Mobile Adapter: Uma abordagem para a construção de Mobile Application Servers adaptativos utilizando as especificações CC/PP e UAProf

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1 Mobile Adapter: Uma abordagem para a construção de Mobile Application Servers adaptativos utilizando as especificações CC/PP e UAProf Windson Viana 1, Robson Teixeira 1, Paula Cavalcante 2, Rossana Andrade 1,2 1 Mestrado em Ciência da Computação (MCC), 2 Departamento de Computação Universidade Federal do Ceará (UFC) {windson, {rossana, Abstract. The inexistence of efficient ways to achieve information about devices, users and their current context is a challenge to construct real adaptative Mobile Application Servers (MAS). This work presents an infrastructure based on the Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP) and the User Agent Profiling Specification (UAProf), which is capable of offering the information for the MAS to execute the content adaptation. The components of this Web infrastructure called Mobile Adapter are described, as well as a case study to validate it. The case study defines a MAS to adjust texts and images. An evaluation of adaptation efficiency is also presented. Resumo. A inexistência de formas eficientes para conseguir informações sobre dispositivos, usuários e seu contexto atual é um desafio para construção de Mobile Application Servers (MAS) adaptativos. Este trabalho apresenta uma infra-estrutura baseada nas especificações Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP) e User Agent Profiling Specification (UAProf) e que é capaz de oferecer as informações necessárias para que os MAS possam realizar a adaptação de conteúdo. Os componentes desta infra-estrutura Web, intitulada de Mobile Adapter, são descritos, juntamente com um estudo caso criado para validá-la. O estudo de caso consiste em um MAS para a adaptação de imagens e textos. Uma avaliação da eficiência da adaptação é também apresentada. XXXII SEMISH 1914

2 1. Introdução O desenvolvimento de aplicações para dispositivos móveis tornou-se uma área de grande interesse para a computação devido à enorme disponibilidade desses dispositivos no mercado e a sua crescente integração com as tecnologias de comunicação sem fio. Esses dispositivos fazem cada vez mais parte do cotidiano e são exemplos da universalização da tecnologia da informação. Celulares com suporte a WAP, GPRS ou EDGE, os celulares i-mode, e os notebooks, Palms e Pocket PCs com Bluetooth e IEEE fazem crescer a demanda por novos tipos de serviços e aplicações nas mais diversas áreas (e.g. sistemas de vendas em campo, coletores de informação, aplicações de entretenimento). Nesse contexto, uma das formas emergentes para construção de aplicações para dispositivos móveis consiste nos Mobile Application Servers (MAS) que correspondem a um agrupamento de tecnologias (e.g., middlewares de persistência, serviços de segurança) em servidores Web que fornecem conteúdo e serviços para as aplicações nos dispositivos [20]. Contudo, a construção dos MAS torna-se extremamente complexa devido à heterogeneidade dos dispositivos que acessam esses sistemas. Essa heterogeneidade é caracterizada pelas diferentes restrições de processamento, memória, bateria e largura de banda de comunicação que esses dispositivos apresentam e pelas diferenças existentes nos displays e nas formas de interação do usuário com as aplicações. Devido sobretudo a essa heterogeneidade, a adaptação de conteúdo; a descrição, independente de dispositivo, da interface das aplicações; e o desenvolvimento de serviços multi-plataformas tornaram-se os principais desafios para a criação dos MAS [1, 4]. No contexto da adaptação do conteúdo, o maior desafio para criação dos MAS decorre da inexistência de formas eficientes de se obter as informações sobre os dispositivos, os usuários e o contexto em que ambos se encontram. Desta forma, este trabalho apresenta uma infra-estrutura baseada nas especificações Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP)[11] e User Agent Profiling Specification (UAProf)[12] capaz de oferecer as informações necessárias para que os MAS possam realizar a adaptação do conteúdo. Tais especificações têm a finalidade de possibilitar o acesso a informações estáticas e dinâmicas dos dispositivos e dos usuários. A infra-estrutura a ser apresentada neste trabalho, chamada de Mobile Adapter, consiste em um framework Web e uma coleção de clientes multi-plataformas para dispositivos móveis que em conjunto possibilitam a construção de MAS adaptativos reais. O artigo apresenta como estudo de caso, um MAS que fornece para os clientes móveis, imagens e textos adaptados. Por fim, uma avaliação da eficiência do uso da adaptação é apresentada. O artigo está organizado da seguinte maneira: a seção 2 apresenta conceitos sobre adaptação e trabalhos relacionados; a seção 3 introduz a abordagem proposta; a seção 4 discorre sobre a implementação da infra-estrutura Web e do cliente para dispositivos móveis da abordagem; a seção 5 apresenta o estudo de caso de adaptação de imagem e de textos implementado; e, finalmente, na seção 6 são apresentadas as considerações finais e possíveis trabalhos futuros. XXXII SEMISH 1915

