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JASMINE Para entendermos melhor o SGBDMM “JASMINE” vamos falar um pouco sobre banco de dados multimídia, pois é onde se aplica melhor o gerenciamento do jasmine. -A natureza dos dados multimídia Para entender melhor os requisitos que os sistemas gerenciadores de banco de dados multimídia (SGBDMM) precisam satisfazer é necessário conhecer que tipos de dados devem armazenar e gerenciar. Dados complexos, constituídos preponderantemente de imagem, vídeo, áudio e texto livre são diferentes dos dados alfanuméricos clássicos, em termos tanto de apresentação quanto de semântica. Inúmeras entidades de informação, em diversas áreas de aplicação, podem ser vistas como dados complexos como, por exemplo, mapas cartográficos, plantas de engenharia, formulários, esquemas de um projeto industrial, diagramas e documentos. No escopo desse trabalho adotaremos como sinônimas as denominações “dado complexo” e “dado multimídia” para referenciar esses tipos de dados. Do ponto de vista da apresentação, o dado multimídia é enorme e pode envolver características dependentes do tempo e do espaço que precisam ser consideradas para garantir uma visualização coerente. A apresentação de um dado multimídia e a sua interação com o usuário estendem os limites dos sistemas de bancos de dados tradicionais. Os tipos de dados multimídia mais comuns, normalmente encontrados nos bancos de dados multimídia e nos sistemas de informação multimídia são: · Texto livre: grandes quantidades de textos organizados na 1

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JASMINE

Para entendermos melhor o SGBDMM “JASMINE” vamos falar um pouco sobre banco de dados multimídia, pois é onde se aplica melhor o gerenciamento do jasmine.

-A natureza dos dados multimídia

Para entender melhor os requisitos que os sistemas gerenciadores de banco de dados

multimídia (SGBDMM) precisam satisfazer é necessário conhecer que tipos de dados devem

armazenar e gerenciar.

Dados complexos, constituídos preponderantemente de imagem, vídeo, áudio e texto livre

são diferentes dos dados alfanuméricos clássicos, em termos tanto de apresentação

quanto de semântica. Inúmeras entidades de informação, em diversas áreas de

aplicação, podem ser vistas como dados complexos como, por exemplo, mapas

cartográficos, plantas de engenharia, formulários, esquemas de um projeto industrial,

diagramas e documentos. No escopo desse trabalho adotaremos como sinônimas as

denominações “dado complexo” e “dado multimídia” para referenciar esses tipos de

dados.

Do ponto de vista da apresentação, o dado multimídia é enorme e pode envolver

características dependentes do tempo e do espaço que precisam ser consideradas para

garantir uma visualização coerente. A apresentação de um dado multimídia e a sua

interação com o usuário estendem os limites dos sistemas de bancos de dados tradicionais.

Os tipos de dados multimídia mais comuns, normalmente encontrados nos bancos de dados

multimídia e nos sistemas de informação multimídia são:

· Texto livre: grandes quantidades de textos organizados na forma de sentenças,

parágrafos, seções e capítulos.

· Gráfico: esta categoria inclui desenhos e ilustrações codificadas através de

padrões de descrições de alto nível, como Computer Graphics Metafile (CGM),

Pict e PostScrip. Este tipo de dado pode ser armazenado de maneira estruturada

em um banco de dados. Pode ser pesquisado mais facilmente por conteúdo

através de metadados previamente definidos, como linhas, arcos e círculos.

• Imagem: é talvez o arquétipo do dado multimídia e o mais utilizado. Inclui fotografias,

pinturas e gravuras cuja representação digital é definida por formatos padronizados

como Joint Photographic Expert Group (JPEG) ou Graphics Interchange Format

(GIF). A representação da imagem em computador se dá por translação direta,

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ponto a ponto, não existindo o conceito de linha, arco ou círculo. Alguns formatos,

como o JPEG, permitem a compressão da representação da imagem reduzindo seu

tamanho, algumas vezes, a custa de perda de qualidade.

· Animação: é a sequência temporal de imagens ou gráficos, geralmente gerados e

organizados de maneira independente. O termo temporal significa que a imagem

será apresentada e, em seguida, substituída pela imagem subsequente, numa

ordem determinada.

