AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE PLATAFORMAS OPENSOURCE PARA DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES PARA INTERNET

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1 FACULDADE SETE DE SETEMBRO - FASETE CURSO DE BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO ANDERSON CARLOS ALVES RIBEIRO AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE PLATAFORMAS OPENSOURCE PARA DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES PARA INTERNET Paulo Afonso BA Dezembro 2012

2 ANDERSON CARLOS ALVES RIBEIRO AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE PLATAFORMAS OPEN SOURCE PARA DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES PARA INTERNET Monografia apresentada ao curso de Graduação, Bacharelado em Sistemas de Informação da Faculdade Sete de Setembro FASETE, como requisito para avaliação conclusiva. Sob a orientação do professor Esp. Antônio Henrique de Pereira de Souza. Paulo Afonso BA Dezembro 2012

3 ANDERSON CARLOS ALVES RIBEIRO AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE PLATAFORMAS OPEN SOURCE PARA DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES PARA INTERNET Monografia Submetida ao corpo docente da Faculdade Sete de Setembro FASETE, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação. Aprovada por: Prof. Esp. Orientador Antônio Henrique Pereira de Souza Prof. Msc. Coorientador Igor Medeiros Vanderlei Prof. Esp. Ricardo Azevedo Porto Prof. Esp. Jackson Pires de Oliveira Santos Júnior Paulo Afonso BA Dezembro 2012

4 AGRADECIMENTOS A Deus, pois sem ele nada é possível. A minha família, em especial aos meus pais, que sempre acreditaram em mim. A minha esposa Rôse Fabíola que, com muito carinho, me apoiou durante todo o tempo do curso, às vezes abdicando de minha atenção, para tornar nosso, o meu objetivo. Ao professor e orientador Antônio Henrique pela paciência na orientação e incentivo que tornaram possível a conclusão deste trabalho. Ao professor e coordenador do curso Igor Medeiros pelo prazer de poder compartilhar dos seus conhecimentos, contribuindo muito para a conclusão deste trabalho. A todos os professores do curso de sistemas de informação da FASETE, em especial, Ricardo Porto, pelo qual tenho grande apreço desde o curso técnico do Colégio Sete de Setembro e Jackson Júnior sempre disposto a me ajudar no desenvolvimento deste trabalho. Aos amigos Carlos Alberto, Hélcio e, em especial, Messias, grande amigo que tive o prazer de conhecer e compartilhar muitos momentos durante o curso. Muito obrigado!

5 RESUMO Este trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de aplicações desenvolvidas para Internet utilizando plataformas opensource. Para o desenvolvimento deste trabalho foram utilizadas as plataformas PHP, Java e Ruby on Rails integradas aos Sistemas Gerenciadores de Banco de Dados (SGBD s) MySql, PostgreSQL e Firebird. Para análise do desempenho foram desenvolvidos experimentos para integração das plataformas com os SGBD s e definidos quatro casos de teste aos quais foram aplicadas quatro deferentes cargas de trabalho. A análise do desempenho foi obtida através da comparação do tempo de resposta dos experimentos utilizando a ferramenta Jmeter. Ao final deste trabalho constatou-se a importância da escolha correta da plataforma de desenvolvimento e do SGBD no desenvolvimento de aplicações para Internet e o impacto dessa escolha no desempenho da aplicação. Palavras-chave: Avaliação de desempenho, aplicações para internet, Plataformas de desenvolvimento, Sistema Gerenciador de Banco de Dados.

6 ABSTRACT This study aims to evaluate the performance of applications developed for Internet using opensource platforms. For the development of this work were used platforms PHP, Java and Ruby on Rails integrated with Management Systems Database (DBMS) MySQL, PostgreSQL and Firebird. For performance analysis experiments were developed for integration of platforms with four SGBD's and defined test cases which were applied four deferent workloads. The performance analysis was achieved by comparing the response time of the experiments using the tool Jmeter. At the end of this study verified the importance of choosing the correct development platform and DBMS the development of Internet applications and the impact of that choice on application performance. Palavras-chave: Performance evaluation, internet applications, development platforms, Management Systems Database.

