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RAVEL JOÃO DA SILVA GIMENES WALDECIR PEREIRA JUNIOR
BANCO DE DADOS MÓVEIS E COMPUTAÇÃO MÓVEL: UMA DISCUSSÃO DE SEUS RECURSOS E
APLICAÇÕES
UNIFEV – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE VOTUPORANGA
VOTUPORANGA 2004
2
RAVEL JOÃO DA SILVA GIMENES
WALDECIR PEREIRA JUNIOR
BANCO DE DADOS MÓVEIS E COMPUTAÇÃO MÓVEL: UMA DISCUSSÃO DE SEUS RECURSOS E
APLICAÇÕES
Monografia apresentada ao Centro Universitário de Votuporanga – UNIFEV para a obtenção do crédito Bacharel em Sistemas de Informação. Orientador: Prof. Dr. Luis Paulo B. Scott
VOTUPORANGA
2004
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RAVEL JOÃO DA SILVA GIMENES WALDECIR PEREIRA JUNIOR
BANCO DE DADOS MÓVEIS E COMPUTAÇÃO MÓVEL: UMA DISCUSSÃO DE SEUS RECURSOS E
APLICAÇÕES
Comissão Julgadora:
_________________________________ Assinatura: Nome: Instituição:
_________________________________ Assinatura: Nome: Instituição: __________________________________ Assinatura: Nome: Instituição:
VOTUPORANGA 2004
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Dedicamos este trabalho à nossas famílias que nos deram total apoio, e a todos os nossos amigos que nos ajudaram, amigos estes pelos quais temos profundos agradecimentos e uma eterna gratidão.
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AGRADECIMENTOS
Agradecemos primeiramente a DEUS e as nossas famílias pelo apoio, pela paciência e pelos conselhos nas horas mais difíceis. Agradecemos ao Prof. Dr. Luis Paulo B. Scott pelas horas de dedicação na orientação deste trabalho e aos demais professores desta instituição pela ajuda que nos foi fornecida.
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EPÍGRAFE
“Não está longe o dia em que você poderá realizar negócios, estudar, explorar o mundo e suas culturas, assistir a um grande espetáculo, fazer amigos, freqüentar mercados da vizinhança e mostrar fotos a parentes distantes sem sair de sua escrivaninha ou de sua poltrona. Ao deixar o escritório ou a sala de aula você não estará abandonando sua conexão com a rede. Ela será mais que um objeto que se carrega ou um aparelho que se compra. Será seu passaporte para uma nova forma de vida, intermediada”.
Willian H. Gates III, 1995.
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RESUMO
Este trabalho contém uma breve apresentação a Banco de Dados Convencionais e Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD), e também, uma abordagem à Computação Móvel, descrevendo seus padrões, suas aplicações, seus equipamentos, suas vantagens e desvantagens para dar uma base ao leitor para um melhor entendimento da nova tecnologia de armazenamento de informações, a de Banco de Dados Móveis, que surgiu graças à evolução da Computação Móvel e da tecnologia de comunicação sem fio (wireless). Em Banco de Dados Móveis será detalhado seus principais conceitos, aplicações, arquitetura, segurança, vantagens, desvantagens e outros tópicos importantes para um bom domínio dessa tecnologia que tende a dominar o mercado mundial num futuro próximo. Palavra chave: tecnologia, mobilidade, banco de dados.
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ABSTRACT
This work contains a brief introduction the one Data Base Conventional and Systems of Manegement of Data Base (SGBD), and also, an approach Mobile Computation, describing your priests , your application , your equipment , your advantages and drawbacks for giving a entry level to the lecturer for improved perception from the new technology as of stock as of this data , the one as of Data Base Mobile , than it is to arose thanks to development from the Mobile Computation and from the technology as of communication without thread (wireless). Well into Data Base Mobile it shall detailed your chief concepts , application, architecture, reliability , advantages , drawbacks and other topics important for a decent arena of that tecnologia than it is to he tends the one dominate the world in the near future. Key Words: technology, mobility, data base.
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SUMÁRIO
CAPÍTULO I ...................................................................................................................... 13
1. Introdução......................................................................................................................... 13
1.1 Considerações Iniciais ................................................................................................ 13
1.2 Objetivo do Trabalho.................................................................................................. 14
1.3 Motivação do Trabalho............................................................................................... 14
1.4 Organização da Monografia ....................................................................................... 15
CAPÍTULO II ..................................................................................................................... 16
2. Banco de Dados : Conceitos e Princípios......................................................................... 16
2.1 Conceitos básicos ....................................................................................................... 16
2.2 Atores em Cena .......................................................................................................... 20
2.2.1 Administradores de Banco de Dados .................................................................. 21
2.2.2 Projetistas de Banco de Dados ............................................................................ 21
2.2.3 Usuários finais ..................................................................................................... 22
2.3 Tipos de Banco de Dados ........................................................................................... 23
2.3.1 Modelo Relacional............................................................................................... 25
2.3.1.1 Domínios, Atributos, Tuplas e Relações ...................................................... 25
2.3.2 Modelo Orientado a Objeto ................................................................................. 27
2.4 Vantagens do Banco de Dados ................................................................................... 29
CAPÍTULO III ................................................................................................................... 30
3. Computação Móvel .......................................................................................................... 30
3.1 Introdução................................................................................................................... 30
3.2 Histórico ..................................................................................................................... 32
3.3 Tipos de Redes Sem Fio ............................................................................................. 33
3.4 Dispositivos Móveis ................................................................................................... 34
3.5 Tecnologias de Comunicação Sem Fio ...................................................................... 35
3.5.1 i-Mode ................................................................................................................. 35
3.5.2 WAP (Wireless Aplicattion Procotol) ................................................................. 36
3.5.3 Bluetooth ............................................................................................................. 39
3.5.4 RFID (Radio Frequency Identification) .............................................................. 41
10
3.5.5 IEEE 802.11 ........................................................................................................ 44
3.5.6 Wi-Fi................................................................................................................... 46
3.7 Palm............................................................................................................................ 48
Bibliografia.......................................................................................................................... 51
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LISTA DE FIGURAS
Figura 2.1 Ambiente de banco de dados simplificado..........................................................18
Figura 2.2 Os três níveis da arquitetura de um SGBD..........................................................20
Figura 2.3 Sistema de arquitetura detalhado.........................................................................21
Figura 2.4 Atributos e tuplas de uma relação aluno e curso.................................................27
Figura 2.5 Exemplo de hierarquia de classe e herança.........................................................29
Figura 2.6 Exemplo de polimorfismo...................................................................................30
Figura 3.1 Estimativa de assinantes de serviços de comunicação sem fio............................32
Figura 3.2 Alguns exemplos de PDAs..................................................................................33
Figura 3.3 Visão de aplicações em computação móvel........................................................36
Figura 3.4 Exemplo de celular operando com i-Mode..........................................................37
Figura 3.5 Exemplo de dois cards formando um deck..........................................................38
Figura 3.6 Representação de deck e card..............................................................................40
Figura 3.7 Uso do padrão onde piconetes e scatternets são formados..................................40
Figura 3.8 Modelo de uso e comunicação com outros tipos de dispositivos......................41
Figura 3.9 Exemplos de transponder....................................................................................43
Figura 3.10 Exemplo de utilização do RFID........................................................................44
Figura 3.11 Uso do padrão IEEE 802.11a em ambientes externos.......................................46
Figura 3.12 Aparelhos utilizados no padrão IEEE 802.11b..................................................46
Figura 3.13 Utilização de Wi-Fi em um ambiente fechado..................................................48
Figura 3.14 AP, Placa Adapter, Cartão PCMCIA e Wet utilizadas em ambiente interno....48
Figura 3.15 Tipos de antenas para uso em ambiente externo...............................................48
Figura 3.16 Pocket PC com Windows CE........................................................................…50
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LISTA DE ABREBVIAÇÕES OU SIGLAS
AP - Acces Point
BD - Banco de Dados
BDM - Banco de Dados Móveis
DBA - Database Administrator
DCF - Distributed Coordination Function
DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum
FHSS - Frequency Hopping Spread Spectrum
GPS - Global Positioning System
HTML - HyperText Markup Language
PAN - Personal Area Network
PDA - Personal Digital Assitant
RFID - Radio Frequency Identication
SGBD - Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados
SIG - Special Internet Group
SQL - Structured Query Language
WAP - Wireless Aplicattion Procotol
Wi-Fi - Wireless Fidelity
Wireless - Tecnologia sem fio
WLAN - Wireless Local Area Netowrk
WMAN - Wireless Metropolitan Area Network
WML - Wireless Markup Language
WPAN - Wireless Personal Area Network
WWAN - Wireless Wide Area Network
XML - Extensible Markup Language
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CAPÍTULO I
1. Introdução
1.1 Considerações Iniciais
Desde a antiguidade o homem tem se preocupado em documentar e
transmitir seu conhecimento, objetos e fatos, com o início da computação a necessidade de
armazenar e recuperar dados de forma confiável e segura se tornou um grande desafio
[MACHADO, ABREU, 1999]. Então, surgiram os primeiros banco de dados, que com o
passar do tempo foram evoluindo de acordo com o surgimento de novas tecnologias e com
a necessidade do usuário no desenvolvimento de suas tarefas.