· Vídeo: é a sequência de imagens (denominadas quadros) organizadas também de

forma temporal. Diferentemente da animação, o vídeo representa geralmente um

evento contínuo e real e é gravado por um dispositivo de captura de vídeo, como

uma câmara digital, por exemplo.

· Áudio: é um conjunto de dados sequenciais gravados por um dispositivo de

gravação sonora. As unidades básicas de áudio são denominados amostras. Dados

de áudio também atendem a restrições de temporalidade.

· Composto: geralmente formado por uma combinação dos tipos acima descritos

como, para exemplo, uma mistura de áudio e vídeo com anotações textuais

suplementares.

· Apresentações: são objetos complexos compostos que descrevem orquestrações

de diferentes tipos de dados multimídia. Podem descrever um ordenamento temporal

simples como exibir o vídeo v1 seguido do vídeo v2 e do vídeo v3, ou estruturas

mais complexas especificando de que forma o usuário, o sistema e a interação

entre ambos vão determinar a apresentação resultante.

- Processamento de dados multimídia

Devido a sua estrutura complexa, o dado multimídia requer processamento elaborado para

extrair informação do seu conteúdo. Objetos do mundo real mostrados em imagens,

gráficos e animações participam em eventos significativos cuja natureza é frequentemente

objeto de pesquisas. Usando os avanços tecnológicos nos campos de processamento de

imagem e reconhecimento de voz, os sistemas devem reconhecer objetos e eventos

similares do mundo real através da extração, com a ajuda do homem, de certas informações

dos objetos multimídia correspondentes.

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Uma série de fatores diferenciam – e tornam significativamente mais complexo – o

processamento de dados multimídia quando comparado ao processamento de dados

convencionais.

permitam pesquisa, acesso concorrente, atualização e manutenção, de forma consistente e

eficiente. A exigência dessas estruturas tem mais ênfase se atentarmos que os

modernos sistemas de informação multimídia, como já foi dito, são normalmente

distribuídos através de extensas arquiteturas de rede, como a Internet.

Os sistemas gerenciadores de banco de dados, disponíveis atualmente no mercado,

precisam se adaptar aos novos desafios tecnológicos e às novas demandas em sistemas de

informação. Citando TAMER (1997), podemos dizer que os sistemas gerenciadores de

banco de dados atenderam admiravelmente aos desafios das aplicações comerciais das

últimas décadas, mas precisam evoluir para responder com sucesso as demandas de um

novo e dinâmico ambiente tecnológico.

Um dos desafios para os pesquisadores e a indústria de banco de dados é prover suporte

eficaz pelos SGBDs a tipos de dados contendo áudio, vídeo, imagens e textos livres.

– Cenário dos SGBDs multimídia

A utilização de SGBDs para gerenciar dados complexos é não só uma necessidade, como

uma tendência crescente e que vem ocorrendo em paralelo ao desenvolvimento da

capacidade dos softwares, redes de comunicação e computadores em processar esses

tipos de dados. Gradualmente, a medida que a concorrência industrial reduz custos e

aumenta a funcionalidade dos produtos, a multimídia vem ganhando impacto, tornando-se

presente no nosso quotidiano.

A tecnologia de banco de dados está evoluindo. O conceito restrito e tradicional de SGBD se

estendeu dando lugar a ambientes de ferramentas integradas em torno do núcleo básico: o

gerenciador de banco de dados. Tais ambientes favorecem o surgimento de aplicações de

alto nível, com considerável melhoria na interface com o usuário.

– Conceitos e características dos SGBD multimídia

Para ADJEROH (1997), o sistema de gerência de banco de dados multimedia é o cerne de

um sistema de informações multimedia e pode ser entendido como o conjunto de

programas e rotinas usados para definir, criar, armazenar, indexar, gerenciar e pesquisar

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bancos de dados multimedia. Banco da dados multimedia é uma coleção controlada de itens

de dados multimedia como imagem, áudio e vídeo. O propósito de um SGBD multimedia é

organizar, classificar e pesquisar bancos de dados multimedia.