3 2. Adaptação As aplicações para ambientes de computação móvel executam em diferentes dispositivos e interagem de diversas maneiras com pessoas, objetos e com o próprio ambiente. Dessa forma, a adaptação de conteúdo é um dos principais desafios no desenvolvimento dessas aplicações [2,4]. Adaptação pode ser definida como a capacidade de adequação de uma aplicação a mudanças nas circunstâncias do ambiente em que executa [2]. Tal adequação pode ocorrer com ou sem a intervenção humana. Weiser [3], um dos visionários da computação ubíqua, denomina de calm computing a adaptação que ocorre sem a participação direta de um ser humano. Esse tipo de adaptação representa claramente um obstáculo ainda maior no desenvolvimento de aplicações para dispositivos móveis. Dentro desse contexto, a adaptação de uma aplicação caracteriza-se de três formas: Adaptação à descrição: é a capacidade de descrever uma aplicação permitindo sua adequação ou transformação em diferentes linguagens ou plataformas de programação. Nesse caso, a aplicação é descrita em uma meta-linguagem e é transformada em uma linguagem de programação (e.g. Java, C++) ou em uma linguagem de marcação de hipertexto (e.g. XHTML, WML). Adaptação ao dispositivo: é a habilidade de uma aplicação de adequar seu modo de execução às características do dispositivo. Essas características podem ser estáticas, como número de cores e dimensões da tela, e dinâmicas, como a quantidade de memória e bateria disponíveis. Adaptação ao contexto: é a propriedade de uma aplicação de adequar-se a mudanças no contexto em que executa. As mudanças no contexto podem ser decorrentes, por exemplo, das alterações da localização do dispositivo, do interesse do usuário e da largura de banda de comunicação. Esses três tipos de adaptação não estão restritos a uma mudança no modo de execução das aplicações nos dispositivos móveis. A adaptação pode estar relacionada também à adequação dos dados que a aplicação acessa. Nesse caso, os Mobile Application Servers (MAS) são responsáveis por realizar a adaptação do conteúdo direcionado para os dispositivos. No caso de um MAS que é acessado por diferentes dispositivos móveis, o conteúdo deve ser cuidadosamente selecionado e adaptado às condições restritivas de cada equipamento destino (e.g., dimensões do display, quantidade de cores, memória disponível). Obviamente que o mesmo conteúdo direcionado para um notebook não deve ser enviado a um celular, por exemplo. Para isso, deve haver tanto a redução das informações, como a modificação do formato da apresentação dos dados. Entretanto, essa adaptação de conteúdo não se baseia, necessariamente, somente nas características dos dispositivos. As preferências e o contexto do usuário que utiliza a aplicação também podem ser relevantes. Algumas informações sobre a localização, o perfil e os parâmetros de qualidade de serviço do usuário são importantes para a decisão relacionada à filtragem da informação [5]. Essa adaptação é chamada em [8] de adaptação semântica, podendo levar em consideração, inclusive, a linguagem do usuário. XXXII SEMISH 1916

