PESQUISA E DESENVOLVIMENTO DE UM APLICATIVO PARA DISPOSITIVOS MÓVEIS A INTERAGIR COM O SISTEMA SAGU Everton Danilo dos Santos Faculdade de Administração e Informática evertondanilo@gmail.com Rodrigo Augusto Dias Faria Faculdade de Administração e Informática rodrigoadfaria@gmail.com Resumo - Este artigo introduz alguns conceitos e plataformas de desenvolvimento para dispositivos móveis como celulares, Personal Digital Assistant (PDA) e Smartphones. Além disso, trata da integração do Sistema Aberto de Gestão Unificado (SAGU) e o desenvolvimento de um aplicativo para dispositivos móveis. No decorrer deste documento apresenta-se o sistema SAGU e o framework Miolo, a plataforma Java Micro Edition (J2ME) e suas características e a descrição dos passos necessários para a produção de tal aplicativo. Abstract - This article introduces some concepts and development platforms for mobile devices such as cell phones, Personal Digital Assistant (PDA) and Smartphones. Moreover, deals with the integration of the System Open Unified Management (SAGU) and an application for mobile devices. Throughout this document shows the system SAGU and the Miolo framework, the Java Micro Edition (J2ME) platform and its features and description of the steps necessary for the production of such application. Palavras-chave - J2ME, SAGU, dispositivos móveis e web services. Keywords - J2ME, SAGU, mobile devices and web services. 1. INTRODUÇÃO Sistemas de gestão acadêmica são cada vez mais uma realidade no cotidiano das instituições de ensino no intuito de automatizar processos e tarefas rotineiras antes realizados por seus próprios funcionários como a geração de relatórios de alunos cursando uma disciplina ou curso qualquer, situação do discente perante o departamento financeiro da instituição, controle de recursos humanos, gerenciamento de dados do corpo docente, dentre outros. Além de o trabalho manual retardar a execução de processos internos e externos, quando não pode se contar com um sistema que abrange toda a instituição, na maior parte dos casos os departamentos não conseguem comunicar-se tornando um trabalho que já fora realizado muitas vezes repetitivo por falta de uma única base de dados compartilhada. Neste contexto, sistemas dessa natureza trabalham em função do relacionamento do aluno com sua respectiva instituição seja no âmbito acadêmico, administrativo ou financeiro, mantendo em uma única base de dados todas as informações necessárias sobre tal e ainda, sobre funcionários e professores bem como dos departamentos da instituição a qual o sistema está em operação. Os estudos realizados para a produção de um aplicativo móvel constituído num projeto de Iniciação Científica fomentado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG), para que seja integrado ao SAGU forneceram os fundamentos para a elaboração deste artigo. Nas próximas seções, são apresentados o SAGU e o Miolo detalhadamente bem como a plataforma J2ME, a identificação do problema e proposta de solução e uma breve descrição da implementação do projeto. 1
2. O SISTEMA SAGU O SAGU foi inicialmente desenvolvido pela equipe técnica do Centro Universitário UNIVATES, situado em Lajeado, Rio Grande do Sul e posteriormente passou a ser mantido pela SOLIS, cooperativa de soluções livres, criada por ex-técnicos da UNIVATES e atualmente está na sua segunda versão. Distribuído sob a licença General Public License (GPL), tal sistema não poderia ter sido desenvolvido senão utilizando de ferramentas que também o caracterizam, ou seja, softwares Open Source dentre os quais podem-se citar: sistema gerenciador de banco de dados PostgreSQL, Hypertext Preprocessor (PHP), gerador de relatórios Agata e o Miolo que é um poderoso framework para desenvolvimento de software livre. Constituído de vários módulos, na sua segunda versão, o SAGU pode ser implantado conforme as necessidades da instituição já que os módulos são independentes, porém podem interagir entre si. A arquitetura adotada para o desenvolvimento do Miolo é a arquitetura em camadas, implementando o padrão Model- View-Controller (MVC) subdivididas da seguinte forma: MIOLO camada de integração; User Interface (UI) camada de apresentação; Handlers camada de integração; Business camada de negócios; BD camada de acesso à base de dados; Utils e Services camada de recursos; (Verificar a formatação de marcadores). A Figura 1 mostra a organização das camadas na estrutura do Miolo. 