Metodologia para Identificação de Requisitos do Software Embarcado em Receptores de TV Digital

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1 Metodologia para Identificação de Requisitos do Software Embarcado em Receptores de TV Digital Nilsa T. Azana 1,2, Daniel M. Pataca 1, Ivan L. Ricarte 2 1 Diretoria de TV Digital Fundação CPqD Rodovia Campinas Mogi Mirim, Km. 118,5 CEP Campinas, SP Brasil 2 Departamento de Engenharia de Computação e Automação Industrial Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) Campinas, SP Brasil {nilsa,pataca}@cpqd.com.br, ricarte@fee.unicamp.br Abstract. One of the biggest challenge of the transition process from analogue to digital television is the adoption of the new technology. This article shows, through the application of prospective scenarios methodology, the importance of the interactive applications and the users influence in the adoption of digital television by Brazilian society. Resumo. Um grande desafio para o processo de transição da televisão analógica para a digital é a adoção da nova tecnologia. Este artigo mostra, por meio da aplicação da metodologia de cenários prospectivos, a importância das aplicações interativas e a influência do usuário na adoção do sistema de televisão digital pela sociedade brasileira. 1 Introdução A crescente disponibilidade de diferentes equipamentos digitais aumenta a competitividade e faz com que a principal diferenciação dos produtos seja estratégica e cada vez mais obtida pelo software embarcado, uma vez que este acrescenta um grau de inteligência ao produto proporcionando a capacidade de adaptação às necessidades do usuário. Na sociedade brasileira, a radiodifusão terrestre apresenta alto grau de penetração dentre os meios de comunicação, exercendo o papel de veículo de entretenimento e informação. Pesquisas, como as de Gerolamo (2004), mostram que os brasileiros percebem o valor que a televisão digital pode trazer e que acreditam na interatividade como fator chave para influenciar seu modo de vida; no entanto, são extremamente sensíveis ao preço do receptor. Isto lança um grande desafio, pois grande parte dos valores percebidos pelo usuário são fornecidos pelas aplicações interativas e quanto maior o número de funcionalidades requisitadas por elas, maiores deverão ser os recursos disponibilizados pelo receptor, e isto aumenta o seu custo. Então, como atrair os usuários para esta nova tecnologia? O entendimento de um sistema envolve fatores de diversas naturezas, tais como: competição e evolução tecnológica, atores e seus interesses, restrições econômicas e regulatórias, necessidades sociais. Tal diversidade cria um extenso volume de informações que precisa ser buscado e compilado.

2 Este trabalho utiliza mecanismos propostos por Godet (1994) para determinar os parâmetros relevantes de um ambiente, levando-se em conta as forças envolvidas. Neste trabalho desenvolveremos, dessa metodologia, as etapas de delimitação do sistema e do ambiente, identificação das variáveis chaves e entendimento das estratégias dos atores. As próximas seções descrevem a aplicação de cada etapa na avaliação do software embarcado em receptores de televisão digital. 2 Delimitação do sistema e do ambiente Este estudo visa entender que fatores podem influenciam a adoção da tecnologia de televisão digital, aproveitando a janela de oportunidade do início da implantação do sistema de televisão digital no Brasil. No ambiente da televisão digital, o conteúdo a ser transmitido são dados digitais codificados e comprimidos. A codificação dos sinais de áudio, vídeo e dados geram os fluxos elementares que são multiplexados para formar um feixe único. No lado da recepção o sinal é de-multiplexado regenerando os fluxos elementares. Cada fluxo elementar recebe processamento específico: os fluxo elementares de áudio e vídeo são decodificados e direcionados para os dispositivos de saída; os fluxos elementares de dados são tratados pelo software residente do receptor, se houver uma aplicação sendo transmitida, ela é carregada e colocada em execução, se a aplicação fizer uso do canal de interatividade, este é acionado e a conexão pode ser estabelecida. O receptor (televisor ou set-top box) trata informações de diferentes tipos e formatos e permite que o usuário interaja alterando a execução de determinadas tarefas. Isso significa que o receptor deve interpretar e executar corretamente uma série de instruções que se referem não ao conteúdo em si, mas à forma como o mesmo deverá ser organizado e exibido. Um vez que as informações, inclusive uma aplicação, são enviadas em rádio-difusão, um sistema de televisão digital interativa deve prover mecanismos para compatibilizar a execução de uma aplicação em uma variedade de tipos de receptores, de diferentes fabricantes, com diferentes sistemas operacionais e com recursos e capacidades diferentes. O conjunto desses mecanismos, conhecido como middleware, padroniza o acesso às funcionalidades do receptor e permite que aplicações multimídia interativas sejam criadas de modo independente das especificidades da plataforma. Assim, identificam-se três tipos de software embarcado em receptores de TV digital. O sistema operacional é responsável pelo controle das funcionalidades do hardware. As aplicações residentes disponibilizam serviços de valor agregado ao usuário. O middleware é o software responsável pela abstração dos recursos da plataforma. Portanto, o middleware é um software embarcado nos receptores, responsável por: disponibilizar os fluxos elementares recebidos através do mecanismo de distribuição (terrestre, cabo ou satélite); processar os dados recebidos; e viabilizar a interação e apresentação ao usuário. 3. Identificação das variáveis chaves do sistema Esta etapa identifica as variáveis que apresentam influência significativa no sistema. O método proposto é a análise estruturada, que permite criar uma estrutura de relações entre as variáveis que caracterizam o sistema.

