JASMINE
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Para entendermos melhor o SGBDMM “JASMINE” vamos falar um
Para entendermos melhor o SGBDMM “JASMINE” vamos falar um pouco sobrepouco sobre banco de dados multimídia, pois é onde se aplica melhor o gerenciamento do jasmine. banco de dados multimídia, pois é onde se aplica melhor o gerenciamento do jasmine.
-A natureza dos dados multimídia
-A natureza dos dados multimídia
Para entender melhor os requisitos que os sistemas gerenciadores de banco de dados Para entender melhor os requisitos que os sistemas gerenciadores de banco de dados multimídia (SGBDMM) precisam satisfazer é necessário conhecer que tipos de dados devem multimídia (SGBDMM) precisam satisfazer é necessário conhecer que tipos de dados devem armazenar e gerenciar.
armazenar e gerenciar.
Dados complexos, constituídos preponderantemente de imagem, vídeo, áudio e texto livre Dados complexos, constituídos preponderantemente de imagem, vídeo, áudio e texto livre são diferentes dos dados alfanuméricos clássicos, em termos tanto de apresentação são diferentes dos dados alfanuméricos clássicos, em termos tanto de apresentação qu
quananto to de de sesemâmântinticaca. . InúInúmemeras ras enentidtidadades es de de infinformormaçaçãoão, , em em divdiversersas as áreáreas as dede aplicação, podem ser vistas como dados complexos como, por exemplo, mapas aplicação, podem ser vistas como dados complexos como, por exemplo, mapas cartográficos, plantas de engenharia, formulários, esquemas de um projeto industrial, cartográficos, plantas de engenharia, formulários, esquemas de um projeto industrial, diagramas e documentos. No escopo desse trabalho adotaremos como sinônimas as diagramas e documentos. No escopo desse trabalho adotaremos como sinônimas as denom
denominações inações “dado “dado compcomplexo” lexo” e e “dado “dado multimídia” multimídia” para para referenreferenciar ciar esses esses tipotipos s dede dados.
dados.
Do ponto de vista da apresentação, o dado multimídia é enorme e pode envolver Do ponto de vista da apresentação, o dado multimídia é enorme e pode envolver características dependentes do tempo e do espaço que precisam ser consideradas para características dependentes do tempo e do espaço que precisam ser consideradas para garantir uma visualização coerente. A apresentação de um dado multimídia e a sua garantir uma visualização coerente. A apresentação de um dado multimídia e a sua interação com o usuário estendem os limites dos sistemas de bancos de dados tradicionais. interação com o usuário estendem os limites dos sistemas de bancos de dados tradicionais. Os tipos de dados multimídia mais comuns, normalmente encontrados nos bancos de dados Os tipos de dados multimídia mais comuns, normalmente encontrados nos bancos de dados multimídia e nos sistemas de informação multimídia são:
multimídia e nos sistemas de informação multimídia são: Texto livre
Texto livre : grandes quantidades de textos organizados na forma de sentenças,: grandes quantidades de textos organizados na forma de sentenças, parágrafos, seções e capítulos.
parágrafos, seções e capítulos. Gráfico
Gráfico : : esta esta categoria categoria inclui inclui desenhos desenhos e e ilustrações ilustrações codificadas codificadas através através de de padrões padrões dede descrições de alto nível, como
descrições de alto nível, como Computer Graphics MetafileComputer Graphics Metafile (CGM),(CGM), Pict Pict ee PostScripPostScrip..
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Este tipo tipo de de dado dado pode pode ser ser armazarmazenadenado o de de manemaneira ira estruturestruturada em ada em um banco um banco de dados.de dados. Pode
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definidos, como linhas, arcos e círculos.