3. O QUE É O MIOLO? Pode-se definir o Miolo como um framework para criação de sistemas web em PHP e scripts javascript. Como ele é o kernel de todos os sistemas criados, os mesmos podem ser facilmente integrados, funcionando como módulos de um sistema mais complexo. O Miolo também define e implementa toda uma sistemática e metodologia para que os resultados esperados sejam obtidos de forma simples e descomplicada. Sendo assim, faz-se necessário o conhecimento de tal estrutura para que seja possível a sua utilização (MIOLO, 2008). Por ser totalmente orientado a objeto torna-se pré-requisito que o desenvolvedor intencionado da sua utilização tenha conhecimento básico de programação orientada a objetos (POO). Além disso, deve-se ter conhecimento de desenvolvimento com a linguagem PHP já que ele foi implementado utilizando esta linguagem. 2 Figura 1 Camadas na estrutura Miolo. 4. A LINGUAGEM JAVA E A PLATAFORMA J2ME A idéia era desenvolver uma linguagem de programação na qual um desenvolvedor implementasse seu código e rodasse em qualquer plataforma que suportasse uma máquina virtual Java: Write Once, Run Anywhere (Escreva uma vez, execute em qualquer lugar). A linguagem Java revolucionou a forma de se desenvolver aplicações e ela não se limitou somente aos computadores pessoais expandindo suas capacidades a celulares, PDAs e set top boxes com a plataforma J2ME. Além da plataforma J2ME destinada a atender dispositivos com recursos limitados, existem duas outras que são o Java Standard
Edition (J2SE), projetado para execução em computadores pessoais e desktops e o Java Enterprise Edition (J2EE) voltado a aplicações corporativas baseadas em cliente/servidor. A Figura 2 mostra as plataformas da linguagem Java. Figura 2 Plataformas da linguagem Java. J2ME é uma coleção de Application Programming Interface (APIs) do Java que possibilitam o desenvolvimento de sistemas de software para dispositivos de baixo poder de processamento, poucos recursos de memória e armazenamento. Uma única plataforma Java definitivamente não acomodaria a diversidade de recursos existentes nos aparelhos de consumidor e dispositivos incorporados. Logo faz-se necessário a apresentação de dois novos conceitos que serão descritos nos itens 3.1 e 3.2 respectivamente: configurações e perfis (MUCHOW, 2004). 4.1 Configurações Uma configuração define uma plataforma Java para uma ampla variedade de dispositivos a qual está intimamente ligada com a Java Virtual Machine (JVM) especificando os recursos da linguagem Java e as bibliotecas básicas para essa configuração particularmente (MUCHOW, 2004). Das duas configurações existentes no J2ME a Connected Device Profile (CDC) é um conjunto de APIs para suportar dispositivos fixos, como computadores conectados à aparelhos de televisão. Já a Connected Limited Device Configuration (CLDC) é destinada à dispositivos com baixo poder de processamento vídeo e memória limitados. A seguir são descritas as características típicas dos dispositivos dentro das configurações (MUCHOW, 2004): CDC: mínimo de 512 kilobytes de memória para executar o Java; mínimo de 256 kilobytes de memória para alocação de memória em tempo de execução; conectividade de rede, largura de banda possivelmente persistente e alta. CLDC: 128 kilobytes de memória para executar o Java; 32 kilobytes para alocação de 4.2 Perfis memória em tempo de execução; interface restrita com o usuário; baixo poder de alimentação, normalmente alimentado por bateria; conectividade de rede, normalmente dispositivos sem fio com largura de banda baixa e acesso intermitente. Um perfil é uma extensão de uma configuração fornecendo, dessa forma, uma maior flexibilidade à ampla variedade de recursos dos dispositivos móveis à medida que a tecnologia muda. O perfil fornece as bibliotecas para um desenvolvedor escrever aplicativos para um tipo em particular de dispositivo (MUCHOW, 2004). Denominados como Mobile Information Device Profile (MIDP) os perfis mais utilizados para desenvolvimento são: MIDP 1.0, que exige 128KB de memória não volátil, reservando 32KB para heap, 8 KB para persistência de dados, tela de 96x54 pixels, entrada de dados, conexões de rede e segurança; MIDP 2.0, com segurança baseada em permissões do J2SE e adição de 3
