UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS DE CURITIBA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO BRUNNO BRAGA BRUNO WEINGRABER TELMO FRIESEN

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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CAMPUS DE CURITIBA CURSO DE ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO BRUNNO BRAGA BRUNO WEINGRABER TELMO FRIESEN BUSCADOR OPEN SOURCE DE ARTIGOS TB²uscador CURITIBA 2007

2 ii BRUNNO ALBERTO BRAGA BRUNO WEINGRABER TELMO FRIESEN BUSCADOR OPEN SOURCE DE ARTIGOS: TB²uscador Trabalho acadêmico apresentado à disciplina Oficina de Integração, como requisito parcial para obtenção de nota no Curso de Engenharia de Computação da Universidade Tecnológica Federal do Paraná. Orientadores: Prof. Arandi Ginane Bezerra Jr. Prof. Gustavo Alberto Gimenez Lugo Prof. Luiz Ernesto Merkle. CURITIBA 2007

3 iii BUSCADOR OPEN SOURCE DE ARTIGOS: TB²uscador BRUNNO ALBERTO BRAGA BRUNO WEINGRABER TELMO FRIESEN Aprovada em / /. BANCA EXAMINADORA Nome Completo (orientador) Titulação Instituição Nome Completo Titulação Instituição Nome Completo Titulação Instituição CONCEITO FINAL:

4 iv SUMÁRIO INTRODUÇÃO CAPÍTULO I Problema de Pesquisa CAPÍTULO II - Hipótese CAPÍTULO III - Justificativa CAPÍTULO IV - Objetivos CAPÍTULO V Fundamentação Teórica Teoria de Busca O mecanismo de busca (Crawler-Based Search Engines) Diretórios (Human-Powered Directories) Diferenças entre mecanismo de busca e diretórios Lucene Nutch Funcionamento Crawler Searcher...14 CAPÍTULO VI TB²uscador Passos do Projeto...20 CONCLUSÃO REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA ANEXOS,,,,,...25

5 v RESUMO Atualmente, com o advento da Web, os trabalhos escolares perderam e muito na qualidade devido à falta de pesquisa por parte dos alunos e a falta de fontes confiáveis. Uma forma de despertar o interesse dos alunos é um projeto que recomende e busque artigos relevantes ao tema discutido, denominado Nuts. Desta forma, a população teria uma importante ferramenta open source que varreria a internet em busca de artigos a respeito do assunto proposto pelo usuário. Para alcançar este objetivo, foi utilizado como base um programa desenvolvido em java, o Nutch. Ele é baseado no Lucene, um Frame Work inteiramente escrito em java para busca e indexação de textos. O projeto consiste em um programa que recebe o tema do usuário e utiliza o Nutch para realizar a pesquisa. Ao contrário dos atuais oligopólios de buscas, que visam seus interesses comerciais, o Nuts oferece uma alternativa transparente aos sistemas comerciais de localização na web. Todos os principais sistemas de localização existentes têm fórmulas de ranking próprias e não vão explicar porque foi dado um ranking a um determinado resultado. Além disso, alguns sistemas de localização determinam em que locais posicionar os resultados baseados mais em pagamentos do que nos méritos deles mesmos. Ao contrário disso, um programa open source não tem nada a esconder e nenhum motivo para direcionar seus resultados de nenhuma maneira exceto o de tentar dar a cada usuário os melhores resultados possíveis.

6 vi LISTA DE ILUSTRAÇÕES FIGURA 1 Fluxo do processo de indexação no Lucene...09 FIGURA 2 Exemplo de código para Indexação usando o Lucene...10 FIGURA 3 Arquivo nutch-site.xml configurado...14 FIGURA 4 Exemplo de código usando a API do Nutch...15 FIGURA 5 Programa TB²uscador...16 FIGURA 6 Pesquisa no TB²uscador...17 FIGURA 7 Menu Configuration...18 FIGURA 8 Menu Crawl...20 FIGURA 9 Diagrama de classes...25

7 1 INTRODUÇÃO Em toda história humana, para se realizar um trabalho de pesquisa cientificamente relevante são necessárias referências bibliográficas confiáveis. Com a vinda da internet atualmente, os estudiosos possuem mais uma importante ferramenta para pesquisa, os famosos sites de busca. Porém, muitos destes levam em questão os interesses econômicos na formulação da ordem de sites dispostos no retorno da pesquisa feita pelo usuário. Portanto, este projeto consiste na implementação de um programa de código-aberto (open source) que realize buscas na rede WWW (World Wide Web) e forneça um retorno justo para a pesquisa, de acordo com a relevância da fonte de pesquisa. Na construção deste, foi utilizado o Nutch, um programa open source desenvolvido pela Apache Software Foundation, que faz a busca em escala mundial e local (intranet). Pretende-se, com este projeto, fornecer à população uma ferramenta de fácil uso, que encontre as muitas fontes de qualidade a respeito do tema apresentado pelo usuário e, desta forma, ajudá-los com suas pesquisas científicas. Foi escolhido este tema de estudo, pois esta é uma área de interesse da equipe, e assim pretende-se aprimorar o conhecimento em programação e sistemas de busca.

