CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU EM ANÁLISE E GESTÃO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO FERNANDA FREITAS DAS CHAGAS RÔMULO MANHÃES DA GAMA

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1 CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO LATO SENSU EM ANÁLISE E GESTÃO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO FERNANDA FREITAS DAS CHAGAS RÔMULO MANHÃES DA GAMA ESTUDO DA PERCEPÇÃO DE DOCENTES E GESTORES DA COMPUTAÇÃO EM NUVEM APLICADA NO AMBIENTE EDUCACIONAL DA REDE PÚBLICA DE ENSINO DO NORTE FLUMINENSE CAMPOS DOS GOYTACAZES/RJ 2015

2 FERNANDA FREITAS DAS CHAGAS RÔMULO MANHÃES DA GAMA ESTUDO DA PERCEPÇÃO DE DOCENTES E GESTORES DA COMPUTAÇÃO EM NUVEM APLICADA NO AMBIENTE EDUCACIONAL DA REDE PÚBLICA DE ENSINO DO NORTE FLUMINENSE Monografia apresentada ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, Câmpus Campos-Centro, como requisito parcial para conclusão do Curso de Pós-graduação Lato Sensu em Análise e Gestão de Sistemas de Informação. Orientador: Dr. André Fernando Uébe Mansur CAMPOS DOS GOYTACAZES/RJ 2015

3 FERNANDA FREITAS DAS CHAGAS RÔMULO MANHÃES DA GAMA ESTUDO DA PERCEPÇÃO DE DOCENTES E GESTORES DA COMPUTAÇÃO EM NUVEM APLICADA NO AMBIENTE EDUCACIONAL DA REDE PÚBLICA DE ENSINO DO NORTE FLUMINENSE Monografia apresentada ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense, Câmpus Campos-Centro, como requisito parcial para conclusão do Curso de Pós-graduação Lato Sensu em Análise e Gestão de Sistemas de Informação. Aprovada em 25 de Fevereiro de 2015 Banca Avaliadora:... Profº André Fernando Uébe Mansur Doutor em Informática na Educação/UFRGS Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense/Campos... Profº Breno Fabrício Terra Azevedo Doutor em Informática na Educação/UFRGS Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense/Campos... Profº Carlos Henrique Medeiros de Souza Doutor em Comunicação e Mídia/UFRJ Universidade Estadual do Norte Fluminense/Campos

4 Dedico este trabalho a duas pessoas, Genil e Leonice, que em nenhum momento mediram esforços para realização dos meus sonhos. A eles devo a pessoa que me tornei, sou extremamente feliz! E tenho muito orgulho por chamá-los de pai e mãe. Amo vocês! Fernanda Dedico este trabalho à minha família, aos meus amigos, a todos os meus professores. O meu convívio com todas essas pessoas me tornou o que sou hoje, uma pessoa digna, correta e que não deixa de lutar por um futuro melhor. Obrigado por fazerem parte de minha vida. Rômulo

5 Agradecemos a Deus, nosso refúgio e força, em quem sempre encontramos respostas para nossos problemas.

6 "Não há saber mais ou menos: há saberes diferentes." (Paulo Freire)

7 RESUMO Com a evolução da internet, as diferentes organizações passaram a criar redes interligadas o que propiciou o surgimento da Computação em Nuvem. Trata-se de uma tecnologia que permite o compartilhamento de diversas aplicações e armazenamento de arquivos em grandes servidores, mas com a mesma facilidade de acesso de tê-los localmente. A Computação em Nuvem possui a vantagem de acessar arquivos a qualquer hora e de qualquer lugar, além do custo reduzido, visto que só se paga pelo que é consumido. Por outro lado apresenta como empecilho a segurança, pois os usuários temem que seus dados ficarão intactos. Nos últimos anos tem se observado a crescente inserção dessa tecnologia na educação, sendo vista como uma facilitador na aprendizagem do aluno. O objetivo central dessa pesquisa é avaliar por meio de uma pesquisa de campo o conhecimento e utilização dessa tecnologias nas escolas públicas do interior do estado do Rio de Janeiro. Após a análise do resultado da pesquisa, conclui-se que há necessidade de investimento e ampliação de conhecimento do corpo docente das instituições para a inclusão de soluções em nuvem no cotidiano disciplinar a fim de atender as expectativas das novas demandas tecnológicas e sociais. Palavras-chave: Computação em Nuvem. Educação em Nuvem. Escolas públicas. Tecnologia.

8 ABSTRACT With the evolution of the internet, different organizations began to create interconnected networks which allowed the emergence of Cloud Computing. This is a technology that allows sharing of diverse applications and file storage on large servers, but with the same ease of access to have them locally. Cloud computing has the advantage of access files anytime, anywhere, in addition to reduced cost, since only pay for what is consumed. On the other hand presents as an impediment to security because users fear that their data will remain intact. In recent years it has been observed the increasing integration of this technology in education, being seen as a facilitator on student learning. The main objective of this research is to evaluate through a field research knowledge and use of this technology in public schools in the state of Rio de Janeiro. After analyzing the results of the research, it is concluded that there is need for investment and expansion of knowledge of the teaching staff of institutions for the inclusion of cloud solutions in the disciplinary routine in order to meet the expectations of the new technological and social demands. Keywords: Cloud Computing. Education Cloud. Public schools. Technology.