MIDP. APIs para jogos, mídia e conexão Hiper Text Transfer Protocol Security (HTTPS). A Figura 3 apresenta a arquitetura do Figura 3 Arquitetura do MIDP. 4. DEFININDO O ESCOPO DO PROBLEMA O sistema SAGU pode ser implantado por qualquer instituição de ensino a fim de automatizar tarefas rotineiras para uma melhor gestão da organização e sendo assim, torna-se base de acesso rápido a todas as informações solicitadas por seus usuários, dentre eles, os atores mais importantes desse domínio: os alunos. Visto todos os módulos do sistema e os setores as quais o mesmo se enquadra perante uma instituição de ensino, seus alunos, funcionários e professores, percebeu-se a necessidade de desenvolver um módulo responsável pela comunicação com o usuário por meio de dispositivos móveis, já que esta é um tendência a nível mundial, para facilitar o acesso dos usuários e ampliar as capacidades do sistema. 5. PROPOSTA DE SOLUÇÃO Dado o problema descrito, perceberamse três possíveis soluções. A primeira delas seria desenvolver uma aplicação web que possa ser acessada do dispositivo móvel. Todavia, por esta aplicação ser desenvolvida utilizando o padrão tradicional Hypertext Markup language (HTML) ela perde a formatação quando visualizada no dispositivo, o que dificulta a navegação do usuário. Ainda no contexto de aplicações web, pode ser utilizado a linguagem Wireless Markup Language (WML) que possibilita formatação das páginas permitindo uma navegação intuitiva do usuário além de funções características da linguagem. Notado que a primeira solução não atende as expectativas do cliente e dos desenvolvedores e a segunda é uma tecnologia pouco utilizada, resolveu-se utilizar de uma terceira solução na qual a aplicação é feita utilizando a linguagem Java sobre a plataforma J2ME, específica para dispositivos móveis, na qual o usuário obtém o aplicativo e instala-o no dispositivo sendo que as formatações de fronteira não são perdidas. Para esta solução, será desenvolvido um módulo de acesso por dispositivos móveis que se integrará ao SAGU, fazendo a comunicação entre ele e os dispositivos móveis. Tal módulo será responsável por receber a requisição de informação do dispositivo, consultá-las do banco de dados, empacotá-las e enviá-las ao cliente. A equipe de desenvolvimento tem o propósito de desenvolver uma aplicação prática e simples visto que o hardware dos dispositivos dispõe de recursos mínimos de armazenamento e processamento. Também pensando no custo, a transferência de dados será feita através do General Packet Radio Service (GPRS), uma conexão de dados baseada em pacotes. Neste caso, a transmissão se dá por um canal próprio de dados e não pelo canal de voz convencional que é utilizado no Wireless Application Protocol WAP. Sendo assim, quando uma conexão é estabelecida entre o cliente e o servidor por um determinado período de tempo, a tarifação será feita sobre os dados trafegados, logo, o tempo ocioso da conexão não será tarifado. Em média, o preço cobrado por Kilobyte trafegado pelas operadoras no GPRS é de R$ 0,005586 em quanto que o WAP utiliza canal de voz com preços variados conforme planos e operadoras entre R$ 0,05 e R$ 0,90. 4
Inicialmente as informações acadêmicas consultadas pelo aluno no SAGU serão requisições de notas, freqüências, pedidos de revisão e visualização de informativos. Posteriormente será discutida a possibilidade de implementar funcionalidades relativas ao desempenho do aluno como a geração de gráficos de rendimento. 6. DESENVOLVIMENTO DE UM PROTÓTIPO Demonstrando a proposta de solução escolhida, será desenvolvido o sistema SAGUMobile que é composto por dois módulos: um módulo cliente, denominado SAGUMobile Client Side, responsável por estabelecer a interação com o aluno; e um módulo servidor, denominado SAGUMobile Server Side, que tem o papel de processar as solicitações recebidas do módulo cliente. 6.1 O módulo SAGUMobile Server Side O módulo servidor que será desenvolvido ficará ativo em um servidor web aguardando as requisições provenientes do modulo cliente. Ele terá o papel de intermediar a comunicação entre o módulo cliente e a base de dados do SAGU. Em razão da plataforma J2ME não fornecer uma ampla quantidade de serviços e da maioria dos dispositivos móveis terem baixo poder de processamento e pouca capacidade de armazenamento, o módulo servidor irá fazer todo o procedimento de consulta junto ao SGBD Postgre que mantém os dados do Sistema SAGU. Este módulo também será responsável por calcular médias, freqüências, efetuar pedidos de revisão e preparar gráficos. Ao término do processamento a informação resultante irá compor uma classe Value Object (VO) que será empacotada e transmitida ao dispositivo móvel. Descrito o procedimento de tratamento de requisições dos dispositivos móveis pelo modulo servidor e ciente da necessidade de tempos de respostas rápidas, visto que haverá um celular aguardando a resposta de sua requisição, a solução deverá ser desenvolvida levando em conta algoritmos que fornecem melhores tempos de respostas. Percebe-se também a necessidade de um serviço web, incluindo servidores e larguras de bandas, que possam prover bons tempos de respostas. Deseja-se que o tempo entre a seleção de uma opção no módulo cliente e seu respectivo atendimento seja de no máximo 5 segundos. 