4 As estratégias propostas podem ser divididas em duas partes: adaptação de conteúdo baseada em agentes móveis e adaptação de conteúdo baseada em proxies ou gateways. Na primeira, a aplicação no dispositivo móvel contém um agente móvel capaz de coletar dados sobre o dispositivo e o usuário e, então, migrar para uma rede com intuito de buscar informações para a aplicação. Uma comparação de trabalhos de agentes móveis para adaptação de conteúdo é encontrada em [9]. Na segunda parte, imagens, vídeos, áudio e páginas Web, são requisitadas pelas aplicações através de gateways ou proxies que são responsáveis por adaptar as informações utilizando as características do dispositivo ou do usuário que as acessa. Em [6], uma arquitetura para adaptação de vídeo é mostrada. Um proxy é usado para intermediar e adaptar um stream de vídeo de acordo com as dimensões da tela do dispositivo, consistindo, de acordo com as definições de adaptação, em uma adaptação ao dispositivo. O proxy utiliza HTTP para se comunicar com o servidor no qual se encontra o vídeo requisitado e utiliza RTP (i.e. Real Time Protocol) para entregar o vídeo ao dispositivo móvel. Durante a conversão, o proxy converte o vídeo de MPEG para o formato H.263 e reduz as imagens brutas que compõem o vídeo, assim como, pode modificar o número de quadros por segundo no vídeo adaptado. Entretanto, o trabalho não apresentou uma abordagem para coletar as informações sobre os dispositivos móveis e enviar essas características ao proxy para realizar a adaptação. Castro e Loureiro [7] descrevem uma arquitetura geral para adaptação de conteúdo multimídia Web utilizando um módulo cliente para monitoramento e realização de tarefas de descompressão e um gerenciador de adaptação localizado em um servidor. Esse gerenciador de adaptação repassa as requisições recebidas para os módulos responsáveis pelas adaptações específicas de um serviço. Nesse artigo, módulos, parâmetros e estratégias para a realização de adaptação de imagem, vídeo e áudio são definidos. É proposto ainda, um módulo cliente de adaptação capaz de monitorar e armazenar informações sobre as preferências do usuário e informações sobre o dispositivo. Essas informações são enviadas em cada requisição da aplicação ao gerenciador de adaptação localizado no servidor. Esse servidor, por sua vez, repassa as informações para o módulo de adaptação responsável pelo serviço, por exemplo, no caso de requisição de um vídeo, ela é repassada ao módulo de adaptação de vídeo. O trabalho mostra ainda a simulação da adaptação de conteúdo de um vídeo baseada nas mudanças da banda passante da simulação. Contudo, as formas de adquirir essa informação não são apresentadas. Em [8] é apresentada uma arquitetura de adaptação de documentos Web para dispositivos móveis, intitulada de NAC (i.e. Negotiation and Adaptation Core). Nessa arquitetura, a adaptação do conteúdo modifica o layout dos documentos baseado nas características do dispositivo cliente. Para realizar a adaptação, um conjunto de regras de conversão é estabelecido na arquitetura. Essas regras são utilizadas por um proxy para realizar a transformação dos documentos. Um repositório dos perfis dos usuários e dos dispositivos foi criado para fornecer as características necessárias para adaptação. Esses perfis encontram-se descritos em CC/PP utilizando os vocabulários da linguagem UPS (i.e. Universal Profiling Schema) proposta pelo mesmo autor. O acesso ao repositório é realizado através de Web Services. Assim, quando um dispositivo deseja acessar um documento Web, ele requisita ao proxy, que obtém o documento original dos servidores de conteúdo e o documento CC/PP com o perfil do dispositivo. O proxy XXXII SEMISH 1917

5 realiza a adaptação baseada nas regras pré-estabelecidas e devolve ao dispositivo o documento transformado. Os documentos em [8] podem ser adaptados para a língua de preferência do usuário. Neste caso, o documento original contido no servidor Web deve ser descrito em SMIL [10], uma tecnologia XML que permite a descrição de conteúdo com alternativas, por exemplo, os textos em inglês e francês. Assim, o proxy retira o conteúdo descrito na língua de preferência do usuário e o devolve ao dispositivo. Outra forma de adaptação exposta refere-se à apresentação dos documentos que podem ser convertidos de XHTML para WML caso sejam acessados por celulares. Uma importante desvantagem desta arquitetura é a necessidade de descrever cada novo dispositivo em UPS, que em alguns casos, pode tornar impraticável essa solução. Outro problema decorre do fato da adaptação, em alguns casos, necessitar de documentos alternativos para cada requisição. A infra-estrutura proposta neste trabalho, que será apresentada a seguir, permite aos desenvolvedores de MAS a utilização das duas abordagens de adaptação de conteúdo apresentadas (i.e. proxy e agentes móveis). 3. A abordagem proposta A adaptação de conteúdo para dispositivos móveis pode se basear nas características do dispositivo, nas preferências do usuário e nas condições de contexto de ambos. Este trabalho fornece uma infra-estrutura Web e uma coleção de clientes móveis que em conjunto oferecem aos MAS as informações para a realização da adaptação. Estas informações são descritas utilizando as especificações Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP) e User Agent Profiling Specification (UAProf) CC/PP e UAProf O CC/PP [11] é uma especificação do W3C [10] para expressar características dos dispositivos e das preferências de usuários. O CC/PP é baseado no framework RDF [10] para descrição de documentos XML que permite uma maior flexibilidade na criação de novos vocabulários. O CC/PP especifica uma estrutura geral de um documento XML para descrever as características dos dispositivos e dos usuários. Nos perfis dos dispositivos, o documento pode ser dividido em componentes (e.g. TerminalHardware, TerminalSoftware) e fornece alguns vocabulários padrões para descrever características básicas dos dispositivos (e.g. dimensões do display, versão do sistema operacional). Contudo, o CC/PP não evita que cada fabricante ou engenheiro de software crie um vocabulário próprio, o que dificulta a integração de sistemas para obtenção das características dos dispositivos. O Open Mobile Aliance [12] criou a especificação UAProf com o objetivo de padronizar os vocabulários CC/PP entre os fabricantes de dispositivos móveis. UAProf consiste em um conjunto de vocabulários para descrever as características dos dispositivos e dos User Agent Browsers existentes nos mesmos. Para cada dispositivo criado pelos fabricantes, um documento UAProf é criado e armazenado no repositório Web no site do fabricante. Esse documento contém informações como características do display do dispositivo, informações sobre sistema operacional e softwares disponíveis. Na Figura 1, é apresentado parte do documento UAProf do dispositivo P900. Na nossa abordagem, o UAProf será utilizado como fonte de informação das características XXXII SEMISH 1918

