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GISVM, uma Máquina Virtual para o Ensino de SIG

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Apresentação

BOA TARDE

José Gomes dos Santos (DG / CEGOT)

Ricardo Pinho (Autor GISVM / Grupo Educação)

Nelson Silva (Grupo Educação OSGeo PT)

Adnilo Chande (Grupo Educação OSGeo PT)

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Programa

1.a Parte (45 min):GISVM, a ferramenta ideal para o Ensino de Sistemas de Informação Geográfica (SIG)

Intervalo (15 min)

2.a Parte (60 min):Porquê o ensino com Software Livre?!

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Sumário – 1.a Parte

1. O conceito GISVM

3. Software Livre / Open Source nos SIG

5. Virtualização

7. Demonstração

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O Conceito GISVM

Experiência “culinária” com 3 ingredientes:

= Máquinas Virtuais para SIGMáquinas Virtuais para SIG

+ Software Livre + SIG+ Virtualização

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Software Livre

Software Livre, o que é isso?

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A indústria de software

• Software: um dos produtos mais complexos produzidos pelo ser humano

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A indústria de software

• Software: um dos produtos mais complexos produzidos pelo ser humano

(1993) Windows NT 3.1 4 Million Source Lines Of Code(2001) Windows XP 40 Million SLOC(2004) Mac OS X 10.4 86 Million SLOC

(2005) Linux kernel 2.6.0 5 Million SLOC(2005) Debian 4.0 283 Million SLOC

(fonte: wikipedia)

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Software – Os custos

• Desenvolver Software tem custos elevados

– (2001) “IBM spent a trillion dollars on the CICS application server platform alone”

– (2005) Linux Kernel 2.6.0• 4 Million Source Lines Of Code• 1.302 Person-Years Development Effort• 176 Million US Dollar Development Cost

– (2007) “Microsoft had claimed that Windows Vista had cost 6 billion dollars to develop”

(fonte: wikipedia, www.dwheeler.com)

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Software – As licenças

(extracto de Termos de utilização - servidor web da Microsoft)

Qualquer software que seja disponibilizado para ser transferido a partir deste servidor ("Software") constitui obra protegida pelo direito de autorobra protegida pelo direito de autor cujo detentor é a Microsoft e/ou seus fornecedores. A utilização do Software é regulada pelos termos estipulados no contrato de licença do utilizador finalcontrato de licença do utilizador final, caso exista, que acompanha ou é fornecido com o Software ("Contrato de Licença"). O utilizador final não poderá instalar qualquer Software que seja acompanhado por, ou que inclua, um Contrato de Licença, a menos que concorde primeiro com os termos do Contrato de Licença. …

SEM LIMITAÇÃO PARA O DISPOSTO ANTERIORMENTE, ESTÁ EXPRESSAMENTE PROIBIDO EFECTUAR CÓPIAS OU REPRODUÇÕES EXPRESSAMENTE PROIBIDO EFECTUAR CÓPIAS OU REPRODUÇÕES DO SOFTWAREDO SOFTWARE PARA QUALQUER OUTRO SERVIDOR OU LOCALIZAÇÃO COM VISTA A SER NOVAMENTE REPRODUZIDO OU REDISTRIBUÍDO.

• Os custos são em grande parte amortizados pela venda de licenças de utilizaçãolicenças de utilização:

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Software – As licenças

• Os custos são em grande parte amortizados pela venda de licenças de utilizaçãolicenças de utilização:

– Código fonte, secreto e propriedade exclusiva do autor (direitos de autor)

– Ao utilizador é vendida uma autorização de uso (licença), normalmente pessoal e intransmissível

– O contrato celebrado é restritivo de direitos do utilizador, não pode: copiar, alterar, distribuir, etc.

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Software SIG - A indústria

• Resumo da Indústria de Software SIG:

– Três grandes: ESRIESRI , IntergraphIntergraph e AutodeskAutodesk, operando em regime de monopólio: oferecendo gamas completas de soluções para SIG.

– Crescente combate à piratariacombate à pirataria e à cópia ilegal: Hardlocks, sistemas de segurança, ASSOFT, etc.

– Preços elevados de comercialização e formaçãoPreços elevados de comercialização e formação, obrigando ao compromisso do cliente sobre o investimento inicial.

– Fidelização do cliente pela dependênciaFidelização do cliente pela dependência dos: formatos proprietários, contratos de actualização e upgrades.

– (prática) Anti-interoperabilidadeAnti-interoperabilidade como forma de dificultar a mudança para software da concorrência.

– Monopolização do clienteMonopolização do cliente, fomentando a utilização restrita de soluções de uma marca: “Qual é o teu SIG?”