6.2 O módulo SAGUMobile Client Side O módulo cliente a ser desenvolvido, responsável por fazer a interação com o aluno, será instalado em dispositivos móveis que possuem o MIDP e o CLDC. Ele terá o papel de enviar requisições ao módulo servidor e renderizar as informações recebidas na tela. Quando for selecionada uma opção no módulo cliente, uma requisição será enviada para o módulo servidor e o módulo cliente ficará no aguardo do retorno da informação processada. A informação retornada será desempacotada e retomará sua forma de classe Value Object (VO). O dispositivo móvel irá coletar as informações desta classe e exibi-las na tela para o Aluno. Notado que a plataforma J2ME não possui serviços para a renderização gráfica, a funcionalidade de exibir gráficos de rendimento do aluno utilizará uma classe da plataforma J2ME, denominda Canvas, que renderiza desenhos na tela a partir de coordenadas prédefinidas. Para isso, o módulo cliente receberá uma classe VO do módulo servidor que contém as coordenadas a serem renderizadas na tela do dispositivo. Diversos são os fabricantes de dispositivos móveis, e mesmo analisando os dispositivos de um mesmo fabricante encontram-se variações de padrões no que diz respeito à dimensão de tela, sendo isso um agravante no processo de desenvolvimento de interfaces ao usuário. Para garantir que o sistema seja portável aos diversos modelos de dispositivos, as telas deverão ser construídas para o dispositivo que apresente a menor dimensão tela, assim ela poderá ser facilmente visualizada em um dispositivo que apresente uma tela de maior 5
dimensão. A construção das telas no que diz respeito a disposição de botões, tabelas, e textos, seguirão o padrão de interface utilizado na maioria dos dispositivos móveis disponíveis no mercado. 7. CONCLUSÃO O método de ensino encontra-se em um processo evolucionário, hoje pessoas podem fazer cursos de todos os tipos, desde culinária até um curso superior pela internet no conforto e na tranqüilidade de seu lar. Por outro lado, métodos de ensino tradicionais costumam ser rígidos em questão de horários de estudo e lentos no processo de fornecer as informações acadêmicas ao aluno. As maiores vantagens dessa tendência evolucionária são comodidade e informações ágeis. Neste contexto, a necessidade de informatizar entidades acadêmicas tradicionais para que acompanhem esta evolução é essencial. O SAGU é um sistema que tem o foco na automatização de processos e gerenciamento de informações de toda a instituição. Ele foi desenvolvido pensando na necessidade de sua expansão para atender as necessidades dos clientes e/ou usuários finais, com isso novos módulos podem ser desenvolvidos e acoplados facilmente. A FAI que está em processo de implantação do sistema SAGU, possui uma necessidade específica de permitir que seus alunos consultem informações acadêmicas a partir de seus dispositivos móveis. Sendo que após uma análise de todos os módulos já desenvolvidos para o SAGU percebeu-se que não existe nenhum módulo que tenha essa funcionalidade, cabe à equipe deste projeto o desenvolvimento do SAGUMobile, um módulo para atender tal necessidade. Gostaríamos de agradecer também ao professor e Analista de Sistemas Edy Segura por ter nos propiciado o ambiente necessário para realizar a administração das tarefas por meio da ferramenta dotproject, por ele disponibilizada em um servidor remoto e ao professor Roberto Porto, nosso professor orientador, por acompanhar o desenvolvimento do projeto. Agradecimentos especiais à Analista de Sistemas do Centro de Desenvolvimento e Pesquisa (CDP) da FAI Jeanne Louize Emygdio por supervisionar e dispensar tempo e dedicação no processo de desenvolvimento do projeto e deste documento. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MUCHOW, John W. Core J2ME Tecnologia & MIDP. 1 ed. São Paulo: Pearson Makron Books, 2004. TERRA, Elen Maria F.; ABRAHÃO, Maria Christina. Diretrizes para elaboração de trabalhos científicos da FAI e do ISE. 2 ed. Santa Rita do Sapucaí: FAI, 2005. Disponível em: http://fai-mg.br. Acesso em: 20 fev. 2005. MIOLO. Documentação Framework Miolo 2.0. Disponível em: http://www.miolo.org.br/documentacao. Acesso em: 09 mar. 2008. AGRADECIMENTOS Agradecemos imensamente à atenção da professora de Engenharia de Software da FAI, Silvana Lima, por auxiliar-nos durante a produção deste artigo. 6