7 LISTA DE FIGURAS E QUADROS Figura 1- Ambiente desenvolvimento Java típico Figura 2- Esquema do funcionamento das páginas PHP Figura 3- Aplicação Rails típica Figura 4- Arquitetura MVC e como lida com o Ruby on Rails Figura 5- Os três níveis da arquitetura de um banco de dados Figura 7 - Tempo de resposta de aplicações Web Figura 8- Diagrama Entidade Relacionamento Quadro 1 - Índice de popularidade das linguagens de programação Quadro 2 - Comparação entre técnicas de análise de desempenho Quadro 3- Aspectos do uso da medição na qualidade

8 LISTA DE GRÁFICOS Gráfico 1 - Evolução de popularidade da linguagem Java Gráfico 2- Resultado dos testes de listar registros Gráfico 3- Resultado dos testes de listar registros Gráfico 4- Resultado dos testes de listar registros Gráfico 5- Resultado dos testes de listar ordenando alfabeticamente registros Gráfico 6- Resultado dos testes de listar ordenando alfabeticamente registros Gráfico 7- Resultado dos testes de listar ordenando alfabeticamente registros Gráfico 8- Resultado dos testes de pesquisar por código com registros.51 Gráfico 9- Resultado dos testes de pesquisar por código com registros.52 Gráfico 10- Resultado dos testes de pesquisar por código com registros Gráfico 11- Resultado dos testes de pesquisar por código com registros Gráfico 12- Resultado dos testes de pesquisar por nome com registros.54 Gráfico 13- Resultado dos testes de pesquisar por nome com registros.55 Gráfico 14- Resultado dos testes de pesquisar por nome com registros Gráfico 15- Resultado dos testes de pesquisar por nome com registros

9 LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS SGBD - Sistema Gerenciador De Banco De Dados API - Application Programming Interface OSI - Open Source Iniciative JVM Java Virtual Machine J2EE - Java Entreprise Edition J2SE - Java Standart Edition J2ME - Java Micro Edition MVC - Model-view-controller HTML - Hiper Text Mark-up Language CSS - Cascading Style Sheets TP - Transaction Processing DBA - Data Base Administrator SQL - Structured Query Language ANSI-ASPARC - Study Group on Data Base Management Systems DDL - Data Definition Language DML - Data Manipulation Language GNU - General Public License IPL InterBase Public License MIPS - milhões de Instruções por segundo W3C - World Wide Web Consortium AOL - America Online FTP - File Transfer Protocol LAN - Local Area Network RAM - Random Access Memory

10 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO JUSTIFICATIVA PROBLEMA DE PESQUISA HIPÓTESES OBJETIVOS OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS METODOLOGIA DE PESQUISA FERRAMENTAS OPEN SOURCE PLATAFORMAS PARA DESENVOLVIMENTO DE APLICAÇÕES PARA WEB JAVA PHP RUBY ON RAILS BANCO DE DADOS SISTEMA GERENCIADOR DE BANCO DE DADOS (SGBD) AVALIAÇÃO DE DESEMPENHO DE APLICAÇÕES SELEÇÃO DA TÉCNICA DE AVALIAÇÃO SELEÇÃO DE MÉTRICAS DE DESEMPENHO PARÂMETROS E INDICADORES DE DESEMPENHO CLASSIFICAÇÃO DE UTILIDADE DE MÉTRICAS DE DESEMPENHO APLICAÇÕES WEB MEDIDAS DE DESEMPENHO DE APLICAÇÕES WEB JMETER ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO DOS TESTES DEFINIÇÃO DO VOLUME DE CARGA CASO DE TESTE: LISTAR LISTAR REGISTROS LISTAR REGISTROS LISTAR REGISTROS ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS - CASO DE TESTE: LISTAR 47