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Software SIG: Despesa AP

• Despesas em licenciamento na Administração Pública:(http://transparencia-pt.org/?search_str=ESRI+Intergraph+Autodesk)

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Licença Software Livre

Alternativa: Software Open Source / Livre• O tipo de licença mais adoptado é o: GNU General Public License

• "Software livre" refere-se a quatro tipos de liberdade para os utilizadores:– A liberdade de executar o programa, para qualquer propósito– A liberdade de estudar como o programa funciona, e adaptá-lo às

suas necessidades. Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade.

– A liberdade de redistribuir cópias de modo que possa ajudar ao seu próximo.

– A liberdade de aperfeiçoar o programa, e distribuir os seus aperfeiçoamentos, de modo que toda a comunidade beneficie. Acesso ao código-fonte é um pré-requisito para esta liberdade.“

• Um programa é software livre se os utilizadores tiverem todas as liberdades referidas.

(fonte: www.gnu.org)

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Licença Software Livre

• Direitos centrados no Utilizador e não no Autor!

• Free Software: think of “free speech”, not “free beer”,– Não significa obrigatoriamente "não comercial“ ou “gratuito”– Um programa livre deve estar disponível para uso comercial,

desenvolvimento comercial e distribuição comercial.

• São aceites diversas formas de distribuição (cobradas ou não), desde que não interfira com as liberdades fundamentais do utilizador.

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Software Livre: Negócio

• Novos modelos de negócio:

– “FLOSSFLOSS is being increasingly supported by for-profit industry heavyweights with billions of dollarswith billions of dollars on the line, … and is supported by a large number of companies including, IBM, Sun, HP, Google, Red Hat, Novell/SuSE, …”

– “IBM says that in 2001 it invested $1 billion in IBM says that in 2001 it invested $1 billion in LinuxLinux, and that by 2002 it had already almost completely recouped that investment, suggesting some astounding returns on investment.”

(fonte: www.dwheeler.com/essays/commercial-floss.html)

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Software Livre: Sucesso

• O porquê do sucesso do Software Livre:

– Propicia a colaboração/contribuiçãocolaboração/contribuição de milhares de possíveis utilizadores.

– Re-utilização e eficiênciaRe-utilização e eficiência no aproveitamento dos investimentos anteriores. Elimina a repetição de trabalhos já realizados.

– Efeito de complementaridadecomplementaridade, “Bola de Neve” no desenvolvimento de software.

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Software Livre no SIG

• Também na área dos SIG inúmeros projectos de Software livre foram surgindo ao longo dos últimos anos:

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SIG Open Standards

Open Geospatial Consortium

• “The Open Geospatial Consortium, Inc.® (OGC) is a non-profit, international, voluntary consensus consensus standards organizationstandards organization that is leading the development of standards for geospatial and location based services”.

• O Software livre SIG tem tido um papel preponderante na adopção dos Open Standards e na aproximação ao objectivo da plena interoperabilidade entre as aplicações.

(fonte: www.opengeospatial.org)

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Conceito de Virtualização

Virtualização, o que é isso?

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Conceito de Virtualização

• Conceito:– “Virtualização” é uma técnica baseada em

software que corre sobre uma plataforma de hardware (host computer) pela qual é criado um ambiente de computador simuladocomputador simulado (a máquina virtual) dentro do qual é possível executar software (guest software).

– O “guest software” inclui um Sistema OperativoSistema Operativo tradicional e completo, sobre o qual se podem instalar as mais diversas Aplicaçõesdiversas Aplicações,

– Todo este software executa como se estivesse instalado sobre uma plataforma de hardware plataforma de hardware realreal!

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O que é o GISVM?

• GISVM é uma máquina virtual criada no formato VMware

• Baseada no sistema operativo Linux - Ubuntu

• Onde foi instalado um conjunto completo de Free Open Source Software for Geospatial (FOSS4G = SASIG).

• Actualmente disponível em duas versões: Desktop and Server

G.I.S.V.M.G.I.S.V.M. do inglês: GGeographic IInformation SSystem VVirtual MMachine

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Porquê GISVM?

G.I.S.V.M.G.I.S.V.M. do inglês: GGeographic IInformation SSystem VVirtual MMachine

Porquê?• Concebido a pensar em quem está a dar os primeiros

passos no mundo do software aberto SIG.

• Permite ultrapassar as barreiras à mudança, de sistema operativo e a aversão aos processos de instalação de software aberto SIG.