Com o conhecimento de Banco de Dados o homem percebeu que era
possível estender a aplicação desta tecnologia para diversas áreas como: saúde, educação,
pesquisa, sistemas meteorológicos, controle de acervo de bibliotecas, controle de
informações de empresas e prefeituras e muitas outras. Para facilitar o uso desses banco de
dados foram desenvolvidos sistemas de gerenciamento chamados de SGBD (Sistema de
Gerenciamento de Banco de Dados) que são responsáveis pelo bom desempenho dos banco
de dados.
Tendo um breve conhecimento de banco de dados e SGBD, fica mais fácil o
entendimento das novas tecnologias que estão surgindo, como por exemplo a de banco de
dados móveis.
Uma das áreas que mais vem evoluindo na computação é a de banco de
dados para computação móvel, isso, graças a recentes progressos na tecnologia sem fio
(wireless). Essa tecnologia oferece grandes benefícios para seus usuários, independente de
onde esteja, ele pode estar consultando informações ou se comunicando com outro usuário
sem necessariamente estar com um cabo ligado ao seu equipamento, pois, a computação
móvel possibilita ao usuário a liberdade de se comunicar mesmo estando em movimento.
Pensando nesta tecnologia o mercado vem desenvolvendo vários produtos,
como softwares e equipamentos que possibilitam ao usuário desfrutar de todos os recursos
disponíveis e com um grau de segurança extremamente confiável.
14
1.2 Objetivo do Trabalho
Esta monografia irá abordar a área de Computação Móvel, seus principios,
seus equipamentos e comunicação, que é a grande responsável pelo surgimento e utilização
dos Banco de Dados Móveis.
Dentro da área de banco de dados móveis serão abordadas as principais
características e funcionalidades dos sistemas existentes atualmente, as tecnologias que são
empregadas para esse tipo de aplicativo, os problemas que são encontrados atualmente e as
vantagens de se utilizar sistemas de banco de dados que ofereçam recursos para um acesso
remoto.
Tudo o que foi citado anteriormente tem o objetivo de mostrar aos leitores o
que pode e o que não pode ser feito atualmente no que se diz respeito à computação móvel,
e o que tem que se fazer para poder usufruir desta tecnologia, que com certeza é o futuro da
computação pelo simples motivo de dar total liberdade ao usuário no que diz respeito a
troca de informações.
1.3 Motivação do Trabalho
A computação móvel está crescendo de forma abrangente, em uma época
onde tudo está se voltando a necessidade de obter informações precisas independentemente
do local onde o usuário esteja, isto está ocasionando o aumento no consumo de
equipamentos como palmtops, handhels, notebooks, celulares e outros equipamentos de
comunicação sem fio.
Com isso, esta é uma vértice da computação que está ganhando um grande
mercado, e chamando a atenção milhões de pessoas que necessitam de informações
precisas a todo momento.
Os benefícios do gerenciamento de tarefas e estabelecimento de
comunicações sem limitação a um espaço físico, pode facilitar e muito a vida de um usuário
moderno, o que chamou muito a atenção e contribuiu significativamente para o
desenvolvimento deste trabalho.
15
1.4 Organização da Monografia
Este trabalho vai ser divido em capítulos que tem como objetivo seguir uma
ordem para facilitar o entendimento do tema escolhido.
O primeiro capítulo contém algumas definições sobre Banco de Dados (BD)
e Sistema de Gerenciamento de banco de dados (SGBD), incluindo sua arquitetura,
definições, aplicações, vantagens, desvantagens e seus principais conceitos.
No segundo capítulo é abordado o tema Computação Móvel, passando pelos
seus principais dispositivos e tecnologias de comunicação existente atualmente no mercado
de comunicação sem fio wireless.
O terceiro capítulo, o principal deste trabalho, contém citações sobre o que é
Banco de Dados Móveis (BDM), onde, serão abordados os principais bancos de dados
existentes, as vantagens e desvantagens de cada um, suas principais aplicações e
seguranças.
O quarto capítulo é composto por alguns estudos de casos de empresas que
já utilizam a tecnologia wireless e conseqüentemente Banco de Dados Móveis para
armazenamento de suas informações.
16
CAPÍTULO II
2. Banco de Dados: Conceitos e Princípios
2.1 Conceitos básicos
Dentro da área do software o papel do banco de dados vem se mostrando
cada vez mais importante, principalmente nas aplicações onde o aspecto de armazenamento
e recuperação de informações é mais relevante do que as características de cálculo do
computador [YONG, 1990].
Banco de dados corresponde a uma reunião de arquivos de dados em algum
tipo de armazenamento magnético, sendo manipulado por um conjunto de programas. Tais
programas efetuam operações de manutenção do banco de dados, como adições, exclusões
e atualizações de dados, assim como processos de cálculo e regravação de informações, e
também operações de pesquisas [YONG, 1990].
Um banco de dados por ser de qualquer tamanho e de complexidade
variável, como um cadastro simples de cliente que contém nome, endereço e telefone com
algumas centenas de registros. No entanto, o cadastro de clientes de um banco ou de
entidades do governo como Receita Federal pode conter milhões de registros, armazenados
sob diferentes categorias – pelo nome, pelo endereço, pelo número do CPF, e outros
[ELMASRI E NAVATHE, 2002].
A evolução do banco de dados como base de Sistemas de Informação tem
feito notáveis progressos, a ponto de ser considerado como o núcleo das atividades das
aplicações em processamento de dados, circundando por programas, procedimentos,
equipamentos periféricos, e etc [YONG, 1990].
A importância das informações na maioria das organizações e a
conseqüente valorização do banco de dados têm orientado o desenvolvimento de um grande
grupo de conceitos e técnicas para o gerenciamento eficiente de dados [KORTH,
SILBERSCHATZ, 1993].
17
O gerenciamento de dados envolve a definição de estruturas para
armazenamento de informação e o fornecimento de mecanismos para manipula-las, a
Figura 2.1 exibe a estrutura de um sistema de banco de dados [KORTH, SILBERSCHATZ,
1993].
Um Sistema de Gerenciamento de Banco de Dados (SGBD) consiste em
uma coleção de dados inter-relacionados e em um conjunto de programas para acessa-los,
que permitem que os usuários criem e mantenham um banco de dados. O SGBD é,
portanto, um sistema de software que facilita o processo de definição, construção e
manipulação de banco de dados de várias aplicações. O principal objetivo de um SGBD é
prover um ambiente que seja conveniente e eficiente para recuperar e armazenar
informações de banco de dados [ELMASRI E NAVATHE, 2002].
