Banco de Dados na TV Digital Usando NuSOAP e NCLua SOAP

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1 Banco de Dados na TV Digital Usando NuSOAP e NCLua SOAP Tassalon F. Silva, Charlene Almeida, Jody Maick A. de Matos, Karine Almeida, Tiago Oliveira Departamento de Exatas Universidade Estadual de Feira de Santana (UEFS) Feira de Santana BA Brasil tassalonfs@gmail.com, charlene.uefs@gmail.com, jody@ecomp.uefs.br, karine.almeidaa@gmail.com, tiago@ecomp.uefs.br Abstract. This paper presents a software framework to allow the utilization of database on applications development for Digital TV, under the Brazil patterns, using NCLua. The proposal is to provide a programming interface, which becomes necessary to maintain and access data collections., ensuring consistency, integrity and security. For improved implementation, have been used the NuSOAP and NCLua SOAP API s. Resumo. Este artigo descreve uma estrutura de software sugerida com a finalidade de possibilitar a utilização de Bancos de Dados em aplicações NCLua voltadas à TV Digital, nos padrões adotados no Brasil. A proposta é despender uma interface de programação para aplicações mais robustas, onde haja necessidade de acesso e manutenção de coleções de dados, garantido sua consistência, integridade e segurança. Para uma maior facilidade na implementação, foram utilizadas as API s NuSOAP e NCLua SOAP. 1. Introdução A atual conjuntura de mídias e meios de comunicação, não só permite como também exige seu aperfeiçoamento tal qual evoluem as informações. Esse cenário permite o acesso à informação a um número de pessoas cada vez maior, explicitando o que já se toma nas últimas décadas como comunicação em massa. A televisão, segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), vem ocupando o status de meio de comunicação em massa mais difundido nacionalmente, posição anteriormente ocupada pelo rádio. De acordo com a última estatística, divulgada em 2009, 95,7% dos domicílios brasileiros já possuíam um aparelho televisor, enquanto 87,9% destes possuíam rádio, números que já foram bem mais equiparados em 2001, com rádio e televisão presentes, respectivamente, em 88% e 89% dos domicílios brasileiros [IBGE 2009]. Por ser tão presente na vida dos brasileiros, exercendo inclusive grande influência sobre a mentalidade da população, sendo um grande formador de opinião, propicia um incentivo generalizado a investimentos neste domínio. Nesse contexto, experimenta-se uma nova realidade

2 na evolução dessa tecnologia, a qual vem a exigir até mesmo uma mudança de comportamento, onde, com o advento da TV Digital, a Televisão deixa de ser um componente passivo. A gama de possibilidades que podem ser exploradas por essa nova perspectiva de interatividade é consideravelmente vasta. Além de serviços básicos, como acesso a um guia de programação digital, a interação pode utilizar um canal de retorno com o usuário, proporcionando aplicabilidades mais complexas, desde uma enquete em um programa de palco, até um plebiscito, inserido num projeto t-governo, ou compras de produtos utilizando apenas o controle remoto da TV, num projeto t-commerce. Aplicações em TI, agora sob um escopo mais global, demandam constantemente a disposição e organização das informações de forma a possibilitar uma coleção de dados sob um domínio específico, atrelados a um conjunto de programas para prover a integridade, consistência e segurança dessas informações. Com as aplicações em TV Digital essa demanda não é tão explorada, porém não é difícil encontrar possibilidades mais robustas que necessitem de um Banco de Dados (BD) tal qual são frequentemente concebidos em aplicações computacionais, e que, por sinal, algumas já foram citadas. Partindo da premissa de proporcionar esse acesso a BD em aplicações voltadas à TV Digital, é proposta a criação de uma infraestrutura de software que permita a utilização desse recurso em projetos NCLua, de forma tão intuitiva quanto em outras aplicações em TI que utilizem de linguagens de programação mais tradicionais. O presente trabalho, inserido no desenvolvimento de um projeto t-commerce, propõe viabilizar o acesso do sistema NCLua, o qual é executado como cliente nos Set Top Box das TVs, a um banco de dados implementado no servidor da central de envio do sinal digital da TV, dando ao consumidor a possibilidade de visualizar os produtos disponibilizados pela empresa prestadora do serviço de vendas, efetuar autenticação enquanto cliente cadastrado, realizar uma compra e receber por a confirmação do pedido e o boleto para pagamento do referido produto. 2. TV Digital A TV Digital no Brasil foi implantada segundo o padrão ISDB-TB, desenvolvido baseado no padrão ISDB-T, parceria estabelecida com o Japão. Dentre as especificações do padrão estão as aplicações para o t-governo, (t-gov), t-commerce, (t-com), internet, e o Middleware Ginga [Barbosa 2008]. Ginga é o nome do Middleware aberto do Sistema Brasileiro de TV Digital (SBTVD). Ele é constituído por um conjunto de tecnologias padronizadas e inovações brasileiras que o tornam a especificação de Middleware mais avançado e a melhor solução para os requisitos do país. Ele é subdividido em dois subsistemas principais e interligados, Ginga-J e Ginga-NCL, que permitem o desenvolvimento de aplicações seguindo paradigmas diferentes de programação [Souza et. al 2007].