Nesse contexto, um SGBD multimedia deve prover suporte para os dados multimedia da

mesma forma que um SGBD tradicional suporta dados alfanuméricos simples. Na verdade

os diferentes tipos de dados complexos envolvidos em

um banco de dados multimídia requerem métodos especiais para gerenciamento,

armazenamento, acesso, indexação e recuperação dos dados, tornando o SGBDMM

ferramenta mais sofisticada que o SGDB tradicional.

-AGORA VAMOS FALAR SOBRE SGBDOO

Jasmine, sistema gerenciador de banco de dados orientado para objetos (SGBDOO),

desenvolvido pela Computer Associates Inc. (CAI) e Fujitsu Inc. (KHOSHAFIAN, 1998,

JASMINE..., 1997; ISHIKAWA, 1996). Representa o estado da arte em SGBDOO (sua

verão comercial somente foi lançada em fevereiro DE 1998), sendo completamente orientado

para objetos, com suporte à Web e capaz de lidar com dados complexos.

· J-Studio, denominado nas versões de avaliação do Jasmine como Jasmine

Development Environment (JADE), sistema gerador de aplicações em Jasmine e de

gerenciamento de bancos de dados da Computer Associates. É uma ferramenta

integrada ao Jasmine.

• Java da Sun Microsytems Inc., linguagem de programação orientada para

objetos projetada principalmente para o desenvolvimento de sistemas de informação

na Web.

· Java Proxies (JP), fornecido pela Tecnology Deployment International Inc. Produto

desenvolvido em parceria com a CAI, desempenha o papel de middleware entre o

SGBDOO Jasmine e a interface Java. Atualmente é um produto integrado ao

Jasmine.

· Visual Café Pro da Symantec Corp., gerador de aplicações em Java (Visual Café,

1997). .

· Sistema para processamento digital de imagens PhotoPixJ desenvolvido pelo

Núcleo de Processamento Digital de Imagens - NPDI da UFMG.

· Browser para acesso à Web como o Netscape da Netscape ou MS-Explorer da

Microsoft com suporte para Java .

·

O Jasmine implementa os conceitos básicos de orientação a objeto tais como

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encapsulamento, polimorfismo, herança, reuso e agregação. Podem ser citados outros

SGBDs, já disponíveis no mercado comercial de informática, concebidos segundo o

modelo de dados orientado para objetos:

Jasmine é o primeiro SGDBOO puro desenvolvido por uma das empresas de software

dominantes no mercado internacional de banco de dados. Atualmente, os demais

desenvolvedores de SGBDOO são empresas de caráter mais e, ainda sem maior

representatividade no Brasil. Enquanto a maioria das empresas líderes desse segmento de

mercado como a Oracle, a IBM , a Informix optaram por estender seus SGBDs

relacionais com funcionalidades do modelo orientado para objetos gerando os

denominados SGBDs universais, a Computer Associates optou por concorrer no mercado

com dois produtos complementares mas distintos: o Ingres como SGBD relacional e o

Jasmine como SGBD orientado para objetos.

O uso de um sistema gerenciador de banco de dados confere também maior dinamismo à

aplicação uma vez que cada novo documento incorporado ao banco de dados torna-se

imediatamente disponível para consulta sem necessidade de mudanças na aplicação.

Vários métodos de pesquisa foram implementados utilizando-se as potencialidades do

sistema gerenciador de banco de dados:

· Pesquisa através das séries e subséries da forma como é feito o arranjo de um

fundo. O pesquisador navega pelo sistema através de catálogos virtuais

selecionando os documentos de seu interesse.

· Pesquisa através de descritores ou palavras chave que orientam o usuário para um

determinado assunto, evento, pessoa, etc.

· Pesquisa textual através de qualquer palavra ou expressão que conste da descrição

de um ou mais documentos.

Além dos métodos de pesquisa foram incorporados ao sistema de informação tópicos com

suporte multimídia e hipertexto com informações adicionais, biografia, bibliografias e

glossário sobre a colegão pesquisada.

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:

Figura 4.3: Meios de navegação no sistema.

