Especificação de Esquemas XML para um Mecanismo de Integração entre o Moodle e uma Aplicação de TV Digital Interativa

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1 Especificação de Esquemas XML para um Mecanismo de Integração entre o Moodle e uma Aplicação de TV Digital Interativa LEITE, Paula Marin BARRÉRE, Eduardo RESUMO Este artigo relata a especificação de esquemas XML utilizados em um mecanismo de integração entre um aplicativo web, para auxílio à prática de Educação à Distância, e um aplicativo para a TV Digital Interativa, também definido pelos autores. O projeto do qual este trabalho faz parte, visa a disponibilização dos recursos de EAD fornecidos pela UFJF, via Moodle, em uma aplicação de TVDI para EAD. Esta solução está baseada no princípio de que um novo sistema envolveria muito tempo com testes e validação, sendo assim, optou-se por criar uma arquitetura que possibilite a integração de uma aplicação para TVDI com o Moodle. PALAVRAS-CHAVE: TV digital. Moodle. Provedor de Serviços. Integração. 1 Introdução Educação à distância (EAD) é a modalidade de ensino onde o desenvolvimento das atividades de ensino-aprendizagem ocorre de forma nãopresencial ou, em alguns casos, semi-presencial. A interação aluno-professor e aluno-aluno é favorecida por diversos meios de comunicação tais como rádio, televisão, materiais impressos enviados pelos Correios ou internet. Segundo dados disponibilizados em 2008 pelo AbraEAD (Anuário Brasileiro Estatístico de Educação à Distância), um em cada 73 brasileiros estudava a distância [ABRAEAD 2008], sendo que a maioria absoluta utiliza a Internet para seus estudos. A prática de EAD baseada em ferramentas 538

2 disponibilizadas na internet é chamada de e-learning e para apoiar tal prática são desenvolvidos os Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA). Porém, há empecilhos em adotar ferramentas da Internet. De acordo com dados da Pnad (Pesquisa Nacional por Amostra de Domicílios), referentes a 2006 e divulgados em 2007 pelo IBGE, 27% das residências brasileiras tinham computador, um número bem inferior se comparado aos 94,5% dos domicílios que possuíam televisão. Do total de residências com computadores, apenas 20,4% estavam conectadas à Internet. Neste contexto, um novo ambiente propício à prática de EAD está baseado na TV Digital Interativa (TVDI). Um dos objetivos propostos pelo Sistema Brasileiro de TV Digital Terrestre (SBTVD) é garantir a inclusão social através dos recursos de interatividade da TV digital. Ao propor um novo ambiente para a EAD baseado na TV digital (t-learning) se contribui com a inclusão social e também com a inclusão digital. Neste trabalho é proposto um modelo de integração entre um aplicativo web e um aplicativo para o ambiente de TVDI. Optou-se por integrar uma ferramenta voltada a práticas da EAD, fomentando a inclusão social através da educação, e o AVA escolhido foi o Moodle. A escolha por importar as informações do Moodle, ao invés de construir uma nova aplicação de EAD para a TVDI, é fundamentada no fato de o Moodle ser um AVA adotado em diversas instituições, inclusive pela UFJF, no ensino à distância e, dessa maneira, características de confiabilidade, segurança, desempenho e usabilidade já estão validadas. Além disso, o Moodle é um software livre, distribuído sob a licença pública GNU, contém todas as características esperadas de um AVA e permite flexibilidade na definição de ferramentas adequando o ambiente ao perfil dos participantes considerando, dessa forma, o grau de familiaridade do público alvo com relação aos recursos tecnológicos. A sessão dois traz aspectos importantes sobre a TV Digital. Na terceira sessão são apresentadas características do ambiente de integração entre o 539

3 aplicativo web e a TV Digital. A quarta sessão traz o desenvolvimento do modelo de integração. Na sessão 5 são mostrados os arquivos XML para o exemplo de solicitação de recursos materiais e na sexta sessão são apresentados o andamento do projeto com os resultados parciais obtidos até o momento. 2 Características da TVDI A Agência Nacional de Telecomunicações (Anatel) iniciou, em 1999, os estudos para definir qual dos três padrões de transmissão digital, americano, europeu ou japonês, deveria ser adotado no Brasil. Em 2006, é iniciado o processo de implantação do SBTVD e foi decidido que o padrão brasileiro seria baseado no padrão japonês, o ISDB-T, mas que incorporaria tecnologias nacionais. Por isso, o padrão brasileiro é conhecido como SBTVD ou ISDB-TB. As transmissões digitais iniciaram no dia 2 de dezembro de 2007, em São Paulo, mas ainda não incluem interatividade. O encerramento das transmissões analógicas está previsto para 29 de junho de Um ambiente de TVDI é composto por três grupos básicos: as emissoras, os usuários e os Provedores de Serviços Interativos (PSI), que atuam como intermediários na interatividade entre os usuários e as emissoras. A Figura 1 ilustra o ambiente de TVDI, no qual estão presentes os grupos citados acima. 540

