Estruturação do back-end

Dividir-se-á a estruturação do back-end em 3 partes: as ferramentas utilizadas para a construção do aplicativo, as linguagens e as bibliotecas escolhidas. Não se utilizaram frameworks no back-end, visto que não se encontrou necessidade para tal, ao longo da programação dessa parte. 3.5.2.1 Estrutura mínima para o desenvolvimento

Para a visualização de resultados e testes ao longo do desenvolvimento, utilizou-se o mesmo servidor Apache2, do front-end, rodando em um computador com sistema operacional Ubuntu 18.04. Além disso, instalou-se o PHP 5.6, para suportar a programação na linguagem PHP; e o MySQL 5.7.26, para rodar o banco de dados para testes. Como ambiente de desenvolvimento, utilizou-se também o Sublime 3.

3.5.2.2 Linguagens

Como já se dispunha dos cálculos implementados em PHP, escolheu-se por manter essa linguagem no back-end. Essa decisão evitou a necessidade da tradução do código já disponível para uma nova linguagem, e focou o trabalho nessa linguagem no provisionamento do

servidor. Além disso, fez-se a disponibilização das funções por meio de uma API para transferência de parâmetros e acesso aos resultados, em PHP.

Para acesso ao banco de dados, para as funções de controle de acesso e armazenamento de informações de documentação, utilizou-se um banco de dados de linguagem SQL. Para a versão inicial do aplicativo, optou-se por MySQL, pela facilidade de uso junto ao PHP e fácil gerenciamento de informações com a ferramenta phpMyAdmin.

Desse modo, separou-se o back-end: na parte matemática, com os cálculos e o uso da biblioteca CoolProp, citada em 3.5.2.3; e na parte de estrutura para funcionamento do aplicativo, com a estruturação do banco de dados e a disponibilização de APIs.

3.5.2.3 Bibliotecas

Utilizou-se a biblioteca CoolProp, para PHP, para a realização de cálculos envolvendo as propriedades de fluidos, essencial para que o aplicativo pudesse dimensionar o trocador de calor.

Enfrentaram-se dificuldades na configuração dessa biblioteca para o PHP na tentativa de sua instalação em um sistema operacional de 32 bits (Raspbian), no qual se tentava rodar o servidor. O problema encontrado foi o da não possibilidade de se compilar a biblioteca em sistema operacional de 32 bits, por conta de flags de compilação para 64 bits. Além disso, a biblioteca em versões mais antigas não funcionava com as versões mais novas do PHP. Após inúmeras tentativas, optou-se por rodar o servidor no sistema operacional Ubuntu 18.04, de 64 bits, como comentado na seção 3.5.2.1, no qual não se encontraram mais problemas para instalação.

3.5.3 Algoritmo

Nesta seção, descrever-se-ão os algoritmos base para as principais funções adaptadas ou implementadas no PHP. Entende-se que todas as rotinas implementadas se baseiam nesses algoritmos com poucas mudanças.

As chaves “{“ e “}” indicam, respectivamente, o início e o final de um trecho de código de iteração ou de condição. Utilizou-se os colchetes “[“ e “]” para acessar índices das variáveis tipo vetor, de uma dimensão, ou matriz, de mais dimensões. Usou-se os parênteses “(“ e “)” para a transferência de parâmetros para as funções. O símbolo de reticências “...” indica que naquela parte do código ocorre uma sequência de operações

semelhantes. A seta “->” indica acesso a algum atributo ou método do objeto. O texto entre “/* */” indica o comentário da função da linha. 3.5.3.1 Solver

Mostra-se o algoritmo do solver no Quadro 7. Esta parte do aplicativo responsabiliza-se por realizar o dimensionamento, através da resolução do problema térmico, com base nos parâmetros passados. Quadro 7 - Algoritmo do solver.

Algoritmo

aguardar_requisicao_servidor() {} /* Arquivo aguarda requisição do servidor */

se(recebeu_requisicao == true) { /* Evento de requisição do servidor */

parametros[] =

converter_json_para_vetor_objeto(ler_parametros_recebidos()) /* Lê os parâmetros enviados junto à requisição, ou seja, os parâmetros de cálculo */

numero_de_sistemas = conta_tamanho(parametros[]) /* Verifica a quantidade de objetos de parâmetros, ou seja, quantos sistemas devem ser simulados */

iterar(de numero_iteracao_sistema = 1 ate numero_de_sistemas) { /* Iterador para buscar a solução para cada sistema a ser simulado */

