Nuevas Ideas en Informática Educativa TISE 2014

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2 Ainda segundo Lima et al. [7], o uso de ferramenta educacionais digitais pode trazer os seguintes benefícios para o processo de ensino-aprendizagem: i) por meio da simulação, os alunos podem relacionar de forma mais adequada conteúdos teóricos com a prática; ii) a interatividade proporcionada por esse tipo de ferramenta pode facilitar o aprendizado de conceitos relacionados à características dinâmicas de um sistema; iii) a flexibilidade proporcionada por essas ferramentas permite que os alunos testem novas entradas para um determinado problema e vejam os resultados em tempo real, melhorando assim a interatividade entre aluno e conceito ensinado; e iv) o aluno pode continuar estudando e experimentando novas configurações de entrada/saída para um determinado problema fora do ambiente da sala de aula, o que não é tão simples de ser realizado com a utilização de outros recursos pouco interativos, tais como livros, slides de apresentação e/ou vídeo-aulas. No contexto da disciplina de Redes de Computadores, um tópico importante e abordado em diversos livros-textos da área é a Fragmentação de Datagramas IP (Internet Protocol), ou simplesmente Fragmentação IP [2][8][11][12]. A Fragmentação IP é um tema relevante e complexo desta área, pois apresenta algoritmos compostos por muitos passos e detalhes, o que pode dificultar o entendimento de quem os estuda, bem como a explanação daqueles que o ensinam. Além disso, há carência de ferramentas educacionais digitais de apoio ao ensino deste conteúdo de forma gráfica e animada. Desta forma, o objetivo deste trabalho é apresentar a ferramenta educacional digital de apoio ao ensino de redes de computadores, denominada FRAG-PACK. Mais especificamente, FRAG-PACK permite ao usuário criar topologias de redes e simular, de forma visual e animada, o processo de Fragmentação IP. Com a FRAG- PACK, o aluno/professor poderá: i) criar suas próprias topologias de rede e simular o envio de pacotes entre hosts; ii) observar o passo-a-passo do processo de Fragmentação IP nas redes IPv4 e IPv6, utilizando enlaces do tipo PPP, X.25 e Ethernet; e ii) observar outros processos relacionados à Fragmentação IP, tais como o processo de tunelamento IPv6. Mais detalhes sobre os termos e conceitos apresentados anteriormente são discutidos na Seção 2 deste trabalho. Este artigo está organizado da seguinte forma: a Seção 2 discorre sobre os conceitos básicos de redes de computadores, mais especificamente, sobre o processo de Fragmentação IP. Na Seção 3 são descritos sucintamente alguns trabalhos relacionados a este. A Seção 4 apresenta a ferramenta FRAG-PACK, descrevendo sua arquitetura e principais funcionalidades. A avaliação da FRAG- PACK é descrita na Seção 5 e, por fim, a Seção 6 apresenta as conclusões e propostas de trabalhos futuros. 2. FRAGMENTAÇÃO DE DATAGRAMAS A Fragmentação de Datagramas, ou apenas Fragmentação IP, é um conteúdo da disciplina de Redes de Computadores que aborda a comunicação entre nós de uma rede por meio de datagramas. O protocolo IP é o agente responsável pelo transporte destes datagramas na camada de rede e pode ser encontrado nas versões IPv4 e IPv6. Todo datagrama possui um tamanho (ou peso) específico (medido em bytes). Tais datagramas se locomovem pela rede por meio de enlaces (ou protocolos de enlace). Cada protocolo de enlace, por exemplo, Ethernet, PPP, X.25, entre outros, possui um MTU (Maximum Transmission Unit, em português, Unidade Máxima de Transmissão), que refere-se à quantidade máxima de bytes que um enlace pode transportar por datagrama. Se o tamanho de um datagrama exceder o tamanho do enlace, então este deverá ser quebrado em datagramas menores que possam ser transportados pelo enlace. Este processo é conhecido