9 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Avaliação do uso da informática pela instituição...33 Gráfico 2 - Utilização dos computadores pelos alunos para atividades de aula...34 Gráfico 3 - Quantidade de alunos suportada nos laboratórios...35 Gráfico 4 - Contato com a informática por nível de escolaridade...35 Gráfico 5 - Utilização do laboratório em disciplina diversas...36 Gráfico 6 - Frequência de investimentos na área de informática na instituição...37 Gráfico 7 - Impedimento para a modernização dos sistema e equipamentos da instituição...38 Gráfico 8 - Professores que já cursaram algum curso na área de informática...39 Gráfico 9 - Motivação para cursar curso na área de informática...40 Gráfico 10 - Avaliação do nível de conhecimento de informática...41 Gráfico 11 - Frequência de utilização de computadores por semana...42 Gráfico 12 - Ferramentas mais utilizadas de Computação em Nuvem...43 Gráfico 13 - Conhecimento de informática para execução de atividades profissionais...44 Gráfico 14 - Ampliação dos conhecimentos de informática...44 Gráfico 15 - Busca de conhecimento sobre informática...45 Gráfico 16 - Conhecimento do termo Computação em Nuvem...46 Gráfico 17 - Utilização de alguma ferramenta de Computação em Nuvem...47 Gráfico 18 - Frenquência de utilização de ferramentas de Computação em Nuvem...47 Gráfico 19 - Grau de satisfação do uso da tecnologia de Computação em Nuvem...48 Gráfico 20 - Justificativa da utilização da tecnologia de Computação em Nuvem...49 Gráfico 21 - Confiabilidade em manter dados na nuvem...50 Gráfico 22 - Dificuldade ao acessar arquivos salvos em computadores ou dispositivos portáteis...51 Gráfico 23 - Uso da Computação em Nuvem no processo de aprendizagem do aluno...52 Gráfico 24 - Busca de informações sobre a tecnologia de Computação em Nuvem...52

10 LISTA DE SIGLAS AVA - Ambientes Virtuais de Aprendizagem EaD - Educação a Distancia IASS - Infrastructure as a Service MEC - Ministério da Educação NIST - National Institute of Standarts and Technology PAAS - Platform as a Service PNE - Plano Nacional de Ensino SAAS - Software as a Service

11 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS Objetivo geral Objetivos específicos METODOLOGIA Tipologia das fontes de dados Métodos e procedimentos REFERENCIAL TEÓRICO Computação em Nuvem: conceito, surgimento e evolução Infraestrutura da Computação em Nuvem Tipologia I - SaaS (Software as a Service II - PaaS (Platform as a Service) III - IaaS (Infrastructure as a Service) Modelos de Implementação de Nuvem I - Private Cloud (Nuvem Privada) II - Community Cloud (Nuvem em Comunidade III - Public Cloud (Nuvem Pública) IV - Hybrid Cloud (Nuvem Híbrida Características essenciais da Computação em Nuvem A Educação na Nuvem Ferramentas de Computação em Nuvem na educação Google Apps for Education Office 365 Education Kindle Khan Academy... 31

12 5 DESENVOLVIMENTO METODOLÓGICO E RESULTADOS Análise do questionário para gestores Análise do questionário para professores CONSIDERAÇÕES FINAIS Conclusão Trabalhos Futuros REFERÊNCIAS APÊNDICE A: QUESTIONÁRIO PARA GESTORES APÊNDICE B: QUESTIONÁRIO PARA PROFESSORES... 60

13 12 1 INTRODUÇÃO O presente trabalho tem como tema Estudo da Percepção de Docentes e Gestores da Computação em Nuvem Aplicada no Ambiente Educacional da Rede Pública de Ensino do Norte Fluminense. Dentro dessa temática, essa pesquisa trata do surgimento da tecnologia de Computação em Nuvem e de seu crescimento no mercado de Tecnologia da Informação, que se deu pelo aumento da necessidade de armazenamento de dados e de processamento de informações. Computação em Nuvem é uma tecnologia que vem atraindo mais adeptos no cenário atual de Tecnologia de Informação com a promessa de diminuir custos e processamento local de dados, melhorando a performance dos dispositivos eletrônicos. Esta tecnologia consiste na migração de toda a infraestrutura computacional para a rede, ou seja, o acesso do usuário aos recursos tais como armazenamento, aplicativos e serviços, é feito via rede de dados em velocidade alta e com o mínimo de esforço de gestão ou interação do prestador de serviço. A tecnologia de Computação em Nuvem É distinguida pela noção de que recursos são virtuais e ilimitados, e que detalhes dos sistemas físicos nos quais os softwares executam são abstraídos pelo usuário. (SOSINSKY, 2011, p. 3, tradução nossa). Dois conceitos são essenciais na abordagem de Computação em Nuvem: abstração e virtualização. Abstração refere-se ao total desconhecimento dos recursos utilizados tanto pelos usuários, quanto pelos desenvolvedores. Virtualização entende-se pelo compartilhamento escalado dos recursos por meio de uma infraestrutura centralizada (SOSINSKY, 2011, p. 4, tradução nossa). A pesquisa relaciona os benefícios da tecnologia de Computação em Nuvem e os problemas que esta tecnologia possui e que não foram sanados até hoje. Dentre os vários benefícios obtidos na utilização da Computação em Nuvem, um deles é a disponibilidade de recursos que podem ser acessíveis de acordo com a necessidade do usuário. Isto é imprescindível para a economia de recursos financeiros e tecnológicos, e para suprir uma demanda no momento exato, sem haver carência de recursos. A Computação em Nuvem proporciona, também, que o usuário pague apenas pelo recurso utilizado. Este é um fator altamente decisivo na escolha da arquitetura de Computação em Nuvem. Na maioria dos casos de uso de dispositivos locais, faz-se a compra deles, pagando o preço integral pelo produto mesmo que se façam poucas utilizações dele. Com a Computação em Nuvem, o pagamento é feito pelo equivalente ao uso do aplicativo. Seja por tempo de utilização ou pelo volume de dados trafegados, dentre outras medições.

