Análise Comparativa de Sistemas de Banco de Dados Em Ambientes de Dispositivos Móveis

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1 FACULDADE FARIAS BRITO CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO JOAO CARLOS XENOFONTE MATIAS Análise Comparativa de Sistemas de Banco de Dados Em Ambientes de Dispositivos Móveis FORTALEZA, 2010

2 JOAO CARLOS XENOFONTE MATIAS Análise Comparativa de Sistemas de Banco de Dados Em Ambientes de Dispositivos Móveis Monografia apresentada para obtenção dos créditos da disciplina Trabalho de Conclusão do Curso da Faculdade Farias Brito, como parte das exigências para graduação no Curso de Ciência da Computação. Orientador: Ricardo Wagner Cavalcante Brito, MSc. FORTALEZA, 2010

3 3 ANÁLISE COMPARATIVA DE SISTEMAS DE BANCO DE DADOS EM AMBIENTES DE DISPOSITIVOS MÓVEIS João Carlos Xenofonte Matias PARECER NOTA: FINAL (0 10): Data: / / BANCA EXAMINADORA: Ricardo Wagner Cavalcante Brito, MSc. (Orientador) Nome e titulação (Examinador) Nome e titulação (Examinador)

4 4 AGRADECIMENTOS Agradeço primeiramente à Deus, que sempre esteve presente em minha vida me dando forças pra conseguir meus planos e objetivos. Aproveito para dedicar este trabalho a toda minha família, em especial a minha tia Maria Matias, que contribuiu na construção desse trabalho, aos meus queridos pais que sempre me apoiaram na minha vida e foram e sempre serão fundamentais para a minha existência. Agradeço também a todos os professores e colegas de graduação da Faculdade Farias Brito que contribuíram nesse trabalho, em especial ao meu orientador Ricardo Wagner Cavalcante Brito pela sua paciência, compromisso e seriedade sempre demonstrado ao longo do desenvolvimento desse trabalho. Por fim, agradeço a todos que colaboraram diretamente ou indiretamente na realização deste trabalho.

5 5 RESUMO O conceito de mobilidade, no que se refere à área de computação, vem se tornando cada dia mais utilizado em nosso cotidiano. Já são inúmeras as opções de dispositivos e de aplicativos disponíveis para os usuários e essa quantidade só tende a crescer ainda mais. Em conjunto com as aplicações que estão sendo desenvolvidas faz-se necessária a utilização de sistemas de bancos de dados que sejam adequados nesse cenário. Este trabalho tem como objetivo geral analisar algumas características de alguns dos principais Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados Móveis existentes no mercado, realizando um estudo comparativo baseado em certos critérios previamente estabelecidos. Essa análise irá contribuir com uma avaliação de desempenho desses sistemas e um documento que pode ser utilizado como fonte de escolha do sistema que mais se aplica em determinadas situações.

6 6 SUMÁRIO INTRODUÇÃO COMPUTAÇÃO MÓVEL CARACTERÍSTICAS DA COMPUTAÇÃO MÓVEL Portabilidade Comunicação Mobilidade Adaptação Gerência de Energia Conectividade Fraca Replicação de Dados AMBIENTES DE BANCO DE DADOS MÓVEIS ARQUITETURA DE BANCO DE DADOS MÓVEIS Arquitetura Cliente-Servidor Agentes Móveis PARADIGMAS DE ACESSO AOS DADOS Difusão de dados (Broadcast) Caching de dados GERENCIAMENTO DE TRANSAÇÕES MÓVEIS Modelos de transações móveis PROCESSAMENTOS DE CONSULTAS REPLICAÇÕES DE DADOS RECUPERAÇÕES DE FALHAS SISTEMAS GERENCIADORES DE BANCO DE DADOS MÓVEIS ORACLE LITE DB2 EVERYPLACE MICROSOFT SQL SERVER 2005 MOBILE EDITION SYBASE SQL ANYWHERE ANÁLISE COMPARATIVA DOS SISTEMAS DE BANCO DE DADOS MÓVEIS COMERCIAIS RECUPERAÇÃO DE FALHAS DB2 Everyplace Sybase SQL Anywhere Studio Oracle Lite SQL Server CE Tabela Comparativa de Recuperação de Falhas SEGURANÇA Oracle Lite DB2 Everyplace SQL Server Compact Edition SQL Anywhere Studio Tabela Comparativa da Segurança dos Bancos de dados Móveis PERFORMANCE DB2 Everyplace Oracle Lite Sybase SQL Anywhere Studio SQL Server Compact Edition Tabela Comparativa do Desempenho dos Bancos de dados Móveis CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 58