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pinturas e gravuras cuja representação digital é definida por formatos padronizados pinturas e gravuras cuja representação digital é definida por formatos padronizados como
como Joint Photographic Expert GroupJoint Photographic Expert Group (JPEG) ou(JPEG) ou Graphics Interchange Format Graphics Interchange Format
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Vídeo: é a sequência de imagens (denominadas quadros) organizadas também: é a sequência de imagens (denominadas quadros) organizadas também de
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Áudio : é um conjunto de dados sequenciais gravados por um dispositivo: é um conjunto de dados sequenciais gravados por um dispositivo de gravação sonora. As unidades básicas de áudio são denominados amostras. de gravação sonora. As unidades básicas de áudio são denominados amostras. Dados de áudio também atendem a restrições de temporalidade.
Dados de áudio também atendem a restrições de temporalidade. Composto
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Apresentações : são objetos complexos compostos que descrevem: são objetos complexos compostos que descrevem orquestrações
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- Processamento de dados multimídia
- Processamento de dados multimídia
Devido a sua estrutura complexa, o dado multimídia requer processamento elaborado para Devido a sua estrutura complexa, o dado multimídia requer processamento elaborado para extrair informação do seu conteúdo. Objetos do mundo real mostrados em imagens, extrair informação do seu conteúdo. Objetos do mundo real mostrados em imagens, gráficos
gráficos e animaçõee animações participam em evens participam em eventos significativos cuja natureza é frequtos significativos cuja natureza é frequentemenentementete obje
objeto de to de pesqupesquisas. Usando os avanços tecnolóisas. Usando os avanços tecnológicos nos campos de processamgicos nos campos de processamento deento de ima
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Uma série de fatores diferenciam – e tornam significativamente mais complexo – o processamento de dados multimídia quando comparado ao processamento de dados convencionais.
permitam pesquisa, acesso concorrente, atualização e manutenção, de forma consistente e eficiente. A exigência dessas estruturas tem mais ênfase se atentarmos que os modernos sistemas de informação multimídia, como já foi dito, são normalmente distribuídos através de extensas arquiteturas de rede, como a Internet.
Os sistemas gerenciadores de banco de dados, disponíveis atualmente no mercado, precisam se adaptar aos novos desafios tecnológicos e às novas demandas em sistemas de informação. Citando TAMER (1997), podemos dizer que os sistemas gerenciadores de banco de dados atenderam admiravelmente aos desafios das aplicações comerciais das últimas décadas, mas precisam evoluir para responder com sucesso as demandas de um novo e dinâmico ambiente tecnológico.
Um dos desafios para os pesquisadores e a indústria de banco de dados é prover suporte eficaz pelos SGBDs a tipos de dados contendo áudio, vídeo, imagens e textos livres .
– Cenário dos SGBDs multimídia
A utilização de SGBDs para gerenciar dados complexos é não só uma necessidade, como uma tendência crescente e que vem ocorrendo em paralelo ao desenvolvimento da capacidade dos softwares, redes de comunicação e computadores em processar esses
tipos de dados. Gradualmente, a medida que a concorrência industrial reduz custos e aumenta a funcionalidade dos produtos, a multimídia vem ganhando impacto, tornando-se presente no nosso quotidiano.
A tecnologia de banco de dados está evoluindo. O conceito restrito e tradicional de SGBD se estendeu dando lugar a ambientes de ferramentas integradas em torno do núcleo básico: o gerenciador de banco de dados. Tais ambientes favorecem o surgimento de aplicações de alto nível, com considerável melhoria na interface com o usuário .
– Conceitos e características dos SGBD multimídia
Para ADJEROH (1997), o sistema de gerência de banco de dados multimedia é o cerne de um sistema de informações multimedia e pode ser entendido como o conjunto de programas e rotinas usados para definir, criar, armazenar, indexar, gerenciar e pesquisar
bancos de dados multimedia. Banco da dados multimedia é uma coleção controlada de itens de dados multimedia como imagem, áudio e vídeo. O propósito de um SGBD multimedia é organizar, classificar e pesquisar bancos de dados multimedia.