8 2 CAPÍTULO I - PROBLEMA DE PESQUISA Antigamente, para se realizar uma pesquisa o estudante certamente ia em busca de livros e revistas, as quais eram as principais referências (foi desta forma que surgiu o termo bibliografia, referências de livros). Com a popularização mundial da internet atualmente, há mais uma opção para a busca de fontes de pesquisa, as páginas na internet. Estas são de grande magnitude, devido à facilidade de busca por referências e a vasta área de conteúdo disponibilizado na rede. Para facilitar ainda mais este processo de busca na rede, foram implementadas diversas ferramentas que realizam este serviço, como é o caso do Google e do Alta Vista, por exemplo. Estas recebem o tema do usuário e varrem a rede em busca de artigos relacionados. Porém, estas ferramentas possuem critérios de ordem que dizem respeito a interesses econômicos, e não somente ao conteúdo disponibilizado pelo site. Este é um problema grave, pois muitos sites que possuem um vasto conteúdo relevante ao tema proposto não são encontrados devido a interesses econômicos dos oligopólios de busca. Desta forma, estudos e trabalhos escolares são prejudicados, pois faltam referências confiáveis na internet para aprimorá-los. Como se pode modificar esta atual situação? Qual seria uma hipótese relevante para solucionar este problema que atinge a população mundial?

9 3 CAPÍTULO II - HIPÓTESE Como uma tentativa de solucionar este problema, este projeto consiste em um programa open source que busca referências de pesquisa, e que estas estejam ordenadas com o critério de relevância ao tema proposto pelo usuário, sem interesses comerciais em jogo. Denominado NUTS, o programa é baseado numa importante ferramenta de busca, o Nutch. Ele, por sua vez, é baseado no Lucene, um frame work escrito em java para busca e indexação de artigos. Ambos foram desenvolvidos pela Apache Software Foundation e seus funcionamentos serão aprofundados em seguida.

10 4 CAPÍTULO III - JUSTIFICATIVA Com este software, os alunos e usuários em geral teriam fontes de pesquisa confiáveis, ordenadas de acordo com o grau de relevância para com o tema proposto, e não utilizando como critérios interesses econômicos. Este projeto visa beneficiar todos os estudantes para a realização de pesquisas científicas, proporcionando a estes referências consistentes e livres de interesses para benefício próprio. Esta preocupação é demonstrada também pela Apache Software Foundation (2006), a qual afirma: Apesar do número de sistemas de localização na web estarem diminuíndo, a localização na web é um requisito básico para a navegação na internet. Os atuais oligopólios poderão, em breve, vir a tornar monopólios, tendo uma única empresa controlando praticamente todo o sistema de localiazção na web, visando seus interesses comerciais. Isso não seria bom para os usuários da internet.¹ Além de ser uma solução para o problema de referências, este projeto possibilita um avanço teórico-prático com relação à programação em linguagem java, orientação a objetos e principalmente na área da Teoria de Busca. 1 APACHE SOFTWARE FOUNDATION. Disponível em: < Acesso em: 31 out

11 5 CAPÍTULO IV OBJETIVOS O principal objetivo deste projeto é o de fornecer ajuda aos estudantes para a confecção de pesquisas escolares, teses de mestrado e trabalhos científicos em geral, apresentando importantes e referências relevantes de pesquisa na internet. Para que se alcance este objetivo geral, é necessária uma ferramenta open source, de interface simples, para busca de artigos científicos. Ao ler e se aprofundar em determinado assunto, o estudante formará uma opinião própria a respeito do mesmo, e não desta forma não precisará mais seguir o raciocínio e a visão de outros, ou seja, o seu senso crítico é aprofundado.