Figura 2.1 Ambiente de banco de dados simplificado [ELMASRI E NAVATHE, 2002]
SISTEMA DE BANCO DE DADOS
Usuários/Programadores
SOFTWARE DO SGBD
Software para Processar as Consultas/Programas
Armazenamento com as Definições do Banco de Dados
(Metadados)
Armazenamento com
Banco de Dados
Programas de Aplicação/Consultas
Software para Processar as Consultas/Programas
18
De forma conceitual o SGBD trabalha da seguinte forma:
1 – O usuário emite uma solicitação de acesso usando uma linguagem especifica
de dados (por exemplo, SQL).
2 – O SBGD interpreta a solicitação e analisa-a.
3 – O SGBD, por sua vez, inspeciona os esquemas externos para aquele usuário,
o mapeamento externo/conceitual correspondente, o esquema conceitual, o mapeamento
conceitual/interno e a definição da estrutura de armazenamento.
4 – O SGBD executa as operações necessárias no banco de dados armazenado
[DATE, 2003].
Seguindo a arquitetura ANSI/SPARC (Study Group on Data Base
Management Systems), que propõe que os sistemas de banco de dados sejam divididos em
três níveis gerais, então, temos: nível interno, nível conceitual e nível externo.
1 – O nível Interno é o mais próximo do armazenamento físico, indica como os
dados realmente são armazenados fisicamente.
2 – O nível Conceitual é a representação de todo o conteúdo das informações do
banco de dados, é considerado a visão do grupo de usuário.
3 – O nível Externo é o mais próximo do usuário, é como os dados são vistos
pelos os usuários individuais.
Explicando o que foi dito anteriormente, se o nível externo diz respeito a um
usuário final, o nível conceitual é a visão do grupo de grupo de usuários, resumindo,
existirá varias “visões externas” diferentes, cada uma mostrando de forma abstrata parte do
banco de dados, e, haverá uma única “visão conceitual” que corresponde à representação
abstrata do banco de dados de forma geral, embora o usuário não esteja interessado em todo
o banco de dados, mas, em apenas uma parte do mesmo. Com relação ao nível interno
haverá somente uma visão interna, demonstrando o armazenamento do banco de dados de
forma física. A Figura 2.2 representa de forma clara os três níveis de [DATE, 2003].
19
Assim os programas de aplicação, ou seja, a nível de usuário final, não têm
acesso aos dados do banco de dados diretamente. Todas as chamadas passam através do
SGBD, que constitui um nível intermediário entre o nível externo e o nível interno [YONG,
1990].
Nível externo (visões do usuário individual)
Nível conceitual (visões do conjunto de usuários)
Nível interno (visões do armazenamento)
Figura 2.2 Os três níveis da arquitetura [DATE, 2003].
20
A Figura 2.3 representa a arquitetura de um sistema de banco de dados de forma mais detalhada.
2.2 Atores em Cena
A meta primordial de um sistema de banco de dados é prover um ambiente
para recuperar e armazenar novas informações no banco de dados. Um banco de dados de
pequeno porte pode ser definido, construído e manipulado por uma única pessoa. Já, em se
tratando de um banco de dados de grande porte, é necessário o envolvimento de muitas
pessoas no projeto, no uso e na manutenção. A seguir estão citadas as pessoas, mais
Visão externa A Visão externa B
Ling. + Subling.
Ling. + Subling.
Ling. + Subling.
Usuário 1 Usuário 2 Usuário 3 - - - - - - - - - - -
- - - - -
Visão Conceitual
Mapeamento A externo/conceitual
Mapeamento B externo/conceitual
Sistema de Gerenciamento
de banco de dados (SGBD) Mapeamento
conceitual/interno
Visão Interna
Esquema conceitualDBA
Figura 2.3 Sistema de arquitetura detalhado [DATE, 2003].
21
conhecida com usuários, que estão envolvidas diariamente com a utilização de um grande
banco de dados [ELMASRI E NAVATHE, 2002].
2.2.1 Administradores de Banco de Dados
Nas organizações muitas pessoas utilizam recursos variados, exigindo a
presença de um administrador geral para gerenciar esse recursos. Na utilização de banco de
dados, o principal recurso é o próprio banco de dados, posteriormente vem o SGBD e o
software para aplicação. Para administrar esses recursos é necessário que haja um
Administrador de Banco de Dados (DBA, Database Administrador), que é o responsável
pelas autorizações de acesso, pela aquisição de hardware e software, pela segurança,
integridade e pelo desempenho do banco de dados. Em algumas organizações o DBA é
assessorado por um grupo (staff) que o ajuda a realizar estas tarefas [ELMASRI E
NAVATHE, 2002].
2.2.2 Projetistas de Banco de Dados
Esse projetistas são os responsáveis pela definição dos dados que serão
armazenados no banco de dados e pela escolha das estruturas de armazenamento desses
dados. O projetista de banco de dados tem a responsabilidade de se comunicar com todos os
usuários que utilizarão do banco de dados para ver a necessidade de cada um, desenvolver
um projeto que atenda essas necessidade. Isso é feito antes da implantação do banco de
dados.
Geralmente os projetistas de banco de dados estão envolvidos com os DBAs
e são redirecionados a outras funções quando o modelo do banco de dados fica pronto.
Além dos DBAs, os projetistas se envolvem com outros grupos para verificar qual é a real
necessidade desses grupos. O projeto final deve atender as necessidades de todos os grupos
[ELMASRI E NAVATHE, 2002].
22
2.2.3 Usuários finais
Esses são os usuários que necessitam do banco de dados, eles possuem
tarefas que exigem acesso ao banco de dados para consultas, autorizações, geração de
relatórios, inclusão, exclusão, atualização, enfim, são esses usuários que vão realmente
usufruir do banco de dados [ELMASRI E NAVATHE, 2002]. Esses usuários se dividem
em três categorias:
• Usuários finais casuais. São os usuário que não acessam o banco de dados a
todo momento, no entanto, podem necessitar de informações diferentes a
cada acesso. Utilizam recursos sofisticados de consulta, geralmente são as
pessoas responsáveis pela administração da organização, como gerentes.
• Usuário finais leigos ou paramétricos. Formam um grupo com quantidade
significativa de usuários, são os responsáveis por fazer constantemente
consultas e atualizações no banco de dados, utilizando padrões de consulta
e atualização, estas funções são chamadas de transações padronizadas
[ELMASRI E NAVATHE, 2002]. Algumas das tarefas desses usuários
são por exemplo:
- Atendente de plano de saúde verifica o financeiro para saber se pode ou
não emitir guia ao usuário.
- Atendente do setor de reservas de companhias aéreas, hotéis, verificam
se à disponibilidade para o pedido feito pelo cliente.
• Usuários finais sofisticados. São engenheiros, cientistas, analistas, que estão
familiarizados com o SGBD. Interagem com o sistema sem escrever
programas. Em vez disso, implementam suas aplicações de forma que
essas atendam suas exigências [ELMASRI E NAVATHE, 2002].
• Usuários finais individuais. Usuários não-sofisticados interagem com o
sistema invocando um dos programas aplicativos permanentes que foram
escritos anteriormente. Por exemplo, um contador do banco que precisa
transferir R$ 50,00 da conta A para a conta B invocaria um programa
chamado de transfer. Este programa perguntaria ao contador que
quantidade de dinheiro está sendo transferida, a conta a partir da qual a
23
transferência será feita e a conta para a qual o dinheiro deve ser transferido
[KORTH, SILBERSCHATZ, 1993].
Um sistema de banco de dados é divido em módulos que tratam de cada uma
das responsabilidades do sistema geral, e tem por objetivo suprir a limitação de recursos na
maioria dos sistemas operacionais.
Diversas estruturas de dados são requisitadas como parte da implementação
do sistema físico, incluindo:
•Arquivos de dados, que armazenam o banco de dados por si mesmos.
•Dicionário de dados, que armazenam metadados sobre a estrutura do banco de
dados.
•Índices, que fornecem acesso rápido aos itens de dados guardando dados
particulares.