11 6.4. CASO DE TESTE: LISTAR ORDENANDO ALFABETICAMENTE LISTAR ORDENANDO ALFABETICAMENTE REGISTROS LISTAR ORDENANDO ALFABETICAMENTE REGISTROS LISTAR ORDENANDO ALFABETICAMENTE REGISTROS ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS - CASO DE TESTE: LISTAR ORDENANDO ALFABETICAMENTE CASO DE TESTE: PESQUISAR POR CÓDIGO PESQUISAR POR CÓDIGO REGISTROS PESQUISAR POR CÓDIGO REGISTROS PESQUISAR POR CÓDIGO REGISTROS PESQUISAR POR CÓDIGO REGISTROS ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS - CASO DE TESTE: PESQUISAR POR CÓDIGO CASO DE TESTE: PESQUISAR POR NOME PESQUISAR POR NOME REGISTROS PESQUISAR POR NOME REGISTROS PESQUISAR POR NOME REGISTROS PESQUISAR POR NOME REGISTROS ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS - CASO DE TESTE: PESQUISAR POR NOME CONSIDERAÇÕES FINAIS TRABALHOS FUTUROS REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS... 60

12 12 1. INTRODUÇÃO Nos últimos anos, principalmente devido à popularização da Internet e a evolução das redes de computadores, as aplicações para Web evoluíram rapidamente de simples Web Sites estáticos, cujo propósito era apenas a navegação sobre a informação, para verdadeiros sistemas de informação altamente complexos, repletos de dados e transações. Com isso, surgiram linguagens de programação focadas em Web, tais como: Java EE, PHP, ASP e Ruby, entre outras. Nos sistemas atuais, é praticamente inevitável o uso de um Sistema Gerenciador de banco de dados - SGBD. Esses SGBD s, devem ser selecionados de acordo com a necessidade da corporação, quantidade de informação que será armazenada, escalabilidade e infraestrutura disponível. Os profissionais que trabalham com o desenvolvimento de sistemas devem se adaptar a diversidade de plataformas que surgiram para acompanhar este novo modelo de informação. A escolha da plataforma correta pode significar o sucesso ou o fracasso de um projeto, sendo necessário um suporte para tomada dessa decisão. Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo sobre as principais plataformas para desenvolvimento de aplicações para Web, propondo uma avaliação de desempenho dessas plataformas, visando auxiliar o profissional da área de tecnologia da informação na escolha da plataforma para desenvolvimento de aplicações para Web Justificativa A Internet é um sistema em expansão, incorporando a cada dia mais serviços, evoluindo de um meio de propagação de informação para uma estrutura onipresente, que possibilita o suporte a aplicações anteriormente baseadas em desktop, porém, aplicações baseadas na Web apresentam comportamento imprevisível dos pedidos de informação e serviços, por exemplo, um Site com poucos visitantes, de repente e sem aviso, pode ter o número de acessos

13 13 aumentado ou softwares autônomos podem consumir carga significante do sistema, tornando o dimensionamento adequado da estrutura uma tarefa difícil. A escolha inadequada da plataforma pode gerar, por exemplo, sobrecarga no servidor e gargalos na rede, afetando a qualidade do serviço oferecido e, por conseqüência, possibilitando a percepção do mau desempenho do sistema pelo usuário final, causando insatisfação do cliente, prejudicando a imagem da empresa e causando perdas para o negócio. Dimensionar um sistema considerando a carga máxima pode causar superdimensionamento da estrutura, causando com isso, desperdício de recursos, e ao dimensionar para carga média, corre-se o risco de quando os clientes ultrapassarem a média se colocar em risco o desempenho do sistema. Um sistema bem dimensionado deve suportar o aumento de carga preservando a qualidade do serviço. A qualidade de um serviço possui ligação direta com o custo da infraestrutura para oferecer o serviço e esperar que uma aplicação entre em funcionamento para descobrir problemas, pode ocasionar aumento do custo Problema de pesquisa Diante das diversas plataformas disponíveis para desenvolvimento de aplicativos para Web e das possibilidades de integração dessas plataformas com diversos sistemas de gerenciamento de Banco de Dados, levando em consideração o desempenho da aplicação, questiona-se: Qual a melhor alternativa de integração SGBD plataforma de desenvolvimento? 1.3. Hipóteses Diferentes plataformas podem alterar de maneira significativa o desempenho de uma aplicação. A escolha do SGBD pode afetar de maneira significativa o desempenho de uma aplicação.