6 estáticas dos dispositivos. Assim, ao contrário da arquitetura NAC [8], os engenheiros de softwares poderão criar os MAS sem a necessidade de descrever cada dispositivo. Figura 1 - Parte do documento UAProf que descreve o dispositivo P Mobile Adapter Para se construir aplicações adaptativas, algumas questões devem ser respondidas [4]: (i) como os perfis dos dispositivos e dos usuários podem ser obtidos, (ii) que políticas de adaptação são empregadas e (iii) quando a adaptação deve ser executada. Em [6, 7, 8], uma única entidade, proxy, responde a essas questões. Um proxy adapta os recursos a cada requisição e é o responsável por delegar como e quando realizar a adaptação. Contudo, essa abordagem concentra toda a decisão da adaptação em uma arquitetura geral que pode não ser satisfatória para outros tipos de aplicações que não consistam na simples requisição de um conteúdo Web. No Mobiler Adapter, as decisões relacionadas com a adaptação são delegadas para os MAS. A infra-estrutura Mobiler Adapter se encarrega apenas de capturar, manipular e gerenciar os perfis dos dispositivos e dos usuários. Desta forma, permite-se a criação de sistemas mais flexíveis quanto à adaptação, uma vez que a obtenção das informações é separada dos métodos de adaptação. O Mobile Adapter é baseado no modelo cliente-servidor, sendo composto pelo Mobile Adapter Client, um cliente multi-plataforma para dispositivos móveis, e pelo Mobile Adapter Server, um framework Web para criação de MAS adaptativos. Na figura 2, a estrutura geral do Mobile Adapter e seus relacionamentos com os MAS e com os repositórios de especificações UAProf são apresentados. XXXII SEMISH 1919

7 Figura 2 - Visão geral do Mobile Adapter O Mobile Adapter Client é responsável por capturar as informações dinâmicas do dispositivo, a identificação do dispositivo ou a URI da especificação UAProf e a identificação do usuário. De posse desses valores, a cada requisição, o Mobile Adapter Client gera um documento CC/PP que é enviado juntamente com a requisição da aplicação (A). Ao contrário do trabalho [7], apenas os atributos dinâmicos do dispositivo são enviados a cada requisição, o que reduz o tamanho da informação a ser enviada. As informações dinâmicas monitoradas pelo Mobile Adapter Client são: as quantidades de memória de execução e de memória de armazenamento livre, o tipo de imagem suportada e a quantidade de bateria disponível. O engenheiro de software pode adicionar novos ou remover esses atributos monitorados utilizando os hotspots existentes no Mobile Adapter Client. Entretanto, a identificação do usuário e a URI da especificação UAProf sempre são enviadas. Na Figura 3, é apresentado um documento CC/PP gerado durante uma requisição do Mobile Adapter Client executando no dispositivo P900. Após a geração do documento CC/PP, o Mobile Adapter Client envia ao MAS o documento e a requisição (A). O MAS repassa o documento ao Mobile Adapter Server (B) para que este forneça as informações estáticas e dinâmicas do dispositivo e do usuário. A entidade central do Mobile Adapter Server, chamada de BrainController, instancia o CC/PPHandler para processar o documento CC/PP. Durante o processamento, o CC/PPHandler lê o identificador do usuário e recupera o perfil do usuário na base de dados XML do framework. Esses perfis foram previamente cadastrados pelos MAS, utilizando o BrainController e também estão descritos em CC/PP. Em seguida, o CC/PPHandler gera, a partir do perfil do usuário, um objeto que contém todos os dados descritos no perfil, com métodos de acesso que seguem a especificação Java Beans[21]. XXXII SEMISH 1920