14 13 Na arquitetura de Computação em Nuvem, os aplicativos são multiplataforma, ou seja, não há restrição de Sistema Operacional ou tipo de equipamento, desde que haja um aplicativo (ex.: browser) para o acesso às aplicações. Embora seja um tipo de tecnologia versátil, Computação em Nuvem também possui empecilhos para o seu funcionamento. A segurança é um fator crucial a ser analisado em se tratando de sistemas distribuídos, como acontece com Computação em Nuvem. Não há garantias de que os dados estarão intactos nos servidores de dados. Embora haja um comprometimento por meio de contratos do provedor do serviço, o usuário não possui garantia de que o sistema de segurança do provedor é totalmente confiável, além de também haver o risco da interceptação de dados na comunicação do equipamento do usuário com os servidores do provedor do serviço. Outro risco na utilização de aplicativos desenvolvidos na arquitetura de Computação em Nuvem é a disponibilidade dos recursos. Como o acesso às ferramentas e aos dados é feito por meio de conexão de internet, caso haja problemas físicos de conexão à internet ou problemas com o servidor de internet, o acesso aos dados não poderá ser feito e, se tratando de uma grande organização, com dados decisivos para tomada de decisões armazenados em servidores de terceiros, esta será lesada em havendo privação dos dados. A questão central dessa pesquisa é avaliar a situação atual da tecnologia de Computação em Nuvem na educação por meio de pesquisas de campo realizada em escolas do segmento público, haja vista que seu uso proporciona vantagens e, por outro ângulo, desvantagens. A avaliação a ser feita por meio dessa pesquisa é relevante no aspecto científico, pois amplia os conceitos da tecnologia de Computação em Nuvem, estendendo-os para além dos conceitos técnicos, que tratam das etapas de implementação de maneira ótima, expondo as reais condições nas quais esta tecnologia pode ser implementada e os empecilhos para seu pleno funcionamento no cenário educacional. Expor estes empecilhos motiva o estudo de caminhos alternativos para a implementação de novas tecnologias com os recursos que estão disponíveis no país. No tocante ao aspecto social, esta pesquisa se mostra relevante, pois, expondo os déficits de recursos para se implementar esta promissora arquitetura, novas linhas de pesquisa poderão ser adotadas para diminuir as dificuldades em se obter uma infraestrutura ideal para o funcionamento pleno de aplicativos em nuvem confiáveis, ou adaptação dos recursos para tanto.

15 14 2 OBJETIVOS Este trabalho possui os seguintes objetivos: 2.1 Objetivo geral Analisar o quadro atual da implementação e da utilização da tecnologia de Computação em Nuvem em algumas escolas publicas das cidades de Campos dos Goytacazes São João da Barra e Quissamã. 2.2 Objetivos específicos Debater sobre a difusão da Computação em Nuvem na educação pública brasileira. Relacionar os benefícios e riscos da Computação em Nuvem para os usuários desses sistemas na nuvem. Discutir a utilização da Computação em Nuvem na Educação (Educação em Nuvem), assim como expor os empecilhos encontrados por escolas que ainda não adotaram essa tecnologia.

16 15 3 METODOLOGIA Nesse capítulo, serão apresentadas a tipologia das fontes de dados e os métodos e procedimentos utilizados na pesquisa e desenvolvimento deste trabalho. 3.1 Tipologia das fontes de dados Essa pesquisa utilizará três tipos de fontes; são elas: bibliográfica eletrônica: para embasamento da pesquisa serão utilizados livros, que estão disponíveis eletronicamente, que conceituam a tecnologia de Computação em Nuvem e os serviços a ela associados; periódica eletrônica: serão utilizados vários artigos e trabalhos de conclusão de curso, também disponibilizados eletronicamente, nos quais foram apresentadas algumas pesquisas referentes ao uso e crescimento dessa tecnologia no Brasil e sua introdução na educação; periódica jornalística eletrônica: será utilizada uma revista eletrônica na qual é feita uma avaliação do uso da Computação em Nuvem na educação. 3.2 Métodos e procedimentos Essa pesquisa utilizará 2 métodos. São eles: método quantitativo: será realizada uma pesquisa, na qual serão levantados dados do crescimento e utilização da Computação em Nuvem nas escolas públicas dos municípios de Campos dos Goytacazes e Quissamã; método qualitativo: serão apresentados dados relevantes das escolas que adquiriram essa tecnologia.

17 16 4 REFERENCIAL TEÓRICO Neste capítulo será abordado o conceito de Computação em Nuvem, bem como seu surgimento, evolução e infraestrutura, incluindo sua tipologia e modelos de implementação em nuvem. Também serão apresentadas as características essenciais da Computação em Nuvem, consideradas pelo NIST (National Institute of Standarts and Technology). Por fim, será debatido a Educação na Nuvem e os principais exemplos de ferramentas de utilização da Computação em Nuvem na Educação. 4.1 Computação em Nuvem: conceito, surgimento e evolução O conceito central dessa pesquisa é Computação em Nuvem. Também conhecida como Cloud Computing, se refere à ideia de utilizar, em qualquer lugar e independente da plataforma, as mais variadas aplicações por meio da internet com as mesmas facilidades que quando instaladas nos computadores. Taurion (2009, p.2), conceitua a Computação em Nuvem como sendo um termo utilizado para descrever um ambiente de computação baseado em uma imensa rede de servidores virtuais ou físicos. Outros autores como Nogueira e Pedrosa ([s.d.] p. 1), conceituam Computação em Nuvem como um novo modelo de computação que permite ao usuário final acessar uma grande quantidade de aplicações em qualquer lugar e independente da plataforma. O conceito de disponibilizar serviços de software e hardware em uma rede global surgiu por volta da década de 1960, quando Joseph Carl Robnett Licklider, um dos responsáveis pelo desenvolvimento da Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET), introduziu a ideia de uma rede de computadores interligada, na qual todos deveriam estar conectados entre si, acessando todo tipo de dados e de qualquer lugar. Ainda nessa década, John McCarthy, pesquisador da área de informática, propôs a ideia de que a computação deveria ser organizada na forma de um serviço de utilidade pública, em que uma empresa disponibilizaria o serviço e cobraria uma taxa para seu uso (MOHAMED, 2009, tradução nossa). A primeira vez que se ouviu falar a expressão Cloud Computing foi no ambiente acadêmico, numa palestra ministrada por Ramnath Chellappa, em Porém, somente entre 1999 e 2000 com o surgimento da Salesforce.com, começaram a ser disponibilizadas aplicações empresariais através da internet. A partir dai, o termo Cloud