• Uma nova forma de distribuir e usar ferramentas SIG que permite a sua utilização imediata, quando e onde delas necessitar, sem as habituais complicações decorrentes de instalação, configuração e incompatibilidades”

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O que inclui?GISVM GISVM DesktopDesktop

GISVM GISVM ServerServer

Linux Ubuntu 8.04 Desktop

+ Samba, SSH

+ Apache/PHP/MapServer

+ PostgreSQL/PostGIS

+ Java/Tomcat/GeoServer

+ Quantum GIS

+ gvSIG

+ Kosmo

+ uDIG

+ FWTools: OpenEV, GDAL/OGR, Proj4, OGDI

+ standard Ubuntu application pack with OpenOffice

Linux Ubuntu 9.04 Server Edition

+ Samba, SSH

+ LAMP Server pack (Apache, MySQL and PHP)

+ Java/Tomcat Java Server

+ PostgreSQL/PostGIS, ZigGIS and FDO ready!

+ Mapserver

+ Geoserver

+ Deegree

+ Geonetwork

+ Webmin

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Diferença de versões

• GISVM DesktopDesktopEstação de trabalho SIGFunciona de forma autónoma

• GISVM ServerServerServidor SIG pessoalFunciona de forma interactiva com o

computador físico (host) e rede local

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Vantagens do GISVM

• Pronto a usar, trata-se de um "computador" com aplicações prontas a usar, eliminando a necessidade de as instalar e configurar ou mesmo reiniciar.

• Corre em qualquer computador, a virtualização torna-o multi-plataforma, podendo ser utilizado em computadores com diferentes sistemas operativos (Windows, Macintosh e Linux) ou mesmo sem qualquer sistema operativo (hypervisor).

• Um pacote completo, que oferece uma gama completa de aplicações SIG e a possibilidade de as utilizar em conjunto.

• Flexível e adaptável, a diversas situações e necessidades, personalizando, acrescentado aplicações e dados à sua medida.

• Mantém a interacção, com o sistema operativo e todas as aplicações instaladas no computador físico, assim como, com todos os dispositivos e computadores da sua rede local.

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www.GISVM.com

Presença na Internet do GISVM, composta:• Site • Blog

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www.GISVM.com

Presença na Internet do GISVM, composta:• Forum • Wiki

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Demonstração

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Fim da 1ª parte

(intervalo de 20 min)

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Sumário – 2ª parte

Porquê o ensino com Software Livre?!

• Demo: Aula Simulada com GISVM

• Ensino com Software Livre

• Grupo de Trabalho Educação da OSGeo-PT

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Demonstração

• Professor:– Ricardo Pinho

• Alunos:– Nelson Silva– Adnilo Chande

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GISVM no Ensino

• Caso de Estudo de Ensino UniversitárioEnsino Universitário em Itália e Espanha usando GISVMusando GISVM

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GISVM no Ensino

• Email recebido 28.Maio.09 de Stefano Casadelo (Ph.D.):

Dear Ricardo,I’m a forest ecologist with experience in spatial ecological modeling.

Together with a colleague we are teaching “ecological modeling and spatial data analysis” using open source tools.Our trainings are dedicated to Master’s and Doctoral level students in different UniversitiesLast month we used GISVM for teaching purposes in a one week training in Spain.

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GISVM no Ensino

• Stefano’s Email continua:

…I would like to let you know that GISVM worked fine with excellent results in the framework of teaching.

It only crashed once in a week (due to a memory problem) on one machine out of 25.

We sponsored the use of GISVM among University students.

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GISVM no Ensino

• Stefano’s Email continua:

…I can tell you from my previous experience of training carried out with QGIS / GRASS / R installation on Windows, Mac or Linux, on the day before training, only 3 machines out of over 15 were functioning.

Using the Virtual Machine GISVM, in half a day’s work we were able to install GISVM, prepare and be ready to use a set of 25 computers.

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GISVM no Ensino

• O sucesso da metodologia e a satisfação dos alunossatisfação dos alunos é demonstrada pelos questionários de Avaliação Final (exemplo: class of 20 students – 15 replies):

Do you want to use those tools in future (% of students)

0,64

0,64

0,73

0,82

0,82

0,91

0,36

0,36

0,27

0,18

0,18

0,09

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00

Linux SHELL

GDAL

R

GRASS

AWK

GNUPLOT

YES

NO

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Ensino com Software Livre

Porquê usar software livre no ensino?

• Preço, poupa dinheiro às escolas…• Liberdade, ao utilizador de controlar o seu computador!• Diversidade, imensas aplicações disponíveis• Interoperabilidade, aplicações multi-plataforma e uso de formatos

abertos e standards• Pedagógico, permite estudar o programa e implementar novas

funcionalidades num espírito colaborativo• Legais, eliminar práticas ilegais de cópia e redistribuição entre

professores, alunos e colegas• Qualidade e segurança, maior qualidade e segurança em relação

ao software proprietário• Longevidade, período de vida elevado e raramente é

descontinuado(fonte: http://www.ensinolivre.pt/?q=node/91)

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Ensino com Software Livre

Porquê usar exclusivamente SL no Ensino?• Profissionais livresProfissionais livres:

If schools teach students free software, then the students will use free software after they graduate. This will help society as a whole escape from being dominated (and gouged) by megacorporations. Those corporations offer free samples to schools for the same reason tobacco companies distribute free cigarettes: to get children addicted. They will not give discounts to these students once they grow up and graduate.