12 6 CAPÍTULO V FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 5.1 Teoria de Busca Uma ferramenta de busca é um programa que auxilia a encontrar informações armazenadas na World Wide Web, numa rede local ou em uma computador pessoal. O usuário faça a pesquisa (geralmente uma frase ou palavra) e este retorna uma lista de links relevantes ao tema proposto. Um sistema de busca é um conjunto organizado constituído de computadores, índices, bases de dados e algoritmos. Todas estas questões são reunidas com a missão de analisar e indexar as páginas da Web, armazenar estes resultados numa base de dados e, quando for feita uma busca, o sistema irá procurar a pesquisa realizada em sua base de dados e fornecerá os resultados ao usuário do sistema de busca. O sistema de busca é o termo genérico que engloba duas categorias: os mecanismos de busca (Crawler-Based Search Engines) e os diretórios (Human-Powered Directories). Os mecanismos de busca, como o Google, são os sistemas de busca baseados no uso exclusivo de programas de computador para a indexação das páginas da web automaticamente. Se uma página for modificada, o mecanismo de busca encontra esta mudança. Já os diretórios são os sistemas de busca nos quais a indexação das páginas da web é realizada por humanos O mecanismo de busca (Crawler-Based Search Engines) O mecanismo de busca é formado principalmente por três componentes: - um programa denominado crawler, o qual acessa as páginas web e faz uma cópia do conteúdo textual desta. Esta cópia será armazenada em sua base de dados. - a base de dados que é formada pelas cópias que o crawler realizou. Esta fica armazenada no computador, o qual também, é chamado de servidor do mecanismo de busca.

13 7 - o programa de busca, o qual é acionado quando o usuário realiza uma pesquisa. Este então percorre a base de dados em busca das URLs que contém a palavra ou frase pesquisada. Logo após, estes links são retornados ao usuário. Para criar a base de dados de um mecanismo de busca, o crawler acessa os sites da web. Ao passar pelas páginas de cada site, ele anota as URLs existentes nestas para depois acessá-las. Portanto, visitar as páginas web, fazer a cópia e o armazenamento na base de dados do que ele encontrar nesses sites é uma das formas de um mecanismo de busca encontrar os sites na web. Uma outra maneira é o proprietário do site informar ao mecanismo de busca sua URL Diretórios (Human-Powered Directories) Os diretórios são formados por dois componentes principais: a base de dados e o buscador que realiza a pesquisa. A análise, indexação das páginas e armazenamento destas na base de dados é realizada por humanos, e não por programas (crawler) como no mecanismo de busca. Ao contrário dos mecanismos de busca, que copiam todo o conteúdo das páginas que encontram pela frente e armazenam isto em suas bases de dados, os diretórios armazenam somente um resumo do conteúdo do site catalogado em sua base de dados. Muitas vezes esse resumo que fica na base de dados do diretório contém, apenas, o título do site mais duas ou três frases sobre o assunto nele contido. Esse resumo tanto pode ser elaborado pelo autor da página ou por quem a submete como por um editor, dependendo do diretório Diferenças entre Mecanismos de Busca e Diretórios Ambos têm a mesma finalidade, que é a indexação e a recuperação de páginas da web. Porém, existem duas diferenças fundamentais entre os diretórios e os mecanismos de busca. Uma diferença é a maneira de o diretório encontrar na web os sites a serem por ele indexados. No mecanismo de busca, o crawler vai acessando

14 8 os sites na internet mundial. Já o diretório espera que o usuário ou o dono do site apresente a página a ele. Porém, a principal diferença entre eles é que nos diretórios, são humanos que constroem suas bases de dados e analisam as páginas a serem indexadas nesta. É você que deve informar ao diretório o título, o URL, a descrição do conteúdo e a categoria a que o site pertence. Seja utilizando mecanismos de busca ou diretórios, vale destacar que ao realizar uma pesquisa, você não está pesquisando diretamente a web, mas sim uma base de dados localizada num site da web. Nessa base de dados, encontra-se uma cópia dos sites e páginas existentes na web, como se fosse uma fotografia do site. Outro ponto relevante é que nenhum sistema de busca tem em sua base de dados toda a Wweb catalogada, todas as 1 bilhão de páginas. 5.2 Lucene Uma ferramenta extremamente útil para indexação de textos com alta performance é o Lucene, desenvolvido inteiramente em Java pela Apache Software Foundation. Isso torna possível executar buscas de qualquer dado que possa ser transformado em texto. O recurso pode ser aplicado para, por exemplo, localizar palavras inclusive em documentos PDF, que anteriormente foram transformados em textos e indexados pelo Lucene. O Lucene também suporta outras linguagens além do Java, como C, C++, Delphi, C#, PHP e Ruby. O processo de indexação possui uma fase de análise e transformação do documento em questão para arquivo de texto puro (txt). Esta passo é realizado a partir da classe Analyser, que possui as devidas regras para este processo de retirada do conteúdo. Porém, existem várias implementações desta classe Analyser que fazem este trabalho. Uma delas é a BrazilianAnalyser, que contém as stopwords portuguesas. Stop words são palavras irrelevantes para o nosso índice. Por isso, nada impede que você crie o seu Analyser com as suas próprias stop words.