se(checa_validade_parametros(parametros[numero_iteracao_sistema]) == valido) { /* Verifica se os parâmetros estão íntegros e se são compatíveis com o cálculo solicitado (API genérica) */

continua() } se_nao { retorna_erro() finaliza() }

parametros_si =

converter_unidades(parametros[numero_iteracao_sistema]) /* Realiza conversão dos parâmetros para o sistema internacional de medidas, para uso nos cálculos */

iterar(de numero_iteracao_passo 1 ate numero_passos) { /* O número de passos que serão dados no cálculo, o que define a precisão do cálculo. Por exemplo, para um tubo de 1 metro, 10 passos, significaria que os cálculos seriam realizados para 10 centímetros, 20 centímetros e assim em diante até 1 metro */

se(parametros_si->parametro_1 == condicao_1) { /* Verificações e cálculos: a partir desse trecho, o software faz verificações e direciona os cálculos, salva os valores em variáveis e realiza todos os cálculos para cada passo indicado */

variavel_1[numero_iteracao_passo] = calculo_CoolProp_caso_1() } se_nao { variavel_1[numero_iteracao_passo] = calculo_CoolProp_nao_caso_1() } ...

se(parametros_si->parametro_N == condicao_N) { /* Por exemplo, verifica se algum parâmetro é um valor ou outro, ou se está dentro de um range de valores, para ver qual função utilizar. Como não há um padrão de verificação, não se pôde utilizar outro loop */

variavel_N[numero_iteracao_passo] = calculo_CoolProp_caso_N()

/* Salva o valor de um resultado para aquele passo */

} se_nao {

variavel_N[numero_iteracao_passo] = calculo_CoolProp_nao_caso_N() }

}

resultados_sistemas[numero_iteracao_sistema] =

criar_objeto(variavel_1[]..., variavel_N[]) /* Salva um objeto com os resultados de cada passo para aquele sistema */

}

responder_para_servidor(converter_vetor_objeto_para_json(resultados_s istemas[])) /* Retorna os resultados para o solicitante através do servidor */

}

Fonte: do Autor (2019).

3.5.3.2 Sistema de Autenticação

Mostra-se o algoritmo do Sistema de Autenticação no Quadro 8. Programou-se esta parte do aplicativo para controlar os acessos ao aplicativo, direcionar os usuários para as páginas corretas e gerenciar as informações e permissões de usuários.

Quadro 8 - Algoritmo do Sistema de Autenticação. Algoritmo

aguardar_requisicao_servidor() {} /* Arquivo aguarda requisição do servidor */

se(recebeu_requisicao == true) { /* Evento de requisição do servidor */

parametros = converter_json_para_objeto(ler_parametros_recebidos()) /* Lê os parâmetros enviados junto à requisição, ou seja, os parâmetros da operação com usuários a ser realizada */

se(checa_validade_parametros(parametros == valido) { /* Verifica se os parâmetros estão íntegros e se são compatíveis com a operação com usuários solicitada (API genérica) */

continua() }

retorna_erro() finaliza() }

seleciona(parametros->funcao_escolhida) { /* Um seletor para escolher, dentre as funções escolhidas, qual será o direcionamento do código */

caso "login": /* Quando o usuário já é cadastrado e solicita um login */

se(checa_credenciais_usuario(parametros->username, parametros- >senha) == "ativo") {

cria_token_usuario(parametros->username) /* Um token para manter sua sessão ativa é criado */

redirecionar_usuario(parametros->nivel_acesso) /* Redireciona o usuário para a página inicial do seu nível de acesso */

}

se_nao() { retorna_erro() }

caso "logout": /* Deleta o token e torna o usuário inativo naquele dispositivo até um novo login */

deleta_token_usuario(parametros->username)

caso "novo_usuario": /* Quando o usuário se cadastra na ferramenta */

se(checa_informacoes(parametros) == "ok") {

solicita_insercao_usuario(parametros) /* O usuário é inserido na base de dados, mas ainda não pode acessar antes da aprovação do Administrador */

} se_nao {

}

caso "modificar_acesso": /* Função disponível para o Administrador, para alterar o status de algum usuário */

modificar_acesso(parametros->username, nivel)

caso "recuperar_senha": /* Quando o usuário perde a sua senha e deseja recuperá-la */

enviar_codigo_recuperacao(parametros->username, parametros- >informacoes_recuperacao)

caso "atualizar_senha": /* Quando o usuário pretende alterar a senha */

se(checa_informacoes(parametros) == "ok") { atualiza_senha(parametros->username, parametros->senha) } se_nao { retorna_erro() } }

responder_para_servidor(codigo_resposta) /* Retorna código de sucesso ou erro para o servidor */

}

Fonte: do Autor (2019).