como Fragmentação de Datagramas. Desta forma, antes de enviar o datagrama para a camada de enlace, deve-se conhecer o MTU deste enlace. A Figura 1 exemplifica o processo de fragmentação para o protocolo IPv4. No exemplo desta figura, este processo pode ser dividido, basicamente, em duas etapas principais: fragmentação: um datagrama de tamanho igual a bytes é fragmentado em 3 (três) novos datagramas - os dois primeiros com bytes e o último com bytes para que sejam transportados em um enlace cujo MTU é de bytes; e reconstrução (ou desfragmentação, remontagem): quando os três datagramas chegam ao seu destino, o datagrama inicial, com capacidade de carga original de bytes, é reconstruído a partir deles e entregue ao sistema final de destino. O processo de fragmentação para o protocolo IPv6, bem como para outros tipos de enlace foram omitidos; mais detalhes sobre eles podem ser encontrados em Kurose e Ross [11]. Figura 1. Fragmentação IPv4 [11]. A apresentação clara e ao mesmo tempo completa do conteúdo descrito anteriormente pode ser custosa devido a alguns fatores, tais como: I. nível de abstração dos conceitos: a comunicação de dados via redes de computadores é um processo lógico, isto é, não possui uma representação física de sua execução sobre os componentes da rede; II. III. tempo restrito para exposição do conteúdo: muitas vezes, o professor não dispõe de tempo suficiente para explorar diferentes situações referentes ao ensino deste conteúdo; replicação complicada: realizar o processo de (des) fragmentação utilizando apenas recursos como quadro e giz é bastante oneroso, uma vez que tal processo exige a execução de um grande número de passos e sua replicação não é trivial; e 140

3 IV. trivialidade dos exemplos: a apresentação deste conteúdo pode ser facilitada com a utilização de exemplos triviais (como o da Figura 1), que envolvem poucos componentes de redes e/ou tipos de enlace, porém essa estratégia pode comprometer a qualidade do ensino do conteúdo. Sendo assim, faz-se necessário considerar estratégias alternativas para ensino deste tipo de conteúdo e o uso de ferramentas interativas de apoio ao ensino pode ser uma opção interessante para minimizar os problemas relatados anteriormente. 3. TRABALHOS RELACIONADOS Nesta seção são descritas as principais ferramentas computacionais similares à FRAG-PACK existentes na literatura, destacando-se seus pontos fortes e limitações, bem como as contribuições da FRAG-PACK com relação a estas ferramentas. GNS3 [4] é um simulador gráfico que permite criar topologias de rede e tem como principal objetivo simular o funcionamento de redes altamente complexas. Ele permite emular desde roteadores até equipamentos mais sofisticados como Firewalls, Switches, entre outros. Este simulador foi desenvolvido com dois propósitos: i) auxiliar estudantes e a comunidade em geral a obterem êxito nas provas para certificações CISCO ; e ii) simular virtualmente o uso de equipamentos cujos custos de aquisição para fins educacionais é relativamente alto. A segunda ferramenta relacionada é a Netkit [5], um emulador de redes que permite representar cenários de rede com diversos níveis de complexidade em um mesmo ambiente. NetKit é software livre e é constituído de dois componentes principais: i) um conjunto de scripts e ferramentas para criação de cenários de redes formados por vários dispositivos virtuais; e ii) um conjunto de experiências virtuais prontas para o uso, denominadas laboratórios, que podem ser utilizadas para o estudo de ambientes de rede típicos. O terceiro software relacionado é o JNetTutor [7], uma ferramenta gráfica de apoio ao ensino de redes de computadores baseada em simulação. Ela oferece recursos visuais para a construção de redes que simulam a comunicação real de dados na Internet, expondo os processos de comunicação envolvidos