A

figura 4.3 ilustra de forma esquemática os modos de navegação permitidos pelo sistemaResumindo, a implementação desse projeto de informatização justifica-se por que:

· Auxilia na preservação do acervo original de um arquivo público, ajudando a evitar o

manuseio direto e excessivo dos documentos, bem como seu extravio;

· Facilita a consulta ao acervo de documentos digitalizados através de diferentes

métodos de pesquisa, permitindo o acesso a vários usuários simultaneamente e em

locais geograficamente distintos;

· Possibilita melhorar a qualidade dos documentos apresentados ao usuário ou realçar

aspectos interessantes dos mesmos utilizando técnicas de processamento digital de

imagens (PDI) como controle de brilho, contraste e realce de bordas, sem alterar o

documento digitalizado original;

· Implementa métodos de pesquisa alternativos como busca textual e utilização de

palavras-chave, além da utilização usual de catálogos;

· Permite o uso de hipertexto, tornando as pesquisas mais dinâmicas e amigáveis;

· Permite várias formas de acesso remoto e local como Internet, Intranet, CD-ROM,

DVD, estações de trabalho e redes locais.

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Figura 4.6: Módulos do sistema.

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- Arquitetura do Projeto

A arquitetura cliente/servidor tem se firmado como tendência a partir desta década. Os

grandes fabricantes de SGDBs cada vez mais incluem em seus produtos recursos e

características inerentes a esta arquitetura.

A arquitetura cliente/servidor é um caminho para se resolver o problema de como as

aplicações podem ter fácil acesso a seus dados em ambientes complexos e heterogêneos.

Considerando sua portabilidade e expansividade, essa tecnologia se adequa a sistemas de

informação do nível departamental ao nível corporativo.

Neste trabalho, foi utilizada a arquitetura cliente/servidor mostrada na figura 5.1 utilizando

como componentes básicos a linguagem Java e o SGBDOO Jasmine. Os vários

componentes da arquitetura são detalhados nas subsequentes secções deste capítulo.

Figura 5.1: Arquitetura do Sistema de Informação Multimídia.

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Visão Geral do Jasmine

Recentes tecnologias de software e de comunicação de dados como a World Wide Web, a

multimídia e a linguagem de programação orientada para objetos Java, tornaram possível o

desenvolvimento de poderosas aplicações em redes mundiais como o comércio

eletrônico e o treinamento à distância. Entretanto, tais aplicações precisam gerenciar

enormes quantidades de dados, simples e complexos, e suportar grande número de

usuários concorrentes com segurança e eficiência. A tecnologia de banco de dados

disponibilizada através de novos sistemas gerenciadores de banco de dados é o elo

fundamental para que o potencial dessas aplicações possa ser adequadamente

explorado.

A WWW implementa um modelo hipermídia simples e intuitivo para entrega de informações

através de redes de computadores. Nesse modelo, a informação torna-se facilmente

acessível a uma grande audiência composta de várias pessoas, em qualquer ponto do

planeta, que tenha disponível uma conexão de rede e um browser. Os usuários da

Internet podem mover-se de uma página de informação para outra independente

de sua apresentação (imagem, texto, vídeo) e do local onde se encontra armazenada.

Todavia a WWW tem restrições na definição de aplicações mais sofisticadas nas estações

clientes. A linguagem Java minimiza essa deficiência provendo um mecanismo de

execução no cliente na forma de applets independentes (pequenos programas utilizados por

qualquer computador que disponha de browser capaz de processar Java). Entretanto

Java é apenas uma linguagem de programação e como tal não provê facilidades de

pesquisa nem suporta semântica de transação. Objetos Java não são persistentes e se

extinguem ao término do programa que os criou. Enfim, Java sozinho não é suficiente

para construir aplicações multimídia corporativas, que tratam de grandes volumes de

dados complexos.

O sistema gerenciador de banco de dados orientado para objetos Jasmine devido a sua

conectividade com a Web, suporte à linguagem Java e adequação a arquitetura cliente -

servidor multi-thread é uma das ferramenta teoricamente capazes de preencher essa

lacuna. Trata-se de um produto emergente no mercado mundial de software. No

desenvolvimento do sistema de informação de que trata este trabalho foram utilizadas

algumas versões de avaliação do produto e só em março de 1998 nos foi fornecida a

primeira versão comercial do Jasmine.