18 17 Computing passou a ganhar mais espaço, e outras empresas como a Amazon, a Google, a IBM e a Microsoft começaram a investir nessa área. 4.2 Infraestrutura da Computação em Nuvem Nesse tópico será discutido a infraestrutura da tecnologia de Computação em Nuvem que se divide quanto a sua tipologia e seus modelos de implementação Tipologia Com o objetivo suprir as diferentes necessidades de consumo da tecnologia de Computação em Nuvem e otimizar a disposição dos recursos de hardware e software, sua plataforma de suporte de serviços divide-se em três modelos, dispostos em ordem decrescente de abstração: SaaS (Software as a Service), PaaS (Platform as a Service) e IaaS (Infrastructure as a Service). I - SaaS (Software as a Service) No modelo de serviço SaaS, há uma oferta de aplicativos aos usuários por meio de interface WEB, principalmente. Estes aplicativos são executados na nuvem que pertence ao provedor e ele gerencia toda a infraestrutura de hardware, rede e sistemas. Os dados processados pelos aplicativos são armazenados na nuvem e ficam disponíveis ao usuário mediante autenticação. Observa-se neste modelo algumas características como o gerenciamento centralizado dos aplicativos, pois necessidades de configuração, atualização ou aprimoramento de sistemas são supridas localmente na infraestrutura do provedor e o efeito é propagado para todos os usuários destes sistemas. O modelo SaaS é o de maior crescimento, com maior evidência, na tecnologia de nuvem dada a sua grande quantidade de provedores e ao grande acervo de diferentes aplicativos com usabilidade distinta. Seu uso é indicado em algumas situações em que haja vantagens competitivas em se tratando de organizações, ou comodidade e economia, para usuários finais. No geral, utiliza-se aplicativos do modelo SaaS em casos onde ele será imutável, pois sua modificação ou atualização é irrelevante para o usuário; ou mesmo seu uso será momentâneo, não justificando os gastos com a aquisição ou desenvolvimento do aplicativo, conforme observa Kepes (2013). Neste cenário, se enquadram os clientes de e- mail, que são aplicativos pouco mutáveis. Também considera-se os softwares de gerenciamento de projetos, que ao final dele, deixam de ser utilizados até que haja um novo projeto em curso. Entretanto, como o acesso aos dados é feito de forma remota, com o uso de

19 18 conexão à internet, pode não ser adequado o uso de aplicativos em nuvem quando houver a necessidade de processamento de dados em tempo real, pois qualquer variação na conexão poderá impactar no processamento e transferência de dados. No mercado de TI, existem algumas empresas que oferecem serviços no modelo SaaS de forma gratuita para clientes individuais ou corporações. São exemplos os aplicativos fornecidos por grandes corporações na indústria de TI, como o Google Drive fornecido pela Google, que provê acesso a ferramentas de escritório, além de serviços de armazenamento, que se inclui no modelo de serviço IaaS. Na mesma linha de software, há também o icloud da Apple e o OneDrive da Microsoft. Neste modelo de serviço, a AWS, Amazon Web Services, destaca-se por ser a pioneira na oferta de serviços em nuvem, sendo a principal no mundo atualmente. Dos vários consumidores deste serviço, a grande maioria obtém vantagens competitivas com seu uso. Há uma grande economia com recursos físicos e de mão de obra na área de desenvolvimento de software, além da simplicidade no manuseio de ferramentas na nuvem. O modo de cobrança pelos serviços também representa, segundo o Gartner, uma grande vantagem corporativa, colaborando com a otimização de gastos operacionais da companhia. II - PaaS (Platform as a Service) Trata-se da camada intermediária de serviços do modelo em Nuvem. Ela propõe os mesmos benefícios do SaaS, porém no âmbito de desenvolvimento de software. Os usuários deste modelo de nuvem são especialmente os profissionais que desenvolvem todos os artefatos do ciclo de vida de um sistema. Requisitos podem ser documentados e gerenciados por meio dos serviços de nuvem, os analistas de sistema podem, ainda, criar os modelos utilizados no software. Toda a fase de codificação e testes é facilitada com as ferramentas na nuvem, que abstrai o programador de qualquer preocupação com infraestrutura física, haja vista esta ser administrada pelo provedor da nuvem; além disso, o desenvolvimento em grupo, forma como o desenvolvimento de fato ocorre em empresas, também é facilitado com o uso dos serviços PaaS. Na plataforma, o acesso aos aplicativos de desenvolvimento pode ocorrer de forma concorrente, ou seja, vários desenvolvedores podem estar codificando partes do software sem que haja redundância na programação ou haja uma modificação de um artefato que ainda esteja em desenvolvimento. PaaS tende a se tornar cada vez mais popular com a ascensão do manifesto ágil no desenvolvimento de sistemas, que inclui metodologias colaborativas no desenvolvimento

20 19 incremental. As plataformas PaaS traz benefícios no processo de iteração na construção dos artefatos do sistema no desenvolvimento ágil. Dos vários cenários nos quais o serviços do PaaS são benéficos, em alguns não se indica, segundo Kepes (2013), o uso de aplicações na nuvem, como em casos onde há a necessidade do constante transporte dos artefatos do software ou mesmo quando há barreiras na linguagem de programação sendo utilizada. Uma linguagem que sofre muitas atualizações de sintaxes também representa um empecilho para a utilização do serviço na nuvem. Alguns exemplos de PaaS são o Google AppEngine, uma plataforma de Computação em nuvem para desenvolver e hospedar aplicações web na infraestrutura do Google, porém diferente do AWS que permite a administração de servidores, o Google é responsável por escalabilidade e otimização; Microsoft Azure Services, IBM SmartCloud Application Services e a plataforma Force.com, que fornecem serviços semelhantes para gerenciar todo o ciclo de vida do software. III - IaaS (Infrastructure as a Service) O modelo IaaS caracteriza-se pelo provimento de recursos de infraestrutura de TI sob demanda. Nele, o usuário consome itens de infraestrutura de hardware, software e rede, modelando seu consumo de acordo com o negócio. O usuário possui acesso a recursos de armazenamento e processamento, além de estar apto a controlar componentes de rede, como firewalls, entretanto estes recursos são acessados via requisição ao provedor, já que são gerenciados por este. O usuário tem controle do sistema operacional, armazenamento e execução de aplicativos. Segundo o instituto Gartner, IaaS é mundialmente o serviço de nuvem mais consumido no mercado empresarial, embora no Brasil, consumo de serviços de nuvem esteja concentrado nas ofertas de SaaS. A popularidade do IaaS pode se dar pelo fato da flexibilidade e do baixo custo de implantação da tecnologia. No mercado, várias empresas emergentes investem nos serviços de IaaS dado o baixo recurso financeiro necessário para incorporar os serviços da tecnologia e sua rápida adaptação ao negócio. Um outro cenário ideal para este modelo de serviço, como aponta Kepes (2013), é quando há uma necessidade momentânea de se expandir a infraestrutura da empresa para um evento momentâneo ou sazonal, como um rápido crescimento de um banco de dados devido advento externo, como repentina popularização de uma empresa de varejo, por exemplo, ou mesmo para o atendimento de determinados serviços