3.5.3.3 Gerenciador do Banco de Dados

Mostra-se o algoritmo do Gerenciador do Banco de Dados no Quadro 9. Essa parte do código no back-end serve para executar queries e acessar os dados salvos no banco de dados do aplicativo, tanto na base de usuários quanto na base de documentação.

Quadro 9 - Algoritmo do Gerenciador do Banco de Dados. Algoritmo

aguardar_requisicao_servidor() {} /* Arquivo aguarda requisição do servidor */

se(recebeu_requisicao == true) { /* Evento de requisição do servidor */

parametros = converter_json_para_objeto(ler_parametros_recebidos()) /* Lê os parâmetros enviados junto à requisição, ou seja, os parâmetros da operação com usuários a ser realizada */

se(checa_validade_parametros(parametros == valido) { /* Verifica se os parâmetros estão íntegros e se são compatíveis com a operação de banco de dados solicitada (API genérica) */

continua() } se_nao { retorna_erro() finaliza() }

seleciona(parametros->funcao_escolhida) { /* Um seletor para escolher, dentre as funções escolhidas, qual será a query executada no banco de dados */

caso "inserção": /* Quando se deseja inserir algo na tabela */

query = "INSERE NA tabela_1 (colunas) VALORES (parametros- >valores)"

caso "remoção": /* Quando se deseja remover algo da tabela */

query = "DELETA DE tabela_1 ONDE coluna_1 = parametros- >condicoes[1]"

caso "edição": /* Quando se deseja atualizar algo na tabela */

query = "ATUALIZA tabela_1 COLOQUE coluna_1 = parametros- >valores[1] ONDE coluna_2 = parametros->condicoes[2]" caso "consulta": /* Quando se deseja ler dados da tabela */

query = "SELECIONA DE tabela_1 ONDE coluna_1 = parametros- >condicoes_1"

se(verifica_credenciais(parametros->usernameDB, parametros->senhaDB) == "ok") { /* Se as credenciais do usuário estão de acordo para se conectar, executa a query */

resultado = executar_query(parametros->query)

responder_para_servidor(converter_vetor_objeto_para_json(resultado)) /* Retorna resultados da consulta */

} se_nao { retorna_erro() } } Fonte: do Autor (2019). 3.5.4 Banco de dados

Como comentado anteriormente, necessitava-se a adição de níveis de acesso para diferentes usuários castrados na ferramenta. Além disso, precisava-se salvar informações de documentação.

3.5.4.1 Tabela de Usuários

Fez-se uma tabela para usuários com as seguintes colunas: “id” (tipo número inteiro), “email” (tipo string “VARCHAR”), “password” (tipo string “VARCHAR”), “access_level” (tipo número inteiro) e “token” (tipo string “VARCHAR”). A coluna de “id” incrementa-se automaticamente e serve como uma chave para cada linha da tabela, facilitando-se o acesso de informações. Além disso, para manter a segurança das senhas inseridas, armazenaram-se elas utilizando-se a criptografia MD5.

No Quadro 10, mostra-se o formato dessa tabela no banco de dados, populada com dados meramente ilustrativos.

Quadro 10 - Tabela de Usuários no Banco de Dados.

id email password access_level token

0 admin@domain.com 1e877f98d8b... 0 34vryr66 1 user1@domain.com 493e8f9a9c3... 1 53hg535 2 user2@domain.com 42354efaa44... 2 y34534g 3 user3@domain.com 65465efa841... 1 645huki Fonte: do Autor (2019).

Cada entrada da tabela é representada por uma linha. Tem-se que há apenas um usuário do tipo administrador, mas pode-se haver diferentes usuários de outros tipos. Cada novo usuário é cadastrado nessa base. 3.5.4.2 Tabela de Documentação

Fez-se uma tabela para armazenar a documentação com as seguintes colunas: “id” (tipo número inteiro) e “doc” (tipo string “VARCHAR”). A coluna “doc” salva o texto da documentação, em formato HTML.

No Quadro 11, mostra-se o formato dessa tabela no banco de dados, populada com dados meramente ilustrativos.

Quadro 11 - Tabela de Documentação no Banco de Dados.

id doc

0 <p> Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur … </p> Fonte: do Autor (2019).

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