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O servidor do SGBDOO Jasmine é composto basicamente de quatro camadas conforme

ilustrado na figura 5.2:

· API ( application program interface) de comunicação;

· linguagem de processamento;

· gerenciamento de objetos e

· gerenciamento de armazenamento.

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Figura 5.2: Arquitetura do Jasmine.

Diferentemente de outras implementações de bancos de dados orientados para objetos, o

Jasmine não cria um novo processo no servidor para cada cliente. Ele cria e aloca uma

thread para cada sessão de cliente, o que minimiza o número de conexões e aumenta a sua

escalabilidade (KHOSHAFIAN, 1998; 1994, KETABCHI, 1998).

O desenvolvimento de aplicações em Jasmine pode ser feita de várias formas como ilustra

a figura 5.3. Uma é a utilização do J-Studio, ferramenta de desenvolvimento de

aplicações integrada ao Jasmine. Adicionalmente, aplicações podem ser desenvolvidas em

Visual Basic usando Active/X, em HTML usando as ferramentas de conectividade para

Web disponíveis no Jasmine, em C e C++ usando APIs e em Java usando interfaces de

midleware embutidas no Jasmine. Aplicações em Jasmine podem utilizar uma

biblioteca de classes SQL para fazer acesso a banco de dados relacionais, provendo

integração entre os dois ambientes.

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Figura 5.3: Ambiente de desenvolvimento do Jasmine.

O Jasmine possui suporte para tipos de dados multimídia através de uma hierarquia de

classes multimídia, que suporta dados como imagem, vídeo e áudio. Esses recursos

simplificam o desenvolvimento de sistemas de informações multimídia. Além disso, ele

também provê ferramentas para a compressão de dados multimídia.

O armazenamento de dados multimídia no Jasmine pode ser feito de três formas:

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· Armazenamento interno. Os dados são armazenados em bancos de dados

Jasmine e inteiramente controlados por ele. Esse tipo de implementação foi

utilizado para o protótipo de sistema de informação multimídia descrito nesse

trabalho.

· Armazenamento externo. Os dados são armazenados em estruturas externas ao

Jasmine e não são exclusivamente controlados pelo SGBDOO. O Jasmine

reconhece e acessa esses dados mas outras aplicações também podem fazê-lo.

· Armazenamento controlado. Os dados são armazenados externamente ao

Jasmine mas são controlados por ele estando indisponíveis para outras aplicações.

O Jasmine permite o desenvolvimento de sistemas de informação multimídia

inteiramente em Java. Assim os programadores estão equipados com um ambiente de

programação que provê gerenciamento de transações, controle de concorrência,

persistência e facilidades de pesquisa.

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A ferramenta Java Proxies (JP), integrada ao Jasmine, perfaz o mapeamento das

classes do Jasmine para classes correspondentes da Java, preservando em Java o

modelo de objetos do Jasmine.

A estrutura do Jasmine é baseada no conceito de stores, que são áreas reservadas aos

dados e metadados do banco de dados. Cada store contém uma class family que

contém classes relacionadas a uma unidade lógica do banco de dados.

As consultas em bancos de dados Jasmine são feitas exclusivamente via ODQL. Para se

ter acesso via Jasmine a banco de dados armazenados em sistemas de gerência de

bancos de dados relacionais, como Oracle e Sybase, existe no Jasmine uma classe SQL

específica.

O suporte à Web do Jasmine é feito através de dois modos: por um plug-in que é

executado no browser (como Netscape ou MS-Explorer) através do próprio protocolo

padrão HTTP como um applet, ou através do WebLink, um interpretador HTML

automático, para o browser que não possui suporte para o uso de plug-ins. Neste

projeto, optou-se pela interface desenvolvida em Java que permite a integração de uma

ferramenta para processamento digital de imagens, desenvolvida no NPDI do

DCC/UFMG.

Toda a parte de atualização e povoamento do SGBDOO Jasmine foi feita através de

scripts em arquivos texto, interpretados em linha de comando pelo interpretador ODQL

do Jasmine, o CODQLIE.