4 Figura 1: Arquitetura do Ambiente de TVDI Para a recepção do sinal digital na casa do usuário é necessário um equipamento chamado set-top box (STB) podendo ser encontrado em cinco classes que caracterizam o grau de interatividade oferecida [Manhães 2005]. Quanto mais alta a classe de uma STB, maior interatividade é oferecida e maior o valor de investimento do usuário. Becker (2005) define a escolha de uma STB, fazendo a seguinte comparação: A aquisição de set-top boxes deve ser semelhante à compra de computadores pessoais, onde o usuário escolhe a capacidade da máquina segundo a necessidade de trabalho que ela vai realizar, ou segundo os recursos financeiros disponíveis. Na Figura 1 também é representado o canal de retorno [Margalho 2007]. Este canal garante a interatividade proposta pela TV digital, pois é através dele que o usuário pode solicitar mais dados à emissora ou ao PSI. Um canal de retorno pode ser um telefone fixo, um telefone celular ou a internet. A presença ou não do canal depende da classe da STB, ou seja, esta deve ser capaz de suportar a interatividade conquistada através do canal de retorno. Também é através do canal de retorno que o SBTVD pretende alcançar a inclusão social oferecendo serviços de saúde (t-health), informativos sobre o governo (tgovernment) e fomentando a educação à distância (t-learning), como pretendido neste trabalho. É esperado que a resistência da população à TV digital seja menor quando comparada ao computador, mesmo com funcionalidades adicionadas 541

5 ao controle remoto para a interação com a STB. Outra vantagem trazida pelo ambiente da TV Digital refere-se aos diversos equipamentos que podem exibir seu conteúdo, como aparelhos de televisão, celulares e PDAs, desde que suportem o middleware adotado no Brasil, o Ginga (2006). 3 Ambiente de Integração O ambiente proposto para a integração entre a aplicação de TVDI para EAD e o Moodle é constituído por uma STB, um Provedor de Serviços Interativos que neste contexto será chamado de Provedor de Serviços Educacionais (PSE) e um servidor web. A STB abrange o terminal de acesso do usuário, o middleware brasileiro Ginga e a aplicação de t-learning para TVDI. O servidor web é responsável por hospedar o AVA Moodle e o aplicativo de t-learning do Moodle e o PSE contém o módulo que faz a comunicação entre o Moodle e a aplicação de TVDI. A Figura 2 ilustra o ambiente de integração proposto. Neste ambiente o PSE se encarrega de receber a solicitação do aplicativo da TVDI, repassá-la ao Moodle, receber o retorno deste e entregá-lo ao aplicativo que o solicitou. Figura 2: Integração entre TVDI e o Moodle 542

6 Para realizar tal integração foi desenvolvida uma metodologia que propicia não só a integração aqui apresentada, mas também serve como referência para outras integrações entre a Internet e a TVDI. Ela consiste nas seguintes etapas: especificar quais funcionalidades estarão disponíveis para uma aplicação de t-learning, especificar o formato das mensagens a serem trocadas fim-a-fim, implementar o módulo de controle de t-learning no servidor web, implementar a aplicação de t-learning que será executada na STB, e por fim, implementar o módulo que intermediará a troca de mensagens no provedor de serviços e que deverá gerenciar solicitações múltiplas e concorrentes. 4 Desenvolvimento da Integração O objetivo do projeto não é fazer com que a TV digital substitua o computador. O Moodle continuará existindo e sendo acessado pelo ambiente web e alguns recursos serão exibidos também na TV digital, proporcionando mais um meio propício à EAD. Ao analisar o funcionamento do Moodle foi possível verificar que as atividades de administração da plataforma não precisam ser disponibilizadas na TVDI, pois funções como criação dos cursos e cadastro de novos usuários, normalmente são feitas pelos administradores do sistema, ou seja, usuários da Internet. Já as atividades associadas aos professores, tutores e alunos podem ser disponibilizadas também na aplicação de TVDI. Assim, foi iniciado o processo de seleção das funcionalidades presentes no Moodle que seriam disponibilizadas, neste primeiro protótipo, para aplicações de TVDI, a saber [Barrére 2008]: Perfil, Fórum, Mensagem, Notas, Recursos materiais, histórico do chat, Glossário e Relatórios. Um ponto importante para a seleção das funcionalidades foi a limitação de algumas classes de STB, que permitem baixa interatividade e com canal de retorno limitado, por serem os primeiros equipamentos disponíveis no mercado 543