15 9 O passo seguinte é a organização do índice, que será acessado futuramente em pesquisa, já que o Lucene possui classes que definem a estrutura interna do sumário a ser gerado. A seguir outras classes importantes do Lucene: - Document: A classe Document é responsável pela indexação e pesquisa, que permite armazenar campos (Fields). - Fields: um field pode somente ser armazenado em um Document, pois possui como característica um nome e um valor. Desta forma, é impossível armazenar dois Fields com o mesmo nome em um documento. Porém, um documento pode ter mais de um Fields. - Directory: a classe Directory é responsável por indicar onde está o índice. O armazenamento dos Documents é feito no Directory. Na ilustração do fluxo do processo de indexação no Lucene o processo fica mais claro: Figura 1 Fluxo do processo de indexação no Lucene - IndexWriter: o IndexWriter é o responsável pela criação do índice, ao qual, através desta classe, pode-se adicionar Documents. - IndexSearcher: tem o papel de executar a busca no índice.

16 10 - Query: é através do objeto Query que os critérios de busca são passados para a função de busca do Searcher. - TermQuery: o objeto Query é construído através da TermQuery, para o qual passamos como parâmetro o nome do campo a ser procurado e o valor que ele contém. Segue um exemplo simples de Indexação: 1 import java.io.fileinputstream; 2 import java.io.filereader; 3 import java.io.ioexception; 4 import org.apache.lucene.analysis.analyzer; 5 import org.apache.lucene.analysis.standard.standardanalyzer; 6 import org.apache.lucene.document.document; 7 import org.apache.lucene.document.field; 8 import org.apache.lucene.index.indexwriter; 9 import org.apache.lucene.store.directory; 10 import org.apache.lucene.store.fsdirectory; public class Main { 13 public static void main(string[] args) { 14 Document document = new Document(); 15 try { 16 FileInputStream arquivo = new FileInputStream("c:/arquivo.txt"); 17 Directory directory = FSDirectory.getDirectory("c:/indice", true); 18 Analyzer analyzer = new StandardAnalyzer(); 19 IndexWriter writer = new IndexWriter(directory, analyzer, true); 20 document.add(new Field("arquivo", "c:/arquivo.txt",field.store.yes, Field.Index.NO)); 21 document.add(new Field("conteudo", new FileReader(arquivo.getFD()))); 22 writer.adddocument(document); 23 writer.close(); 24 arquivo.close(); } catch (IOException e) { 28 e.printstacktrace(); 29 } 30 } 31 } Figura 2 Exemplo de código para Indexação usando o Lucene Na linha 14 é declarado o Document, o qual será armazenado no índice. Então se carrega o arquivo.txt através do FileInputStream. Este possui o seguinte conteúdo:

17 11 JDK 6 with Java EE Java EE provides web services, component-model, management, and communications APIs that make it the industry standard for implementing enterprise-class service-oriented architecture (SOA) and Web 2.0 applications. Build native code with easy Java Native Interface (JNI) connections, or accelerate your Java development by leveraging DTrace, Containers, and ZFS. Get Sun's latest development platform with Sun Studio compilers and tools for C/C++/Fortran, NetBeans IDE, and the next-generation Solaris operating system all in the Solaris Express, Developer Edition. Foi escolhido este texto pois o exemplo utiliza a classe StandardAnalyser, que utiliza as stop words em inglês. A classe Directory informa o diretório onde serão armazenados os arquivos do Lucene. O parâmetro true informa que um novo índice será criado, ou apagado se existir um. A classe Analyser é responsável pela extração do texto. A IndexWriter recebe como parâmetro o Directory e o Analyser para salvar do índice. Um das partes do código mais importantes é a criação do objeto Document e a disposição dos respectivos Fields. No exemplo está sendo criado dois Fields, um para armazenar o nome do arquivo e o outro para guardar o conteúdo. Na linha 20, adiciona-se um Field para o Document com o nome arquivo e o seu conteúdo é o nome do arquivo do FileInputStream. O parâmetro Field.Store.YES define que o Field deve ser armazenado no índice. Já o segundo parâmetro define que o Field não deve ser indexado. Em outras palavras, o campo arquivo é armazenado no índice, mas não é um campo indexado, servindo somente para informar o nome do arquivo que foi indexado. Na linha 21, o primeiro parâmetro indica o nome do Field e o segundo um FileReader que fornece a leitura de uma cadeia de caracteres. Este Field será armazenado e indexado. O Lucene é utilizado por várias engines de busca, como por exemplo o site da Wikipedia, SouceForge, e por outro software de busca desenvolvido pela Apache, o Nutch.