Nesse contexto, um SGBD multimedia deve prover suporte para os dados multimedia da mesma forma que um SGBD tradicional suporta dados alfanuméricos simples. Na verdade os diferentes tipos de dados complexos envolvidos em
um banco de dados multimídia requerem métodos especiais para gerenciamento, armazenamento, acesso, indexação e recuperação dos dados, tornando o SGBDMM ferramenta mais sofisticada que o SGDB tradicional.
-AGORA VAMOS FALAR SOBRE SGBDOO
Jasmine, sistema gerenciador de banco de dados orientado para objetos (SGBDOO), desenvolvido pela Computer Associates Inc. (CAI) e Fujitsu Inc. (KHOSHAFIAN, 1998, JASMINE..., 1997; ISHIKAWA, 1996). Representa o estado da arte em SGBDOO (sua verão comercial somente foi lançada em fevereiro DE 1998), sendo completamente orientado para objetos, com suporte à Web e capaz de lidar com dados complexos.
• J-Studio, denominado nas versões de avaliação do Jasmine como Jasmine
Development Environment (JADE), sistema gerador de aplicações em Jasmine e de gerenciamento de bancos de dados da Computer Associates. É uma ferramenta integrada ao Jasmine.
• Java da Sun Microsytems Inc., linguagem de programação orientada para
objetos projetada principalmente para o desenvolvimento de sistemas de informação na Web.
• Java Proxies (JP), fornecido pela Tecnology Deployment International Inc. Produto
desenvolvido em parceria com a CAI, desempenha o papel de middleware entre o
SGBDOO Jasmine e a interface Java. Atualmente é um produto integrado ao Jasmine.
• Visual Café Pro da Symantec Corp., gerador de aplicações em Java (Visual Café,
1997). .
• Sistema para processamento digital de imagens PhotoPixJ desenvolvido pelo
Núcleo de Processamento Digital de Imagens - NPDI da UFMG.
• Browser para acesso à Web como o Netscape da Netscape ou MS-Explorer da
Microsoft com suporte para Java .
•
O Jasmine implementa os conceitos básicos de orientação a objeto tais como
encapsulamento, polimorfismo, herança, reuso e agregação. Podem ser citados outros SGBDs, já disponíveis no mercado comercial de informática, concebidos segundo o modelo de dados orientado para objetos:
Jasmine é o primeiro SGDBOO puro desenvolvido por uma das empresas de software dominantes no mercado internacional de banco de dados. Atualmente, os demais desenvolvedores de SGBDOO são empresas de caráte r mais e, ainda sem maior representatividade no Brasil. Enquanto a maioria das empresas líderes desse segmento de mercado como a Oracle, a IBM , a Informix optaram por estender seus SGBDs
relacionais com funcionalidades do modelo orientado para objetos gerando os denominados SGBDs universais, a Computer Associates optou por concorrer no mercado com dois produtos complementares mas distintos: o Ingres como SGBD relacional e o Jasmine como SGBD orientado para objetos.
O uso de um sistema gerenciador de banco de dados confere também maior dinamismo à aplicação uma vez que cada novo documento incorporado ao banco de dados torna-se imediatamente disponível para consulta sem necessidade de mudanças na aplicação.
Vários métodos de pesquisa foram implementados utilizando-se as potencialidades do sistema gerenciador de banco de dados:
• Pesquisa através das séries e subséries da forma como é feito o arranjo de um
fundo. O pesquisador navega pelo sistema através de catálogos virtuais selecionando os documentos de seu interesse.
• Pesquisa através de descritores ou palavras chave que orientam o usuário para
um determinado assunto, evento, pessoa, etc.
• Pesquisa textual através de qualquer palavra ou expressão que conste da
descrição de um ou mais documentos.
Além dos métodos de pesquisa foram incorporados ao sistema de informação tópicos com suporte multimídia e hipertexto com informações adicionais, biografia, bibliografias e glossário sobre a colegão pesquisada.
:
Figura 4.3: Meios de navegação no sistema.