21 20 dos quais aumenta sua necessidade de execução em determinadas épocas do ano, como cálculo de imposto de renda em empresas do ramo contábil. Como os gastos com aquisição de novo hardware são altos, há preferência por contratar serviços de infraestrutura a provedores de nuvem; todavia em casos onde haja uma necessidade de processamento extremamente veloz ou processamento de dados críticos em tempo real, como tráfego aéreo, não se indica este modelo de serviço devido à dependência da conexão de internet para se fazer seu uso Modelos de Implementação de Nuvem A implementação da nuvem depende da necessidade de aplicação do cliente e do tipo de contrato de prestação de serviço. Os modelos de negócio deste tipo de tecnologia garantem que o nível de acesso à informação sejam controlados. Atualmente, são encontradas na literatura quatro tipos de nuvem: Private Cloud, Community Cloud, Public Cloud e Hybrid Cloud. I - Private Cloud (Nuvem Privada) A Nuvem Privada representa toda a infraestrutura de TI necessária para o mantimento de serviços em nuvem que seja localizada dentro de uma empresa, para somente a qual serão fornecidos serviços. Há também a possibilidade dos recursos de TI da nuvem estarem localizados geograficamente fora dos limites da empresa, porém os serviços da nuvem são providos apenas para tal empresa. Os dados são de acesso exclusivo de seus usuários nos limites da empresa. Para Taurion (2012) a respeito de nuvens privadas, "Esta opção é muito considerada em empresas que já têm uma grande capacidade computacional instalada, políticas de segurança bem definidas e são limitadas pelas regulações de seus setores de negócios" Para implementar a nuvem privada com sucesso em uma determinada empresa, vários fatores da cultura da organização deverão estar em consonância com o novo modelo de serviços. Então, é comum que empresas criem padrões de segurança da informação, além de padronização de processos para assegurar o total aproveitamento dos benefícios da nuvem. Embora a motivação principal para a implementação da nuvem privada em uma organização seja a redução de custos com recursos de TI que ora podem não ser totalmente utilizados, gerando desperdício de recursos, num primeiro instante, é necessário um considerável capital para investimento em recursos de hardware, software e profissionais de modo a tornar possível a concepção da nuvem. Este é um fator determinante para a escolha

22 21 desta tipologia de nuvem e que implica, consequentemente, na retirada de pequenas empresas com baixo investimento em TI do mercado consumidor das nuvens privadas. Como o investimento inicial não seria justificado e vantajoso para estas pequenas companhias, então há a preferência pelas nuvens públicas. II - Community Cloud (Nuvem em Comunidade) Nuvem em Comunidade se refere a uma variação de nuvem privada, porém com os mesmos princípios de funcionamento, com o compartilhamento de recursos como sendo único e transparente aos usuários, com serviços sob demanda. Corresponde à junção de um grupo de empresas que possuam objetivos e estratégias comuns, num mesmo segmento, que compartilham dados. O compartilhamento da infraestrutura de software e de hardware ocorre de maneira controlada e é delimitado a somente empresas que estejam de fato no grupo da comunidade de compartilhamento da nuvem, como ponderado pelo NIST (2011). Neste modelo, uma ou um conjunto de empresas hospedarão os recursos de TI para a concepção da nuvem. Há neste modelo também a possibilidade da nuvem ser gerida por um provedor terceirizado, externo às empresas da comunidade, entretanto as políticas de utilização da infraestrutura da nuvem permanece sendo restritiva a somente empresas da comunidade, não permitindo que empresas externas façam compartilhamento dos recursos. III - Public Cloud (Nuvem Pública) A Nuvem Pública caracteriza-se como a oferta de serviços ao público em geral feita por um provedor com objetivos comerciais, em acordo com o contrato de serviço com o qual o cliente deve concordar. Nela, são disponibilizados recursos de ti, como aplicativos web ou espaço de armazenamento, e o cliente consome estes serviços sob demanda. No geral, são serviços os quais não necessitem de total privacidade, então empresas tendem a não manusear dados estratégicos por meio deste modelo de nuvem. Serviços como , aplicativos de escritório, por exemplo editores de texto, planilhas eletrônicas, são recursos facilmente encontrados em nuvens públicas. Neste modelo, como proposto pelo fundamento de Computação em Nuvem, a infraestrutura de hardware e de software são totalmente abstraídas pelo usuário. Ele faz o uso das ferramentas dispostas para uso, enquanto questão de armazenamento e de processamento são transparentes, mantendo toda a carga de trabalho oculta por trás das camadas de software superiores.