18 Nutch A ferramenta Nutch é um programa open source de busca na Web escrita inteiramente em Java, que pode ser usada em escala global, local e até pessoal. Seu objetivo inicial era de proporcionar uma alternativa transparente para busca na Web atendendo aos interesses do usuário. Uma de suas características é a habilidade de explicar os seus resultados. Para fazer um crawl na escala global, são necessárias várias máquinas rodando no mesmo instante e, mesmo assim, pode demorar semanas para ser finalizada. Portanto, será usado o processo de crawl para sites específicos. O Nutch fornece todas as ferramentas necessárias para a construção de seu próprio sistema de busca. Mas qual o motivo de uma pessoa querer construir sua própria máquina de busca? O primeiro motivo é a transparência no retorno de resultados. Estes estão livres de interesses comerciais numa ferramenta própria. Outro é o entendimento de como um sistema de busca funciona e seus critérios de retorno da pesquisa, os quais no caso de um sistema próprio é a relevância para com o assunto abordado pelo usuário Funcionamento A ferramenta Nutch é dividida em praticamente quatro partes, que são: - Searcher: tendo uma pesquisa, ele rapidamente deve retornar os links para os artigos mais relevantes. - Crawler: cria um índice de onde o searcher busca seus resultados. O Nutch usa o Lucene para armazenar os índices. - Database: armazena as propriedades dos documentos para indexação e mais tarde para a sumarização pelo searcher. Também são armazenadas informações adicionais da página, como a estrutura do link da página e a última vez que o documento foi modificado. - Fetcher: pede as páginas da Web, as analisa, e extrai seus links.

19 Crawler Este realiza a ação de varrer as páginas da Web, indexa e segmenta seu conteúdo para armazenamento. Estes segmentos são armazenados na WebDB (Web data base), a base de dados do Nutch. Para iniciar um crawl, basta dar o seguinte comando: bin/nutch crawl urls.txt -dir diretorio_crawl -depth 3 >& crawl.log Com este comando, o crawl vai indexar as páginas do domínio descrito no arquivo urls.txt com profundidade 3 e armazenará este na pasta diretório_crawl, criando um log deste. O crawl é um processo cíclico. Este gera um jogo de fetchlists (lista que contém as URLs para indexação) do WebDB, atualiza a base de dados com novos links encontrados e então o crawler gera um novo jogo de listas. Este é o cilco conhecido como generate/fetch/update, o qual é executado até que o índice (index) esteja atualizado. A seguir, os passos que a ferramenta crawl percorre durante o processo: 1. Criação da base de dados (WebDB). 2. Armazenamento da URL do domínio do site em questão na WebDB. 3. Geração de uma lista (fetchlist) da WebDB num novo segmento (contém os dados retirados da WebDB). 4. Atualização da WebDB com os links das páginas encontradas. 5. Atualização dos segmentos com os links da WebDB. 6. Indexação das páginas encontradas. 7. Eliminação das URLs duplicadas do índice. 8. Junção das indexações em um único índice. Após criar uma base de dados (1), é iniciado o ciclo generate / fetch / update (3-6). Este ciclo é repetido até a profundidade requisitada pelo comando do crawl for atingida. Logo após este passo, indexam-se os segmentos separadamente até que as URLs duplicadas sejam removidas (7-10). Enfim, as indexações são organizadas num único índice (10).