3 3.1 Identificação das variáveis A identificação das variáveis envolvidas com o ambiente de execução de aplicações de televisão digital foi realizada através de pesquisa em fonte secundária. Essas fontes capturam o anseio governamental [DECRETO 2003, DECRETO 2006]; a expectativa do usuário [GEROLAMO 2004, CCE 2006]; os requisitos e restrições técnicas relacionadas ao software [LAWLIS 1997, PRESSMAN 1995, SHNEIDERMAN 1980, ZHANG 2005]; e tendências tecnológicas [OFCOM 2004, IBM 2006]. Nesta análise, capturamos as variáveis relacionadas ao ambiente de execução das aplicações interativas. As palavras em destaque, abaixo, são utilizadas na construção da matriz de relacionamento: 1. custo do receptor. 2. custo da produção de aplicações interativas (flexibilidade, facilidade de manutenção, reusabilidade); 3. utilização do canal de distribuição para difusão das informações; 4. aplicações interativas (EPG, busca por informações, votação, compra de produtos e serviços, acesso à Internet). 5. envio de conteúdos produzidos pelo usuário. 6. liberação da grade de programação (gravação do conteúdo). 7. formas diferenciadas de usufruto do conteúdo (apresentação não linear, escolha do fluxo de vídeo, legendas e áudio). 8. independência de plataforma. 9. padronização da linguagem. 10. disponibilidade de componentes da linguagem dentro do domínio de interesse. 11. ambiente de desenvolvimento para a autoria das aplicações. 12. facilidade na aprendizagem e uso da linguagem para a autoria das aplicações. 13. suporte a construção de aplicações baseadas em múltiplas tarefas. 14. interface com outras linguagens. 15. suporte para a construção de sistemas críticos de segurança, com tolerância à falhas, e robustos a falhas sistêmicas através de verificação de consistência e tratamento de exceções ou eventos não esperados. 16. suporte a tratamento de eventos em tempo-real. 17. confiabilidade na execução das funcionalidades. 3.2 Identificação do relacionamento entre as variáveis O relacionamento entre as variáveis é representado por meio da matriz de análise estruturada, onde cada linha e sua respectiva coluna representam uma das variáveis identificadas na etapa anterior, e o valor de cada célula da linha representa a influência que a variável da linha exerce sobre a variável representada na coluna. O preenchimento da matriz é um exercício qualitativo que expressa a intensidade do relacionamento entre as variáveis, desde 4 (influência muito forte) até 0 (nenhuma influência).