em cada etapa. JNetTutor simula um ambiente de comunicação utilizando três objetos de interação: host, enlaces e roteadores. Como última ferramenta a ser apresentada, tem-se o IP Fragmentation [3], que consiste em uma ferramenta gráfica de apoio ao ensino de redes de computadores baseada na linguagem de programação Java. Essa ferramenta é executada diretamente a partir de um navegador web e ilustra conteúdos considerados fundamentais da área de redes de computadores, com base no livro de Kurose e Ross [11]. Haja vista a existência de ferramentas educacionais digitais similares à FRAG-PACK, faz-se necessário realizar uma análise comparativa, baseada em alguns critérios, com o intuito de ressaltar suas similaridades e diferenças. A Tabela 1 apresenta o resultado do estudo comparativo realizado neste trabalho. Na primeira coluna desta tabela estão os critérios de comparação utilizados; as próximas colunas apresentam os resultados da comparação para cada ferramenta descrita anteriormente, incluindo a FRAG-PACK. Os símbolos X e - representam que uma ferramenta atende ou não atende, respectivamente, a um determinado critério de comparação. A escolha dos critérios para comparação da Tabela 1 se justifica pela importância: Critérios 1, 2 e 3: dos tópicos relacionados à Fragmentação IP, bem como à dificuldade de se expor esse tipo de conteúdo sem o auxílio de recursos apropriados [2][8][11][12]; Critérios 4 a 7: da utilização de recursos gráficos, de animação e interativos, para facilitar a apresentação de conceitos abstratos, conforme ressaltado por Lima et al. [7]; e Critérios 8 a 10: da simplificação do acesso à ferramenta proposta, para que a dificuldade de acesso não seja obstáculo para a utilização da mesma no ambiente educacional. As principais diferenças da JNetTutor em relação à FRAG-PACK é que a primeira não aborda os temas fragmentação de datagramas IPv6 e tunelamento IPv6. Além disso, o processo de fragmentação IPv4 não ocorre de forma animada. Cabe ressaltar ainda que esta ferramenta foi descontinuada e pode ser executada somente em ambiente Windows. Quanto aos seus pontos positivos: a) é gratuita; b) aborda os conceitos de Fragmentação IPv4; e c) oferece interação com componentes gráficos, permitindo que o usuário crie sua própria rede. Tabela 1. Comparativo entre as ferramentas relacionadas à FRAG-PACK. # Critério Aborda o tópico Fragmentação IPv4 Aborda o tópico Fragmentação IPv6 Aborda o tópico Tunelamento IPv6 Possui representação gráfica dos elementos da rede. Permite interação do usuário com os elementos da rede. Simula os processos/algoritmos abordados de forma gráfica e animada. Apresenta o passo-a-passo da execução dos processos/algoritmos. Ferramenta A B C D E X X X X X X X X - - X X X - - X X - X X X X - - X X X X - - X 8 É software livre. X X X X X 9 Permite execução nas plataformas Windows e Linux. X X - X - 10 Permite execução via web. X - - X - Legenda: [A] FRAG-PACK; [B] GNS3; [C] NetKit; [D] IP Fragmentation; [E] JNetTutor As diferenças entre a ferramenta GNS3 e FRAG-PACK é que, na primeira, há necessidade de conhecimento técnico avançado para configuração da ferramenta. Por exemplo, para instalar a ferramenta no computador do usuário é necessário ter outros componentes, como Imagens de Sistemas Operacionais no formato. Quanto aos pontos positivos, pode-se citar: a) oferece interação com os componentes gráficos; b) é gratuita; c) aborda os conceitos de Fragmentação IPv4 e IPv6; e d) possui representação gráfica do processo de fragmentação IP. 141