20 Searcher O sistema de busca do Nutch utiliza o índice e os segmentos gerados durante o processo de crawl para responder à pesquisa do usuário. Os resultados da pesquisa são retornados utilizando o formato aplicado pela maioria dos sistemas de busca. Porém, cada resultado possui uma opção a mais que os sistemas de busca comuns, a qual e o link explain. Ao clicar no link explain, aparecerão alguns dados da página e a explicação do escore. Este último é uma propriedade do Lucene, a qual mostra todos os fatores que contribuíram para o cálculo do escore da página em questão. Esta característica ilustra o conceito de transparência no programa open source, que mostra ao usuário o motivo pelo qual uma página da Web ficou mais bem posicionada que outra. Para utilizar o Nutch para pesquisa, é necessária a ferramenta Apache Tomcat. Basta instalá-la, acessar o link e fazer o deploy do arquivo nutch-0.9.war. Logo após, é necessária a modificação do arquivo nutch-site.xml, encontrado na pasta do diretório do tomcat (.../webapps/nutch-0.9/web-inf/classes/) para que o Tomcat encontre a sua pasta do crawl. Este arquivo nutch-site.xml deverá ficar da seguinte forma: <?xml version="1.0"?> <?xml-stylesheet type="text/xsl" href="configuration.xsl"?> <!-- Put site-specific property overrides in this file. --> <nutch-conf> <property> <name>searcher.dir</name> <value>diretório DA PASTA CRAWL</value> </property> </nucth-conf> Figura 3 Arquivo nutch-site.xml cofigurado Após isso, basta clicar sobre o link nutch-0.9 no Tomcat e pesquisar. Porém, o projeto consiste na utilização do Nutch como ferramenta de programação, e não somente como programa. Portanto no capítulo seguinte será descrito como usar suas bibliotecas para construir um programa de busca.

21 15 CAPÍTULO VI - TB²uscador Este capítulo irá se aprofundar em como este projeto foi implementado, os passos dados e de onde partimos para chegar ao programa implementado. O objetivo deste projeto é o de facilitar a pesquisa na internet por referências. Uma maneira de chegar a este é fornecer uma ferramenta open source de fácil manuseio que busque fontes na Web. Mas como pode-se utilizar as bibliotecas do Nutch para implementação de um programa de busca? Para poder utilizar com mais facilidade, o é interessante que o programa seja escrito em Java, pois o Nutch é inteiramente escrito nesta linguagem. Para demonstrar uma simples aplicação da Application Programming Interface (API) do Nutch, segue o código abaixo com os devidos comentários: package org.tiling.nutch.intro; import java.io.ioexception; import org.apache.nutch.searcher.hit; import org.apache.nutch.searcher.hitdetails; import org.apache.nutch.searcher.hits; import org.apache.nutch.searcher.nutchbean; import org.apache.nutch.searcher.query; public class SearchApp { //número de links que irão aparecer como resultado, se encontrados private static final int NUM_HITS = 10; public static void main(string[] args)throws IOException { //classe central do Nutch, que faz a busca NutchBean bean = new NutchBean(); //a fila de busca Query query = Query.parse(args[0]); Hits hits = bean.search(query, NUM_HITS); //pega os resultados da busca for (int i = 0; i < hits.getlength(); i++) { Hit hit = hits.gethit(i); //pega os detalhes da página em questão HitDetails details = bean.getdetails(hit); String title = details.getvalue("title"); String url = details.getvalue("url"); String summary = bean.getsummary(details, query); //mostra os resultados System.out.print(title); System.out.print(" ("); System.out.print(url); System.out.println(")"); System.out.println("\t" + summary); } } Figura 4 Exemplo de código usando a API do Nutch

22 16 Partindo das bibliotecas do Nutch, que por sua vez utiliza o Lucene, foi implementado uma versão inicial do programa TB²uscador. Ele consiste na utilização do Nutch para realizar o processo de crawl e de busca. O TB²uscador foi implementado em Java, para facilitar o uso das bibliotecas do Nutch. Ele é separado principalmente em duas partes: a interface gráfica e a lógica do programa. Ao abrir o programa, o usuário irá ver a seguinte imagem: Figura 5 Programa TB²uscador Ao realizar a pesquisa, o programa irá utilizar o Nutch para fazer tal. A classe NutchBean da API do Nutch irá chamar o seu método search(query,num_hits), o qual recebe como parâmetro a busca e o número máximo de resultados que o programa irá retornar. A busca é feita nos sites indexados. Então, o programa captura os detalhes de cada página encontrada e as retorna, respeitando a formatação padrão dos principais buscadores atuais. Cada resultado é armazenado num array da classe Resultado. Esta classe possui como atributos o title (título da página), contexto (resumo do conteúdo) e a própria URL da