7 7 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Componentes fundamentais da computação móvel Figura 2 Arquitetura da Computação Móvel Figura 3 Os estados de uma operação de desconexão Figura 4 Modelo de reintegração de dados Figura 5 Ambiente de computação móvel em uma arquitetura Cliente / Servidor 25 clássica... Figura 6 Estratégias de transmissão por difusão pull-based e pushbased Figura 7 Replicação de dados Base Consolidada e base remota Figura 8 Visão geral dos componentes da Oracle Lite Figura 9 Desenvolvimento e sincronização do DB2 Everyplace Figura 10 Arquitetura do SQL Server Mobile Figura 11 Relacionamento entre o servidor e o cliente... 41

8 8 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Resumo das principais características dos produtos analisados em relação à recuperação de falhas Tabela 2 Resumo das principais características dos produtos analisados em relação à segurança dos dados Tabela 3 Resumo das principais características dos produtos analisados em relação à 56 performance dos bancos de dados móveis...

9 9 INTRODUÇÃO Sendo a área da computação móvel ainda relativamente recente, percebe-se um crescimento no interesse por parte dos usuários em relação à utilização dos benefícios que essa tecnologia pode oferecer, a qual depende diretamente de dispositivos portáteis de alta eficiência e acesso às informações através de redes sem fio. Sendo assim, a junção de dispositivos móveis com redes sem fio está conquistando novos espaços, beneficiando e proporcionando importantes melhorias aos usuários que utilizam essa tecnologia (MATEUS, 2004). Segundo PITOMBEIRA (2006), devido à crescente popularização dos dispositivos móveis e o advento de redes de transmissão sem fio cada vez mais rápidas e mais presentes em nosso cotidiano, a computação móvel está sendo cada vez mais utilizada por usuários que trabalham ou necessitam dos benefícios que essa tecnologia computacional pode oferecer. A característica que mais se destaca na computação móvel é que ela possibilita que usuários possam estabelecer comunicação com outros usuários e gerenciar seu trabalho enquanto se deslocam fisicamente, podendo se comunicar com outros dispositivos móveis, independente da localização física. Sendo assim, é importante que a abrangência da comunicação sem fio e a popularização dos dispositivos portáteis estejam cada vez mais disponíveis para os usuários (MATEUS, 2004). Tal característica é especialmente importante para organizações geograficamente dispersas. Podemos tomar como exemplos o policiamento de trânsito, serviços de previsão do tempo, serviços de táxi, comunicações sobre o mercado financeiro e aplicações sobre agências de informação (ELMASRI; NAVATHE, 2002). Em aplicações dessa natureza, os usuários freqüentemente precisam efetuar processos de sincronização entre os dispositivos móveis e os sistemas desktop. Assim, todas as

10 10 informações presentes no dispositivo são sincronizadas com as informações da estação-base. Essas informações estão normalmente armazenadas em arquivos de banco de dados. Com isso, o usuário pode se deslocar fisicamente para desempenhar sua atividade enquanto todas as novas informações recolhidas in loco são persistidas em seu dispositivo. Ao final da tarefa, o usuário pode submeter essas novas informações para o servidor, tanto de forma remota, através de algum canal de comunicação, ou local, através do processo tradicional de sincronização. As informações presentes nas aplicações dos usuários dos dispositivos móveis eram, inicialmente, armazenadas em arquivos simples, sem qualquer característica de banco de dados. Com o passar dos anos, varias aplicações foram surgindo (PITOMBEIRA et al 2004) e a utilização de bancos de dados relacionais para dispositivos móveis tornou-se de fundamental importância para as aplicações. Atualmente, várias empresas que trabalham com sistemas de banco de dados convencionais, dentre elas a Oracle, IBM, Microsoft e Sybase, já apresentam versões específicas de seus bancos para dispositivos móveis, respectivamente, Oracle Lite, DB2 Everyplace, Microsoft SQL Server 2005 Mobile Edition e o Sybase SQL Anywhere. Este último, segundo uma pesquisa do Gartner Dataquest de 2002, publicada na PC Magazine, estava sendo utilizado na época em aproximadamente 65% do mercado de banco de dados móveis (GONÇALVES, 2005). No entanto, para que essa tecnologia esteja plenamente ativa na sociedade, existe a dependência de alguns fatores, tais como, a diminuição do custo dos dispositivos portáteis de alto desempenho e uma melhoria na estrutura física e abrangência das redes sem fio. Outro importante fator para que os usuários que acessam informações remotamente é escolha de quais bancos de dados irá utilizar, já que eles podem afetar diretamente o desempenho do acesso aos dados (PITOMBEIRA, 2006). Uma importante motivação para muitos trabalhos atuais nessa área é a análise de como a limitação de recursos computacionais dos dispositivos móveis pode ser minimizada. Apesar dos diversos trabalhos acadêmicos e comerciais atualmente sendo desenvolvidos com esse objetivo, essa característica dos dispositivos móveis continua sendo um fator limitante para a maior parte das aplicações.