Jasmine Application Development System - J-Studio

O J-Studio (inicialmente denominado JADE) é um conjunto de duas ferramentas que

permitem gerenciar o Jasmine e desenvolver aplicações. Essas duas ferramentas são o

Class Browser e o Application Manager.

O primeiro componente, Class Browser, é responsável pelo projeto das classes, seus

relacionamentos, seus métodos, assim como a visualização de seus valores e

relacionamento desses com uma scene (o conceito de scene corresponde a uma tela de

interface das aplicações do Jasmine desenvolvidas em J-Studio, executáveis em plug-

ins para browsers ou para aplicações stand-alone). O segundo, Application

Manager, é responsável pelo desenvolvimento da aplicação em Jasmine através da

definição dos objetos e iterações presentes nas scenes. Neste projeto, apenas o

Class Browser foi utilizado, uma vez que a interface foi implementada em Java.

Primeiramente, foi criado um projeto e seu store a partir de comandos em ambiente DOS

disponíveis no Jasmine (este é um ponto a ser melhorado no produto, segundo a própria

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CA, pois a interface DOS além de ultrapassada não é amigável ). Logo depois foi criada a

class family TesteCF tal como mostrado na figura 5.4.

Figura 5.4: Tela do Class Browser (J-Studio).

As caixas claras simbolizam as classes enquanto as caixas escuras simbolizam as

instâncias, no caso, da classe Série. Note-se que os relacionamentos entre classes

são feitos através de atributos das próprias classes.

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Os atributos de uma classe são definidos conforme a figura 5.5.

Figura 5.5: Exemplo de atributos da classe Série.

Java Proxies - JP

O JP é o middleware entre o Jasmine e aplicações Java. Basicamente, trata-se de uma

ferramenta capaz de, a partir do esquema de banco de dados do Jasmine, gerar

classes Java semanticamente equivalentes e suas implementações associadas,

podendo ser estendido para lidar com o desenvolvimento de aplicações Java e

manipulação dos objetos do banco de dados do Jasmine. Baseado no Java Development

Kit (JDK) 1.1, o JP usa a tecnologia Remote Method Invocation (RMI) para sistemas

cliente/servidor. RMI é uma chamada de procedimento remoto (RPC) padrão que

permite que objetos Java sejam executados remotamente

A tecnologia RMI é uma característica do Java que funciona como uma chamada de

procedimento remoto (RPC) em outras linguagens. Um objeto faz a chamada de um

método em outra máquina e obtém seus resultados. Da mesma forma como ocorre em

sistemas baseados em RPC, é necessário, nesse caso, que o objeto cujo método é

chamado esteja previamente estanciado.

A Interface Java e o aplicativo para processamento digital de imagens

A interface em Java foi desenvolvida com o uso do Symantec Visual Café, ferramenta

para desenvolvimento rápido de aplicações (RAD) da Symantec. A interface foi

projetada para ser de fácil utilização e direcionada ao usuário leigo em informática,

tipicamente um historiador ou um consulente.

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Essa interface tem duas funções básicas: efetuar buscas no banco de dados, sejam

elas pré-definidas pelo sistema ou não, e processar as imagens através da ferramenta

PDI, conforme a necessidade do usuário. A ferramenta PDI é uma adaptação do

PhotoPixJ (figura 5.6), aplicativo Java desenvolvido no curso de mestrado de Adriana

Cássia Rossi de Almeida pelo DCC/UFMG. Neste sistema, cada entidade chamada de Item

Documental consiste em uma foto preto e branco, armazenada no formato GIF, a 100

pontos por polegada. Desta forma, nem todas as características do PhotoPixJ podem ser

utilizadas, dada a natureza restrita das imagens. Toda a carga de processamento de

imagem fica a cargo do PhotoPixJ, na máquina cliente.

Figura 5.6: Telas do aplicativo PhotoPixJ.

- Conclusão

A escolha do SGBDOO Jasmine em ambiente cliente/servidor se mostrou pertinente para

o sistema de informações multimídia desenvolvido. O Jasmine contemplou de

forma satisfatória os propósitos e requerimentos de um SGBD multimídia.

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