23 22 A abstração da infraestrutura da nuvem proporciona máxima flexibilidade e elasticidade dos recursos disponíveis, além da otimização de custos na utilização da nuvem. Para o usuário, os recursos que ele utiliza dão a falsa ideia de serem infinitos, sem que haja a preocupação com aumento de hardware. Isso se dá pelo fato de novos recursos serem reservados para usuários específicos de acordo com o seu volume de uso da nuvem. Enquanto usuários que consomem muitos recursos, têm maior parte da infraestrutura da nuvem dedicado a eles, usuários que consomem poucos recursos possuem menor parte da infraestrutura alocada à sua conexão. Um outro ponto sobre a transparência dos recursos da nuvem é a migração de dados, como aponta Kepes (2013), tornando o gerenciamento de uma nuvem pública menos custosa para os provedores. Nestas nuvens, os provedores têm total liberdade para migrar toda a infraestrutura da nuvem geograficamente de um local para outro, de forma transparente para o cliente, a fim de se reduzir custo com mão-de-obra especializada ou com espaço para manter hardware. Hoje, no mercado, há uma grande oferta de recursos na nuvem pública por parte de grandes corporações, notórias no meio de TI. Com as vantagens proporcionadas pelas aplicações em nuvem, é crescente, também, o número de usuários. Grandes empresas como a Google, a Amazon e a Apple oferecem recursos em nuvem, tais como ferramentas de escritório e armazenamento, com um contrato de serviço que garante acesso limitado a recursos de forma gratuita, aumento ainda mais a procura por ele. IV - Hybrid Cloud (Nuvem Híbrida) O conceito de Nuvem Híbrida se baseia na integração entre o ambiente interno e o externo de uma determinada empresa por meio da união diferentes modelos de nuvem, como a privada e a pública. O uso desta tipologia de nuvem se justifica no equilíbrio da disposição dos recursos de TI da empresa quanto à sua localização no ambiente interno ou externo de acordo com estratégias do setor de TI. Na Nuvem Híbrida, aplicações críticas e dados estratégicos são mantidos na parte privada da nuvem, garantindo segurança contra possível furto de dados, além de possibilitar que aplicativos que executem com grandes quantidades de dados ou que realizem processamento em tempo real sejam executados na parte privada, sem haver dependência de conexão de internet, o que poderia causar acidentes no tráfego de dados críticos. A parte pública da nuvem é reservada à execução de aplicativos de menor criticidade, com menor processamento de dados ou mesmo que não manipulem informações estratégicas.

24 23 A utilização da nuvem pública reduz os gastos com aquisição de recursos para manter serviços secundários de TI, mantendo o foco da empresa no gerenciamento da nuvem interna, adquirindo e disponibilizando recursos de acordo com a demanda. 4.3 Características essenciais da Computação em Nuvem Segundo o NIST (2011), a Computação em Nuvem possui algumas características que são consideradas essenciais. São elas: auto serviço sob demanda, acesso a rede banda larga, pool de recursos, elasticidade rápida e serviço medido. O auto serviço sob demanda trata-se da possibilidade do consumidor usar os serviços da nuvem, e se houver necessidade, aumentar ou diminuir as capacidades computacionais alocadas como, por exemplo, o tempo de servidor e a capacidade de armazenamento. O acesso a rede banda larga, também conhecido como amplo acesso a rede, significa que os serviços da nuvem são multiplataforma. São utilizados mecanismos que promovem o uso pelo consumidor pelo seu computador, seu celular ou de qualquer outro dispositivo. O cliente não possui controle sobre a localização dos recursos que está utilizando, apenas tem informações mais amplas, como o país, estado ou data center. O pool de recursos faz referencia aos recursos virtuais que são atribuídos ou retribuídos aos clientes conforme sua demanda. Esses recursos podem ser armazenamento, processamento, memória, banda e máquinas virtuais. A elasticidade é a capacidade de alocar com agilidade mais ou menos recursos no momento em que for necessário. Para o cliente a nuvem é infinita, pois ele pode quanto mais ou menos recursos computacionais para as suas aplicações, o que torna a Computação em Nuvem bem atrativo. Todos os serviços são controlados e mensurados automaticamente pela nuvem. Dessa maneira, tudo fica transparente pois ajuda o consumidor a otimizar sua utilização de nuvem de acordo com sua produção e ajuda o provedor na hora da cobrança de recursos. 4.4 A Educação na Nuvem A atual situação da educação no Brasil é dramática. O país enfrenta problemas históricos, dentre outros, com analfabetismo, exclusão digital e incapacidade de produzir mão-de-obra qualificada que atenda as novas demandas do mercado com a evolução da ciência e da tecnologia. Incluem-se na gama de motivos desta insuficiência, a falta de investimento na modernização dos métodos de ensino, além de baixos investimentos nos docentes objetivando capacitá-los de modo a prover maior preparo na disseminação da

25 24 educação e maior utilização da tecnologia no ensino, considerando-se que a otimização da educação está fortemente aliada ao desenvolvimento do docente. De todas as metas do Plano Nacional do Ensino (PNE), lei aprovada em 26 de junho de 2014 que estabelece diretrizes, metas e estratégias de concretização no campo da educação (SANTANA, 2014), nenhuma está perto de ser atingida, demonstrando a situação precária que se encontra a educação. Vários planos para de inclusão estão sendo feitos pelo governo para motivar a entrada de crianças e adultos em escolas, porém sem investimentos na área de tecnologia da informação, a modernização dos métodos de ensino jamais será alcançada. Segundo Uebe Mansur et al (2010), A Educação em Nuvem pode ser definida como "a apropriação dos conceitos da Computação em Nuvem, na área da Educação". Se trata de um conceito novo que ainda não é totalmente utilizado no ensino atual no Brasil, embora apresente resultados positivos no processo de aprendizagem. Observa-se que se trata de um paradigma recente pelo baixo número de publicações a respeito do assunto. Ainda segundo Uebe Mansur et al (2010), "o conceito de Educação em Nuvem, baseado no revolucionário e emergente conceito de Computação em Nuvem mostra-se um paradigma realmente novo, pois neste caso, os saberes não estão mas encarcerados em ambientes físicos, mas disseminados pelo planeta através das redes de computação, como uma nuvem de saberes, de maneira quase onipresentes". A Computação na Nuvem proporciona um aumento na capacidade de processamento de dados e uma melhor performance de sistemas computacionais por meio da virtualização de computadores, a qual exterioriza o acesso aos dados e aos equipamentos por meio de serviços. A nuvem, então, passa a fornecer serviços que, ao serem comparados com computadores locais com poucos recursos disponíveis, fornecem uma maior quantidade de serviços com maior capacidade de processamento de dados, além do baixo valor na utilização dos recursos, haja vista serem de custo sob demanda. Quando não se está utilizando os serviços da nuvem, não há cobrança adicional na maioria dos provedores de serviços em nuvem. Com baixos custos, que representam um facilitador na inclusão da computação na nuvem em instituições, escolas que não possuem investimento em tecnologia serão beneficiadas, além de alunos com pouco recurso para investir na educação. Com a informática cada vez mais inserida no cotidiano, será inevitável a incorporação da TI com a educação. O mercado de consumo de smartphones e tablets cresce exponencialmente. Considerando isto, a computação na nuvem representa uma real solução para a melhora da educação no país. Como sistemas em nuvem necessitam de pouco processamento do dispositivo e apenas conexão com a Internet, todo o conteúdo necessário