4 Os principais pontos negativos da ferramenta IP Fragmentation em relação à FRAG-PACK são: a) não oferece interatividade com componentes gráficos; b) não possui representação animada do processo de fragmentação IPv4; e c) não aborda os temas fragmentação de datagramas IPv6 e tunelamento IPv6. Como pontos positivos, o IP Fragmentation: a) aborda os conceitos de Fragmentação IPv4; b) é gratuita; e c) não precisa de instalação, podendo ser executada a partir da web. As diferenças entre a NetKit e a FRAG-PACK é que a primeira não possui interface gráfica, o que foge à tendência das ferramentas educacionais desenvolvidas atualmente. Desta forma, a interação com o usuário não é apropriada. Também não apresenta o processo de fragmentação IP de forma animada. Além disso, pode ser executada somente em ambiente Linux. Por fim, de acordo com a Tabela 1, nota-se que a FRAG-PACK atende a todos os critérios elencados. Além disso: i) é a única que apresenta simulação animada dos algoritmos de Fragmentação IP; e ii) é uma das poucas ferramentas que permitem execução via web, facilitando assim, o acesso à mesma. 4. A FERRAMENTA FRAG-PACK FRAG-PACK é uma ferramenta educacional gráfica que simula conteúdos de redes de computadores de forma animada, em especial aqueles relacionados à fragmentação de datagramas IP. Foi desenvolvida em Java, em conjunto com o framework para desenvolvimento de interfaces ricas JavaFX [13], possui código livre e encontra-se disponível para download via web [14]. Estas tecnologias foram escolhidas, pois: i) possuem alta portabilidade; ii) permitem que produtos desenvolvidos nesta linguagem possam ser disponibilizados via web; e iii) têm sido atualizadas constantemente Interface gráfica A interface gráfica da FRAG-PACK (Figura 2) é dividida em 4 (quatro) categorias: desenho, configuração, execução e descrição. Estas categorias descrevem também o modo de utilização da ferramenta. Isto é, primeiro desenha-se a rede sobre a qual será executada uma simulação, posteriormente configura-se a simulação a ser explorada e, por último, executa-se a simulação. Paralelamente à execução da simulação, a FRAG-PACK apresenta o passo-a-passo deste processo no componente Console e mostra os cálculos envolvidos no Painel de Execução, destacados na categoria descrição da Figura 2. elementos que podem ser utilizados no desenho da rede. Todos os componentes são interativos e para utilizá-los basta arrastar e soltar o componente sobre a área de desenho. O segundo painel (centro da Figura 3) é denominado Simulação e é utilizado para configurar a simulação a ser executada na ferramenta. Para isso, o usuário deve escolher: i) o tamanho do datagrama a ser enviado pela rede em bytes; ii) o remetente um host que enviará o datagrama; iii) um destinatário um host que receberá o datagrama enviado pelo remetente; iv) o algoritmo de roteamento a ser utilizado para envio do datagrama 1 ; v) o tipo do datagrama especifica se o datagrama é do tipo IPv4 ou IPv6; e vi) a velocidade da animação define a velocidade de execução da animação que simula o envio do datagrama. Por último, o painel à direita da Figura 3 é o painel de Legenda. Este painel apresenta os ícones dos objetos utilizados pela ferramenta durante a simulação e sua respectiva descrição. Figura 3. Principais painéis da FRAG-PACK. A Figura 4 e a Figura 5 apresentam a execução de dois processos de fragmentação de datagramas na FRAG-PACK, a saber, Fragmentação IPv4 e Fragmentação IPv6, respectivamente. Figura 4. Simulação IPv4. As duas simulações utilizam o mesmo desenho de rede, composto pelos mesmos componentes, identificados por suas iniciais. São eles: 1 host (C1), 1 roteador IPv6 (R1), 1 roteador IPv4 (R2), um servidor (S1) e três enlaces (Ethernet representado pela cor cinza, X.25 de cor verde e PPP de cor azul). A diferença entre as duas figuras está no tipo de datagrama utilizado o que Figura 2. Interface gráfica da FRAG-PACK. A Figura 3 amplia e apresenta os principais painéis da ferramenta, apresentados na Figura 2. O primeiro painel (à esquerda da imagem) é o painel de Componentes e é composto pelos 1 O algoritmo de roteamento disponível é o SPF Shortest Path First. Apesar de não fazer parte do enfoque da FRAG-PACK, esta funcionalidade foi mantida para dar suporte a futuras evoluções da ferramenta para ensino de roteamento de pacotes. 142