2.3 Tipos de Banco de Dados
O propósito dos sistemas de banco de dados é o gerenciamento de grande
volume de informação. Os primeiros Banco de Dados desenvolveram-se a partir do sistema
de gerenciamento de arquivo. Esses sistemas evoluíram primeiro em banco de dados
hierárquico ou rede e, depois, em banco de dados relacionais. Estes bancos tinham
características como uniformidade, onde os dados são estruturados de forma parecida, todos
com o mesmo tamanho, orientação a registro, onde os itens consistem em registros de
tamanho fixo, itens de dados pequenos, onde os registros são curtos de 80bytes ou menos,
campos atômicos, que são indivisíveis e não existem estruturas dentro dos campos, ou seja,
a primeira forma normal é valida, transações curtas, com tempo de resposta baixo e não
existe interação humana durante sua execução, o usuário simplesmente prepara uma
transação, submete-a para execução e espera a resposta e, finalmente, esquemas conceituais
estáticos, onde o esquema do banco de dados é modificado com pouca freqüência.
Com o passar dos anos surgiram necessidades de aplicações que não eram
somente processamento de dados, portanto, não eram suportadas pelos Bancos de Dados
24
convencionais, e, para suprir essa necessidade foram criados novos modelos de Banco de
Dados:
•Desenho assistido por computador (CAD – Computer Aided Design), que
armazena dados pertencentes a um projeto de engenharia incluindo versões
antigas de projetos.
•Engenharia de Software assistida por computador (CASE – Computer –
Aided Software Enginnering), que armazena dados requeridos pra auxiliar
desenvolvedores de software, incluindo código fonte, dependências entre
módulos do software e a historia sobre o desenvolvimento do sistema de
software.
•Banco de dados multimídia, que armazena dados espaciais, de áudio, de
vídeo etc.
•Sistemas de informação de escritório (OIS – Office Information Systems),
que inclui ferramentas baseadas em estações de trabalho para criação e
recuperação de documentos, manutenção de calendários e etc.
•Sistemas de banco de dados especialista, que inclui não apenas dados, mas
também regras explicitas representando restrições de integridade e outros
conhecimentos sobre o empreendimento remodelado sobre o banco de
dados.
Estes aplicativos não foram considerados nos anos 70 quando a maioria dos
sistemas de banco de dados foi projetada inicialmente. Hoje estes aplicativos são
responsáveis pelo aumento do tamanho disponível na memória principal, pelo aumento da
velocidade de processamento e pelo menor custo de hardware. Esses novos aplicativos
requerem novos modelos de dados, novas linguagens de consulta e novos modelos de
transações que serão mencionados no Modelo Orientado a Objeto [KORTH,
SILBERSCHATZ, 1993].
25
2.3.1 Modelo Relacional
O modelo relacional é relativamente novo, após a introdução do modelo
relacional foi desenvolvida uma teoria para Banco de Dados relacional, e este modelo
estabeleceu-se como o modelo de dados principal para aplicativos de processamento de
dados comerciais. O grande sucesso deste modelo levou sua aplicação a projetos assistidos
por computadores e a outros ambientes.
Um Banco de Dados Relacional consiste em uma coleção de tabelas, cada
qual designada por um nome único, uma linha numa tabela representa um relacionamento
entre um conjunto de valores. Uma vez que uma tabela é uma coleção de tais
relacionamentos, existe uma correspondência intima entre o conceito da tabela e o conceito
matemático de relação, a partir do qual o modelo de dados relacional tira seu nome
[KORTH, SILBERSCHATZ, 1993].
Dizendo de outra forma, o modelo relacional representa um sistema de
banco de dados cujo nível de abstração afasta-se um tanto dos detalhes da máquina básica –
tal como, por exemplo, uma linguagem como C ou Delphi representa um sistema de
programação cujo nível de abstração afasta-se um tanto dos detalhes da máquina básica
[DATE, 1990].
2.3.1.1 Domínios, Atributos, Tuplas e Relações
Domínio é com conjunto de valores atômicos (indivisível). Para
especificar um domínio é necessário especificar um tipo de dado, a partir do qual os valores
de dados que formam o domínio são projetados. É necessário também especificar um nome
para o domínio, para auxiliar na interpretação de seus valores. Veja alguns exemplo a
seguir:
• Nomes: O conjunto de nomes de pessoas.
• Nomes_dos_departamentos_acadêmicos: O conjunto de nomes dos
departamento acadêmicos, tais como Ciência da Computação, Matemática,
Física, de uma universidade.
26
Nome da relação Nome da relação
Figura 2.4 Atributos e tuplas de uma relação aluno e curso.
• Número_de_telefones: O conjunto de números de telefone com 8 dígitos
válidos dentro de um determinado código de área.
Estes exemplos são chamados de definições lógicas de domínios. Para cada
domínio é especificado um tipo ou formato de dado. Por exemplo, o tipo de dados para o
domínio Número_de_telefones pode ser um conjunto de string na forma (##) #### - ####,
onde cada # é um digito e os dois primeiro dígitos indicam o código válido para a área de
telefonia.
Uma relação R representada por R(A1, A2, A3, ...,An) é formada pelo nome
da relação R e uma lista de atributos A1, A2, A3, ...,An. Uma atributo Ai é o nome de um
papel desempenhado por algum domínio D no esquema da relação R. O domínio de Ai é
representado por dom(Ai). Uma relação de um esquema da relação R(A1, A2, A3, ...,An) é
um conjunto de n-tuplas. Cada tupla é uma lista ordenada de valores, onde cada valor é um
elemento de dom(Ai) [ELMASRI E NAVATHE, 2002].
A Figura 2.4 apresenta um exemplo de banco de dados relacional, onde, a
tabela aluno se relaciona com a tabela curso. O aluno Pedro tem o código 000251 e está
matriculado no curso de Sistemas de Informação que tem o código 2020.
aluno aluno_codigo aluno_nome codigo_curso
000202 José 1010 000251 Pedro 2020
Tuplas
000503 Maria 3030
codigo_curso nome_curso 1010 Fisioterapia 2020 Sistemas de Informação 3030 Física
27
2.3.2 Modelo Orientado a Objeto
“O modelo orientado a objeto é baseado no paradigma da programação
orientado a objeto. Esta abordagem de programação foi introduzida pela linguagem Simula
67, projetada para simulações de programações. Recentemente, as linguagem C++ e
Smalltalk tornaram-se as mais conhecidas linguagens de programação orientadas a objeto”
[KORTH e SILBERSCHATZ, 1993].
Com a orientação a objeto surgiram novos recursos para suprirem a
necessidade de recursos dos novos aplicativos, este recursos são:
•Objetos complexos, são itens que são vistos como único objeto no mundo
real, mas que contem outros objetos, freqüentemente esses objetos são
estruturados hierarquicamente, representando o relacionamento interno. A
modelagem de objetos complexos tem levado ao desenvolvimento de banco
de dados orientado a objeto.
•Dados comportamentais, objetos destinos podem precisar responder de
diferentes modos ao mesmo comando.
•Meta conhecimento, o dado mais importante sobre os aplicativos são as
regras gerais sobre os aplicativos em vez de tuplas específicas, como por
exemplo, todas as contas correntes pagam 5% de juros se o saldo devedor
for mais de R$ 1.000, caso contrario, não pagam juros.
O paradigma da orientação a objeto tem como principais conceitos, objeto,
classe, herança, polimorfismo e identidade, que explicaremos em seguida.
O Objeto possui os dados encapsulados internamente. A interface entre o
objeto e o resto do sistema é definida como um conjunto de mensagens [KORTH,
SILBERSCHATZ, 1993].
28
De uma forma geral um objeto tem associado a ele:
•Um conjunto de variáveis que contem dados para o objeto. O valor de cada
variável é um objeto próprio.
•Um conjunto de mensagens as quais um objeto responde.
•Um método, que é um corpo de código para implementar cada mensagem. Um
método retorna um valor como a resposta para a mensagem.