4 Tabela 1: Matriz de Relacionamento das Variáveis Variáveis Identificadas N.Inf. Custo do receptor Custo da produção de serviços Canal de distribuição Aplicações interativas Envio de conteúdos Gravação Apresentação não linear Escolha de fluxo Independência de plataforma Padronização da linguagem Componentes da linguagem Ambiente de desenvolvimento Facilidade de aprendizagem Multi tarefa Interface com outras linguagens Robustez Tempo real Confiabilidade Nível de Dependência Classificação das variáveis pelo método MICMAC O método MICMAC (Matriz de Impacto Cruzado Multiplicação Aplicada à Classificação) consiste na multiplicação de matrizes aplicado à matriz de análise estruturada, para estudar a difusão do impacto das influências indiretas, de modo a criar uma hierarquia entre as variáveis. A classificação das variáveis depende da influência que elas exercem, e do quanto são dependentes; assim, plota-se o fator de influência e o fator de dependência de cada variável num gráfico, cujos eixos representam a escala de influência e a escala de dependência, como mostra a Figura 1, na qual se identificam cinco setores. Figura 1: Relacionamento entre as Variáveis 2,25 2 1,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 Relacionamento entre as Variáveis D A E , ,25 0,5 0,75 1 1,25 1,5 1,75 2 2,25 Dependência O setor A contém variáveis determinantes, que possuem baixa dependência e alta influência: multitarefa (14), robustez (16), tempo real (17), e confiabilidade (18). O setor B contém variáveis instáveis, que possuem alta dependência e alta influência: aplicações interativas (4), independência de plataforma (9) e padronização da linguagem (10). O setor C contém variáveis resultantes, que possuem alta dependência e baixa influência: custo do receptor (1), custo da produção de serviços(2) e ambiente de desenvolvimento(12). O setor D contém variáveis desconectadas, que possuem baixa dependência e baixa influência: escolha dos fluxos de vídeo, áudio e legenda (8). Finalmente, o setor E contém variáveis com média influência e/ou média dependência, que devem ser analisadas uma a uma. Portanto: a variável canal de distribuição (3) será classificada como determinante no sistema; as variáveis envio de conteúdo (5), gravação B 4 C

5 (6) e mecanismo para conteúdos não lineares (7) serão analisadas como influentes no custo do receptor; a variável facilidade de aprendizagem (13) será analisada como influente no custo da produção de aplicações; as variáveis componentes da linguagem (11) e interface com outras linguagens (15) estão diretamente relacionadas à variável independência da plataforma. Assim, as variáveis importantes a serem analisadas para a determinação da plataforma software do ambiente de televisão digital podem ser resumidas em três principais grupos: de variáveis chaves, de variáveis determinantes e de variáveis resultantes. São variáveis chaves: 1. aplicações interativas - tipos de aplicações suportadas pelo sistema; 2. independência da plataforma determina a linguagem computacional, agrega as variáveis de padronização de linguagem, interface com outras linguagens, robustez, facilidade de aprendizagem, componentes de linguagem e o ambiente de desenvolvimento. São variáveis determinantes: 3. canal de distribuição freqüência e mecanismo de distribuição de informação; 4. plataforma de execução agrega as variáveis relacionadas à multitarefa, ao tempo real, à confiabilidade e robustez. São variáveis resultantes: 5. custo do receptor - variável dependente, será determinada pelas variáveis: tipo de interatividade, tipo de aplicação suportada, mecanismo de gravação, mecanismo de suporte a conteúdos não lineares, plataforma de execução; 6. custo da produção de conteúdo - variável dependente, será determinada pelas variáveis: ambiente de desenvolvimento, facilidade de aprendizagem da linguagem, disponibilidade de componentes da linguagem. 4. Identificação e análise dos atores do sistema O entendimento do relacionamento entre os atores ajuda a identificar quem, direta ou indiretamente, controla as variáveis chaves e, portanto influencia os possíveis cenários para o sistema. A identificação dos atores da cadeia de valor também baseou-se na análise de diversos documentos [DECRETO 2003, GIANSANTE 2004, GEROLAMO 2004, GOULARTE 2003]. Desta análise, foram identificados os seguintes atores: Anunciantes, Emissoras Comerciais, Emissoras Educativas, Fabricantes de Receptores, Governo, Produtoras de Conteúdo, Provedores de SW Embarcado, e Usuários. As relações destes atores entre si e com os objetivos estratégicos da implantação de TV digital no país são analisados na seqüência. 4.1 Identificação do relacionamento entre os atores Para avaliar a relação entre os atores, constrói-se uma matriz onde as linhas e colunas representam os atores do sistema e as células das linhas mapeiam a influência que o ator representado pela linha exerce sobre o ator representado pela coluna. A soma das células da linha representa o nível de influência que o ator exerce no sistema e a soma das células da coluna representa o quando o ator está sujeito a pressões externas. Para determinar as influências e as dependências indiretas entre os atores utiliza-se o método MICMAC.