8 Figura 3 - Arquivo CC/PP gerado pelos clientes móveis O CC/PP Handler repassa ao UAProfHandler a URI do documento UAProf que descreve as propriedades estáticas do dispositivo (I). O UAProfHandler utiliza o CacheManager para checar se esse documento já se encontra no cache. Caso não seja encontrado, o download do documento é realizado junto ao sítio dos fabricantes (II e III). O cache utilizado consiste em uma tabela de dispersão cuja chave é a URI e o valor é o documento UAProf. As tabelas de dispersão são eficientes para esse tipo de operação pois possuem complexidade média O(1) para acesso [22]. O uso de cache é necessário devido aos tamanhos que os documentos UAProf podem ter, em geral acima de 14KB. Dessa forma, se o cache não for utilizado, downloads repetidos do UAProf causam atraso no processo de adaptação. O UAProfHandler, de posse do documento UAProf, gera um objeto Java Beans correspondente aos dados estáticos que serão utilizados para adaptação (IV). O CC/PPHandler, agrupa o UAProfBean e os dados dinâmicos do dispositivo e devolve o DeviceBean e o UserBean para o BrainController que repassa esses objetos para o MAS (C). Em seguida, o MAS executa as políticas de adaptação e retorna a resposta para a aplicação móvel(d). 4. Implementação do Mobile Adapter O Mobile Adapter Server foi implementado em J2EE com o JAXP [18] (i.e. Java API for XML Processing) para processar os documentos XML. O JAXP contém várias classes que facilitam a manipulação de documentos XML e vários tipos de parsers. O cache UAProf foi criado usando Java Hashtable. Um importante requisito não funcional do Mobile Adapter é que a implementação do Mobile Adapter Client seja multi-plataforma. Satisfeito esse requisito, a abordagem poderá ser utilizada em uma grande quantidade de dispositivos. Para atingir esse objetivo, o Mobile Adapter Client foi dividido em quatro processos básicos: a interface com a aplicação, a monitoração, a geração do documento CC/PP e o envio da requisição. Entre esses quatro processos, o envio de requisição e a monitoração são as partes mais complexas a serem portadas para várias plataformas. Para facilitar esse procedimento, toda parte de comunicação do Mobile Adapter Client é realizada XXXII SEMISH 1921

9 utilizando o Framework Requisitor. Esse framework oculta das camadas superiores, como as APIs de conexão nas plataformas são acionadas para realizar a comunicação. Entretanto, o processo de monitoração é reimplementado em cada nova plataforma. Assim, o Mobile Adapter Client foi implementado em três plataformas de programação para dispositivos móveis: J2ME MIDP, J2ME Personal Profile e SuperWaba. Estas plataformas são baseadas em Java, porém possuem diferentes APIs para comunicação, armazenamento e interface gráfica. Ao contrário do envio da requisição, o processo de monitoramento foi implementado em cada plataforma Framework Requisitor Um framework pode ser descrito como um conjunto de objetos reutilizáveis que engloba conhecimento de determinadas áreas e se aplica a um domínio específico. Uma aplicação completa ou parte significante dela pode ser especializada a partir dessa estrutura fazendo-se as adequações necessárias ou adicionando-se novas características ao framework. Como podemos ver, frameworks podem ser utilizados para abstrair da aplicação como são utilizadas as APIs de cada plataforma de programação para realizar tarefas como persistência, comunicação de dados e segurança. Por exemplo, um framework de persistência de dados foi proposto em [14] com objetivo de prover a transparência do armazenamento de objetos para a aplicação, além de prover um mecanismo eficiente de busca de objetos. Esse framework foi implementado em J2ME Personal Profile, e, como continuação do trabalho, outras implementações estão sendo realizadas em J2ME MIDP e em SuperWaba. Nesse mesmo contexto, apresentamos um framework, intitulado de Requisitor, para permitir que aplicações em dispositivos móveis possam realizar comunicações do tipo Request-Response. A estrutura do framework foi construída com os padrões de software Foward-Receiver [15], Strategy [15] e Factory Method [15] para permitir a transparência dos protocolos de comunicação utilizados. O framework é dividido em três partes: Requisitor Interface, Requisitor Factory e Requisitor Communication Protocols. Uma visão geral do framework pode ser vista na Figura 4. A parte Requisitor Interface disponibiliza para as aplicações as classes Peer e as classes que herdam de Entry. A classe Peer possui os métodos de envio e recebimento dos dados. Ela também possui uma tabela de dispersão na qual são armazenados os nomes das partes comunicantes e seus respectivos objetos das classes que herdam de Entry. Em um objeto Entry está contido o tipo de protocolo que deve ser utilizado para a comunicação, assim como os dados específicos dessa comunicação (e.g. URL na classe EntryHTTP; endereço IP e porta na classe EntrySocketTCPIP). A aplicação utiliza o método público addentry, pertencente ao Peer, para adicionar novas partes comunicantes e seus respectivos dados específicos de comunicação. A parte Requisitor Factory do framework é responsável por criar o Forwarder e o Receiver específicos para estabelecimento da comunicação. Na parte Requisitor Communication Protocols, as classes específicas de cada protocolo, como por exemplo, o ForwarderHTTP, são associadas a cada API de comunicação da plataforma de programação na qual foi implementado. Assim, para portarmos o framework para outra plataforma de programação é necessário apenas reimplementar partes das classes da terceira parte do framework. O framework Requisitor foi implementado em J2ME MIDP, Personal XXXII SEMISH 1922