26 25 para embasar e complementar a educação estará sempre disponível no momento e que for necessário. Uma fator essencialmente importante na inserção da Computação na Nuvem na educação é o aprendizado colaborativo. Sobre este conceito de aprendizagem, Torres (2004, p.50) a define como: participação ativa do aluno no processo de aprendizagem mediação da aprendizagem feita por professores e tutores; construção coletiva do conhecimento, que emerge da troca entre pares, das atividades práticas dos alunos, de suas reflexões, de seus debates e questionamentos, interatividade entre os diversos atores que atuam no processo; estimulação dos processos de expressão e comunicação; flexibilização dos papes no processo das comunicações e das relações a fim de permitir a construção coletiva do saber; sistematização do planejamento do desenvolvimento e da avaliação das atividades; aceitação das diversidades e diferenças entre alunos; desenvolvimento da autonomia do aluno no processo ensino-aprendizagem; valorizaçao da liberdade com responsabiliade; comprometimento com a autoria; valorização do processo e não do produto. Diversos provedores de serviços da Computação na Nuvem disponibilizam ferramentas de acesso compartilhado. Editores de texto com acesso compartilhado de vários usuários ao mesmo documento, ferramentas de leitura de livros virtuais com integração com redes sociais, ambientes de aprendizagem com foruns no qual professores e alunos pesquisam e debatem sobre determinada disciplina, dentre outras ferramentas, configuram um ambiente de debate e troca de informações a fim de disseminar conhecimento indivudal dos membros entre todos os participantes do grupo de debate, construindo cum conhecimento coletivo. Embora os benefícios sejam notáveis na aprendizagem colaborativa com o auxílio da Computação na Nuvem, algumas barreiras para a fluidez do método são encontradas. Com base no funcionamento, nos benefícios e nos custos da Computação em Nuvem, pode-se afirmar que esta tecnologia seria uma grande aliada no desenvolvimento da educação no Brasil. Não há registros de que o governo federal esteja investindo no uso desta tecnologia na área da educação no território nacional em instituições públicas. O programa TI Maior do governo, que prevê, dentre outros investimentos, o investimento na área do Computação em Nuvem, menciona investimentos na formação de mão-de-obra especializada em Computação em Nuvem e aquisições para preparo na infraestrutura dos órgãos federais para suportar tal tecnologia. O objetivo é melhorar a posição do Brasil no mercado de TI do mundo. Na educação, Computação em Nuvem pode ser utilizado de várias maneiras e com diversos objetivos, diminuindo custos de aquisições e aumentando a fluidez na educação, trazendo grande impacto na forma como a educação é conduzida no país.

27 26 Algumas mazelas podem constituir barreiras na utilização da Computação em Nuvem na educação em escolas públicas. Segundo o Comitê da Internet no Brasil (CGI.br) em uma pesquisa realizada em 2011, intitulada "TIC Educação 2011", em escolas públicas e privadas, as atividades mais frequentes em sala de aula são as que menos são feitas utilizando recursos tecnológicos. Existe uma cultura do docente, aliada à falta de infraestrutura da instituição, no caso de instituições públicas, que torna estas atividades corriqueiras manuais, longe do mundo virtual. A pesquisa concluiu também que mais da metade dos docentes usam novas tecnologias para ensinar alunos a usar computadores e internet, porém esta é a atividade menos frequente. Adicionalmente, quase a maioria das escolas públicas possuem computadores apenas em laboratórios de informática e não em salas de aula, limitando a integração da TI na educação. A falta de utilização da computação em atividades comuns diárias não é de exclusividade de escolas públicas. Nas escolas privadas, também há distanciamento entre as disciplinas e a TI. Questões individuais dos alunos podem impactar no ambiente, quando há dificuldades de comunicação ou baixa participação no debate, além do baixo compartilhamento de conhecimento. Além disso, a falta de recursos tecnológicos para que esteja conectado à rede impacta diretamente na sua participação Docentes e alunos podem armazenar arquivos remotamente e compartilhá-los disseminando informação e facilitando os estudos sem a necessidade de altos custos de aquisição de hardware pelas instituições. A utilização da Computação em Nuvem diminuiria gastos com aquisição de livros, já que exemplares virtuais têm menores custos. Uma outra vantagem seria a redução de gastos com a compra de dispositivos de armazenamento, como pendrives e CD ou DVD. Com o armazenamento na nuvem, os arquivos ficam disponíveis a qualquer momento, bastando apenas um dispositivo, sejam smartphones, tablets, notebooks, computadores etc., e conexão com a internet, sem a necessidade de ter equipamentos altamente robustos e caros. Além destes benefícios, reduz-se a produção de lixo com o descarte destas mídias de armazenamento. Há provedores de serviços de Computação em Nuvem que disponibilizam ferramentas como calendários compartilhados. Este tipo de aplicação pode ser utilizado na organização de aulas e trabalhos. Como docentes e alunos terão acesso ao calendário, facilitaria o agendamento de atividades, que seria prontamente de conhecimento do aluno. Os alunos também poderiam organizar o desenvolvimento de trabalhos e artigos nestes calendários compartilhados e então, os professores teriam conhecimento do planejamento da atividade, então teriam condições de intervir no caso de atrasos ou dificuldades em concluir etapas do projeto.