11 11 Apesar dos avanços conquistados nos últimos anos, os dispositivos móveis ainda são menos seguros e confiáveis do que os ambientes dekstop tradicionais, já que eles podem ser perdidos ou roubados com mais facilidade e a própria natureza da rede sem fio oferece menos segurança de informação. Esses dispositivos ainda apresentam recursos computacionais mais limitados, tais como restrição de energia, reduzida área de memória e baixo poder de processamento, influenciando diretamente na decisão do usuário na utilização da computação móvel (ITO, 2003). Assim, o mais determinante na escolha de pesquisa e estudos relativos a tipos de banco de dados móveis é que estes estão diretamente relacionados com as novas tecnologias de computação móvel que estão surgindo e sendo cada vez mais aprimorados a fim de ter melhor desempenho para seus usuários. Deste modo, novos desafios estão sendo pesquisados, tais como: melhores transmissões de dados, maior integridade dos dados compartilhados, e principalmente a segurança de informações sigilosas, já que dispositivos portáteis têm baixa segurança de seus dados (GONÇALVES, 2005). O presente trabalho justifica-se na medida em que visa analisar determinadas características importantes dos principais Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados Móveis e propor um estudo comparativo entre esses sistemas conforme uma série de critérios previamente estabelecidos, os quais são: Recuperação de Falhas, Segurança de Dados e Performance.

12 12 1. COMPUTAÇÃO MÓVEL A computação móvel surgiu motivada pela necessidade do usuário de poder trabalhar com seu sistema computacional enquanto se locomove fisicamente. Assim, a computação móvel se caracteriza por permitir que seus usuários abstraiam a questão da localização física e possam continuar trabalhando com seus dispositivos computacionais mesmo estando em trânsito. Para que essa funcionalidade seja possível, faz-se necessário que toda uma infraestrutura computacional esteja presente. A comunicação wireless (sem-fio), por exemplo, é um dos requisitos fundamentais dessa tecnologia, já que ela é usada em locais onde o uso das redes estacionárias não é possível ou é economicamente inviável. Existindo esse tipo de comunicação, o usuário pode acessar uma página web dentro de um avião ou mandar um e- mail enquanto está dentro de um carro em um congestionamento. Obviamente, isso não seria possível se o usuário necessitasse do cabeamento físico em seu dispositivo. Sendo uma ampliação da computação distribuída por utilizar a comunicação sem fio, a computação móvel compõe-se por uma arquitetura basicamente formada por computadores fixos. Tais equipamentos, ao contrário dos dispositivos móveis, fazem parte da rede estacionária a qual localização não pode ser alterada. Dessa maneira, as aplicações para a computação móvel são projetadas considerando a mobilidade do usuário, limitação de energia do dispositivo e variações de latência e largura de banda de redes sem fio (ENDLER; SILVA, 2000). Apresentando fatores como a mobilidade e a praticidade, que fazem da computação móvel um paradigma recente da computação, segundo Pitombeira (2006), os elementos que compõem esse ambiente móvel são: elementos relacionados ao software como os agentes