A
figura 4.3 ilustra de forma esquemática os modos de navegação permitidos pelo sistema Resumindo, a implementação desse projeto de informatização justifica-se por que:
• Auxilia na preservação do acervo original de um arquivo público, ajudando a evitar
o manuseio direto e excessivo dos documentos, bem como seu extravio;
• Facilita a consulta ao acervo de documentos digitalizados através de diferentes
métodos de pesquisa, permitindo o acesso a vários usuários simultaneamente e em locais geograficamente distintos;
• Possibilita melhorar a qualidade dos documentos apresentados ao usuário ou realçar
aspectos interessantes dos mesmos utilizando técnicas de processamento digital de imagens (PDI) como controle de brilho, contraste e realce de bordas, sem alterar o documento digitalizado original;
• Implementa métodos de pesquisa alternativos como busca textual e utilização
de palavras-chave, além da utilização usual de catálogos;
• Permite o uso de hipertexto, tornando as pesquisas mais dinâmicas e
amigáveis;
• Permite várias formas de acesso remoto e local como Internet, Intranet, CD-ROM,
DVD, estações de trabalho e redes locais.
Figura 4.6: Módulos do sistema.
- Arquitetura do Projeto
A arquitetura cliente/servidor tem se firmado como tendência a partir desta década. Os grandes fabricantes de SGDBs cada vez mais incluem em seus produtos recursos e características inerentes a esta arquitetura.
A arquitetura cliente/servidor é um caminho para se resolver o problema de como as aplicações podem ter fácil acesso a seus dados em ambientes complexos e heterogêneos. Considerando sua portabilidade e expansividade, essa tecnologia se adequa a sistemas de informação do nível departamental ao nível corporativo.
Neste trabalho, foi utilizada a arquitetura cliente/servidor mostrada na figura 5.1 utilizando como componentes básicos a linguagem Java e o SGBDOO Jasmine. Os vários componentes da arquitetura são detalhados nas subsequentes secções deste capítulo.
Figura 5.1: Arquitetura do Sistema de Informação Multimídia.
Visão Geral do Jasmine
Recentes tecnologias desoftware e de comunicação de dados como a World Wide Web, a
multimídia e a linguagem de programação orientada para objetos Java, tornaram possível o desenvolvimento de poderosas aplicações em redes mundiais como o comércio
eletrônico e o treinamento à distância. Entretanto, tais aplicações precisam gerenciar enormes quantidades de dados, simples e complexos, e suportar grande número de usuários concorrentes com segurança e eficiência. A tecnologia de banco de dados disponibilizada através de novos sistemas gerenciadores de banco de dados é o elo fundamental para que o potencial dessas aplicações possa ser adequadamente explorado.
A WWW implementa um modelo hipermídia simples e intuitivo para entrega de informações através de redes de computadores. Nesse modelo, a informação torna-se facilmente acessível a uma grande audiência composta de várias pessoas, em qualquer ponto do planeta, que tenha disponível uma conexão de rede e um browser . Os usuários da
Internet podem mover-se de uma página de informação para outra independente de sua apresentação (imagem, texto, vídeo) e do local onde se encontra armazenada. Todavia a WWW tem restrições na definição de aplicações mais sofisticadas nas estações clientes. A linguagem Java minimiza essa deficiência provendo um mecanismo de execução no cliente na forma deapplets independentes (pequenos programas utilizados por
qualquer computador que disponha debrowser capaz de processar Java). Entretanto Java
é apenas uma linguagem de programação e como tal não provê facilidades de pesquisa nem suporta semântica de transação. Objetos Java não são persistentes e se extinguem ao término do programa que os criou. Enfim, Java sozinho não é suficiente para construir aplicações multimídia corporativas, que tratam de grandes volumes de dados complexos.
O sistema gerenciador de banco de dados orientado para objetos Jasmine devido a sua conectividade com a Web, suporte à linguagem Java e adequação a arquitetura cliente-servidor multi-thread é uma das ferramenta teoricamente capazes de preencher essa
lacuna. Trata-se de um produto emergente no mercado mundial de software. No
desenvolvimento do sistema de informação de que trata este trabalho foram utilizadas algumas versões de avaliação do produto e só em março de 1998 nos foi fornecida a primeira versão comercial do Jasmine.