7 nacional e serão os de menor custo de aquisição, assim que a TVDI estiver consolidada no Brasil. Dessa forma, as funcionalidades selecionadas deveriam atender o requisito de baixa interação com o Moodle, com poucas e simples entradas de dados. Após a definição das funções que serão exibidas na TVDI, foi possível iniciar a fase de estudo do código do Moodle com a determinação de como essas funcionalidades estavam armazenadas na base de dados e quais informações compunham cada atividade na base. Com a identificação das informações foi possível iniciar a análise dos códigos PHP que controlam o acesso à funcionalidade em estudo. Posteriormente teve início o processo de definição dos arquivos XML, schemas que transportam as requisições e respostas a cada funcionalidade, com os respectivos DTD. O plug-in de t-learning para o Moodle é desenvolvido na linguagem PHP, o aplicativo de t-learning para a STB está sendo desenvolvido em NCL e o aplicativo para o PSE responsável pela integração entre a STB e o Moodle é desenvolvido em Java. 5 Esquemas XML A troca de mensagens entre a STB e o Moodle, passando pelo PSE, é feita através de documentos XML. A tabela a seguir apresenta as etapas do processo de requisição e exibição de recursos materiais e de visualização das postagens feitas em determinado fórum. Tabela 1 Etapas de interação entre a STB e o Moodle Origem Destino Número do XML Etapa do XML Conteúdo do XML STB Moodle 1 1/2 Requisição de login. MSTB 2 2/2 Confirmação de login e listagem dos cursos 544

8 oodle matriculados. STB Moodle 3 1/1 Seleção do curso desejado. Moodle STB 4 1/1 Listagem das atividades cadastradas para o curso selecionado. Seleção da atividade com a qual deseja interagir. STB Moodle 5 1/3 De início, o usuário selecionou a exibição de recursos materiais. Moodle STB 6 2/3 Listagem de todos os recursos materiais disponíveis. STB Moodle 7 3/3 Seleção do recurso material desejado. Fim da atividade de exibição de recursos materiais. STB Moodle 8 1/6 Seleção da atividade com a qual deseja interagir. Posteriormente, o usuário selecionou a listagem de fóruns. Moodle STB 9 2/6 Listagem de todos os fóruns disponíveis. STB Moodle 10 3/6 Seleção do fórum desejado. Moodle STB 11 4/6 Listagem de todas as discussões para aquele fórum. STB Moodle 12 5/6 Seleção da discussão desejada. Listagem de todas as postagens para aquela Moodle STB 13 6/6 discussão. Fim da atividade de visualização do fórum. A atividade inicial de comunicação entre o aplicativo de t-learning da STB e o módulo de t-learning do Moodle é representada pelo estabelecimento da conexão e pelo reconhecimento, no Moodle, do usuário que está interagindo com a STB. Esta etapa de comunicação corresponde aos XML 1 e 2 citados na Tabela 1 e exibidos na Figura

9 Figura 3: XML para efetivação de login e para exibição dos cursos matriculados A aplicação de TVDI gera um arquivo XML (XML de número 1 mostrado na Tabela 1) contendo no cabeçalho informações sobre a STB e sua localização, o endereço IP do servidor com o qual deseja se comunicar e os dados de login do usuário. Este arquivo é enviado pela aplicação de TVDI para o PSE através do canal de retorno, que por sua vez o direciona ao servidor web. Ao receber o XML, o controle de t-learning do Moodle processa a requisição e cria um novo XML (XML 2) contendo em seu cabeçalho o endereço IP do servidor e sua localização, a versão do Moodle que está respondendo a requisição, as informações da STB a qual a resposta será encaminhada e cria uma entrada com os dados de login do usuário da requisição em uma tabela interna de controle de login, devolvendo ao usuário seu identificador único para que possa ser informado em requisições futuras, não havendo necessidade de enviar novamente os dados de login. No corpo do arquivo XML 2 são exibidos o identificador e a descrição dos cursos nos quais o usuário está matriculado. Dessa forma, o XML 2 é devolvido ao PSE, que encaminha à aplicação de TVDI solicitante e esta, por sua vez, interpreta o arquivo de retorno e exibe esses dados na TV conforme critérios próprios de interface e interatividade. 546

10 Na segunda fase da comunicação, o usuário informa, através do controle remoto, qual curso deseja acessar e a aplicação de TVDI cria um XML de requisição (XML 3) informando o identificador do curso que, neste exemplo, se trata do curso 1. O XML é enviado pela STB e chega ao servidor do Moodle. O plug-in do Moodle irá analisar a requisição e gerar um XML de resposta (XML 4) com a listagem de todas as atividades cadastradas para o curso selecionado. Através dos XML representados na Figura 4 é possível verificar que para o curso 1 são disponibilizadas apenas as atividades de visualização de fóruns, mensagens, nota, perfil, recursos materiais e relatórios. Figura 4: XML para seleção de um curso e para exibição de suas atividades Posteriormente, o usuário seleciona a atividade que deseja visualizar e o aplicativo da STB gera um novo XML de requisição (XML 5) com o identificador correspondente à atividade requerida pelo usuário. Neste exemplo será tratada a seleção de recursos materiais. O Moodle recebe o XML de requisição, analisa e gera um XML de resposta (XML 6) contendo identificador, nome e descrição de todos os recursos materiais disponibilizados. Esta etapa é definida pelos XML da figura

