, baseado na tecnologia de objetos, para manipular operações básicas em imagens. A idéia central é propiciar um ambiente colaborativo em que, diversos desenvolvedores troquem informações a fim de tratar uma imagem qualquer. Entende-se por tratamento de imagens operações como entrada e saída, filtragem, álgebra de imagens entre outros. Dessa forma esse trabalho está se desenvolvendo obedecendo a seguinte estrutura: A parte de arquitetura e especificação da tecnologia de objetos distribuída, no caso a tecnologia Jini baseada em Java -; A parte de processamento de imagens, que dará uma utilidade ao trabalho; E por fim a parte de modelagem e codificação da aplicação. No estágio atual de desenvolvimento verificou-se que Jini é uma tecnologia recente e muito acessível para programadores Java que almejam a flexibilização da informação, além de simplificar o desenvolvimento de sistemas distribuídos. Palavras chave: Jini, Colaboração, Processamento de Imagens. 1. Introdução Têm-se falado muito em ambientes de desenvolvimento colaborativo, mas o que realmente caracteriza isso? De acordo com Bergenti, Poggi, Somacher (2002), pode ser caracterizado, no termo mais básico, como um ambiente que possibilite uma troca de informações entre seus membros de forma a permitir que os mesmos consigam obter melhores desempenhos na resolução de um problema. Telefone, , chat, conferência virtual, dentre outras, podem ser caracterizadas como plataformas que possibilitam essa colaboração. Muitas ferramentas foram desenvolvidas para permitir uma melhor comunicação entre times, ou equipes de colaboração, agregando várias destas plataformas como a Java Colaborative Virtual Workplace CVW (MAYBURY, 2001) que inclui chat, vídeo-conferência, whiteboard compartilhado e espaços de dados compartilhados e privados para análise distribuída e colaboração de projeto. O intuito de ambientes colaborativos é prover um mecanismo que melhore o desempenho de uma equipe na resolução de um problema, possibilitando que os aspectos criativos dos indivíduos se realcem perante as plataformas dispostas no ambiente (MAMYKINA, CANDY, EDMONDS, 2002). É necessário que um ambiente de desenvolvimento colaborativo realce as qualidades dos membros do grupo, porém isso não implica que uma ferramenta que implemente todas as plataformas, ou meios disponíveis para colaboração, seja boa o suficiente para acrescentar à estas equipes, como afirma Newell, Pan, Galliers, Huang, 2001, quando informam que o ambiente deve ser focado em um objeto de estudo e não em um assunto abstrato como são os ambientes disponíveis na rede. Para tanto, em vista de uma ferramenta que auxilie equipes no processamento de uma imagem, este artigo visa descrever os mecanismos necessários para a elaboração desta ferramenta. A imagem é o objeto de estudo, porém o artigo é mais genérico, devido ao fato ENEGEP 2003 ABEPRO 1

2 que descreve um meio de desenvolver ambientes colaborativos. 2. Colaboração Organizações que usam tecnologias colaborativas esperam compartilhar recursos, gerenciar relações e trazer esforços e conhecimentos dentro do projeto, (QURESHI, ZIGURS, 2001). O ambiente colaborativo para processamento de imagens permitirá que os clientes reúnam sua criatividade, possibilitando que a imagem seja alterada da melhor forma possível e de gosto de todos. Ela é baseada na idéia de colaboração em que temos um grupo de pessoas encarregadas em resolver um determinado problema, e juntam suas forças para resolve-lo, neste caso o problema é uma imagem que deve ser manipulada. Assim, todos juntam suas potencialidades para resolver um determinado problema. Porém, não podemos nos restringir apenas a este tipo de aplicação, processamento de imagens, mas através dela é possível apresentar uma solução agradável para qualquer área que necessite trabalhar de forma colaborativa, como tomada de decisões empresariais, por exemplo, em que uma equipe, tendo um problema, pode colaborar entre si de uma maneira não presencial, à distância. Pode-se dizer que é possível de fazer uma espécie de conferência virtual, porém mais rápida e visível de resultados do que a mesma. Para participar do ambiente colaborativo e fazer parte do grupo apenas é necessário que o indivíduo logue-se na máquina servidora fornecendo os dados necessários, e pode participar da conferência. Jini é uma tecnologia desenvolvida para distribuição e colaboração de objetos, assim, é possível de aplicarmos qualquer ferramenta que disponibilize objetos e traga usuários para manipula-los. Um objeto pode ser tanto um texto contendo informações quaisquer, como uma estrutura de informações capazes de gerar novas informações para tomada de decisões. Qualquer coisa pode ser um objeto distribuído na visão de Jini, e portanto, qualquer coisa pode ser aplicada com ele. Sabemos que no mundo empresarial é necessário que as pessoas trabalhem em equipe para atingir seus objetivos, que utilizam diversos tipos de informações e que, em hipótese alguma, podem correr o risco de perdê-las ou deixar vazá-las para o meio externo. Jini possui todas as características para impedir que problemas como estes venham a ocorrer, tudo é controlado como num banco de dados, tratamento de erros, segurança, são garantidos pela tecnologia. De fato, é uma tecnologia que incorpora um banco de dados, semelhante aos usados nos maiores bancos do mundo. Cada vez mais novas tecnologias são desenvolvidas para facilitar a comunicação entre as pessoas, sendo assim, Jini surge para fornecer uma forma de integração entre um grupo de pessoas e os objetos que elas manipulam. Podemos afirmar, então, que esta tecnologia pode resolver vários problemas relacionados a equipes de qualquer ramo de atividade, sejam eles de processamento de imagens ou tomada de decisões empresariais. Colaboração é a palavra chave para o sucesso. 3. Sobre a aplicação A idéia é fazer uma aplicação de objetos compartilhados para processamento de imagens, em que várias pessoas poderão colaborar entre si para manipular imagens. A imagem poderá ser alterada por qualquer computador logado no servidor da aplicação, cada computador logado lê a imagem do servidor e grava em si uma cópia desta denominada template (um template de um objeto), podendo, posteriormente, alterá-la e lançá-la para o servidor como imagem principal onde todos os computadores visualizarão a nova imagem, como se fosse um banco de dados. Qualquer computador poderá ser o servidor da aplicação, sendo o servidor este computador é ENEGEP 2003 ABEPRO 2