13 13 móveis, aplicações e serviços que suportam a mobilidade; os elementos de hardware compostos pelos dispositivos móveis como telefones celulares e notebooks; e os usuários que interagem com este ambiente acessando serviços e solicitando informações. A computação móvel, conhecida também como computação nômade, é a junção de três importantes propriedades: computação, comunicação e mobilidade, conforme mostrado na Figura 1. No componente computação, encontram-se os dispositivos portáteis que realizam as operações móveis junto ao usuário. Já, na comunicação, manifesta-se a troca de mensagens através da rede do tipo wireless entre os elementos desse ambiente. Por fim, a mobilidade está relacionada à troca de localização feita pelo usuário móvel (LIU, MARLEVI & MAGUIRE, 1996). Figura 1 Componentes fundamentais da computação móvel. Assim como a grande maioria dos aplicativos baseados em sistemas desktop, os principais Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGDBs) também já foram popularizados nos ambientes móveis. Segundo Gonçalves (2005), os principais desenvolvedores de tais sistemas já estão presentes no mercado da computação móvel, fazendo com que esses softwares busquem uma integração dos dados destas aplicações com os servidores de bancos de dados localizados na rede fixa. Conforme podemos identificar na Figura 2, nota-se a presença de três elementos constantes na arquitetura da computação móvel: os computadores fixos, os quais são dispositivos que não alteram sua localização dinâmica; as estações base, caracterizadas como estações que apresentam suporte à mobilidade e possuem interface wireless e, por fim, os dispositivos móveis, os quais podem ser agrupados em sub-redes ou células que deverão estar ligadas às estações base.

14 14 Os host móveis (computadores portáteis) se comunicam com as estações base e vice-versa através de canais sem fios de largura de banda limitada. Sendo assim, cada estação base gerencia os dispositivos móveis que estão dentro de sua célula, isto é, no interior do seu domínio geográfico. Se o computador portátil mudar sua localização, alterando a estação base, o processo de recuperação de dados não é afetado, já que a arquitetura é projetada de forma a emular uma arquitetura cliente/servidor (ELMASRI, 2005; SILBERCHATZ, 1999). Figura 2 Arquitetura da Computação Móvel. Fonte: (BRAZ, 2002). É interessante ressaltarmos a existência das redes ad hoc (MANET) que pode ser chamada também de rede móvel independente a qual oferece um ambiente dinâmico onde os nós da rede, os quais são os servidores e clientes móveis, tem autonomia de sair e entrar na rede. É importante destacar também que em uma rede ad hoc, segundo Holanda (2007), cada dispositivo móvel funciona como um roteador se interligando com outros computadores móveis, dessa maneira a comunicação entre dois hosts é possível mesmo que o host origem e o

15 15 destino não estejam na área de cobertura um do outro, neste caso, os pacotes de informações são conduzidos através de outros hosts que estejam no caminho até que cheguem ao destino. É perceptivo que a diferença e vantagem entre as redes sem fio infra-estruturada e as redes ad hoc é que uma rede MANET de uma infra-estrutura de rede pré-estabelecida ou de qualquer tipo de equipamento fixo (HOLANDA, 2007) Características da Computação Móvel A seguir, serão descritas algumas das características da computação móvel consideradas como problemas ou limitações e que representam importante objeto de pesquisa e desenvolvimento nesta área Portabilidade Segundo Trasel (2005), os computadores comuns não foram feitos para ser portáteis e assim as montadoras desses dispositivos tiveram mais liberdade em relação ao espaço de cabeamento e dissipação de calor para esses equipamentos. Em se tratando dos dispositivos portáteis, devem ser levados em conta alguns fatores e propriedades como: durabilidade, leveza, consumo de energia, dentre outros. Nesse sentido, algumas concessões podem ser feitas para que se chegue a uma boa relação de funcionalidade/desempenho. Amado (2002) elenca algumas dificuldades da computação móvel estabelecidas pela portabilidade: - Energia: relacionada ao tempo limitado de duração da bateria do dispositivo móvel. Nos últimos anos, essa dificuldade vem sendo minimizada, já que novas tecnologias estão sendo estudadas e implantadas, como por exemplo, alguns dispositivos móveis sendo fabricados com telas LED; - Segurança de dados e riscos de perda: com o aumento da praticidade de locomoção e da portabilidade crescem os riscos de danos físicos, de perda ou roubo do dispositivo móvel. Além disso, os dados podem ser mais fáceis de ser manipulados já que esses computadores são menos seguros e confiáveis; - Interface com o usuário: devido as reduzidas dimensões da tela desses dispositivos, aplicações que precisam de abertura de várias janelas ao mesmo tempo