3 O Ginga-J foi desenvolvido para prover uma infraestrutura de execução de aplicações baseadas na Tecnologia Java, com facilidades especificamente voltadas para o ambiente de TV Digital. A motivação é proporcionar um ambiente de desenvolvimento para TV explorando as experiências de uma linguagem de programação extremamente difundida. Com ela, é possível manipular vídeos, áudio, textos e até protocolos de acesso [Souza et. al 2007]. O Ginga-NCL é o subsistema Ginga para exibição de documentos NCL e foi desenvolvido pela PUC-Rio visando prover uma infraestrutura de apresentação para aplicações declarativas escritas na linguagem NCL e a linguagem de script LUA. Esse subsistema é composto por três componentes principais: formatador NCL, responsável pelo processamento de documentos NCL; exibidor XHTML, responsável pela interpretação de arquivos contendo html, css e javascript; e a máquina de apresentação LUA, que realiza a interpretação de scripts LUA [Santana et. al 2010]. A linguagem NCL, desenvolvida pela PUC-Rio, tem o objetivo de facilitar as especificações de interatividade, sincronismo espaço-tempo entre os objetos de mídia, adaptabilidade, suportar múltiplos dispositivos e suportar programas ao vivo. Soma-se a isso o fato de permitir que o processo de desenvolvimento das aplicações sejam acessíveis a autores de conteúdo áudio-visual que não possuem base de programação. [Sant Anna et. al 2009]. Aplicações construídas em NCL em conjunto com LUA aumentam muito o potencial dos programas para a TV Digital, levando a um maior grau de imersão e interatividade a serem disponibilizadas para o usuário, além de atender as normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT NBR 15602, que especifica o conjunto de funcionalidades essenciais requeridas dos dispositivos de recepção de televisão digital [Barbosa 2008]. Lua é uma linguagem de programação rápida e que consome pouco recurso computacional, projetada para estender aplicações. Ela é usada em muitas aplicações industriais, com ênfase em sistemas embutidos (middleware Ginga para TV digital) e jogos. Um conceito fundamental no projeto da linguagem LUA é o fato da mesma não fornecer uma variedade de construções diretamente na linguagem, e sim meta-mecanismos para a implementação de construções, dentre os quais, a implementação de classes e herança, apesar de não ser uma linguagem orientada a objetos [Ellwanger 2010]. Dentre os dois subsistemas apresentados, o Ginga-J e Ginga-NCL, este último vem apresentando maiores progressos em seu desenvolvimento, provendo ferramentas para execução de aplicações desenvolvidas em NCL e LUA como a máquina virtual com o simulador do Set Top Box do Ginga [Nested Context Language 2010]. 3. Acesso a Banco de Dados na TV Digital Atualmente, diversas aplicações têm utilizado Banco de Dados (BD) para armazenamento permanente das informações. Um exemplo disso é um sistema bancário, que precisa ter armazenado dados do cliente, como: nome, número da conta e senha.