3 denominado como espaço principal da aplicação e os demais como espaços clientes, portanto a imagem será realmente validada, (objeto persistente), no computador servidor, os demais usuários conterão apenas a cópia desta imagem (objetos transientes). Um objeto transiente se torna persistente no momento em que o proprietário do objeto transiente manda gravar este objeto no servidor, sendo assim, todos os computadores terão como referência de objeto persistente a alteração recentemente efetuada. A aplicação constará de uma janela de visualização dos objetos persistentes e uma janela de objetos transientes. As alterações serão visualizadas na janela de objetos transientes respectiva à imagem do cliente, a imagem persistente será visualizada por todos os clientes na janela de objetos persistentes, qualquer alteração nos objetos persistentes serão notificados pelo servidor aos clientes alterando-o na janela de visualização de objetos persistentes. Além disso, a aplicação conterá um chat para troca de informações entre os clientes da aplicação. 4. Considerações primeiras sobre a tecnologia Jini Para implementar esse ambiente colaborativo, que é um sistema de informação distribuído, foi utilizado a tecnologia Jini, lançada em 25 de janeiro de 1999 pela Sun Microsystems. Essa tecnologia propicia a construção de aplicações distribuídas baseando-se na linguagem de programação orientada por objetos Java, garantindo dessa forma uma alta portabilidade, que é uma característica inata dessa linguagem (JINI, 2003). A tecnologia de objetos é indispensável para o pleno uso do serviço providos pela visão unificada de objetos,ou seja, o Jini, que não será mais que um espaço compartilhado de objetos transientes e persistentes, sendo que, para o perfeito entendimento da aplicação deve-se dominar a idéia de encapsulamento, isto é, um objeto apresentando seus métodos e seus atributos. Jini é uma arquitetura de rede que surgiu como uma solução para interligar vários tipos de dispositivos eletrônicos, a fim de criar uma federação ou comunidade de serviços através do compartilhamento de recursos. Porém esses serviços não se referem obrigatoriamente a hardware, mas como também a software, que é justamente o intuito desse trabalho, isto é compartilhar informações, baseando-se na tecnologia de objetos, para manipular operações básicas em imagens. Usando a tecnologia de redes Jini pode-se montar, desmontar e manter facilmente serviços como: Aplicações, sistemas operacionais, servidores, dispositivos de armazenamento e impressão. Esses serviços podem ser acessados em qualquer rede, sistema operacional ou aplicação, de forma simples, isto é, a complexidade da rede, distancia e nós são tratados pelo Jini de forma transparente( JINI, 2003). 5. Entendendo a arquitetura Jini Para assegurar essa computação dinâmica, a arquitetura Jini é representada em três partes: Infra-estrutura, Modelo de Programação e por último os serviços (GELEIRA, 2003). A infra-estrutra provê mecanismos para garantir a comunidade de recursos do sistema distribuído. São esses mecanismos: RMI Remot Method Invocation -, segurança e protocolos de serviço como: Discovery/Join e Lookup. O modelo de programação provê algumas interfaces entre elas: leasing (aluguel), event (evento) e transaction (transação). A primeira é responsável pela distribuição e liberação de recursos, a segunda especifica como comunicar os eventos entre os serviços e a tecnologia de suporte Jini. A terceira garante a atomicidade das mudanças feitas na execução do aplicativo. Os serviços, tem por objetivo oferecer funcionalidades para os demais membros da comunidade. Nesse trabalho o serviço de software utilizado é o JavaSpaces, que serve para criar e armazenar objetos e também para coordenar o compartilhamento desses objetos entre ENEGEP 2003 ABEPRO 3