16 16 são inviáveis para alguns computadores portáteis, fazendo com que algumas funcionalidades sejam diminuídas. - Espaço de armazenamento: há uma sensível diferença no tamanho físico de armazenamento entre os computadores portáteis e fixos, tendo como importante causa o custo financeiro. Contudo, algumas estratégias tecnológicas estão sendo utilizadas para reduzir esse problema, tais como, a compressão automática de arquivos e o acesso a dados remotamente, dentre outros, além da utilização de outros tipos de memória como é o caso da memória Flash Comunicação Considerando que a mobilidade é um principio básico da computação móvel, a comunicação sem fio é um fator fundamental na implantação dessa tecnologia, sendo preciso que ela esteja presente em todos os lugares, a fim de garantir a conectividade do usuário com outros dispositivos. Apresentando um custo de implantação maior do que de uma rede comum, faz-se importante ainda ressaltar que essas redes sem fio se comunicam através de sinais, podendo sofrer interferências, ruídos ou ecos. Como exemplos dessa tecnologia podem ser destacados o Bluetooth, WiFi e a telefonia celular. Amado (2002) apresenta algumas dificuldades para que haja uma boa comunicação sem fio na computação móvel, dentre elas podemos destacar: - Desconexão: nas redes sem fio são mais frequentes as desconexões do que nas redes cabeadas, podendo assim interferir em processos e aplicações que precisam estar conectados na rede. Segundo Pitombeira (2006), essa desconexão pode ser voluntária, ocorrendo quando o usuário não deseja se conectar à rede, ou pode ser forçada, quando o usuário deseja se conectar à rede, mas ela não está disponível por questão de cobertura do sinal ou a falta do canal de comunicação; - Variação de largura de banda: os fatores que podem conduzir a uma alta variação na largura de banda podem também acarretar uma desconexão do dispositivo na rede, já que esses fatores ocasionam alterações nas taxas de erro, sendo que, à medida que essas taxas de erro aumentam mais e mais pacotes são perdidos;

17 17 - Riscos de segurança: é possível perceber que quanto mais uma rede se estende, mais a segurança é comprometida. Isso se torna ainda mais complicado quando se tem que fornecer níveis de acessibilidade a um usuário móvel Mobilidade Sendo essa característica marcada pela capacidade do equipamento móvel de mudar de localização conectada a rede, alguns dados que são considerados estáticos para dispositivos fixos podem se tornar dinâmicos a fim de atender a esses computadores móveis. Dessa maneira, segundo Cunha (2003), um dos grandes desafios presente no ambiente móvel, diz respeito à tentativa de obter uma diminuição de custo de comunicação formada quando se deseja conseguir a localização de uma unidade móvel conectada a rede. Então é esperado o surgimento de novos algoritmos e estruturas de dados que venham a minimizar este problema. Também não podem ser desprezadas as questões relacionadas à segurança dos dados manipulados na rede, já que as redes sem fio tendem a ser mais vulneráveis à interceptação de mensagens e ao rastreamento de estações móveis, ficando, assim, com a segurança dos dados mais comprometida do que uma rede fixa. Conforme Cunha (2003), existem diversos cenários que envolvem a computação móvel, dependendo da mobilidade de cada elemento, os quais podem ser destacados: - Computação nômade, na qual o hardware pode se mover; - Computação sem fio, onde o usuário móvel pode se locomover por um limite de estações conectadas à rede; - Código e Agente Móvel, em que a aplicação pode se mover; - Computação Pervasiva (pervasive computing) onde o usuário móvel se move executando aplicações com códigos e dados móveis. Através da mobilidade, percebe-se que o usuário móvel passa a obter diferentes taxas de transmissão de dados, dependendo assim da localidade em que ele se encontra. Para Mateus e Loureiro (1998), essa mudança depende de vários fatores, tais como: interferências nas transmissões de dados, segurança, energia disponível no dispositivo móvel, heterogeneidade, disponibilidade de canais de comunicação e a determinação da localidade de um host móvel.