4 Tendo em vista que o desenvolvimento de sistemas de informação ocorre hoje quase que exclusivamente sobre banco de dados, com uso de SGBD relacional, é importante a construção de formas de acesso para esses bancos de dados [Heuser 2004]. Em relação à interatividade na TV Digital, existem aplicações tanto simples quanto complexas. Como exemplo de aplicações usuais simples pode-se citar: resumo do capítulo de uma novela, sinopse de um filme e próximos episódios de uma série. Um dos motivos que caracterizam essas aplicações como simples é o fato de não ser necessária uma comunicação intensa de troca validação e armazenamento de dados entre a TV Digital e o servidor. Uma observação a ser destacada é o fato dessas aplicações simples não utilizarem bancos de dados, visto que a complexidade das tarefas é pequena, não justificando o seu uso. Nesses casos a quantidade de informações, em geral, é pouca e são enviadas para todos os telespectadores sem a preocupação de enviar para uma determinada pessoa em especial. No entanto, devido ao potencial que a TV Digital possui, evidenciado por uma grande quantidade de pesquisas nesse campo nos últimos anos, aplicações de maior porte podem ser construídas, como por exemplo: a realização de compras de produtos de um projeto t-commerce e uma votação a respeito de um tema relacionado com política num projeto t-governo. No caso dessas aplicações faz-se necessário uma comunicação com banco de dados, pois tarefas como verificação da existência de um cliente/cidadão ou confirmação da senha/cpf devem ser realizadas a todo o instante e em específico para cada usuário. 4. API s Utilizadas 4.1. NuSOAP NuSOAP é um grupo de classes PHP que faz o processo de consumo e criação de mensagens SOAP (protocolo XML de comunicação - cliente e servidor). O NuSOAP funciona perfeitamente com muitas das implementações mais populares que usam o SOAP, e é liberado sob a licença LGPL [Gilmore 2006]. Fornecido pela NuSphere e Ayala Dietrich, o NuSOAP não requer quaisquer extensões especiais PHP, não tendo dependência das mesmas [Nichol 2004]. Essa tecnologia oferece muitas características, dentre elas está a geração e importação do WSDL, formato XML que possibilita que interfaces de serviços possam ser descritas [Gilmore 2006]. O NuSOAP possibilita aos desenvolvedores criar serviços Web baseados em SOAP 1.1, WSDL 1.1 e HTTP 1.0/1.1. O NuSOAP suporta a maior parte da especificação SOAP 1.1, e ainda, pode usar o WSDL 1.1 gerado automaticamente em serialização. Também é possível trabalhar-se com Web Services sem recorrer a ferramentas como o NuSOAP. Porém, este contém mais funcionalidades para processamento dos pacotes enviados e recebidos do que outras ferramentas [Nichol 2004].

5 4.2. NCLua SOAP O NCLua SOAP é uma implementação do protocolo SOAP 1.1 e 1.2 para aplicações relacionadas a TV Digital que utilizam NCL e LUA [Campos 2010]. Este é um dos poucos recursos disponíveis e funcionais para a implementação de um canal de retorno seguindo as normas do padrão brasileiro para TV Digital e que estão incorporados ao simulador do Set Top Box criado pela PUC-Rio. O NCLua SOAP proporciona a comunicação entre Web e TV Digital, permitindo a utilização de serviços distintos, construídos em linguagens diferentes. Neste projeto o NCLua SOAP foi utilizado junto com o NuSOAP para a implementação do canal de retorno permitindo assim a construção do método para a comunicação com o banco de dados utilizado nesta aplicação. 5. Materiais e Métodos O NCLua SOAP é uma implementação do protocolo SOAP 1.1 e 1.2 para aplicações A interação almejada, como já fora citado, necessita da implementação do canal de retorno. Nesse contexto, foi desenvolvido um sistema servidor-cliente por meio de rotinas NuSOAP, oferecido pela API, para realizar a tarefa do servidor web. Já o NCLua SOAP foi utilizado para o software cliente, este executado nas TVs dos consumidores. Essa estrutura fornece à aplicação as funcionalidades pertinentes, fazendo com que informações não trafeguem mais somente em um sentido, do servidor ao cliente, mas também do cliente ao servidor. O servidor desenvolvido com o NuSOAP teve como objetivo prover a interface de comunicação entre a programação da TV Digital e o banco de dados gerenciando todo o acesso a base de dados. O cliente, neste caso a aplicação da TV Digital, tem a função de emitir requisições ao servidor para que uma operação de busca ou inserção no banco de dados seja realizada. Tudo isso utilizando conceitos padrões de acesso a banco de dados bem como a linguagem SQL. Desse modo, foi possível implementar rotinas no servidor que são executas por chamadas e com utilização de parâmetros passados pelo cliente NCLua. Dentre as aplicabilidades possíveis com esse recurso, tornou-se viável a criação de métodos e funções no servidor, desenvolvido em PHP, para utilização de códigos SQL e que fossem acessíveis pelo sistema em NCLua de forma remota. Nesta perspectiva de acesso ao BD, o software cliente pôde ser explorado com maior robustez, possibilitando recursos e funcionalidades mais complexas, como autenticação de usuários, inserção de dados em tabelas e consultas de forma geral, o que proporcionou a finalização de pedidos de produtos por consumidores, envio de boleto bancário para pagamento do produto comprado, já que as informações necessárias para essas operações não poderiam ser fornecidas remotamente, e sim acessados num BD localmente.