10 Profile e SuperWaba o que possibilitou a implementação nas plataformas do Mobile Adapter Client. Figura 4 - Framework Requisitior 5. Estudo de Caso: o Mobile Fotoblog Para ilustrar como o Mobile Adapter pode ser utilizado para construir um Mobile Application Servers (MAS) para adaptar conteúdo, um estudo de caso, chamado de Mobile Fotoblog, foi construído. Na Figura 5, é ilustrado o Mobile Fotolog que corresponde a um portal que permite aos usuários cadastrar imagens e textos relacionados na internet. A inovação deste Fotolog é que o seu conteúdo também pode ser acessado por diversos dispositivos móveis. Figura 5 - Visão geral do Mobile Fotoblog Neste caso, é evidente a necessidade de adaptação das imagens, decorrente da dificuldade que um dispositivo móvel pode ter para conseguir acessar uma imagem da Web, devido ao seu tamanho ou ao seu formato. Por exemplo, caso um usuário utilize um navegador tradicional de um dispositivo móvel para acessar uma imagem com tamanho oitocentos por seiscentos pixels e com dezesseis milhões de cores, o servidor enviará a imagem por completo e o dispositivo terá que convertê-la em dimensões e cores adequadas para a sua exibição. Neste exemplo, a banda passante será ocupada desnecessariamente e o dispositivo processa muita informação para exibi-la adequadamente. Além disso, nos casos em que o usuário é tarifado pela quantidade de pacotes recebidos (e.g., GPRS, EDGE), ele paga pelo tamanho inicial da imagem. XXXII SEMISH 1923

11 Assim, o Mobie Fotolog implementa uma adaptação de imagens para adequá-las as características dos dispositivos. Outro tipo de adaptação de conteúdo que o Mobile Fotoblog possui é a adaptação dos textos que descrevem as imagens. Um usuário quando cadastra uma imagem no MAS pode associá-la a três tipos de textos que diferem pela quantidade máxima de caracteres disponíveis (i.e., 160, 360, 500 caracteres). Esses textos correspondem a classes de dispositivos, respectivamente, celulares, pdas e computador desktop. Caso o usuário preencha apenas o texto maior, os outros textos corresponderão aos primeiros N caracteres do texto maior, onde N pode ser 160 ou 360. O processo de adaptação do Mobile Fotolog é disparado quando a requisição recebida pelo MAS provêm de um dispositivo que contém o Mobile Adapter Client. Esse reconhecimento acontece através da busca do documento CC/PP nos parâmetros da requisição. O Mobile Fotolog repassa ao BrainController esse documento e recebe o DeviceBean e UserBean correspondentes. O Mobile Fotolog identifica então qual tipo de requisição (i.e. imagem ou texto) e repassa para os módulos de adaptação correspondentes. No caso da adaptação de textos, um módulo chamado de Text Adapter utiliza o parâmetro ScreenSizeChar do DeviceBean para realizar a classificação do dispositivo e devolver o texto correspondente. Esse parâmetro proveniente do UAProf corresponde ao número de linhas e colunas efetivas de texto do display do dispositivo. No caso da adaptação das imagens, um módulo chamado de Image Adapter recupera a imagem original e utiliza os parâmetros do DeviceBean e do UserBean para realizar a adaptação. O Image Adapter baseia-se em três parâmetros estáticos do dispositivo para realizar a conversão das imagens: o número de cores ou tons de cinza, a plataforma de programação da aplicação cliente e as dimensões do display. Um parâmetro dinâmico também é considerado, que é a quantidade de memória livre. A adaptação também é realizada baseada em dois parâmetros do perfil do usuário, que são a qualidade desejada e se deve ou não haver distorção da imagem. Esse perfil do usuário é preenchido durante o cadastro do usuário no portal. O Image Adapter ao receber o DeviceBean, UserBean e a imagem original, recupera as informações citadas anteriormente e monta uma chamada ao programa Convert do conjunto ferramentas ImageMagick [19] para realizar a conversão da imagem. O Image Adapter recupera a imagem adaptada e a retorna ao dispositivo. Contudo, caso a imagem resultante seja maior do que a quantidade de memória livre, uma imagem com a frase Memória disponível insuficiente para a imagem é retornada. O Mobile Fotolog foi implementado em J2EE utilizando o framework Maverick [17]. O Maverick é uma implementação do modelo MVC (i.e. Model-View-Controller) para facilitar o desenvolvimento de aplicações Web. Esse modelo de programação é adequado para construção de MAS, já que os conteúdos adaptados representam visões distintas de mesmo modelo Avaliação de Eficiência Para mostrar as vantagens da adaptação de imagens para dispositivos móveis e validar o módulo de adaptação de imagens do Mobile Fotolog, testes de eficiência da adaptação XXXII SEMISH 1924