Uma Classe é formada pelo agrupamento de objetos similares, ou seja, que
respondem as mesmas mensagens, usam os mesmos métodos e tem variáveis do mesmo
tipo. Cada objeto é chamado de instancia de sua classe. Em uma classe todos os objetos
partilham definições comuns embora se diferem nos valores das variáveis.
Um objeto que representa o Chefe contém as características da classe
Funcionário que por sua vez contém as características da classe Pessoa. Está técnica é
chamada de Herança, que nada mais é do que o fato de um objeto ou uma classe herdar
variáveis e métodos de uma classe mais geral. As especializações de uma classe são
chamadas subclasses como pode ser visto na Figura 2.5 [KORTH, SILBERSCHATZ,
1993].
Figura 2.5 Exemplo de hierarquia de classe e herança [KORTH, SILBERSCHATZ, 1993].
chefe secretário
funcionário
contador
cliente
pessoa
subclasse
superclasse
29
O Polimorfismo permite que o nome de uma mesma operação possa ser definida em várias classes, tendo implementações diferentes como mostra a Figura 2.6. 2.4 Vantagens do Banco de Dados
As vantagens na utilização de sistemas de banco de dados vão depender
diretamente da aplicação deste banco, dependendo da finalidade estas vantagens não podem
ser vistas de imediato. Más, de uma forma geral as vantagens do sistema de banco de dados
em relação aos métodos tradicionais são muitas, como:
• É compacto: elimina os arquivos de papéis, reduzindo o volume.
• É rápido: O computador pode manipular os dados mais rápido que o homem.
• Implica em menos trabalho braçal: elimina praticamente todo o trabalho manual
de arquivamento.
• Tem fluxo concorrente: disponibiliza informações corretas e atualizadas a
qualquer momento.
Objeto Geométrico
Formato Ponto_referência
Área
Circulo
Raio
Área
Retângulo Largura Altura
Área
Figura 2.6 Exemplo de polimorfismo [KORTH, SILBERSCHATZ, 1993].
30
CAPÍTULO III
3. Computação Móvel
3.1 Introdução
Ao longo dos últimos anos, os Sistemas de Gerenciamento de Banco de
Dados (SGBD) também estão sendo utilizados em novas e interessantes aplicações. Entre
essas aplicações se destacam as aplicações geográficas, de multimídia, biológicas, de apoio
à decisão e processamento em sistemas de tempo real, na internet e no ambiente de
computação móvel na qual iremos dar ênfase durante este trabalho.
Como citado por [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA,
KELNER, 2003] Computação Móvel é um paradigma que permite ao usuário acesso a uma
rede fixa ou móvel independentemente de onde ele esteja. O usuário tem a capacidade de
acessar informações em qualquer lugar e a qualquer momento, desde que utilize os recursos
e as técnicas corretas. Esse paradigma também pode ser chamado de Computação Ubíqüa e
Computação Nômade.
A Computação Móvel é composta por três elementos: a característica do
dispositivo portátil, a mobilidade do usuário, e a comunicação com outro elemento
computacional através da comunicação sem fio chamada wireless.
O paradigma da Computação Móvel não trata somente das questões ligadas
a área de sistemas distribuídos e rede de computadores. Este é um paradigma que trata de
todas as áreas da Ciência da Computação, como, projetos de circuitos onde deve ser
considerado o consumo de energia; sistemas operacionais que devem gerenciar dispositivos
móveis com capacidade limitada de memória e processamento; linguagem de programação
e compiladores que devem ter características especiais; banco de dados que devem
considerar novos mecanismos; engenharia de software que deve propor novos princípios
como interface homem-máquina, e outras áreas como Psicologia e Sociologia, que definem
novas formas de uso da tecnologia [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA,
KELNER, 2003].
A comunicação sem fio e a computação móvel é utilizada com maior
intensidade nos paises com mais elevado nível tecnológico, como os da América do Norte,
31
Europa e Japão. Com isso, muitos se perguntam se o Brasil vai ter oportunidades de
competir neste mercado, onde tudo tende a ser dominado pelos paises que dominam a
tecnologia da Computação Móvel.
Em resposta a essa pergunta é necessário entender que para competir deve se
ter idéias de serviços e aplicações diferentes, que realmente revolucionem no segmento, e
não que sejam usadas por que esta na moda. No entanto para estes serviços e aplicações, na
maioria das vezes não existem ferramentas para seu desenvolvimento. A grande
oportunidade é que para desenvolver essas ferramentas não é necessário ter domínio
profundo das tecnologias da comunicação sem fio. Portanto, o Brasil tem capacidade de
criar condições para o desenvolvimento de software para computação móvel [LOREIRO,
SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003].
Veja na Figura 3.1 uma estimativa de assinantes de serviços de comunicação
sem fio.
O principal objetivo deste trabalho é destacar a importância da utilização de
Banco de Dados na área da computação móvel, devido ao grande crescimento no número
Figura 3.1 Estimativa de assinantes de serviços de comunicação semfio [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA,KELNER, 2003].
Internet
Wireless
1 Bilhão de Aceitação
300 Milhões de Aceitação
200 Milhões de Usuários
Wireless and Broadband
Internet
1 Bilhão de Usuários
1998 2005
Cre
scim
ento
do
Mer
cado
32
de usuários que precisam estar conectados trocando informações independentemente da
distancia e do local onde estejam.
Com o surgimento deste ambiente surgiram também diversos dispositivos
móveis chamados PDAs (Personal Digital Assitant) que incluem laptops ou notebooks,
palmtops,handhelds, que são dispositivos monousuários e bem pequenos se comparados
aos computadores tradicionais. Veja na Figura 3.2 alguns PDAs.
3.2 Histórico
A Computação Móvel teve a sua origem devido a grande necessidade de se
trabalhar cada vez mais fora do ambiente de trabalho. Enquanto isso, o crescimento
tecnológico de celulares, palmtops, notebooks, handhelds, e outros, veio se evoluindo com
o passar dos anos.
No ano de 1994 uma grande empresa chamada Psion lançou o Psion
Organizer I, um dispositivo que continha em sua memória, calculadora, relógio, calendário
e uma capacidade de programação parecida com o BASIC (primeira linguagem de
programação feita pela Microsoft), isso fez do Psion o primeiro Assistente Digital Portátil,
nos dias de hoje conhecidos como PDAs, que veremos também neste capitulo.
Paralelamente, no ano de 1984, a Epson colocava no mercado o HX-20 que foi o primeiro
Laptop a ser desenvolvido [e_2003].
Figura 3.2 Alguns exemplos de PDAs [_n, 2004].
33
O Psion foi um sucesso de vendas que chamou a atenção de empresas como:
Apple, Hewlett-Packard (HP), Motorola, Sharp Eletronics e Sony Eletronics, que
aproveitando a idéia resolveram lançar dispositivos portáteis. Em 1996 a Palm. Inc recém
comprada pela U.S Robotics lançava o Pilot 1000 e o Pilot 5000 deixando o mercado
perplexo, pois estes dois modelos tinham algo que o mercado não conhecia que era a
sincronização de dados com o Desktop deixando as informações do PC para o livre acesso
por meio de computadores de mão [f_2003].
Sincronização de dados não é nada mais que a atualização ou troca de dados
que pode ser feita a curta ou a longa distância, através de dispositivos como infravermelho,
satélite, radiofreqüência e etc.
3.3 Tipos de Redes Sem Fio
Existem diferentes tipos de redes sem fio que variam em tecnologia e
aplicação, sendo possível classificá-las em quatro tipos: WPANs, WLANs, WMANs e
WWANs, que serão detalhadas abaixo:
• As redes pessoais sem fio (Wireless Personal Area Network – WPAN) são
voltadas, principalmente, para a conexão de um computador a dispositivos
periféricos, como impressoras, PDAs e telefones celulares, eliminando a
necessidade de cabos. As WPANs cobrem pequenas distâncias e oferecem
baixas velocidades, se comparada a outras tecnologias wireless. O padrão
para WPANs é conhecido como Bluetooth [_k, 2004].