14 14 A carga de trabalho pode afetar de maneira significativa o desempenho de uma aplicação Objetivos Objetivo Geral Avaliar o desempenho entre aplicações para Web, desenvolvidas em diferentes plataformas e integradas a diversos Sistemas Gerenciadores de Bancos de Dados (SGBD s) Objetivos específicos Realizar estudo sobre as principais plataformas para desenvolvimento de aplicativos para Web; Realizar estudo sobre os principais SGBD s, para aplicações desenvolvidas para Web; Realizar uma avaliação de desempenho de aplicações para Internet desenvolvidas em diferentes plataformas e integradas com diferentes SGBD s METODOLOGIA DE PESQUISA Para o desenvolvimento de forma satisfatória desse trabalho foi necessário dividí-io em três etapas: A primeira etapa referente ao embasamento teórico relacionado aos temas a serem estudados, foi realizada através de estudo teórico / bibliográfico sobre as principais plataformas e os principais Sistemas de Gerenciamento de Banco Dados (SGBD) para desenvolvimento de aplicativos para Web. A pesquisa bibliográfica, ou de fontes secundárias, abrange toda bibliografia já tornada pública em relação ao tema de estudo, desde publicações avulsas, boletins, jornais, revistas, livros, pesquisas,

15 15 monografias, teses, material cartográfico etc., até meios de comunicação orais: rádio, gravações em fita magnética e audiovisuais: filmes e televisão. (Lakatos, 2003). A segunda etapa deste trabalho foi realizada através da montagem de um experimento, utilizando as informações obtidas na primeira etapa, que consistiu na construção de experimentos, integrando as plataformas e os SGBD s para desenvolvimento de aplicativos para Web levantados na primeira etapa, e na utilização da ferramenta Jmeter para análise de desempenho desses protótipos. Durante a terceira etapa deste trabalho foi realizado um estudo quantitativo, realizado através de uma avaliação estatística dos dados obtidos através do experimento utilizado na segunda etapa. A estatística pode ser considerada mais do que apenas um meio de descrição racional; é, também, um método de experimentação e prova, pois é método de análise (Lakatos, 2003). Segundo Richardson (1989), este método caracteriza-se pelo emprego da quantificação, tanto nas modalidades de coleta de informações, quanto no tratamento dessas através de técnicas estatísticas, desde as mais simples até as mais complexas. 2. Ferramentas Open Source Para o desenvolvimento deste trabalho foram utilizadas foram utilizadas apenas ferramentas open source. A definição do Open Source foi criada pela Open Source Iniciative (OSI) e determina que um programa de código aberto deve garantir: Distribuição livre A licença não deve restringir de nenhuma maneira a venda ou distribuição do programa gratuitamente, como componente de outro programa ou não. Código fonte O programa deve incluir seu código fonte e deve permitir a sua distribuição também na forma compilada. Se o programa não for distribuído com seu código fonte, deve

16 16 haver algum meio de se obter o mesmo seja via rede ou com custo apenas de reprodução. O código deve ser legível e inteligível para qualquer programador. Trabalhos Derivados A licença deve permitir modificações e trabalhos derivados, e deve permitir que eles sejam distribuídos sobre os mesmos termos da licença original. Integridade do código fonte A licença pode restringir o código fonte de ser distribuído em uma forma modificada apenas se a licença permitir a distribuição de arquivos patch de atualização com o código fonte para o propósito de modificar o programa no momento de sua construção. A licença deve explicitamente permitir a distribuição do programa construído a partir do código fonte modificado. Contudo, a licença pode ainda requerer que programas derivados tenham um nome ou número de versão diferentes do programa original. Não discriminação contra pessoas ou grupos A licença não pode ser discriminatória contra qualquer pessoa ou grupo de pessoas. Não discriminação contra áreas de atuação A licença não deve restringir qualquer pessoa de usar o programa em um ramo específico de atuação. Por exemplo, ela não deve proibir que o programa seja usado em uma empresa, ou de ser usado para pesquisa genética. Distribuição da Licença Os direitos associados ao programa devem ser aplicáveis para todos aqueles cujo o programa é redistribuído, sem a necessidade da execução de uma licença adicional para estas partes.