12 foram realizados. Os testes foram efetuados utilizando um cliente móvel que acessa o Mobile Fotolog através do Mobile Adapter Client. Essa aplicação para dispositivos móvel foi implementada nas plataformas SuperWaba, J2ME MIDP e Personal Profile. A aplicação teste foi executada em quatro dispositivos: Motorola A388, Nokia 6230, HP Ipaq h4100 e Sony Ericsson P900. Esses dispositivos apresentam diferenças quanto ao suporte a cores, dimensões do display e plataforma de programação testada. Além disso, a aplicação foi executada em cenários distintos: testes reais numa rede Wi- Fi e numa rede GPRS, e um teste simulado de uma conexão EDGE. Na Tabela 1, são apresentadas as características dos dispositivos e os cenários de simulação. Tabela 1 Características dos dispositivos simulados Dispositivos Cor Nº Cores Display Plataforma Cenário Motorola A388 Não 4 tons 260x200 J2ME MIDP GPRS Nokia 6230 Sim x128 J2ME MIDP GPRS HP Ipaq h4100 Sim X320 SuperWaba IEEE b Sony Ericsson P900 Sim x320 J2ME Personal Profile Simulação EDGE Cinco imagens foram escolhidas para ilustrar o processo de adaptação, elas possuem tamanhos que variam de 123KB até 660KB. Essas imagens possuem diferentes dimensões e formatos (i.e. PNG e JPG) e ilustram as imagens que serão colocadas no ambiente real do Mobile Fotolog. Na Figura 6, encontram-se algumas telas dos processos simulados nos emuladores e nos dispositivos. Figura 6 - Telas dos emuladores dos dispositivos simulados com as imagens adaptadas Dois tipos de adaptação de imagem foram executados baseados nos parâmetros do usuário: adaptação com qualidade alta e distorção e adaptação com qualidade baixa e sem distorção. Duas métricas são utilizadas para quantificar a avaliação: o tempo de latência para realizar o download da imagem adaptada, e o tamanho da imagem adaptada. Cada teste foi realizado dez vezes em cada dispositivo e após o descarte do maior e do menor valor, a média dos tempos foi calculada. Os resultados são comparados ao tempo de latência para realizar o download da imagem original e o tamanho original da imagem. Na Figura 7, é ilustrado os resultados dos testes no dispositivo Ipaq executando em uma rede real IEEE b. O ganho com a adaptação é visível, o tempo de latência e o tamanho final da imagem reduziram pelo menos 95%. XXXII SEMISH 1925

13 Figura 7 - Simulações no Cenário Wi-Fi Na Figura 8, são ilustrados os gráficos dos testes com o dispositivo A388 na rede GPRS. Esse dispositivo apresentou os maiores tempos de downloads, mesmo quando comparado ao dispositivo Nokia 6230 que também executou os testes no cenário GPRS. O tempo de latência da adaptação teve o valor máximo de 107,08 segundos, que pode ser considerado inaceitável para alguns usuários. Contudo, o tempo de download das imagens originais passava de dez minutos e causava overflow de memória no dispositivo. Assim, a adaptação das imagens apresentou também ganhos sensíveis, apesar de o tempo de espera ainda ser grande. Na Figura 9, são ilustrados também os testes com o dispositivo P900 simulado no computador com uma conexão do tipo EDGE. Este dispositivo obviamente apresentou o menor tempo de latência para download da imagem original. Contudo a adaptação ainda teve ganho de mais de 80% no tempo e de 90% no tamanho. O tempo de atraso somente da adaptação variou de 1,44 a 4,57 segundos. Esses tempos podem diminuir se o MAS for instalado em uma máquina com maior capacidade de processamento, o MAS foi testado em um Pentium III de 600 MHz. Com os resultados dos testes apresentados podemos constatar que a adaptação realmente possibilitou que os dispositivos possam acessar as imagens do portal Mobile Fotolog em tempo satisfatório e no caso do GPRS e do EDGE com custo bem menor para os usuários. XXXII SEMISH 1926

14 Figura 8 - Testes na rede GPRS Figura 9 - Testes na simulação da rede EDGE 6. Conclusões e Trabalhos Futuros Neste trabalho, apresentamos uma infra-estrutura capaz de fornecer as informações necessárias para a realização de adaptação de conteúdo. O Mobile Adapter oferece, de forma eficiente, as informações necessárias para os MAS realizarem adaptação. O uso do UAProf permite a escalabilidade da arquitetura, ao contrário do NAC [8], e reduz o tamanho de informação enviada em cada requisição quando comparado com o trabalho [7]. O estudo de caso apresentado valida a abordagem e os resultados da avaliação de eficiência demonstraram os benefícios do uso de adaptação XXXII SEMISH 1927