18 18 Ainda conforme identificados nos estudos de Cunha (2003), quando o usuário pode se mover por um conjunto fixo de estações conectado à rede (computação sem fio), a mobilidade pode inserir alguns problemas, tais como: - Migração de endereço: com a constante variação da localização dinâmica do usuário, diversos pontos de acesso à rede vão ser acessados, e, assim, um sistema distribuído deve ser capaz de guardar o endereço de um host sem afetar o desempenho do processamento; - Informação dependente da localidade: como o endereço de rede de um dispositivo móvel altera constantemente, o caminho de comunicação sofre um aumento, quando o mesmo visita um domínio (célula) vizinho, fazendo com que sua localização atual interfira nos parâmetros de configuração, como respostas a consultas; - Migração de localidade: como o caminho de comunicação pode crescer sem proporções, poderá ocorrer à existência de ações que aumentem a latência e os riscos de desconexões Adaptação Segundo Cunha (2003), uma das características que a computação móvel possui é a habilidade de operar sobre um ambiente de computação sem fio, sendo que, nesse ambiente estão presentes várias propriedades diferentes das encontradas nas redes fixas, como maior taxa de erros e menor taxa de transmissão de dados. Sendo assim, os dispositivos móveis utilizados na computação móvel, usualmente, apresentam limitações quanto à velocidade do processamento dos dados e a capacidade de armazenamento. Conforme Menkhaus (2002), para obterem serviços aceitáveis em um ambiente móvel, os dispositivos portáteis necessitam de algum mecanismo de gerenciamento de alterações do ambiente. Nesse sentido, esse fornecimento de serviços pode ser feito pela adaptação, significando a capacidade de um algoritmo fornecer várias saídas apropriadas, dependendo das características onde se encontra a unidade do cliente. Frente a esta realidade, nota-se que essa característica da computação móvel não se encontra muito presente nas redes fixas, já que as características desse ambiente são praticamente estáveis, ao contrário das redes sem fio, as quais têm o seu ambiente mutável, fazendo com que a presença da adaptação seja muito importante para garantir que as operações sejam finalizadas com sucesso.

19 19 Seguem três planos de adaptação conforme apresentado em (SATYANARAYANAN, NARAYANAN,1999): - Laissez-Faire: ocorre quando a aplicação é responsável por toda a adaptação necessária; - Aplicação Transparente: acontece quando o gerenciamento fixo é responsável pela adaptação, ficando transparente para a aplicação; - Aplicação Aware: junção dos modelos apresentados acima, pois a adaptação é feita tanto pela aplicação móvel como pelo o sistema fixo. Para a definição de uma arquitetura de adaptação, em um ambiente móvel, podem ser observados alguns aspectos os quais fazem com que a aplicação possa se adaptar melhor ao ambiente. Seguem descritos, a seguir, alguns desses aspectos (CUNHA, 2003): - Disponibilidade de recursos: os recursos disponíveis na rede móvel precisam reunir funcionalidades limitadas, adaptando-se às restrições de processamento e energia, enquanto um host servidor, por exemplo, deve ser capaz de processar de forma rápida, de modo que não seja comprometido o funcionamento dos dispositivos móveis; - Dados: para cada tipo de dados transmitidos há um tipo de adaptação exclusiva. Podemos tomar como exemplo a transmissão de dados em um serviço FTP (protocolo de transferência de arquivos), em que as variações da taxa de transmissões não afetam a aplicação, enquanto nas transmissões de dados multimídias torna-se necessária a realização de adaptações dependendo da largura de banda disponível; - Desempenho: uma adaptação tem que ser planejada, de forma a não causar uma perda geral do sistema. No surgimento de incapacidades, é importante que o usuário móvel receba notificações. É importante também que a transferência dos dados apresente técnicas que reduzam seu volume, adaptando-se às condições de comunicações e diminuindo a velocidade de transmissão. - Broadcast/Multicast: o motivo que mais se destaca em relação à utilização das técnicas broadcast e multicast é que elas evitam que um mesmo dado seja enviado várias vezes em um ambiente onde a largura de banda é pequena. Vale ressaltar que as comunicações, na maior parte das redes fixas, são feitas através de transmissões unicast.