5 também define o tipo de fragmentação. Na primeira (Figura 4) acontece a fragmentação IPv4 identificada pelos datagramas (retângulos) de cor alaranjada. Na segunda (Figura 5) está a fragmentação IPv6, identificada pelos datagramas (retângulos) na cor azul. Conforme já comentado, todos esses elementos são explicados por meio de uma legenda, apresentada no painel Legenda (Figura 3). Figura 5. Simulação IPv6. A simulação ocorre de forma animada, com os datagramas se movendo entre os componentes e enlaces. Os cálculos necessários para fragmentação dos datagramas são apresentados no Painel de Execução (lado direito das Figuras 4 e 5). O componente Console (parte inferior das Figuras 4 e 5) descreve o passo-a-passo da simulação. Neste exemplo o Console da Figura 4 apresenta o seguinte passo da simulação: Envio de Datagrama(s) de C0 para R0 concluído! Arquitetura A Figura 6 apresenta a arquitetura da ferramenta FRAG-PACK. De acordo com essa figura, a arquitetura do software encontra-se dividida em três módulos principais: Módulo de Interface Gráfica, Módulo Gráfico e Módulo Algorítmico. Figura 6. Arquitetura da FRAG-PACK. Módulo Interface Gráfica: a partir deste módulo, o usuário pode desenhar a topologia da rede de seu interesse, utilizando componentes que o módulo disponibiliza (roteadores, hosts, entre outros). Módulo Gráfico: este módulo consiste em um conjunto de classes que permitem a criação de elementos gráficos utilizados pelos algoritmos da ferramenta, bem como para a animação desses elementos. Por exemplo, na Figura 3 observa-se a classe No, que possui métodos responsáveis pela criação e pela movimentação de datagramas na rede criada pelo usuário no módulo de interface gráfica. Um destes métodos é o criarpacote int qtd eenviapacote No nos[], responsável por movimentar graficamente, e de forma animada, o datagrama de um determinado componente para outro. Módulo Algorítmico: este módulo consiste em um conjunto de classes que representam os algoritmos disponíveis na FRAG- PACK. Uma classe deste módulo pode utilizar as classes do Módulo Gráfico para a execução gráfica e animada de um determinado algoritmo. Por exemplo, na Figura 3, a classe FragIPv4 é responsável pela execução do algoritmo que simula a fragmentação IP com datagramas IPv4. Com este tipo de arquitetura, a FRAG-PACK permite que os usuários ampliem sua funcionalidade, criando novos tipos de algoritmos. Além disso, os usuários podem utilizar recursos gráficos e de animação disponíveis na FRAG-PACK, sem a necessidade de conhecimento prévio de qualquer API (Application Programming Interface) ou framework para criação de gráficos e de animações, como o JavaFX. Para isso, basta que o usuário tenha conhecimento sobre o paradigma Orientado a Objetos, a linguagem Java e a estrutura de código da FRAG- PACK. Outra vantagem desta arquitetura é que a separação lógica dos módulos em camadas permite que novas tecnologias de animação possam ser utilizadas (Módulo Gráfico), sem a necessidade de modificar os algoritmos de fragmentação já existentes (Módulo Algorítmico). Por fim, este recurso pode ser utilizado também para que o professor peça aos seus alunos, como trabalho prático da disciplina, a implementação de novos tipos de algoritmos relacionados às redes de computadores, para a FRAG- PACK. 5. AVALIAÇÃO Esta seção trata da avaliação feita com a ferramenta FRAG- PACK, descrevendo o método utilizado, os resultados obtidos e as análises feitas Metodologia de Avaliação Para avaliar a FRAG-PACK, utilizou-se o modelo de avaliação de tecnologias, denominado TAM (Technology Acceptance Model). O modelo TAM