11 Figura 5: XML para seleção de recursos e para exibição de todos os recursos materiais Na última fase da comunicação, o usuário seleciona qual recurso deseja visualizar e o aplicativo de TVDI monta um XML (XML 7) com o identificador do recurso solicitado, conforme mostrado na Figura 6. Este XML é encaminhado ao PSE que o interpreta, efetua o download do recurso solicitado através do servidor do Moodle e o entrega à aplicação de t-learning na STB. Figura 6: XML para seleção do recurso desejado É importante ressaltar que como a identificação entre STB e servidor do Moodle foi estabelecida na primeira fase da comunicação, não é necessário 548

12 enviar no cabeçalho dos demais arquivos XML todas as informações de identificação da STB nem do servidor do Moodle. Também é preciso destacar que o módulo de controle de t-learning, por ser um plug-in do Moodle, não afeta as funcionalidades deste no ambiente de Internet, ou seja, ele continuará funcionando normalmente na Internet. Para que o ambiente de TVDI consiga exibir dados provenientes do Moodle, o aplicativo de TVDI precisa somente utilizar as funcionalidades disponíveis numa biblioteca, que por sua vez fazem a comunicação com o PSE e indiretamente com o Moodle. Esse aplicativo pode ter objetivos variados e assim, recursos de interatividade e interface diversos [Santos 2008]. Além da validação dos esquemas XML é importante que eles sejam testados no ambiente como um todo. Para tal, estão sendo desenvolvidos o módulo de t-learning do Moodle, a aplicação do PSE e uma aplicação de TV Digital como exemplo. Para o desenvolvimento destes aplicativos estão sendo utilizadas as linguagens PHP, Java e NCL, respectivamente. 6 Conclusões e Trabalhos Futuros O processo de integração do Moodle com uma aplicação de TVDI está sendo desenvolvido de forma a permitir que outros tipos de integração, envolvendo um ambiente qualquer com a TVDI, também possam seguir a metodologia elaborada. De forma geral, a metodologia consiste no desenvolvimento de módulos específicos nos sistemas a serem integrados, na especificação de arquivos XML que transportarão os dados e em um provedor de serviços específico para a integração desejada. 549

13 O estágio atual de desenvolvimento dos módulos envolvidos na integração, já permite a validação da metodologia e do ambiente proposto, faltando o refinamento dos módulos e o desenvolvimento de uma aplicação de TVDI robusta para finalizar a validação do projeto. Como trabalhos futuros, serão desenvolvidas outras integrações entre aplicações já consolidadas, principalmente no ambiente web, visando sempre otimizar o processo de desenvolvimento das aplicações de TVDI e evitar inconsistências de dados nas aplicações com mesma finalidade. Referências bibliográficas ABRAEAD (2008) Um em cada 73 brasileiros estuda a distância. Disponível em: Acessado em Agosto de Barrére, E., Santos Jr.; J. B. e Bueno, L. M. (2008). Adaptação das Funcionalidades de um AVA para um Ambiente de TVDi. In V Seminário Municipal de Informática Educativa (SMIE). BECKER, Valdecir; VARGAS, Rafael; HERWEGFILHO, Gunter; MONTEZ, Carlos. Júri Virtual I2TV: Uma Aplicação para TV Digital Interativa baseada em JavaTV e HyperProp. Disponível em: Acessado em Setembro de Ginga (2006) Ginga Digital TV Middleware Specification. Disponível em: Acessado em Agosto de IBGE. Acesso a Transferências de Renda de Programas Sociais Disponível em: Acessado em Setembro de

14 Manhães, M. A. R. ; Shieh, P. J. (2005). Canal de Interatividade: Conceitos, Potencialidades e Compromissos. In: Anais do Workshop de TV Digital e Interativa-Sibgrapi Margalho, M.; Francês, R.; Costa, J. C. W. A. (2007). Canal de Retorno para TV Digital com Interatividade Condicionada por Mecanismo de Sinalização Contínua e Provisionamento de Banda Orientado a QoS. In IEEE LATIN AMERICA TRANSACTIONS, VOL. 5, NO. 5. Moodle, versão (2007). Disponível em: Acessado em Agosto de Santos Jr., J. B., Abrão, I. C., Barrére, E.; Ávila, P. M. (2008). Interactive Digital Television Programs: Formatting, Presentation and Interaction with the Viewer. In EuroITV