23 17 página. Podem ser realizadas diversas pesquisas, com cada uma delas encontradas em uma nova aba no programa. Figura 6 Pesquisa no TB²uscador O número de resultados retornados pode ser configurado no menu Configuration do programa. Para fazer com que os links aparecessem no EditorArea do programa, foi necessário um tratamento especial com html. A classe HTMLCreator cria apartir dos resultados da classe Resultados o html que é carregado pelo Editorarea. Os evento gerados pelo clique nos links são capturados e enviados a classe Console. A classe Console é responsável pelo acesso aos links. Ao clicar num dos links retornados, será executado o comando do shell pelo Java (Runtime.getRuntime().exec("firefox "+url)) para abrir o documento em questão pelo Mozilla Firefox sendo ele qualquer tipo. Se o Firefox já estiver

24 18 aberto, então o documento será acessado em uma nova aba (Runtime.getRuntime().exec("firefox -new-tab "+url)). Portanto, o usuário faz a pesquisa, o TB²ucador usa a API do Nutch para realizar a busca nos sites indexados, mostra os resultados para o usuário em formato de hyperlink e, ao clicar sobre estes, o conteúdo da página é aberto utilizando o Firefox. Figura 7 Menu Configuration Para a próxima versão do programa, está sendo implementada a opção busca avançada, a qual faz uma busca aprofundada sobre o assunto. Ela utilizará a seguinte estratégia: fará uma busca simples, acessará o conteúdo de quantos site o usuário configurar, armazenará as principais palavras destes documentos e fará a busca novamente, só que agora serão estas palavras principais que serão a pesquisa em si. Para realizar este processo, está sendo usada como base para implementação uma importante ferramenta: o WVTool, que retira as principais palavras do documento. Porém, está sendo necessária a implementação de um novo WVTool, pois este apresenta o problema de freqüência das palavras, ou seja, ele retira as palavras importantes do texto, mas com a freqüência errada com que

25 19 aparecem. O problema parece estar relacionado à escala de busca; por meio de testes realizados pôde-se ver que quanto maior o número de fontes, maior era a precisão das freqüências. Assim, a nova versão do WVTool esta sendo adaptada para varreduras em menor escala, como é o caso do projeto. Este usa como critério de seleção as Stop Words. Estas são palavras irrelevantes para aplicar numa nova busca. São palavras como: a, aos, apenas, bem. Devido a esse problema do WVTool foi implementada uma versão inicial de uma pequena framework com as funcionalidades necessárias para a partir de um documento no formato texto retirar as palavras mais freqüentes excluindo as Stop Words. Outra ferramenta necessária para o programa é a opção de o usuário realizar as suas próprias crawls de maneira fácil, em ambiente gráfico. Para isso, são necessárias algumas modificações. Estas consistem na configuração do arquivo nutch-default.xml e nutch-site.xml, em que ambos é necessária a modificação para indicar o diretório da pasta do novo crawl realizado. Para isso, será desenvolvida uma classe Java, a qual executará comandos no Shell para extrair os devidos arquivos da biblioteca nutch jar, modificá-los, compactá-los novamente e adiciona-los no projeto outra vez. Algo parecido com o que já foi implementado para indicar o diretório plugins no arquivo nutch-default.xml, o que é necessário para o funcionamento correto da busca do nutch. Com esta opção, o usuário facilmente poderá indexar suas próprias páginas com facilidade, é só digitar a URL e adicionar. Pode-se observar também a opção profundidade neste menu, a qual controla com que profundidade a o domínio em questão será indexado.

26 20 Figura 8 Menu Crawl 6.1 Passos do Projeto O primeiro passo para chegar a este ponto foi o de analisar o problema de pesquisa. Qual seria o tema abordado pelo projeto? Ao refletir a respeito do assunto, chegou-se a uma conclusão de que o projeto abordaria a área de buscas na Web. Primeiramente, foi proposto o tema de busca de plágios por parte dos estudantes. Este seria uma nova extensão de documentação (.bbt por exemplo) que faria a contagem de caracteres realmente digitados, ou seja, iria detectar o famoso CTRL+C CTRL+V. Porém, este seria inviável devido ao tempo máximo para concluir o projeto e por falta de conhecimento por parte dos projetistas, pois este exige um nível de conhecimento não adquirido ainda. Com a mesma idéia de detecção de plágio, surgiu um outro método para este fim: implementar um buscador que retirasse trechos do trabalho em questão e buscasse pela Web artigos parecidos. Porém, este projeto não teria a devida relevância acadêmica, pois os estudantes em vez de realizar a pesquisa, tentariam burlar o programa.