6 Tabela 2: Matriz de Relacionamento dos Atores 4.2 Avaliação da relação de poder entre os atores O poder relativo (pi) de cada ator condensa, num índice, o seu nível de influência e o seu nível de dependência. Esse índice é obtido somando-se o indicador de influência com o inverso da função de dependência, onde: o indicador de influência é o nível de influência do ator (Mi) da matriz de influência indireta dividida pela soma das influências de todos os atores; e, o inverso da função de dependência é a divisão do nível de influência pela soma do nível de influência com o nível de dependência (Di), ou seja: pi Relacionamento de poder dos atores Mi Mi A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 E.Comerciais A E.Educativas A Prod.Conteúdo A Fab.Equip. A Prov.SWEmb. A Governo A Usuários A Anunciantes A Nível Dependência Atores Mi Mi Di Tabela 3: Poder de dos Atores Nível de Indicador de Nível de dependência Inverso da dependência Poder de A Tabela 3 mostra que o usuário é o ator que possui o maior poder para influenciar a adoção do sistema. 4.3 Identificação das questões estratégicas e dos objetivos associados Nível Poder de Normalizado E. Comerciais 28 0, ,53 0,08 0,89 E. Educativas 13 0, ,27 0,02 0,21 Prod.Conteúdo 11 0, ,18 0,01 0,12 Fab.Equip. 14 0, ,37 0,03 0,31 Prov.SWEmb. 11 0, ,26 0,02 0,17 Governo 36 0, ,46 0,09 0,98 Usuário 72 0,39 0 1,00 0,39 4,32 Anunciantes 23 0,12 0 1,00 0,12 1,38 Os objetivos associados às questões estratégicas são identificadas utilizando-se seis perguntas básicas, que inspiram a criação de um checklist para o entendimento das variáveis a serem analisadas. São elas: o quê? quem? onde? quando? por quê? como? Da aplicação destas perguntas, os seguintes objetivos foram identificados: Aplicações interativas: O1: determinar os recursos do receptor para a execução das aplicações; O2: determinar os recursos do canal de distribuição para a carga das aplicações; O3: determinar um caminho de evolução para o suporte aos tipos de aplicação. Independência da plataforma O4: determinar o mecanismo de abstração; O5: determinar as funcionalidades disponibilizadas para a aplicação.

7 Canal de distribuição O6: determinar as freqüências de distribuição das informações; O7: determinar quais informações precisam ser transmitidas; O8: determinar como as informações devem ser estruturadas e transmitidas. Plataforma de execução O9: determinar as funcionalidades do receptor; O10: determinar a configuração mínima para atender às funcionalidades básicas; O11: determinar o conjunto mínimo de eventos que o receptor deve tratar; O12: determinar o tempo de resposta máximo tolerável. Custo do receptor O13: determinar o custo da configuração mínima; O14: determinar a relação custo versus funcionalidade. Custo da produção de aplicações O15: facilitar a geração de aplicações; O16: otimizar o custo de receptores; O17: otimizar o uso do canal de distribuição. 4.4 Identificação do posicionamento de cada ator em relação aos objetivos Esta etapa identifica como os atores se posicionam em relação aos objetivos buscados: se são favoráveis (+1), contrários (-1) ou neutros (0), ponderado pelo seu fator de influência. Tabela 4: Matriz de Objetivos Ponderada pelo Poder dos Atores Emissoras comerciais Emissoras educativas Produtores de Conteúdo Fabricantes de equipamento Provedor SW embarcado Aplicações Independ. Canal de Custo do Custo da Plataforma de execução Interativas plataforma distribuição receptor produção O1 O2 O3 O4 O5 O6 O7 O8 O9 O10 O11 O12 O13 O14 O15 O16 O17 Total + Total - A1 0,89 0,89 0,89 0,89 0,00-0,89-0,89-0,89 0,89 0,00 0,89 0,00 0,00 0,00 0,00 0,89 0,00 6,21-2,66 A2 0,21 0,21 0,21 0,21 0,00-0,21-0,21-0,21 0,21 0,00 0,21 0,00 0,00 0,00 0,00 0,21 0,00 1,48-0,63 A3 0,12 0,12 0,12 0,12 0,12 0,00 0,12 0,12 0,00 0,00 0,12-0,12 0,00 0,00 0,12-0,12-0,12 1,07-0,36 A4 0,31 0,31 0,31-0,31-0,31-0,31 