• CidadaniaCidadania:We expect schools to teach students basic facts, and useful skills, but that is not their whole job. The most fundamental mission of schools is to teach people to be good citizens and good neighbors—to cooperate with others who need their help.

(fonte: http://www.gnu.org/philosophy/schools.html)

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Ensino com Software Livre

• Dificuldades / Desvantagens:– Dificuldades associadas à mudança (incerteza,

risco, inércia, desconfiança, mentalidade)– Maior Curva de aprendizagem (documentação mais

escassa, interfaces menos elaborados, apoio baseado em pesquisa e solicitação à comunidade)

– Re-investir em conteúdos pedagógicos (necessidade de adaptação de sebentas, etc)

• Grande esforço por parte dos professores na adaptação às novas ferramentas.

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OSGeo - Portugal

• Open Source Geospatial Open Source Geospatial FoundationFoundation

É uma organização sem fins lucrativos cuja missão consiste em apoiar e promover o desenvolvimento de tecnologias e dados geoespaciais abertos.

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Capítulo Português da OSGeo

● Capítulo Português da OSGeo, tem como interesse comum a promoção do software livre para Sistemas de Informação Geográfica em território nacional, alinhados com o espírito desta organização internacional

● Nas II Jornadas de Software Aberto para Sistemas de Informação Geográfica (SASIG 2009) realizadas em Évora em Novembro de 2009, foi proposta a criação de vários grupos temáticos de trabalho enquadrados, de modo a poder ser desenvolvido um programa de acção multitemático baseado em voluntariado especializado e consentâneo com a filosofia de actuação, missão e objectivos operacionais do Capítulo de Portugal da OSGeo

● Criação do Grupo de Trabalho de Ensino e Educação

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Grupo de Ensino e Educação

Missão“Desenvolver actividades para incentivar a utilização de Software Aberto SIG no Ensino (Universitário, Secundário e Básico) e Sistema de Formação nacionais, não se limitando ao ensino e cursos directamente relacionados com Sistemas de Informação Geográfica, mas a todo o vasto leque de áreas que necessitam e utilizam informação geográfica”

(fonte: http://wiki.osgeo.org/wiki/Ensino_/_Educação )

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Grupo de Ensino e Educação

Objectivos propostos

• Identificar Entidades de Ensino, Cursos e Docentes que utilizem SASIG na sua formação

• Elaboração de Protocolos de Colaboração com Associações Profissionais, Associações de Professores e Associação Nacional de Escolas Profissionais

• Desenvolver um concurso anual de ideias/trabalhos em GFOSS destinado ao ensino secundário/tecnológico e ao ensino superior

• Recolha, desenvolvimento e disponibilização online de materiais de ensino e exercícios/casos de estudo dos mais variados domínios de aplicação

(fonte: http://wiki.osgeo.org/wiki/Ensino_/_Educação )

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Grupo de Ensino e Educação

Do trabalho realizado, destaca-se:

• Inquérito on-line a docentes e formadores que usam SASIG e correspondente listagem dos casos identificados no wiki:http://wiki.osgeo.org/wiki/Ensino_/_Projectos_/_Ensino_com_SASIG

• Criação e implementação de uma plataforma de E-Learning (Moodle) para publicação de cursos on-line e grátis de Introdução ao SASIG - http://edu.sigaberto.org

• Criação de uma lista de discussão específica para o Grupo:http://lists.osgeo.org/mailman/listinfo/educacao-pt

(fonte: http://wiki.osgeo.org/wiki/Ensino_/_Educação)

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Grupo de Ensino e Educação

Apelos

• Inscrevam-se e participem no Capítulo Português da OSGeo e no Grupo de Ensino e Educação.

• Recebam as novidades inscrevendo-se nas listas de discussão do Capitulo Português e do Grupo de Educação.

• Contem com o nosso apoioContem com o nosso apoio !!!

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GISVM – Agradecimentos

Queremos agradecer a:

• Ao Prof. José Gomes dos Santos pelo convite e oportunidade.

• A todos os que já participaram ou que venham a participar no projecto GISVM e no Grupo de Educação da OSGeo-PT.

• A todos os que queiram contribuir. Porque o sucesso do Software livre é sustentado na contribuição de cada um dos utilizadores…

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GISVM – Agradecimentos

MUITO OBRIGADO

“www.gisvm.comwww.gisvm.com”