está alicerçado sobre dois constructos (DAVIS, ): i) utilidade percebida, que mede o quanto uma pessoa acredita que usar determinada tecnologia aumenta seu desempenho no trabalho ou estudo; e ii) facilidade de uso percebida, que mede o quanto uma pessoa acredita que o uso de determinada tecnologia é simples. Seu objetivo é representar o impacto de fatores externos relacionados a uma tecnologia, sobre fatores internos do indivíduo, como as atitudes e intenções de uso. Para isso, o modelo TAM sugere a criação de questionários, para os quais são atribuídas afirmações relacionadas à facilidade de uso e utilidade da tecnologia em análise. Para cada afirmação, o respondente poderá escolher uma dentre as seguintes opções 1 - Discordo Totalmente, 2 - Discordo Fortemente, 3 - Discordo Parcialmente, 4 - Neutro, 5 - Concordo Parcialmente, 6 - Concordo Fortemente e 7 - Concordo Totalmente, conforme sua opinião sobre esta afirmação. Neste sentido, um usuário, após ter passado por um treinamento sobre a ferramenta FRAG-PACK e a ter utilizado, poderá mensurar qualitativamente seu 143

6 sentimento de utilidade e facilidade de uso desta ferramenta, com base nas alternativas citadas anteriormente Resultados A FRAG-PACK foi avaliada por 17 (dezessete) alunos do Curso de Ciência da Computação da Universidade Federal de Goiás/Regional Jataí, sendo 16 (dezesseis) alunos em nível de graduação incompleta e 1 (um) aluno com graduação completa. Todos os participantes já cursaram ou estavam cursando a disciplina de Redes de Computadores e passaram por um treinamento em sala de aula sobre o conteúdo de fragmentação IP e sobre o funcionamento da FRAG-PACK. O questionário para avaliação contou com um total de 23 (vinte e três) questões de múltipla escolha, as quais foram divididas em três categorias: i) avaliação quanto ao treinamento; ii) avaliação quanto à facilidade de uso percebida; e iii) avaliação quanto à utilidade percebida. As questões de múltipla escolha para cada categoria são apresentadas na Tabela 2, Tabela 3 e Tabela 4, respectivamente. Cada tabela é formada por 2 colunas, intituladas Código e Questões do Questionário. A coluna Código numera as questões e a coluna Questões do Questionário apresenta a descrição das questões informadas no questionário. Tabela 2. Questões relacionadas ao treinamento. Código Questões do Questionário O treinamento oferecido, quanto ao uso da FRAG-PACK foi 1 completo. 2 O treinamento deu-me confiança para utilizar a ferramenta. O treinamento foi adequado em termos de duração e nível de 3 detalhamento. Os instrutores tinham um bom nível de conhecimento com relação 4 à FRAG-PACK e ajudaram-me a entender o sistema. Tabela 3. Questões relacionadas à facilidade de uso percebida. Códig Questões do Questionário o 5 Eu gostei de trabalhar com a FRAG-PACK. 6 O acesso à FRAG-PACK é simples. 7 Usar a FRAG-PACK é uma boa ideia. Na FRAG-PACK, eu sempre sei onde estou e como chegar aonde 8 eu quero. Os recursos de navegação da FRAG-PACK são todos claros e 9 fáceis de achar. 10 Minha interação com a FRAG-PACK é clara e compreensível. 11 Na FRAG-PACK, é fácil encontrar a informação que desejo. 12 A FRAG-PACK possui visual/interface atraente. Mesmo antes de clicar em um botão na FRAG-PACK, eu já sei 13 qual será a sua ação. Tabela 4. Questões relacionadas à utilidade percebida. Códig o Questões do Questionário 14 Utilizar a FRAG-PACK é importante e pode adicionar valor ao meu estudo. 15 A FRAG-PACK pode ser útil no processo de ensino/aprendizado dos conceitos de Fragmentação IP. 16 Usar a FRAG-PACK pode aumentar meu desempenho durante os estudos para a disciplina Fragmentação IP. 17 A FRAG-PACK pode facilitar a realização do meu estudo. 18 A FRAG-PACK produz os resultados que espero de uma ferramenta de suporte ao ensino de Fragmentação IP. 19 Eu tenho a intenção de utilizar a FRAG-PACK ao longo dos próximos semestres. 