17 17 Licença não específica a um produto Os direitos associados ao programa não devem depender que o programa seja parte de uma distribuição específica de programas. Se o programa é extraído desta distribuição e usado ou distribuído dentro dos termos da licença do programa, todas as partes para quem o programa é redistribuído devem ter os mesmos direitos que aqueles que são garantidos em conjunção com a distribuição de programas original. Licença não restrinja outros programas A licença não pode colocar restrições em outros programas que são distribuídos juntos com o programa licenciado. Isto é, a licença não pode especificar que todos os programas distribuídos na mesma mídia de armazenamento sejam programas de código aberto. Licença neutra em relação à tecnologia Nenhuma cláusula da licença pode estabelecer uma tecnologia individual, estilo ou interface a ser aplicada no programa. 3. Plataformas para desenvolvimento de aplicações para Web Para a escolha das plataformas que compõe este trabalho foi utilizado o índice TIOBE Programming Comunity, que mede a popularidade das linguagens de programação, conforme apresentado no Quadro 1. Para o desenvolvimento deste trabalho foram utilizadas as seguintes linguagens de programação Java, PHP e Ruby.

18 18 Quadro 1 - Índice de popularidade das linguagens de programação Java Fonte: De acordo com Deitel e Deitel (2005), visando o crescimento do mercado de dispositivos móveis a Sun Microsystems financiou, em 1991, uma pesquisa interna chamada Green. Como resultado desta pesquisa, surgiu uma linguagem de programação baseada em C e C++ que seu criador, James Gosling chamou de Oak e posteriormente foi renomeada de Java pela Sun. Entretanto, o mercado de dispositivos móveis não se desenvolvia na rapidez com a qual a Sun Microsystems havia previsto, colocando sob risco de cancelamento o projeto Green. Porém, em 1993, com a popularização da World Wide Web, a Sun percebeu o potencial de utilização da linguagem Java para criação de páginas Web com conteúdo dinâmico. Em 1995, a Sun anunciou formalmente a linguagem Java. Gerando grande interesse da comunidade comercial, devido ao interesse pela World Wide Web.

19 19 A linguagem Java é utilizada para desenvolvimento de páginas para Web dinâmicas ou estáticas, grandes aplicativos corporativos e aplicações para dispositivos móveis. Segundo o índice TIOBE Programming Comunity, que mede a popularidade das linguagens de programação, desde 2002 a linguagem Java se mantém entre as linguagens mais utilizadas, como podemos observar no Gráfico 1. Gráfico 1 - Evolução de popularidade da linguagem Java. Fonte: De acordo com Deitel e Deitel(2005), os programas desenvolvidos em Java normalmente passam por cinco fases para serem executados, conforme descrito a seguir e ilustrado na Figura 1: Fase 1 - Edição Nesta fase o programa pode ser escrito ou editado utilizando um editor de texto, o arquivo deve ser salvo com a extensão.java; Fase 2 - Compilação O compilador Java traduz a o programa Java para Bytecodes, linguagem entendida pelo interpretador Java, gerando um arquivo com a extensão.class; Fase 3 - Carga O arquivo.class é carregado na memória antes de ser executado. Esse arquivo pode ser carregado a partir de um disco local ou de um computador remoto através de uma rede.

20 20 Fase 4 - Verificação Verifica se os bytecodes são válidos e se não violam as restrições de segurança do Java. Assegurando que os programas, principalmente os baixados da rede não causem danos ao sistema e aos arquivos locais; Fase 5 - Execução O computador, através da Java Virtual Machine (JVM) ou Máquina Virtual Java, interpreta o programa, executando as ações especificadas no programa. Figura 1- Ambiente desenvolvimento Java típico. Fonte: Deitel e Deitel (2005) Conforme Deitel e Deitel (2005), os programas Java consistem de várias partes conhecidas como classes e estas por sua vez são compostas de vários métodos. Um ponto forte da linguagem Java é sua extensa de biblioteca de classes, também conhecida como (Applications Programing Interfaces Interfaces de programas aplicativos - API), que consiste de coleções de classes prontas para serem