20 Gerência de Energia Enquanto os computadores fixos foram produzidos para ficar conectados todo o tempo a uma fonte de energia, nos equipamentos móveis isso não ocorre. Tais equipamentos possuem uma bateria que influencia no seu peso e no seu tamanho, necessitando de recarga frequentemente, de acordo com a utilização das funcionalidades desse equipamento móvel. O aproveitamento ideal de energia é fundamental nos dispositivos móveis, considerando-se que as baterias normalmente têm uma duração de carga reduzida, comprometendo, assim, a disponibilidade do recurso de hardware (FLINN & SATYANARAYANAN, 1999). Esse fato torna-se um importante desafio para os projetistas dessas unidades móveis, tornando-se fundamental que ocorra uma diminuição de consumo de energia durante o funcionamento desse equipamento móvel Conectividade Fraca Para Cunha (2003), na computação móvel pode haver momentos em que os equipamentos estejam temporariamente desconectados da unidade móvel. Tal estado pode ocorrer em decorrência de problemas, na variação de taxas de ruído, pela energia disponibilizada pela unidade móvel ou pela distribuição da largura de banda de rede de comunicação, dentre outros. Conforme Pitoura e Samaras (1998), as operações de desconexões envolvem três estados distintos, descritas abaixo e ilustradas na Figura 3: - Hoarding: nesse estado há um pré-carregamento de itens de dados nos dispositivo móvel, podendo assim ter uma replicação de dados no cache local, ficando inacessível para outros componentes da rede; - Operações locais: nessa situação a unidade está desconectada da rede fixa, e assim ela realiza operações sobre os dados localizados na memória local, após o acontecimento do hoarding; - Reconciliação: no momento da reconexão, os dados são atualizados nos computadores fixos de acordo com os elementos decorrentes dos nós que operam sobre esses dados, gerando uma situação de concorrência e garantindo a não existência de inconsistências nos dados atualizados.

21 21 Figura 3 - Os estados de uma operação de desconexão. Segundo Cunha (2003), quando a conexão é frequentemente perdida entre os componentes de rede pode haver uma influência nas execuções de operações, ocasionando em perda de desempenho. Para Mateus e Loureiro (1998), quando há uma alternância em períodos de transferência de dados entre dispositivos móveis e fixos ou há uma falta total de conectividade entre esses elementos, ocorre uma fraca conectividade, fazendo com que haja a interrupção da execução de operações, sendo estes impedidos de serem finalizados com sucesso. Assim, para a solução desses problemas, são apresentados alguns protocolos de comunicação, os quais, sendo utilizados adequadamente, dão suporte a esses problemas referentes à fraca conectividade, tais como os ressaltados abaixo por Cunha (2003): - Protocolo de desconexão: garante que o dispositivo móvel continue atuando sobre os dados mesmo durante um período de desconexão; - Protocolo de desconexão parcial: possui a propriedade que dispõe de condições independentes precipitadas para um possível estado de desconexão que possa ocorrer no dispositivo móvel; - Protocolo de handoff: possui a característica de retransmitir as informações pertencentes ao equipamento móvel, que se desloca entre os domínios de uma área de cobertura; Replicação de Dados A computação móvel incide na manutenção das funcionalidades, que são disponibilizadas pelos dispositivos portáteis enquanto se deslocam fisicamente, migrando em diferentes localizações, fazendo-se necessária a conservação da conectividade entre os componentes do sistema de forma transparente para o usuário móvel. Para isso, torna-se

22 22 adequado que exista a probabilidade do usuário manipular cópias de banco de dados sem estar conectados na rede sem fio (Cunha, 2003). Para Barbará (1999), a criação de réplicas de um arquivo ou conjuntos de arquivos tem como objetivo central o crescimento da disponibilidade de dados e um melhor desempenho das aplicações sobre essas informações, nos dispositivos móveis, fazendo com que essas unidades móveis carreguem cópias redundantes, armazenadas no banco de dados. Essa técnica pode ser considerada estratégica e importante, já que aperfeiçoa os recursos de rede e hardware, aumentando a flexibilidade e escalabilidade em ambientes heterogêneos. A base consolidada é a base de dados que contém os itens a serem replicados, enquanto as bases remotas são aquelas que contêm um subgrupo dos dados da base consolidada em um host. Ainda, conforme Cunha (2003), a reconciliação apresenta-se como o caminho contrário dos dados copiados, pois, conforme a Figura 4, é possível identificar que, após serem feitas operações de inserção, atualização ou exclusão dos dados, nas réplicas que estão na unidade móvel, estas modificações são reintegradas na base de dados consolidada. Figura 4 Modelo de reintegração de dados. Fonte: (BADRINATH & PHATAK, 1998). Como percebido na Figura 4, é notada a presença de um quadro chamado Hoard, manifestando um procedimento que traz o acúmulo das alterações realizadas no host móvel, para assim serem propagadas juntamente como no instante da reintegração com o servidor. Tal