O servidor do SGBDOO Jasmine é composto basicamente de quatro camadas conforme ilustrado na figura 5.2:
• API ( application program interface) de comunicação; • linguagem de processamento;
• gerenciamento de objetos e
Figura 5.2: Arquitetura do Jasmine.
Diferentemente de outras implementações de bancos de dados orientados para objetos, o Jasmine não cria um novo processo no servidor para cada cliente. Ele cria e aloca uma
thread para cada sessão de cliente, o que minimiza o número de conexões e aumenta a sua
escalabilidade (KHOSHAFIAN, 1998; 1994, KETABCHI, 1998).
O desenvolvimento de aplicações em Jasmine pode ser feita de várias formas como ilustra a figura 5.3. Uma é a utilização do J-Studio, ferramenta de desenvolvimento de aplicações integrada ao Jasmine. Adicionalmente, aplicações podem ser desenvolvidas em Visual Basic usando Active/X, em HTML usando as ferramentas de conectividade para Web disponíveis no Jasmine, em C e C++ usando APIs e em Java usando interfaces de
midleware embutidas no Jasmine. Aplicações em Jasmine podem utilizar uma
biblioteca de classes SQL para fazer acesso a banco de dados relacionais, provendo integração entre os dois ambientes.
Figura 5.3: Ambiente de desenvolvimento do Jasmine.
O Jasmine possui suporte para tipos de dados multimídia através de uma hierarquia de classes multimídia, que suporta dados como imagem, vídeo e áudio. Esses recursos simplificam o desenvolvimento de sistemas de informações multimídia. Além disso, ele também provê ferramentas para a compressão de dados multimídia.
Armazenamento interno . Os dados são armazenados em bancos de dados Jasmine e inteiramente controlados por ele. Esse tipo de implementação foi utilizado para o protótipo de sistema de informação multimídia descrito nesse trabalho.
Armazenamento externo . Os dados são armazenados em estruturas externas ao Jasmine e não são exclusivamente controlados pelo SGBDOO. O Jasmine reconhece e acessa esses dados mas outras aplicações também podem fazê-lo. Armazenamento controlado . Os dados são armazenados externamente ao Jasmine mas são controlados por ele estando indisponíveis para outras aplicações.
O Jasmine permite o desenvolvimento de sistemas de informação multimídia inteiramente em Java. Assim os programadores estão equipados com um ambiente de programação que provê gerenciamento de transações, controle de concorrência, persistência e facilidades de pesquisa.
A ferramenta Java Proxies (JP), integrada ao Jasmine, perfaz o mapeamento das classes do Jasmine para classes correspondentes da Java, preservando em Java o modelo de objetos do Jasmine.
A estrutura do Jasmine é baseada no conceito de stores, que são áreas reservadas aos
dados e metadados do banco de dados. Cada store contém uma class family que
contém classes relacionadas a uma unidade lógica do banco de dados.
As consultas em bancos de dados Jasmine são feitas exclusivamente via ODQL. Para se ter acesso via Jasmine a banco de dados armazenados em sistemas de gerência de bancos de dados relacionais, como Oracle e Sybase, existe no Jasmine uma classe SQL específica.
O suporte à Web do Jasmine é feito através de dois modos: por um plug-in que é
executado no browser (como Netscape ou MS-Explorer) através do próprio protocolo
padrão HTTP como um applet , ou através do WebLink, um interpretador HTML
automático, para o browser que não possui suporte para o uso de plug-ins. Neste
projeto, optou-se pela interface desenvolvida em Java que permite a integração de uma ferramenta para processamento digital de imagens, desenvolvida no NPDI do DCC/UFMG.
Toda a parte de atualização e povoamento do SGBDOO Jasmine foi feita através de
scripts em arquivos texto, interpretados em linha de comando pelo interpretador ODQL
do Jasmine, o CODQLIE.