21 21 utilizadas. Portanto, para um programador Java, tão importante quanto conhecer a linguagem é saber utilizar estas API s. Há realmente duas partes para aprender o mundo JAVA. A primeira é aprender a própria linguagem JAVA de modo que se possam programar suas próprias classes e a segunda é aprender como utilizar as classes nas extensas bibliotecas de classes JAVA. Deitel e Deitel (2005, p.7). Segundo Somera (2006), a plataforma Java pode ser dividida em três grandes áreas, definidas de acordo com a finalidade da aplicação. Java Entreprise Edition (J2EE): aplicações empresariais multicamada, provê serviços adicionais, ferramentas e API s para suportar o desenvolvimento simplificado de aplicações empresariais Java Standard Edition (J2SE): tecnologia Java para computadores pessoais, notebooks e arquiteturas com poder de processamento e memória consideráveis; Java Micro Edition (J2ME): tecnologia Java para dispositivos móveis com limitações de memória ou processamento. Por exemplo, celulares, palmtops, smartphones e demais dispositivos móveis PHP Desenvolvida em 1994, por Rasmus Lerdof, PHP é o acrônimo de Hipertext Preprocessor e trata-se de uma linguagem de criação de scripts do lado do servidor. O PHP é um produto com código-fonte aberto, devido a sua licença gratuita, pode ser utilizado, modificado e distribuído por qualquer pessoa e com qualquer finalidade, seja particular, comercial ou acadêmica e livre de encargos. De acordo com Welling(2005), o código PHP pode se embutido dentro de uma página HTML, o mesmo será executado todas as vezes em que a página for acessada, gerando como resultado o HTML que será enviado para o cliente, possibilitando a sua interpretação por qualquer navegador Web, conforme podemos observar na Figura 2.

22 22 Figura 2- Esquema do funcionamento das páginas PHP. Fonte: De acordo com Welling (2005), existem diversas vantagens na utilização do PHP, entre as quais podemos destacar as seguintes: Redução de custos - Devido ao mesmo ser uma ferramenta gratuita. Facilidade de Integração com Banco de Dados Possui conexões nativas para os principais bancos de dados; Bibliotecas integradas Devido ser projetado para Internet, possui bibliotecas integradas para o desenvolvimento de tarefas úteis para aplicações para Web. Por exemplo, geração instantânea de imagens GIF, utilização de cookies e geração de documentos PDF; Facilidade de aprendizagem A sintaxe PHP é baseada em outras linguagens, principalmente C e Perl Ruby on Rails De acordo com Thomas e Hansson (2005), O Ruby on Rails é um framework que utiliza a arquitetura Model-View-Controller (MVC) para o desenvolvimento de

23 23 aplicações Web, a exemplo dos frameworks Java Tapestry e Struts. As aplicações Rails são escritas em Ruby, uma linguagem de programação interpretada e orientada a objetos. O Ruby foi desenvolvido em 1993 por Yukihiro Matsumoto, mas lançado ao público somente em Segundo Williams(2007), Matsumoto projetou o Ruby principalmente para reduzir a carga de trabalho de desenvolvedores, seguindo o princípio da menor surpresa, o que significa que a linguagem normalmente se comporta como o programador espera: métodos são nomeados com termos que definem apropriadamente a ação sendo executada, explicando intuitivamente a ação que realizam. No final de 2003, David Heinemeier Hansson e a 37Signals começaram a trabalhar em um solução baseada na Internet de gerenciamento de projetos para equipes pequenas. Usando Ruby, Hansson desenvolveu um projeto chamado Basecamp, durante o desenvolvimento ele percebeu que uma grande parte do código que estava escrevendo poderia ser extraído para um framework, podendo ser utilizado como parte de futuras aplicações (THOMAS e HANSSON, 2005). Em julho de 2004, Hansson lançou o framework, Ruby on Rails, semelhante à maneira como a linguagem Ruby, o Rails segue o princípio da menor surpresa, o Rails foi concebido com o princípio do não repetir-se. Significa, basicamente, que nenhuma parte de um sistema deve jamais ser repetido, alterações em qualquer parte de um aplicativo deve ser feita em apenas um lugar. Outro princípio seguido pelo Rails é a convenção sobre configuração. O Rails não tem muitas opções configuráveis, como outros frameworks, tornando a configuração rápida e fazendo com o que os desenvolvedores possam voltar-se direto as aplicações em construção (THOMAS e HANSSON, 2005).