• As redes locais sem fio (Wireless Local Area Netowrk – WLAN) são redes
que oferecem uma pequena dispersão geográfica e altas taxas de
transmissão. As WLANs oferecem grande flexibilidade para seus usuários,
principalmente os que utilizam computadores portáteis e PDAs [_k, 2004].
• As redes metropolitanas sem fio (Wireless Metropolitan Area Network –
WMAN) oferecem uma cobertura geográfica maior que as WLANs e altas
taxas de transmissão [_k, 2004].
• As redes distribuídas sem fio (Wireless Wide Area Network – WWAN) são
redes com grande dispersão geográfica, voltadas para aplicações móveis
que utilizem telefones celulares, pagers, PDAs etc. Existem inúmeras
34
tecnologias para WWANs que limitam a taxa de transmissão e,
conseqüentemente, o tipo de serviço que poderá ser oferecido. As redes de
celulares estão caminhando rapidamente para tornarem-se a maior
aplicação de WWAN. Com o crescente uso de conexões de banda larga,
celulares estão transmitindo e-mails, textos, imagens, som e vídeo, com a
mesma qualidade e velocidade que os dispositivos ligados por fios [_k,
2004].
• As redes de sensores são uma aplicação muito particular de redes sem fio,
onde é possível que milhares de pequenos sensores sejam espalhados por
uma área pré-definida monitorando eventos específicos. Uma das
características mais importantes em redes de sensores é a limitada
capacidade de energia dos dispositivos, ou seja, existe um problema crítico
de consumo de energia [_k, 2004].
3.4 Dispositivos Móveis
Os dispositivos para computação móvel não são apenas simples
organizadores pessoais. Com o avanço tecnológico tem sido possível fabricar dispositivos
computacionais que possuem o paradigma da mobilidade. Este paradigma está mudando a
forma como realizamos nossas tarefas diárias, quando estamos em movimento e
necessitamos de informações e serviços sem estarmos presos ao um ambiente físico
[LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003]. Veja na Figura 3.3 a
visão geral de aplicações que podem ser realizadas através da Computação Móvel.
Além dos dispositivos móveis “clássicos” como handhelds estão surgindo
várias formas de PDAs, como, telefones celulares, sistemas de áudio, câmeras fotográficas
digitais, placas de comunicação sem fio multiprotocolos que facilitam a comunicação entre
diferentes tipos de dispositivos. Esses dispositivos também podem possuir recursos como
GPS (Global Positioning System) [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA,
KELNER, 2003].
35
3.5 Tecnologias de Comunicação Sem Fio
Atualmente algumas tecnologias de comunicação sem fio estão se
destacando e se tornando indispensáveis na vida da sociedade moderna.
3.5.1 i-Mode
O i-Mode é um sistema de informações por pacotes, que foi desenvolvido
pela operadora de telefonia japonesa NTT DoCoMo. Com esse sistema o usuário não
recebe mais informações através de um canal de rádio, como nas redes telefônicas, o que
significa que várias pessoas podem acessar as informações simultaneamente, ele reduz os
custos, pois, as tarifas são cobradas de acordo com o volume de informações transmitidas.
[LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003].
Figura 3.3 Visão de aplicações em computação móvel [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003].
• Móvel • Segurança • Acesso Remoto • Conexão Parecida • Fácil Uso • Personalizado • Compra de Contrato • Múltipla Seção
Escritório
Casa
Carro
Web
Bancos
eComerce
Aeroporto eLearning/ eCommunication
Calendário
36
Em muitos aspectos o i-mode é semelhante ao WAP, até mesmo na
velocidade de transmissão, que é de 9,6 Kbps, isto acarreta grande dificuldade no transporte
de imagens, permitindo apenas o transporte de ícones simples no formato vbmp.
O sistema de comunicação de pacotes tem conexão permanente com a WEB,
portanto, a velocidade de transmissão de dados não prejudica o desempenho do i-Mode. Ao
contrario do Brasil, a operadora japonesa cobra pela quantidade de dados transmitidos e não
pelo tempo de uso. O HTML foi a tecnologia utilizada inicialmente no i-Mode, a empresa
DoCoMo e o Wapforum fizeram um acordo e passaram a usar este padrão. A Figura 3.4
mostra um celular executando o i-Mode [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA,
KELNER, 2003].
3.5.2 WAP (Wireless Aplicattion Procotol)
A internet está se espalhando pelo mundo, o número de computadores
desktop (de mesa) hoje em dia é muito pequeno se comparado com outros dispositivos de
comunicação como o rádio e a TV. Com a produção em massa de diversos dispositivos sem
fio como celulares e PDAs surgiu o WAP.
Essa tecnologia permite uma expansão sem procedentes na internet, pois,
WAP é um conjunto de especificações de protocolos que permitem uma experiência
semelhante a navegação pela internet. Esses protocolos foram iniciados pela Ericsson,
Nokia, Motorola e Phone.com e hoje tem suas especificações abertas. A entidade
responsável pela administração e fiscalização do WAP é a entidade WAP Fórum, foi ela
Figura 3.4 Exemplo de celular operando com i-Mode [_h, 2004].
37
quem definiu um padrão global para a industria para o fornecimento de dados para
terminais móveis [b_2003].
“Os protocolos WAP permitem que os aparelhos portáteis como telefones
móveis, pagers, e radiocomunicadores tenham acesso a internet. O WAP é compatível com
a maioria das redes sem fio e tem suporte para todos os sistemas operacionais (Palm OS,
Windows CE, e etc.)” [b_2003].
Uma das principais características dos telefones WAP é o uso do MMM que
substitui o WWW. MMM significa Mobile Media Mode e garantes que os serviços ou
produtos são compatíveis com Wireless Aplicattion Procotol [b_2003].
WAP especifica um micro-browser usando um novo padrão chamado WML,
que é aperfeiçoado para terminais móveis, e também especificam um servidor proxy que
age como uma porta entre a rede móvel e a internet, fornecendo um protocolo e otimizando
a transferência de dados para a handset móvel [b_2003].
Na estrutura do HTML os sites são constituídos por páginas. Na estrutura
padrão WAP os sites são constituídos por decks (conjuntos) e pages que são cards
(cartões). Um documento WML é formado por um deck, e o deck por sua vez é formado
por um ou mais cards, a Figura 3.5 mostra um exemplo de dois cards que formam um deck
[c_2003].
Figura 3.5 Exemplo de dois cards formandoum deck [c_2003].
38
A seguir um exemplo de programação WML e um documento XML.
<?xml version=”1.0”?>
<!DOCTYPE wml PUBLIC “-//WAPFORUM//DTD WML 1.1//EM” Ã
“http://www.wapforum.org/DTD/wml_1.1.xml”><br>
<wml>
<!-- Este é o primeiro card -->
<card id=”Card1”>
<do type=accept” label= “Proxima”> <go href=”#card2”/> </do>
<p> Selecione <em>Prosseguir</em> para ver a outro Card! <p>
</card>
<! –- Esta é o segundo card -- >
<card id=”Card2”><p> Oi para todo mundo! <br>
Bastante original.<br> </p>
</card>
</wml>
“Como o WML é um documento XML, ele começa definindo qual é a
versão da especificação XML utilizada e qual é o tipo do documento. As duas primeiras
linhas estarão sempre presentes nos códigos WML.
Devemos tomar alguns cuidados adicionais por se tratar de XML apesar da
semelhança com o HTML. As tags, que identificam os elementos do código, são
representadas por nomes cercados pelos símbolos “<” e “>”. Assim, <wml> é um exemplo
de tag. As tags delimitam o inicio e o fim de um elemento. Temos então a tag <wml> para
abrir o elemento wml e a tag </wml> para fechar o elemento.
Existem ainda as tags com elemento vazios, apenas com atributos. Um
exemplo que é bem conhecido por quem usa HTML: <img src=”figura.wbmp”/>. Repare
que quando o elemento é vazio a tag precisa ser fechada com a barra (/). Isto é uma
exigência sintática do XML que é dispensada no HMTL.
