Documentação Técnica do Sistema
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- Glória Benke Bento
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1 Documentação Técnica do Sistema Projeto: Desenvolvimento e disponibilização de livre acesso de software para restauração de áreas degradadas de reserva legal (ARL) e de preservação permanente (APP) na Amazônia. Equipe Técnica: Rafael P. Salomão; Antonio C. Santana; Silvio Brienza Jr.; Ádamo Santana; Antonio F. L. Jacob Jr.; Vitor H. Gomes; André L. F. Hage; Beatriz N. R. Chagas; Marcus C. da Cruz; Ivso da C. Souza
2 SUMÁRIO 1. SOBRE O SISTEMA INSTALAÇÃO DO SISTEMA Linguagem Java Servidor web Apache Tomcat Servidor de banco de dados MySQL Linguagem R ARQUITETURA DO SISTEMA Angular JS Java Struts Hibernate R MODELO DA BASE DE DADOS Modelo de Entidade e Relacionamento... 8
3 1. SOBRE O SISTEMA Este sistema consiste em disponibilizar um software livre e gratuito que determine quais são as espécies estruturantes para a restauração/recuperação de uma determinada área degradada na Amazônia, através do Índice Fitossociológico e Sócio Econômico (IFSE). A partir do IFSE é criado um ranking decrescente, o que torna possível a obtenção das espécies estruturantes.
4 2. INSTALAÇÃO DO SISTEMA O sistema foi desenvolvido utilizando soluções open source, listadas a seguir: Linguagem Java; Servidor web Apache Tomcat ; Servidor de banco de dados MySQL; Linguagem R. A seguir, são apresentados os passos de instalação de cada um destes Linguagem Java Inicialmente, deve ser instalada a plataforma Java para que todas as funcionalidades e o próprio servidor web funcione corretamente. O link para download do Java JDK e um tutorial de instalação da própria Oracle (desenvolvedora da plataforma Java) estão disponíveis abaixo: Java SDK: Tutorial de Instalação: Servidor web Apache Tomcat Após instalado o Java SDK, o próximo passo será instalar o servidor TomCat. Para isso um link para download e um tutorial de instalação estão disponíveis abaixo: Apache Tomcat: Tutorial de Instalação: Servidor de banco de dados MySQL Para o sistema gerenciador de banco de dados, é necessário realizar o download do MySQL no site: Realize a instalação da solução, avançando nas etapas padrões e, quando solicitado, configure e memorize um login e senha para acesso ao banco de dados.
5 2.4. Linguagem R Para os scripts que calculam o IFSE (Índice Fistossociológico e Sócio-Econômico) faz-se necessário a instalação do R. O link para download e o tutorial de instalação estão disponíveis abaixo: R: Tutorial de Instalação:
6 3. ARQUITETURA DO SISTEMA O sistema foi desenvolvido utilizando a arquitetura MVC (Modelo-Visão-Controle). Nesta arquitetura, a camada do modelo de dados é responsável por organizar, armazenar e prover meios para recuperar as informações. No sistema Restaura Floresta, esta camada é responsável por armazenar e recuperar dados referentes às informações necessárias para os cálculos do IFSE. A camada de visão é responsável por apresentar ao usuário as informações pertinentes ao problema, além de coletar informações de entrada, caso necessário. No sistema uma interface Web é criada, podendo ser acessada por qualquer computador que possua um navegador atual. Finalmente, a camada de controle é responsável por realizar a intermediação entre as outras camadas (modelo e visão). No primeiro momento, esta camada recupera os valores das bases de dados que são importadas, pelo usuário, no sistema. No segundo passo, esta camada considera os dados configurados pelo usuário no momento de realizar os cálculos. No terceiro momento, é gerado o relatório com os resultados dos cálculos realizados. Na figura 1 pode-se ter uma visão geral da arquitetura do sistema e como será atuado cada componente. Figura 1. Arquitetura do Sistema Neste sentido, iremos detalhar as principais tecnologias escolhidas na arquitetura Angular JS É um framework de javascript mantido pela Google, que torna as telas do sistema mais dinâmicas, fazendo a renderização parcial da página, fazendo com que seja menor o consumo do trafego na rede e otimizando o carregamento. Também, possibilita que parte
7 do processamento seja realizada na máquina do usuário logo poupando o servidor e o dedicado apenas para o processamento das rotinas de maior custo computacional e acesso ao banco de dados Java É uma linguagem de programação multiplataforma compilada e interpretada por uma máquina virtual própria, com um vasto conjunto de bibliotecas de métodos e funções consolidados pela comunidade ativa da linguagem, possibilitando a realização de multitarefas, criação de um canal de comunicação via socket. Por esses motivos, sua utilização para integração dos componentes é ideal Struts 2 É uma ferramenta para a utilização de Java como Sistema Web, possui um plugin para troca de informação via JSON. Realizando a troca de informação via JSON e criado um padrão na troca de informação e envio de dados compactados, enviando apenas a informação necessária, reduzindo também o trafego na rede. Por esse motivo foi escolhido essa ferramenta para trocas de informação com o servidor Hibernate É uma ferramenta para abstração do Banco de Dados para a programação orientada a objetos que realiza o mapeamento das tabelas do banco tratando-as como uma classe e cada registro do banco um objeto, além realizar otimização das consultas no banco e cache das informações. Por esse motivo, foi escolhido como framework para tratamento com o banco de dados R É uma linguagem e um ambiente de desenvolvimento integrado, para cálculos estatísticos e gráficos. Seu código fonte está disponível sob a licença GNU4 5 GPL e as versões binárias pré-compiladas são fornecidas para Windows, Macintosh, e muitos sistemas operacionais Unix/Linux.