24 24 Figura 3- Aplicação Rails típica. Fonte: Williams (2007) Como ilustrado na Figura 3, um aplicativo Ruby on Rails é composto por vários componentes, quando um usuário solicita uma página através do browser, o controlador de Rails (Action Controller) recebe o pedido e redireciona para o método correto baseado no roteamento de URL. Depois que o método correto é chamado, o mesmo é executado e solicita todos os dados que necessita do banco de dados usando o Model Active Record. Depois que ele possui todos os dados que necessita, renderiza a exibição final (HTML, CSS e imagens) no navegador do usuário (WILLIAMS, 2007). Como dito anteriormente e ilustrado na Figura 4, o Rails é construído usando a arquitetura Model-View-Controller (MVC), na qual temos o modelo de dados, interface do usuário e controlador lógico em componentes separados.

25 25 Figura 4- Arquitetura MVC e como lida com o Ruby on Rails. Fonte: Williams (2007) A arquitetura MVC é excelente do ponto de vista de programação, pois separa cada componente de uma aplicação Rails em uma base de código isolado e de fácil manuseio, sem ter que se preocupar em alterar outras partes do seu aplicativo. Por exemplo, você pode normalmente modificar o layout de suas Views sem se preocupar com isso ter qualquer impacto nos Controllers ou Models(THOMAS e HANSSON, 2005).

26 26 4. Banco de dados De acordo com Date (2003), um banco de dados pode ser considerado um recipiente para uma coleção de dados computadorizados que podem ser acessados e manipulados por um usuário, possibilitando que sejam realizadas diversas operações com os mesmos. Um sistema de banco de dados envolve quatro componentes principais: dados, hardware, software e usuários. Os dados em um banco devem estar integrados e compartilhados. A integração dos dados visa garantir que os mesmos não sejam redundantes, ou seja, que sejam armazenados somente uma vez e em um mesmo local. Já o compartilhamento visa garantir que os mesmos estejam disponíveis á diferentes usuários e, possivelmente, ao mesmo tempo. Os componentes de hardware em um banco de dados consistem, basicamente, dos dispositivos que serão utilizados para armazenamento dos dados, dos dispositivos responsáveis pela entrada/saídas dos dados e dos processadores e memórias utilizados como suporte ao software do sistema de banco de dados. De acordo com Elmasri (2005), o Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) é o mais importante componente de software, mas não o único, existem ainda os seguintes componentes: utilitários, ferramentas de desenvolvimento de aplicação, geradores de relatórios e o gerenciador de transações ou monitor de TP (Transaction Processing processamento de transações). Segundo Date(2003), os usuários de um banco de dados podem ser divididos em três classes: programadores de aplicação, usuários finais e administradores de banco de dados ou Data Base Administrator (DBA). Os programadores de aplicação são responsáveis por desenvolver aplicações que interagem com o banco de dados fazendo requisições ao mesmo, normalmente utilizando Linguagem de Consulta Estruturada (Structured Query Language - SQL). Os usuários finais acessam o banco de dados interativamente através das aplicações desenvolvidas pelos programadores de aplicação ou através de interfaces fornecidas como parte integrante do sistema de banco de dados.

27 27 De acordo com Elmasri (2005), O DBA é o responsável pela autorização para o acesso ao banco, pela coordenação e monitoração de seu uso e por adquirir recursos de software e hardware conforme necessário. Ou seja, o DBA é o profissional técnico pela criação do banco de dados, implementação dos controles técnicos, definição das restrições de segurança e integridade do mesmo. Segundo a arquitetura proposta pelo Study Group on Data Base Management Systems (ANSI/SPARC), a arquitetura de um banco de dados se divide em três níveis, conforme descrito a seguir e ilustrado na Figura 5: Figura 5- Os três níveis da arquitetura de um banco de dados. Fonte: Date(2003) Nível interno ou de armazenamento é o nível mais próximo do armazenamento físico, descreve o esquema do armazenamento físico do banco de dados. Nível conceitual ou lógico de comunidade descreve a estrutura do conteúdo total do banco de dados para a comunidade de usuários. O esquema conceitual se concentra na descrição de entidades, tipos de dados, conexões, operações de usuários e restrições de segurança e integridade, portanto, há somente um esquema conceitual. Nível externo ou lógico de usuário abrange os esquemas externos ou visões de usuários. Cada esquema externo descreve a parte do banco de dados de acordo com o interesse de determinado usuário, ocultando a parte restante. Portanto, diferentemente do nível lógico podemos ter mais de um esquema externo.