6 Uma vez que o objetivo principal foi proporcionar o acesso a banco de dados para TV Digital, tem-se um exemplo de tela de um projeto t-commerce desenvolvido neste trabalho, que efetua uma consulta ao banco de dados e mostra as informações requisitadas na Figura 1. Figura 1 Sistema de T-Commerce desenvolvido com acesso ao BD pela TV Digital As informações referentes aos produtos são carregadas do BD e mostradas na tela do usuário, como por exemplo: valor, peso, cor e tamanho. De acordo com a navegação na TV Digital, outros produtos podem ser exibidos com suas respectivas propriedades. Ainda com relação entre TV Digital e BD, mas com foco na inserção, tem-se outro exemplo que é com relação à escrita no BD, e a tela pode ser vista na Figura 2.

7 Figura 2 Inserção de dados no BD pelo sistema de T-Commerce desenvolvido Nesta tela, o cliente informa os dados necessários para a realização do cadastro e, posteriormente, o mesmo poderá efetuar uma compra. Dessa forma, tem-se que o desenvolvimento do canal de retorno para comunicação entre aplicações para TV Digital e Banco de Dados foi um importante passo para fomentar a criação de aplicações voltadas para o telespectador, o qual atuará como um usuário, pois esse canal é imprescindível para que a interação possa ser realizada. Figura 3 - Comunicação Utilizando o Canal de Retorno A Figura 3 apresenta de forma ilustrativa o processo de comunicação entre uma TV utilizando os recursos de canal de retorno da TV Digital com o servidor da Central de Transmissão.

8 6. Resultados e Conclusões O canal de retorno implementado, apesar de funcional e estar plenamente testado, foi desenvolvido com rotinas específicas para o projeto t-commerce desenvolvido neste trabalho. Os acessos ao BD, objetivo principal dessa etapa do processo de comunicação, foram realizados com sucesso, porém com a restrição de fazê-los apenas ao banco projetado para esta aplicação e em linguagem SQL. Dessa forma, como aperfeiçoamento futuro, tal comunicação deve ser reimplementada, possibilitando acessos de forma mais genérica. O objetivo final pode ser a criação de uma biblioteca genérica para aplicações e bancos de dados diversos, para que assim seja possível a utilização dos métodos do canal de retorno de uma forma mais abrangente. Essa biblioteca funcionaria de modo a ocultar detalhes de funcionamento do acesso ao banco de dados, de modo a fornecer ao usuário um mecanismo simples para a comunicação com um BD através de poucas linhas de código de programação, evitando com isso o trabalho de implementar rotinas específicas para conexão com banco de dados a cada nova aplicação desenvolvida. O projeto do canal de retorno para acesso ao BD, por estar inserido num escopo aberto na filosofia do software livre, como exemplo do aplicativo Composer e do Middleware Ginga, ambos de código aberto, e da linguagem LUA ser livre, também segue nessa mesma linha, com a licença GNU GPL v3, a licença com maior utilização por parte dos projetos de software livre. Portanto, qualquer pessoa tem a liberdade de estudar, executar, redistribuir e aperfeiçoar o que foi implementado neste projeto, inclusive a criação da biblioteca genérica para outras aplicações e bancos de dados, desde que siga rigorosamente as cláusulas da licença. Referências IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2009) Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílio , Acesso em: 11 fev Borbosa, S.D.J. & Soares, L.F.G. (2008).TV Digital interativa no Brasil se faz com Ginga: Fundamentos, Padrões, Autoria Declarativa e Usabilidade. Em T. Kowaltowski & K. Breitman (orgs.) Atualizações em Informática Rio de Janeiro, RJ: Editora PUC-Rio, PP Souza de Filho, G. L. and Leite, L. E. C. and Batista, C. E. C. F. (2007). Ginga-j: The procedural middleware for the brazilian digital tv system. Journal of the Brazilian Computer Society, 13(4):47 56, 2007 Sant Anna, F. and Cerqueira, R. and Soares, L.F.G (2009). NCLua - Objetos Imperativos Lua na Linguagem Declarativa NCL, Disponível em: Acesso em: 24 mar

9 Ellwanger, F. and Balbinot, Gustavo (2010). A Linguagem de Programação Lua ; Acesso em: 14 fev Santana, F. and Neto, C. S. S. and Azevedo, R. G. A. and Barbosa, S. C. J. (2010) Desenvolvimento de Aplicações Declarativas para TV Digital no Middleware Ginga com Objetos imperativos, Disponível em: Acesso em: 14 fev Nested Context Language (2010) Simulador do Set Top Box Ginga desenvolvido pela PUC- Rio, Acesso em: 13 fev Nichol, S. (2004) NuSOAP, Acesso em: 13 fev Gilmore, W.J., (2006) Beginning PHP 5 and MySQL 5: From Novice to Professional. Apress. Campos, M. (2010) NCLua SOAP, Acesso em: 14 fev Heuser, Carlos Alberto. Projeto de banco de dados. 5. ed. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, p ISBN (broch.) Número de Chamada: H524 5.ed.