0,31 0,31-0,31-0,31-0,31-0,31 0,31 0,31 0,00 0,31 0,31 2,78-2,16 A5 0,17 0,00 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17 0,17-0,17-0,17-0,17 0,00 0,00 0,00 1,73-0,52 Governo A6 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 0,98 16,72 0,00 Usuário A7 4,32 0,00 4,32 0,00 4,32 0,00 0,00 0,00 4,32 4,32 0,00 4,32 4,32 4,32 0,00 4,32 0,00 38,86 0,00 Anunciantes A8 1,38 0,00 1,38 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,38 0,00 0,00 4,14 0,00 Total + 8,38 2,51 8,38 2,37 5,59 1,16 1,58 1,58 6,57 5,47 2,37 5,30 5,61 5,61 2,48 6,71 1,29 Total - 0,00 0,00 0,00-0,31-0,31-1,41-1,10-1,10-0,31-0,31-0,31-0,60-0,17-0,17 0,00-0,12-0,12 Os objetivos relacionados às aplicações interativas tem o apoio de todos os atores; contudo os objetivos relacionados ao canal de distribuição geram o maior conflito de interesses. 5. Conclusão A análise realizada neste trabalho indica que o ambiente de execução de aplicações interativas de televisão digital tem como variável chave principal as aplicações interativas, uma vez que ela exerce forte influência e também apresenta alta dependência das outras variáveis. Portanto, esta variável deve ser analisada com muito

8 cuidado, uma vez que qualquer alteração que ela sofra pode causar uma instabilidade no sistema. Um outro resultado deste trabalho é a identificação de que o ator da cadeia de valor que exerce maior influência para a adoção do sistema é o usuário. A análise verificou também que os objetivos que encontram maiores restrições dos atores da cadeia de valor estão relacionados ao canal de distribuição, principalmente o que está relacionado à freqüência de distribuição de informações. Os objetivos mais apoiados estão relacionados às aplicações interativas, principalmente o que identifica os recursos necessários por tipo de aplicação e a evolução de sua disponibilização, reforçando o fato de que a variável aplicações interativas é crucial para a aceitação do sistema pelos atores da cadeia de valor. A partir dos resultados obtidos, o próximo passo consiste em identificar possíveis cenários futuros, por meio de formulação de hipóteses baseadas nas variáveis chaves identificadas. Uma vez que os cenários possíveis foram identificados e estudados, iremos identificar as ações a serem tomadas, quais devem ser descartadas e quais são as ações de risco. Referências IBM (2006) The end of television as we know it: a future industry perspective, IBM Institute for Business Value, CCE (2006) Comunicado da Comissão ao Conselho, ao Parlamento Europeu, ao Comitê Econômico e Social Europeu e ao Comitê das Regiões Comissão das Comunidades Européias 02/02/2006 Bruxelas Bélgica. Decreto (2003) Decreto Presidencial nº 4.901, de 26 de novembro de Decreto (2006) Decreto Presidencial nº 5.820, de 29 de junho de Gerolamo, G.P.B. et alii (2004) Mapeamento da Demanda: pesquisas de mercado e análise de tendências, Projeto SBTVD, Campinas, Brasil. Giansante, M. et alii (2004) Cadeia de Valor, Projeto SBTVD, Campinas, Brasil. Godet, M. (1994) From anticipation to action: A handbook of strategic prospective. UNESCO Publishing, Paris, France. Goularte, R. (2003) Personalização e Adaptação de Conteúdo baseadas em Contexto para TV Interativa. Tese de Doutorado, ICMC-USP São Carlos. Lawlis P.K. (1997) Guidelines for Choosing a Computer Language: Support for the Visionary Organization, 2nd Edition, acessado em 13 abril OFCOM (2004) Looking to the future of Public Service Television Broadcasting, Ofcom Office of Communication, 30 September Pressman, R.S. (1995) Engenharia de Software Makron Books do Brasil Editora Ltda. Shneiderman, B. (1980) Software Psychology Human Factors in Computer and Information Systems Little, Brown and Company Limited. Zhang, J. (2005) Quality-Oriented Exploration Techniques for Component-Based Architectures, Master s Thesis Technische Universiteit Eindhoven.