Jasmine Application Development System - J-Studio
O J-Studio (inicialmente denominado JADE) é um conjunto de duas ferramentas que permitem gerenciar o Jasmine e desenvolver aplicações. Essas duas ferramentas são o Class Browser e o Application Manager.
O primeiro componente, Class Browser, é responsável pelo projeto das classes, seus relacionamentos, seus métodos, assim como a visualização de seus valores e relacionamento desses com uma scene (o conceito de s cene corresponde a uma tela de
interface das aplicações do Jasmine desenvolvidas em J-Studio, executáveis em plug-ins para browsers ou para aplicações stand-alone). O segundo, Application
Manager, é responsável pelo desenvolvimento da aplicação em Jasmine através da definição dos objetos e iterações presentes nas scenes. Neste projeto, apenas o
Class Browser foi utilizado, uma vez que a interface foi implementada em Java.
Primeiramente, foi criado um projeto e seu store a partir de comandos em ambiente DOS
CA, pois a interface DOS além de ultrapassada não é amigável ). Logo depois foi criada a
class family TesteCF tal como mostrado na figura 5.4.
Figura 5.4: Tela do Class Browser (J-Studio).
As caixas claras simbolizam as classes enquanto as caixas escuras simbolizam as instâncias, no caso, da classe Série. Note-se que os relacionamentos entre classes são feitos através de atributos das próprias classes.
Os atributos de uma classe são definidos conforme a figura 5.5.
Figura 5.5: Exemplo de atributos da classe Série.
Java Proxies - JP
O JP é o middleware entre o Jasmine e aplicações Java. Basicamente, trata-se de uma
ferramenta capaz de, a partir do esquema de banco de dados do Jasmine, gerar classes Java semanticamente equivalentes e suas implementações associadas, podendo ser estendido para lidar com o desenvolvimento de aplicações Java e manipulação dos objetos do banco de dados do Jasmine. Baseado no Java Development Kit (JDK) 1.1, o JP usa a tecnologia Remote Method Invocation (RMI) para sistemas cliente/servidor. RMI é uma chamada de procedimento remoto (RPC) padrão que permite que objetos Java sejam executados remotamente
A tecnologia RMI é uma característica do Java que funciona como uma chamada de procedimento remoto (RPC) em outras linguagens. Um objeto faz a chamada de um método em outra máquina e obtém seus resultados. Da mesma forma como ocorre em sistemas baseados em RPC, é necessário, nesse caso, que o objeto cujo método é chamado esteja previamente estanciado.
A Interface Java e o aplicativo para processamento digital de imagens
A interface em Java foi desenvolvida com o uso do Symantec Visual Café, ferramenta para desenvolvimento rápido de aplicações (RAD) da Symantec. A interface foi projetada para ser de fácil utilização e direcionada ao usuário leigo em informática, tipicamente um historiador ou um consulente.
Essa interface tem duas funções básicas: efetuar buscas no banco de dados, sejam elas pré-definidas pelo sistema ou não, e processar as imagens através da ferramenta PDI, conforme a necessidade do usuário. A ferramenta PDI é uma adaptação do PhotoPixJ (figura 5.6), aplicativo Java desenvolvido no curso de mestrado de Adriana Cássia Rossi de Almeida pelo DCC/UFMG. Neste sistema, cada entidade chamada de Item Documental consiste em uma foto preto e branco, armazenada no formato GIF, a 100 pontos por polegada. Desta forma, nem todas as características do PhotoPixJ podem ser utilizadas, dada a natureza restrita das imagens. Toda a carga de processamento de imagem fica a cargo do PhotoPixJ, na máquina cliente.
Figura 5.6: Telas do aplicativo PhotoPixJ.
- Conclusão
A escolha do SGBDOO Jasmine em ambiente cliente/servidor se mostrou pertinente para o sistema de informações multimídia desenvolvido. O Jasmine contemplou de forma satisfatória os propósitos e requerimentos de um SGBD multimídia.
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