28 27 Provedores de serviços na nuvem, como o Google e a Microsoft, fornecem aplicativos de escritório, como editores de texto, planilhas eletrônicas e apresentações. São ferramentas de aplicabilidade constante para alunos e professores. Hoje, é quase unânime a utilização de editores de texto para confecção de trabalhos acadêmicos. Entretanto, para se fazer a utilização destas ferramentas, é necessária a aquisição de softwares proprietários e de equipamentos robustos que suportem a execução destes softwares com a constante evolução destes aplicativos e inserção de novas funcionalidades, além de interfaces gráficas rebuscadas que demandam alto processamento do hardware. Há disponível no mercado suítes de aplicativos de escritório livres para cuja utilização não cobrança de licença, porém se faz necessária a utilização de equipamentos robustos dado o número de funcionalidades destes softwares. Utilizando softwares na nuvem, há a possibilidade da realização de trabalhos de forma colaborativa em que diversos alunos, incluindo o professor, poderão desenvolver o trabalho juntos simultaneamente. Cada participante da sessão terá acesso total ao conteúdo a ser desenvolvido. Tornando possível correções e adições no exato momento em que o trabalho é desenvolvido. Com chats disponíveis pelos provedores, é possível estabelecer discussões sobre o assunto antes de desenvolver o trabalho. Sites que hospedam vídeos gratuitamente na internet também são aliados na educação. Neles, é possível ter acesso a vídeo-aulas de qualquer parte do mundo. Os vídeos são organizados em canais dos mais variados objetivos. Há cursos de idiomas, preparatórios para concursos e além disso, professores disponibilizam vídeos sobre disciplinas de todos os anos letivos da escola, o que soma com o desenvolvimento do alunos e dos professores. Enquanto os docentes podem reciclarem-se ou obter maiores informações sobre determinadas disciplinas, alunos podem ter acesso a outras explicações de outros professores de suas disciplinas, facilitando o entendimento. Há também ambientes estruturados para a educação, sejam à distância ou presencial. Os Ambientes Virtuais de Aprendizagem, ou AVA, têm como função central, servir de repositório de conteúdo pedagógico e ser um meio de comunicação entre o alunos, docentes e instituições; promovem a entrega de material pedagógico a estudantes confeccionados pelos professores com suporte dos tutores. Nestes ambientes os alunos podem adquirir conhecimento por meio do material em formato próprio para o EaD, além de terem contato com os tutores em forma de chat e de modo que dúvidas possam ser sanadas e novas tarefas possam ser prontamente atribuídas aos alunos. Testes também podem ser realizados por estes ambientes, além de compartilhamento de arquivos com fontes de informações para o aprendizado. Comunicados da instituição e dos professores também podem ser divulgados

29 28 nestes ambientes. O AVA não é de uso exclusivo no EaD. Muito se faz seu uso em cursos presenciais, como ferramenta de suporte ao ensino. Ele proporciona a interação entre docentes e alunos para atividades direta ou indiretamente relacionadas às disciplinas. Existem várias formas de utilizar a tecnologia de Computação em Nuvem como ferramenta de suporte à educação. Existem vários provedores de serviços em nuvem disponibilizando um grande número de pagos e gratuitos, de fácil manipulação e que dispensam equipamentos robustos para sua utilização. Em seguida, serão listados exemplos de serviços de Computação em Nuvem direcionados à área pedagógica. 4.5 Ferramentas de Computação em Nuvem na educação Nesse tópico será abordado as principais ferramentas de Computação em Nuvem utilizada na educação: Google Apps for Education, Office 365 Education, Kindle e Khan Academy Google Apps for Education O Google Apps for Education é um pacote de aplicativos de Computação em Nuvem da Google fornecido as instituições, com ferramentas avançadas de comunicação, que auxiliam professores e alunos a realizarem suas atividades. Possui recursos de segurança fundamentais, criados para manter dados sob o controle, permitindo definir com quem compartilhá-los. Reúne alunos e professores num só lugar, oferecendo edição em tempo real, compartilhamento avançados e compatibilidade total, garantido funcionamento em 99,9% do tempo. Por ser gratuito, o Google Apps for Education, não gera custo para as instituções, deixando-as livre de manutenção de hardware e instalações de software (GOOGLE). Entre os principais aplicativos, destacam-se: Gmail, Google Agenda, Google Drive, Google Docs e Google Sites. I - Gmail O Gmail é o da Google. Possui 30 GB de armazenamento por usuários, pesquisa avançada que deixa tudo ao seu alcance, marcadores e filtros que ajudam seus usuários a se manterem organizados, e além de ser livre de anúncios. Possui bate-papo por texto, voz e vídeo que permite que alunos e professores vejam quem está online e se conectem instantaneamente. Além disso, o administrador da conta pode conceder permissões de quem pode enviar para quem. Possui ferramenta Google Mail Off-line que permite a escrita e

30 29 leitura de s sem estar conectado à internet. As mensagens de rascunho são encaminhadas na próxima vez que for estabelecida uma conexão (GOOGLE). II - Google Agenda O Google Agenda está integrado ao gmail e funciona com aplicativos de agendas populares. Trata-se de uma aplicativo que permite gerenciar de forma simples e organizada atividades e eventos, resultando em organização e ganho de tempo para alunos e professores. Permite envio de convites e gerencia confirmações de presença. Pode ser compartilhada com toda a escola, pois possui controle de permissão e compartilhamento. Pode ser integrado e acessado através do celular, possibilitando o recebimento de notificações de agenda via SMS (GOOGLE). III - Google Drive O Google Drive proporciona um lugar único para versões atualizadas de seus arquivos. Os dados estão sempre disponíveis e podem ser acessados de qualquer lugar.este aplicativo evita problemas ocasionados com a perda, furto e outros problemas comuns a dispositivo de armazenamento. Pode ser compartilhado arquivos individuais ou pastas inteiras com pessoas específicas. Permite criar e responder comentários em arquivos para obter feedback ou acrescentar ideias. Possui 30GB de espaço gratuito para cada usuário (GOOGLE). IV - Google Docs O Google Docs é um pacote de aplicativos de nuvem que permite a criação de planilhas, apresentações, formulários de pesquisa, documentos elaborados com imagens, tabelas, equações e desenhos e muito mais. Funciona em qualquer sistema operacional e é compatível com diversos formatos de arquivos conhecidos. Permite que os documentos sejam compartilhados e editados por pessoas específicas. Reune dados e gerencia feedback com comentário social, possibilitando que professores e alunos trabalhem ao mesmo tempo (GOOGLE). V - Google Sites O Google Sites é um espaço de trabalho que permite alunos a construir sites de projetos personalizados com imagens e vídeos sem escrever uma única linha de código. Funciona em qualquer navegador, sem a necessidade de comprar ou fazer download de