20 Eu pretendo integrar a FRAG-PACK à minha rotina de estudo. 21 Eu recomendo o uso da FRAG-PACK O processo de fragmentação IPv4 e IPv6 foi abordado por completo na FRAG-PACK. O processo de fragmentação IPv4 e IPv6 foi abordado de forma correta na FRAG-PACK. As notas dos avaliadores para as questões apresentadas anteriormente estão na Tabela 5. Essa tabela possui três colunas principais, são elas: Questão, Número de pessoas que escolheram uma determinada alternativa do questionário e Média. A primeira coluna apresenta o código da questão (de acordo com a codificação utilizada nas Tabelas 2, 3 e 4), a segunda coluna apresenta o total de pessoas que escolheram uma determinada alternativa do questionário (discordo totalmente à concordo totalmente) e a terceira coluna apresenta uma nota final para cada questão. A nota final de cada questão (NF) foi obtida por meio da equação 1, onde: i) Q i correspondente à quantidade de avaliadores que escolheram a alternativa i para uma determinada questão; ii) i representa o valor dessa alternativa (um número entre um e sete); e iii) QU consiste na quantidade total de avaliadores que responderam à questão. Sendo assim, o valor da média de uma determinada questão é um número entre 1.0 (um) e 7.0 (sete), sendo que, quanto mais próximo de sete, maior é a aceitação dos avaliadores para a questão em análise. 7 (Qi i) =i 1 (1) NF = QU Na Tabela 5, é possível observar uma divisão de acordo com as três categorias do questionário: Treinamento, Facilidade de Uso Percebida e Utilidade Percebida. Ao final de cada categoria é apresentada uma média final, que consiste na média aritmética das notas das questões que compõem tal categoria, e o desvio padrão das notas dadas pelos os avaliadores para as questões da categoria em análise. Por exemplo, quanto à categoria Utilidade Percebida, a média foi de 6,52, com um desvio padrão de 0,47. A Figura 5.1 mostra o gráfico das médias de cada categoria. De acordo com os dados da Tabela 5, pode-se perceber que a avaliação resultou em notas altas, próximas de 7,00 e, além disso, o desvio padrão foi baixo, com máximo de 0,47. As notas mais baixas do constructo Utilidade Percebida estão relacionadas às questãões que se referem à utilização da FRAG- PACK ao longo dos próximos semestres pelos participantes da avaliação (questões 19 e 20). Isso se deve ao fato de que a maioria dos participantes já haviam cursado a disciplina Redes de Computadores, dessa forma, vários avaliadores marcaram a opção Neutro. Em contrapartida, a questão 21 obteve a maior nota, juntamente com a questão 7, representando que os avaliadores têm a intenção de recomendar o uso da FRAG-PACK para o ensino de Redes de Computadores. Quanto ao constructo Facilidade de Uso Percebida, mesmo tendo obtido média alta também (6,34), há indícios de que a usabilidade da ferramenta pode ser melhorada. Isso é evidenciado pelo fato de que as questões que receberam as menores notas para esse constructo questões 8 e 13 abordavam aspectos relacionados à qualidade da interface da ferramenta. 144

7 5.3. Ameaças à Validade Segundo Wholim et al. [15], um estudo experimental está sujeito a situações que podem ameaçar a validade dos resultados obtidos a partir deste estudo. As principais ameaças tratadas neste estudo, são: 1) Validade de Conclusão. Refere-se às questões que afetam a habilidade de tirar conclusões corretas a respeito do objeto de estudo do experimento. Um exemplo de ameaça deste tipo diz respeito à escolha das estatísticas adequadas para análise dos dados. No caso deste estudo, duas estatísticas foram utilizadas, a saber a média e o desvio padrão. O uso do desvio padrão serve para indicar o grau de variabilidade dos dados e permite uma interpretação mais segura a respeito da estatística média. Tabela 