27 21 Descartada esta primeira hipótese, surgiu a idéia de implementar um programa que realizasse a busca por artigos científicos, o TB²uscador. Após um aprofundamento teórico em sistemas de busca, foi iniciada a procura por uma ferramenta open source que realizasse a busca. Com a ajuda dos orientadores, foi enfim encontrada a ferramenta Nutch. Então, inicio-se a fase de configuração do Nutch. A versão do programa sendo configurada era a mais atual, a Nutch-0.9. Seguindo o tutorial do deste, foram realizadas as devidas configurações e, com um site indexado, o Nutch fazia a pesquisa neste. Para rodá-lo, foi necessária a ferramenta Apache Tomcat. Porém, para utilizar a API do Nutch, era necessária a versão Nutch-0.7, para o código exemplo encontrado. Portanto, houve a migração de versão. A 0.7 possui diferentes configurações. Desta forma, levou-se um bom tempo para a adaptação com este. Com as devidas mudanças feitas, iniciou-se a fase de implementação. Partindo de um código exemplo, foi implementado um buscador (que pesquisa no site indexado) que retornava seus resultados num array na forma de Strings. Esta versão se chamava Nuts. Então, foi utilizado um tratamento com html para a que estes aparecessem em forma de link. Com isso, começou-se a implementar a parte gráfica do programa e houve a mudança no nome: TB²uscador. Para acessar os links, primeiro foi construída uma maneira que abriam estes no próprio programa. Mas surgiram dificuldades, como abrir um documento PDF e doc. Então, surgiu a idéia de executar o Mozilla Firefox para o acesso a estes resultados, o qual abre vários tipos de documento. As novas pesquisas são abertas em novas abas no TB²uscador, tornando mais prático o manuseio do programa. A fase atual é a de implementação da busca avançada, a qual utiliza uma ferramenta implementada que retira as palavras relevantes do documento da busca simples para utilizar numa nova busca. Porém, esta ferramenta está funcionando somente com documentos txt no momento. Está sendo desenvolvido um script para retirada destas em documentos no formato PDF.

28 22 CONCLUSÃO O desenvolvimento deste projeto é extremamente importante para a formação teórico-prática dos desenvolvedores em programação Java, manuseio com html, teoria e sistemas de busca e construção de scripts. Não somente por este motivo, mas também por beneficiar a população com uma ferramenta open source de fácil manuseio, que retorna resultados de acordo com a relevância da página para com o tema pesquisado. Sem contar com a ferramenta de crawl facilitada, que indexa a página que o usuário propor.

29 23 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS SULLIVAN, D. Major Search Engines and Directories. Disponível em: < Acesso em: 29 out SULLIVAN, D. How Search Engines Work. Disponível em: < Acesso em: 30 out MOURA, Gevilacio Aguiar Coêlho de. Sistemas de busca da web: diretórios e mecanismos de busca. Disponível em: < tec_web/sist_busca/index.htm>. Acesso em: 31 out APACHE LUCENE. Getting Started Guide. Disponível em: < Acesso em: 30 out GOETZ, Brian. The Lucene search engine: Powerful, flexible, and free. Disponível em: < lucene.html >. Acesso em: 30 out MANNING, Christopher D.; RAGHAVAN, Prabhakar.; SCHUTZE, Hinrich. Introduction to Information Retrieval. Cambridge University Press, Disponível em:< Acesso em: 30 out Slides. APACHE SOFTWARE FOUNDATION. About Nutch. Disponível em: < Acesso em: 31 out APACHE SOFTWARE FOUNDATION. Nutch version 0.7 tutorial. Disponível em: < Acesso em: 28 out KHARE, Rohit.; CUTTING, Doug.; SITAKER, Kragen. Nutch: A Flexible and Scalable Open-Source Web Search Engine. Disponível em: < Acesso em: 31 out

30 24 WHITE, Tom. Introduction to Nutch. Disponível em: < Acesso em: 31 out GUERRA, Gláucio. Possibilitando alta performance na indexação com o Apache Lucene. Disponível em: < Acesso em: 01 nov PAUL, Thomas. The Lucene Search Engine. Disponível em: < Acesso em: 02 nov CAFARELLA, Mike.; CUTTING, Doug. Building Nutch: Open Source Search. Disponível em: < 144&page=1>. Acesso em 02 nov CASA BRASIL. Oficina do Astrolábio Digital: navegação e pesquisa na internet. Disponível em: < ManualParticipante.pdf>. Acesso em: 02 nov BLUM, Thom,; KEISLAR, Doug.; WHEATON, Jim.; WOLD, Erling. Writing a Web Crawler in the Java Programming Language. Disponível em: < Acesso em: 04 nov. 2007

31 25 ANEXOS Figura 9 Diagrama de Classes

32 26

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