39
Outro ponto que merece destaque é que todos os nomes são case sensitive,
isto é, maiúsculas são diferentes de minúsculas e portanto as tags têm que ser compatíveis
entre si. Além das tags e dos elementos, temos os comentários, sempre iniciados com “--" e
terminados com “-->”.
No código exemplo apresentado existe um deck composto por dois cards
(Card1 e Card2). O Card1 além de texto possui um elemento <do>, que define a ação a ser
executada quando o usuário selecionar a opção “Próxima”. Neste caso, a ação é navegar até
o Card2, conforme o elemento <go href=”#Card2”/>, onde o atributo href indica a URL de
destino. Como neste caso o Card2 está no mesmo deck, basta especificar para qual card
navegar (note o uso do # para determinar o card)” [c_2003]. Veja na Figura 3.6 um
exemplo.
3.5.3 Bluetooth
Bluetooth é um padrão proposto pelo Bluetooth SIG (Special Internet
Group), que é um consorcio das maiores empresas de computação do mundo. Esse padrão
opera na faixa ISM (Industrial, Scientific, and Medical) de 2.4GHz, e tem o objetivo de
propor uma tecnologia de baixo custo para conectividade sem fio. O padrão foi criado
inicialmente para substituir cabos por conexão via rádio. [LOREIRO, SADOCK,
MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003].
“A estrutura de comunicação do Bluetooth é chamada de piconet e tem a
característica de ser uma rede onde um nodo central, definido como mestre, se comunica
com outros dispositivos chamados de escravos, formando uma topologia em estrela, com
no máximo sete elementos. Piconets podem se conectar entre si formando Scatternets como
mostra a Figura 3.7 [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003].
Figura 3.6 Representação de deck e card [c_2003].
40
Esses piconets possuem características de formarem pequenas redes pessoais
conhecidas como PAN (Personal Area Network), isso devido ao pequeno alcance de
comunicação dos dispositivos.
As principais diferenças entre o Bluetooth e outros tipos de redes sem fio
são:
• Redes formadas de dispositivos com baixa capacidade e pouca energia;
• Conexões entre dois dispositivos possuem diversos estados, com o objetivo
de economizar energia e gerenciar a formação de outras piconets;
• Formação espontânea de piconets, possibilitando modificações em sua
topologia. Essas modificações não são apenas em função da mobilidade;
• As scatternets possuem pequenos diâmetros, sendo formadas por menos que
dez piconets;
• O estabelecimento da conexão entre dois nodos passa por um procedimento
de identificação e sincronização que necessita de uma temporizarão para
ocorrer efetivamente.
Figura 3.7 Uso do padrão onde piconetes e scatternets são formados [i_2004].
41
A Figura 3.8 mostra as principais aplicações do Bluetooth.
3.5.4 RFID (Radio Frequency Identification)
Imagine uma grande empresa, e que essa empresa tenha controle total de
seus produtos, da matéria-prima até o produto pronto, onde o processo de transformação vai
sendo acompanhado automaticamente de setor a setor tendo suas informações atualizadas
minuto a minuto. Algumas empresas utilizam para este controle os códigos de barras, que,
são criados pela empresa ou já vêem elaborados por seus fornecedores.
Com o surgimento da tecnologia RFID (Radio Frequency Identication) a
coleta de informações ficou mais fácil, porque a coleta e feita automaticamente (não
manualmente no caso dos códigos de barras), este sistema surgiu na década de 80 e uma
das suas grandes vantagens é o rastreamento e o controle em ambientes hostis e também em
produtos que o código de barras não é tão eficiente [_g, 2004].
Segundo [_g, 2004] o sistema RFID trabalha com três componentes sendo:
antena, transceiver (com um decodificador) e um transponder (chamado de RF Tag), este
transponder contém uma antena e um chip onde as informações são gravadas
eletronicamente, as informações são definidas pela empresa. A antena transmite um sinal de
rádio, sinal este que ativa o transponder fazendo uma leitura ou adicionando alguma
Figura 3.8 Modelo de uso e comunicação com outrostipos de dispositivos [_o, 2004].
42
informação, sendo que esta é a única função da antena, fazer o RF Tag trocar/enviar dados
para o leitor. Para cada tipo de aplicação existe algum tipo de antena, tendo ela diversos
formatos e tamanhos [g_2003].
Podem existir casos onde a antena, o transceiver e o transponder fique
instalados no mesmo local, casos estes que são utilizados normalmente em aplicações
portáteis transformando a antena e o transceiver em um leitor. Leitor que por meio do
transceiver propaga ondas de rádio em diversos sentidos, de uma polegada até alguns
metros de distância (dependendo da potência de saída e da freqüência de radio utilizada).
Quando o RF Tag entra na zona eletromagnética emitida pela antena é detectado
imediatamente pelo leitor, que por suas fez decodifica os dados que se encontram no RF
Tag, transmitindo-os para o computador assim realizando o mapeamento do processo por
completo [g_2003].
Como no caso das antenas o RF Tag também esta disponível em tamanhos e
formatos diversos, formatos que podem ser de: argolas, pastilhas, cartões entre outros, e o
seu encapsulamento pode ser de vidro, plástico e etc, como mostra a Figura 3.9, tipos que
são definidos conforme a sua aplicação, ambiente de uso e a sua performance.
Abordaremos agora algumas características do RFID:
• Os RF Tags são divididos em duas categorias: os ativos e os passivos;
• Ativos: sua fonte de energia é uma bateria interna e trabalha com o
sistema de escrita e leitura podendo fazer uma re-escrita ou uma
Figura 3.9 Exemplos de transponder [_p, 2004].
43
modificação na informação, o seu custo é bem maior que o dos passivos
tendo uma vida útil de 10 anos;
• Passivos: trabalham sem bateria, pois, sua alimentação é transmitida pelo
próprio leitor por ondas eletromagnéticas. São mais baratos que os RF
Tags ativos e dependendo de suas condições de uso teoricamente tem o
tempo de vida útil ilimitada;
Tags passivas normalmente são do tipo read-only (somente leitura) tendo
sua maior utilização em distâncias curtas e necessitam de um leitor com maior potência.
RFID com baixa freqüência (30 a 500 KHz) são utilizados para uma leitura de curta
distância e com baixo custo, como por exemplo identificação de animais. RFID com alta
freqüência (850 a 950 MHz e 2.4 e 2.5 Ghz) são utilizados para leituras em longas
distâncias e com velocidades elevadas, como por exemplo coletas de dados em veículos.
Agora serão abordadas algumas vantagens do sistema RFID, entre suas
várias vantagens podemos citar:
• Sua leitura é realizada sem o contato direto entre a etiqueta e o leitor, tendo a
vantagem de fazer a leitura do produto já embalado não havendo a
necessidade de abri-lo, ou até mesmo colocar a tag em uma superfície que
receberá uma camada de tinta ou de graxa;
• Seu tempo de resposta é muito baixo (menos que 100ms) sendo uma ótima
vantagem em produtos que se encontram em movimento constante; Ex:
Produtos em uma esteira ou linha de produção.
• O custo do RFID vem tento uma queda durante os últimos anos;
Depois de suas características e suas vantagens podemos citar algumas
aplicações da tecnologia RFID que pode ser no controle de acesso, controle de tráficos de
veículos, lavanderias industriais, controle de bagagens em aeroportos, controle de
containers e em várias outras áreas.
44
Figura 3.10 Exemplo de utilização do RFID [_q, 2004].
Na Figura 3.10 é apresentado um exemplo prático do uso do RFID em uma
transportadora, onde um funcionário passa todas a mercadorias, onde, cada produto contém
um transponder, de uma só vez entre dois dispositivos de leitura (transceiver).
3.5.5 IEEE 802.11
Criado em 1999 com a finalidade de suportar a comunicação em WLANs
(Wireless Local Area Network) o padrão IEEE 802.11 possui uma camada de acesso ao
meio chamada MAC, e diferente camadas físicas sendo possível o acesso de três diferentes
formas:
• FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) - operando na faixa ISM de 2.4
GHz a uma taxa de 1 Mbps e 2 Mbps [_k, 2004];
• DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) - operando na faixa ISM de 2.4
GHz a uma taxa de 1 Mbps e 2 Mbps [_k, 2004]; • Infra-vermelho - a uma taxa de 1Mbps e 2 Mbps [_k, 2004].