8 4. MODELO DA BASE DE DADOS Para início do processo de modelagem, é importante o entendimento de como a solução, para gestão de dados do projeto deve realizar suas funções. De forma geral, a partir de reuniões com os pesquisadores da UFPA e MPEG, obteve-se o seguinte levantamento de requisitos: Aquisição de dados essenciais para o desenvolvimento e armazenamento em uma base de dados consolidada, a ser utilizada para realização cálculos e armazenamento dos dados processados; Disponibilizar interface capaz de realizar a parametrização de dados, a partir de uma base de dados previamente carregada, por meio de interface web; Gerar relatórios dos dados referentes aos resultados das simulações, bem como disponibilizar os dados em formatos comuns no mercado (CSV e PDF); Gerenciar o acesso a ferramenta, estabelecendo critérios de manipulação de suas funcionalidades. A partir do levantamento de requisitos, que norteou os aspectos gerais da solução tecnológica a ser implementada, foi possível estabelecer o modelo de dados (lógico) que representa o espelho de como os dados serão armazenados no banco de dados (BD), e a definição da arquitetura do software a ser construído no processo de desenvolvimento Modelo de Entidade e Relacionamento Há diversos métodos e técnicas para modelagem de dados, que devem estar de acordo com as regras para o projeto do modelo e com o uso que vai ser feito desse modelo. O ponto de partida para a elaboração de um modelo de dados é o levantamento de requisitos, atividade que foi realizada neste projeto a partir das reuniões. Nestas reuniões, observouse como era feita a obtenção do IFSE, variáveis utilizadas no cálculo do índice e softwares utilizados para realização dos cálculos. Foi, também, estudado como era realizada a analise fatorial juntamente com definição do ACP (Análise de Componentes Principais). Para a construção do Modelo de Dados, foram empregadas as técnicas do Diagrama Entidade Relacionamento (DER), com objetivo de representar esquematicamente os dados em um nível de detalhamento específico para cada visão esperada. O DER promove a construção de modelos de dados como ponto de partida para a implementação de sistemas informatizados, enfatizando o aspecto lógico das entidades
9 do banco de dados (em forma de tabelas), as ligações entre as tabelas de banco de dados, as chaves primárias, os tipos de dados de cada atributo, etc. A Figura 2 ilustra o DER do sistema. Figura 2. Modelo de Dados Diagrama de Entidade e Relacionamento. Para o modelo de dados apresentado, a maioria das tabelas e campos são utilizadas apenas para guardar a quantidade expressiva de dados necessários para a realização do cálculo para gerar o IFSE. O dicionário de dados usado para detalhar o conteúdo de cada um dos campos utilizados nas tabelas é apresentado na Tabela 1. Tabela 1. Dicionário de Dados do DER. Entidade / Conceito Espécies Regiões especie_regiao especie_inventario Definição Dados obtidos a partir do inventário que o usuário importa no sistema. especie_id: define a chave primária auto incremento. nome_cientifico: nome cientifico da espécie florística. Numero_usos: quantidade de utilidades da espécie. Família: nome da família da espécie florística. Defini as regiões. regiao_id: define a chave primária auto incremento. regiao: valor referente a região, podendo ser: norte, sul, sudeste, centro-oeste e nordeste. Tabela resultante do relacionamento das tabelas especie e regiao. especie_regiao_id: define a chave primária auto incremento. especie_especie_id: define a chave estrangeira. regiao_id: define a chave estrangeira. nome_popular: valor referente ao nome popular da espécie florística. valor_comercial: valor referente ao valor comercial da madeira. Dados obtidos a partir do inventário que o usuário importa no sistema. Contém atributos relativos. especie_inventario_id: define a chave primária auto incremento. especie_regiao_especie_regiao_id: : define a chave estrangeira. inventario_inventario_id: define a chave estrangeira.
10 Inventario Usuario nivel_acesso Permissão acao_sistema numero_individuos: quantidade de indivíduos de uma mesma espécie na área. area_basal: valor referente a área basal. volume: valor referente ao volume da espécie. biomassa: valor referente a biomassa da espécie frequencia: valor referente a frequência da espécie floristica. Dados obtidos a partir do inventário que o usuário importa no sistema. inventario_id: define a chave primária auto incremento. usuario_id: define a chave estrangeira data: data que o usuário importa o inventário no sistema. Dados obtidos a partir do cadastro do usuário no sistema. usuario_id: define a chave primária auto incrermento nome: nome cadastrado pelo usuário. login: do usuário. senha: senha cadastrada pelo usuário nivel_acesso_nivel_acesso_id: define a chave estrangeira. Dados gerados a partir do nível de acesso do usuário. nivel_acesso_id: define a chave primária auto incremento nivel: valor referente ao nível de acesso do usuário. Dados obtidos a partir das tabelas nivel_acesso e permissão do usuário no sistema. nivel_acesso_id: chave estrangeira acao_sistema_id: chave estrangeira acao_sistema: define a chave primária auto incremento acoes: ações do sistema. O Banco de dados é gerado pelo Hibernate (framework para mapeamento objetorelacional), todas as bibliotecas necessárias para o funcionamento deste, estão no arquivo pom.xml, que se encontra na raiz do projeto. Baseado na arquitetura e modelo de dados apresentados, uma aplicação Web foi desenvolvida para que pessoas possam, através do computador, realizar simulações. Tal módulo será apresentado na próxima subseção.
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