15 de conteúdo para dispositivos, que no caso de adaptação de imagens acarretou na redução em até 99% do tamanho da imagem original e do tempo total de adaptação. Como trabalho futuro, o desenvolvimento de outros tipos de adaptação que utilizam a infra-estrutura está em andamento, como adaptação de vídeos e de arquivos RSS (i.e. Really Simple Syndication). Além disso, um estudo da integração do Mobile Adapter com um servidor ICAP [23] está sendo desenvolvido e novas técnicas de adaptação serão realizadas utilizando outros parâmetros dinâmicos dos dispositivos, tais como localização e bateria disponível. 7. Referências 1. KINDBERG, Tim; FOX, Armando. System Software for Ubiquitous Computing, IEEE Pervasive Computing, v.1 n.1, p Janeiro de RAATIKAINEN, Kimmo E. E.; Middleware for Mobile Aplications Beyond 3G. International Conference on Intelligence in Networks (SMARTNET 2002),7.,p3-18, abril de WIEISER, M.; BROWN, J. Designing Calm Technology, PowerGrid J., vol. 1, BANAVARF, G. Software Infraestructure and Design Challenges for Ubiquitous Computing Applications. Communications of the ACM, vol.45, no.12, p.92-96, dezembro de PINHEIRO, Manuele Kirsch; VILLANOVA-OLIVER, M.; GENSEL, J.; MARTIN, H, "Awareness on Mobile Groupware Systems", in the First International Workshop on Mobility Aware Technologies and Applications (MATA 2004),, Florianópolis, Brazil, Outubro HAGIMONT, Daniel; LAYAÏDA, Nabil. Adaptation d'une application multimédia par un code mobile. In Technique et Science Informatique (TSI), numéro spécial "Agents et code mobile", Volume 21, Issue 6/2002, Junho CASTRO, Márcio; LOUREIRO, A. A. F. Adaptation in Mobile Computing. In: XXII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores, 2004, Gramado, RS. Anais do XXII Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores, p , LEMLOUMA, T.; LAYAIDA, N. Context-aware adaptation for mobile devices. This paper is from the WAM Project, INRIA, Saint Martin, France. In: Proceedings of IEEE International Conference on Mobile Data Management, p , RAMOS, Angela Carrillo, VILLANOVA-OLIVER, M.; GENSEL, J.; MARTIN, H. "Modelling with Ubiquitous Agents a Web-based Information System Accessed through Mobile Devices", in International Conference on Cooperative Information Systems (CoopIS 2004), Outubro W3C - WWW CONSORTIUM, Site do fórum de desenvolvimento de tecnologias para Web. Disponível em:<http://www.w3c.org >. Acesso em janeiro de Site da tecnologia XML Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP): Structure and Vocabularie. Disponível em: <http://www.w3.org/mobile/ccpp/>. Acessado em Outubro de Site da especificação XML User Agent Profilling Specfication (UAProf). Disponível em: <http://www.openmobilealliance.org/ >. Acessado em Novembro de UAProf do P900. Disponível em: <http://wap.sonyericsson.com/uaprof/p900r101.xml>. Acessado em Novembro de MAGALHÃES, Katy; VIANA, Windson; LEMOS, Fabrício; CASTRO, Javam de; ANDRADE, Rossana. Um Framework de Persistência de Objetos em Aplicações para Dispositivos Móveis. In: The Brazilian Symposium on Databases (SBBD 2004). Brasilia-DF, Brasil, Outubro POSA.Buschmann et al, Pattern-Oriented Software Architecture, Wiley, 1996, ISBN: TEIXEIRA, Leonardo; VALENTE, Marco Túlio de Oliveira. Personalizações para Acesso à Web em Computadores Móveis. VI Workshop de Comunicação Sem Fio e Computação Móvel, p , Outubro de Site do Framework MVC Maverick. Disponível em: <http://mav.sourceforge.net/>. Acessado em Novembro de XXXII SEMISH 1928

16 18. Site do JAXP. Java API for XML Processing. Disponível em: <http://java.sun.com/xml/jaxp/index.jsp>. Acessado: em outubro de Site do ImageMagick. Ferramenta para tratamento de imagens. Disponível em: <http://www.imagemagick.org>. Acessado: em outubro de UMAR, Amjad. E-Business and Distributed Systems Handbook: Platforms Module,2003, ISBN: Site da especificação Java Beans. Disponível em: <http://java.sun.com/products/javabeans/docs/spec.html>. Acessado em Janeiro de SZWARCFITER, Jayme L., MARKENSON, Lilian. Estrutura de Dados e seus Algoritmos. Ed. LTC - Livros Técnicos e Científicos, ICAP: Internet Content Adaptation Protocol. Disponível em: <http://www.i-cap.org/home.html>. Acessado em Março de XXXII SEMISH 1929

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