5. Resultado da avaliação da FRAG-PACK. Código da Número de pessoas que escolheram a opção... Questão NF Treinamento , , , ,71 Média 6,63 Desvio Padrão 0,05 Facilidade de Uso Percebida , , , , , , , , ,94 Média 6,34 Desvio Padrão 0,35 Utilidade Percebida , , , , , , , , , ,71 Média 6,52 Desvio Padrão 0,47 2) Validade Interna e Externa. Refere-se às questões que afetam a habilidade de assegurar que os resultados não foram obtidos em decorrência de uma coincidência e que os mesmos podem ser generalizados para um contexto mais amplo daquele selecionado para o estudo. Sendo assim, os fatores importantes que podem ter influenciado nos resultados deste experimento são: i) o curto espaço de tempo em que a ferramenta ficou sob avaliação; ii) a utilização de alunos de graduação do curso de Bacharelado em Ciência da Computação. Contudo, não foram demonstradas expectativas a favor ou contra à ferramenta sob análise, para que os participantes não fossem influenciados; e iii) a falta de clareza das afirmações dos questionários apresentados aos avaliadores, que pode ter gerado interpretações ambíguas. Com o intuito de mitigar essas possíveis ameaças, pretende-se replicar tal experimento com outros grupos de participantes e em um espaço de tempo maior. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS O processo de ensino-aprendizagem dos conceitos de redes de computadores, apenas com a utilização de recursos didáticos pouco interativos, tais como lousa e giz, livros-textos, vídeoaulas, slides, entre outros, pode ser inadequado, uma vez que essa disciplina trata de assuntos teóricos, abstratos e de característica dinâmica. A utilização de ferramentas educacionais, como a FRAG-PACK, pode facilitar a exposição dos conceitos dessa disciplina, já que não se faz mais necessário desenhar em lousa os componentes e os dados que simulam a execução de algoritmos complexos e que envolvem muitos detalhes. Ao concluir a análise dos dados coletados a partir da avaliação da FRAG-PACK, notouse que esta ferramenta obteve boa aceitação por parte dos avaliadores, quanto à utilidade e facilidade de uso percebidas. Como trabalhos futuros, considera-se: I. a ampliação do conjunto de conceitos de redes de computadores abordados pela FRAG-PACK, como por exemplo, a implementação dos princípios da transferência confiável de dados; II. III. IV. a incorporação de novas funcionalidades à ferramenta, como por exemplo, a opção de importação/exportação de redes pré-definidas pelos usuários; a realização de melhorias na interface da FRAG-PACK, com o intuito de facilitar seu uso; e a realização de novas avaliações da ferramenta com outros participantes, a fim de se obter resultados mais confiáveis com relação à facilidade de uso e utilidade da FRAG-PACK, bem como a sua eficácia para o processo de ensino-aprendizagem. 7. REFERÊNCIAS [1] CANTÚ, E.; FARINES, J. M. (2006) Ambiente Web para Auxílio no Ensino-Aprendizagem de Redes de Computadores. In: XXIV Simpósio Brasileiro de Redes de Computadores, Curitiba,PR. Salão de Ferramentas do 24º SBRC. [2] COMER, E. DOUGLAS. (2007) Redes de Computadores E Internet, 4th Edition, Bookman. [3] GILBERT, Ryan. (2008) IP Fragmentation. Disponível em: /applets/ip/ipfragmentation.html. [4] GNS3. (2011) Labs: Cisco Router Simulator Network Labs & Topologies For CCENT, CCNA, CCNP & CCIE Candidates. Disponível em: [5] GURGEL, P. H. M. (2010) Introdução ao NETKIT. Disponível em: instalacao.pdf. [6] DAVIS, F. D. (1989) "Perceived usefulness, perceived ease of use, and user acceptance of information technology", MIS Quarterly, [7] LIMA, A.; FREITAS A.; CARNEIRO, J. L.; MATOS, J.; COSTA, L. R.; ALVIM, L.; SANTOS, L. H.; COSTA, D. G. (2010) Uma Ferramenta Baseada em Simulação Gráfica para Suporte ao Ensino de Redes de Computadores. In 145

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