Esse padrão também é conhecido como Ethernet sem fio, por ser uma
extensão do padrão Ethernet IEEE 802.3. No padrão 802.11 a arquitetura utilizada é um
BSS (Basic Service Set) que é definido como um grupo de estações sobre controle de uma
45
função de coordenação chamada DCF (Distributed Coordination Function), que é
responsável por determinar quando um dispositivo pode enviar e receber dados. Essas
estações podem se comunicar ponto a ponto, quando isso ocorre são chamadas rede Ad-
hoc, ou através de uma infra-estrutura, essa comunicação é conhecida como redes infra-
estruturadas e utilizam estações base para interconectar os dispositivos para dar suporte e
mobilidade. [LOREIRO, SADOCK, MATEUS, NOGUEIRA, KELNER, 2003].
O padrão IEEE 802.11 é dividido em varias versões e cada versão possui
uma taxa de comunicação que serão citadas abaixo:
• O padrão IEEE 811 básico possui taxas de comunicação de 1 e 2Mbps;
• O padrão 802.11a opera na faixa de 5 GHz a uma taxa que pode variar de 6
Mbps a 54 Mbps [_k, 2004].
• O padrão 802.11b opera na faixa de 2.4 GHz a uma taxa de 5.5 a 11 Mbps e
pode chegar a 54Mbps [_k, 2004].
• O padrão 802.11g, ainda a ser aprovado, opera na faixa de 2.4 GHz a uma taxa
que pode variar de 6 Mbps a 54 Mbps [_k, 2004].
A Figura 3.11 mostra o uso do padrão 802.11 em um ambiente externo, e a
Figura 3.12 mostra alguns equipamentos necessários para sua comunicação.
Figura 3.11 Uso do padrão IEEE 802.11 em ambientes externos [_j, 2004].
46
O padrão 802.11 possui algumas falhas que podem ser divididas em 3
grupos:
• Uso do 802.11 sem criptografia [_k, 2004];
• Falhas no WEP (Wired Equivalent Privacy). O WEP atua na camada de enlace
entre estações e o ponto de acesso (AP), oferecendo, basicamente, três
serviços: confidencialidade, integridade e autenticação [_k, 2004];
• Falta de autenticação nas mensagens de gerência [_k, 2004].
3.5.6 Wi-Fi
A tecnologia Wi-Fi abreviatura de “Wireless Fidelity” ou fidelidade sem fio
esta cada dia mais presente no dia-a-dia de vários empresários brasileiros. Esta tecnologia
permite o uso da internet de banda larga em lugares públicos. Segundo a Revista Veja até
julho do ano passado no Brasil existiam somente 45 pontos de conexão sem fio espalhados
por hotéis, aeroportos e restaurantes. Desde então com o crescimento desta tecnologia o
Brasil vem ampliando a cada dia o número de lugares com Wi-Fi. Mas ainda estamos longe
do Estados Unidos e da Europa onde as tecnologias sem fio fazem parte de uma grande
fatia do mercado. Com o crescimento do Wi-Fi a previsão é de que os pontos de acessos
cresçam de 50.000 nos dias de hoje, para 190.000 até 2007. O fato de acessar a internet e
verificar e-mails com equipamentos portáteis enquanto o usuário está esperando uma
Figura 3.12 Aparelhos utilizados no padrão IEEE 802.11 [_j, 2004].
47
refeição ou ate mesmo o horário de seu vôo é muito atraente. Pensando nisso os
fornecedores de equipamentos para a tecnologia sem fio estão de olho no mercado
Brasileiro.
Para a instalação de uma estação Wi-Fi o custo varia de 550 a 1500 reais
preço da contratação de um serviço de banda larga e o equipamento chamado “ponto de
acesso”.
Os computadores portáteis necessitam de uma placa Wi-Fi, placa está que já
esta vindo instalada diretamente da fabrica no caso de dispositivos mais modernos. Sua
transmissão é de 50 a 100 metros, sinais estes que podem vazar de um local para outro
tornando-se um grande problema para quem não estiver com dispositivos de segurança. O
Wi-Fi já tem um sucessor que é chamado de WiMax que já se encontra em testes e tem o
poder de alcançe de 50 kilometros. Veja na Figura 3.13 um exemplo da utilização da
tecnologia Wi-Fi em uma conferência, na Figura 3.14 os equipamentos utilizados em
ambiente interno e na figura 3.15 as antenas utilizadas em ambientes externos.
Figura 3.13 Utilização de Wi-Fi em um ambiente fechado.
48
3.7 Palm
Os palms e compatíveis são computadores de mão que, a cada dia, ganham
novas funções, serviços, programas e acessórios. Cada palm vem com os principais
programas para organizações pessoal e profissional, como cadastro de endereços, tarefas a
fazer, agenda, bloco de anotações, controle financeiro e e-mail. Alem disso, a Palm oferece
o Palm Desktop, programa pra sincronizar os dados com o computador o que permite
também a comunicação das informações no próprio PC ou mac [_a, 2003].
Figura 3.14 AP, Placa Adapter, Cartão PCMCIA e Wet utilizadas em ambiente interno [_l, 2004].
Figura 3.15 Tipos de antenas para uso em ambiente externo [_m, 2004].
49
O acesso aos programas, e mesmo à escrita, é efetuado utilizando uma
caneta que acompanha o equipamento, facilitando o uso, pois são necessários poucos
passos pra opera-lo o que é uma grande vantagem em relação aos computadores que
estamos acostumados a usar.
No Palm a entrada de dados é a própria tela sensível ao toque da caneta
chamada também de stylos. Estes equipamentos são alimentados por pilhas (baterias) ou
energia elétrica. Como o próprio nome sugere eles cabem na palma da mão.
Existem inúmeros programas e documentos disponíveis para o Palm, o que
garante acréscimo de funcionalidades ao produto. Pode se destacar os serviços para acesso
a informações culturais, sistemas bancários, planilhas, programas para viagem e sistemas
gerenciadores de banco de dados. Alem de diversos acessórios como gravador de
mensagens faladas, teclado, GPS, câmeras e outros mais. Atualmente, são vendidos vários
modelos compatíveis com a plataforma Palm, garantindo uma participação de 73% no
mercado americano e mais de 50% no mercado mundial.
Para a programação me Palm deve se ter em mente que muitos projetos
envolverão pelo menos dois tipos de programas:
1 – Aplicativo executado no Palm. É o programa que será executado no
Palm, desenvolvido com a ferramenta de programação escolhida, por exemplo Delphi,
Visual C++, Java, Visual Basic e outros.
2 – Conduit: É uma dll responsável pela troca de dados entre Palm e Micro
nos dois sentidos.
Alguns conceitos básicos formam pré-requisitos para o entendimento da
linguagem e na avaliação e escolha da ferramenta de desenvolvimento:
PDB, O Palm Data Base (PDB) é o formato padrão que o PalmOS utiliza
para armazenamento de dados, em forma de registros.
PRC, é a extensão do aplicativo desenvolvido para rodar no Palm. Em
linguagem simplificada, é equivalente ao .EXE ao qual estamos muitíssimo acostumados.
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Runtime, é o mesmo que modo interpretado. Geralmente o runtime é
instalado no Palm durante o processo de instalação da própria ferramenta. Quando você
desenvolve aplicações na ferramenta, que normalmente são arquivos com extensão nativa
da propria ferramenta, estes arquivos não executarão no PalmOS, eles necessitam do
runtime. Ao ser executado, o runtime aciona os aplicativos, interpretando os comando e os
executando. A Figura 3.16 mostra um Pocket PC funcionando com o Windows CE
instalado.
Figura 3.16 Pocket PC com Windows CE [_s, 2004].
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