4 cliente e servidor. Para melhor entender a arquitetura segue uma ilustração segundo Raj (1999): Figura 1 Uma organização da tecnologia Jini A figura 1, mostra a utilização tanto de dispositivos de hardware como de software conectados à um espaço comum, que é o Jini. Nesse trabalho, utilizar-se-á uma conexão entre os aplicativos de colaboração e uma máquina remota que fornecerá o banco de dados para o armazenamento persistente, na fase em que o objetivo foi alcançado. A utilização do banco de dados dá-se por questões de organização, uma vez que armazenar tudo em arquivo gera uma dificuldade na recuperação da informação. 6. Entendendo os protocolos de serviço Jini Os serviços providos pela tecnologia Jini, merecem relevância pois são eles os responsáveis pela utilidade do sistema, isto é, oferecendo funcionalidades para os seus clientes/membros. Serviços em um sistema Jini comunicam-se usando um serviço de protocolo que é um conjunto de interfaces escrito em Linguagem de programação Java (baseado em RMI) (RAABE, A.; FERRARI, D. J. & BARBOSA, G. V.,2003). O Lookup Service é um serviço de protocolo que tem por objetivo identificar os serviços disponíveis, sendo responsável portanto, pela interação entre o sistema e o usuário do sistema. O Lookup fica escutando os dispositivos ao Jini interligados. Com a conexão de novos dispositivos surgem novos serviços que, precisam ser adicionados através dos protocolos Discovery e Join. De forma bem intuitiva o primeiro tem a intenção de descobrir o novo serviço a ser adicionado e o segundo de adiciona-lo formalmente, ou seja, agregando-o aos serviços já existentes. Veja nos gráficos a seguir esses três protocolos em ação: ENEGEP 2003 ABEPRO 4

5 Fonte: (Especificação Jini: Figura 2 : Protocolo de serviço Discovery 1 etapa Fonte: (Especificação Jini: Figura 3 : Protocolo de serviço Join 2 etapa Fonte: (Especificação Jini: Figura 4 : Protocolo de serviço Lookup 3 etapa ENEGEP 2003 ABEPRO 5

6 As figuras 2, 3 e 4 representam as três etapas no reconhecimento de um novo serviço disponível para o cliente. Na figura 2 o novo serviço é descoberto, na figura 3 o protocolo de Lookup já reconhece o novo dispositivo como válido e por último o ponteiro desse novo serviço para o cliente, que é o requisitor do mesmo. 7. Considerações Finais Trabalhos colaborativos otimizam o tempo de desenvolvimento, aumentam a produtividade, a criatividade e consequentemente a qualidade. Essa é a contribuição desse trabalho, isto é, construir uma ferramenta capaz de atender a sinergia de um grupo de trabalho, que almeja um objetivo comum. O processamento de imagens é uma, de tantas outras formas de desenvolvimento virtual em grupo, uma vez que poderia ser utilizado também para modelar sistemas em tempo real, conferências através de chats, codificação de sistemas entre outros. A arquitetura utilizada, ou seja, Jini, facilitou muito a construção de um sistema distribuído portável,escalável e com relativa simplicidade, características essas herdadas da linguagem base Java. Referências JINI, WEB SITE. (2003) Site oficial da tecnologia Jini. Disponível na Internet em (consulta em abril de 2003). GELEIRA, PORTAL. (2003) De consumidor a produtor. Disponível na internet em : /. (consulta em abril de 2003). RAABE, A.; FERRARI, D. J. & BARBOSA, G. V. (2003) Objetos Distribuídos Aplicações. Disponível na Internet em: khttp://wwwedit.inf.ufsc.br:1194/users/grupo7/final.html. (consulta em abril de 2003). BERGENTI, F.: POGGI, A. & SOMACHER, M. (2002) A Collaborative Platform for Fixed and Móbile Networks. Communications of the ACM Vol. 45, n.11, p MAYBURY M. (2001) Collaborative Virtual Environments for Analysis and Decision Support. Communications of the ACM Vol. 44, n. 12, p NEWELL, S.: PAN, S. L.: GALLIERS, R. D. & HUANG J. C. (2001) The Myth of the Boundaryless Organization. Communications of the ACM Vol. 44, n. 12, p QURESHI, S. & ZIGURS, I. (2001) Paradoxes and Prerogatives in Global Virtual Collaboration. Communications of the ACM Vol. 44, n. 12, p MAMYKINA, L.: CANDY, L & EDMONDS, E. (2001) Collaborative Creativity. Communications of the ACM Vol. 44, n. 12, p RAJ, G. S. (1999) Jini The Network Dialtone. Disponível na internet em: (consulta em maio de 2003). ENEGEP 2003 ABEPRO 6

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