Autores: Vicente Celestino Pires Silveira(1)

DESENVOLVIMENTO DOMODELO PAMPA CORTEEM AMBIENTE WEB
Autores: Vicente Celestino Pires Silveira(1), Ivens Cristian Silva Vargas(2), Octavio Alonso Castelán Ortega(3) Afiliação: 1 ‐Universidade Federal de Santa Maria – Brasil 2 ‐Universidade da Região da Campanha– Brasil 3 – Universidade Autônoma do Estado do México‐ México Email: [email protected] Eixo Temático: Aportes de comunicação Categoria: Ensaio Resumo: O desenvolvimento tecnológico que permitiu o conhecimento da Natureza e o processo de
globalização levaram a ciência a perceber a condição humana sob novas perspectivas. Como
conseqüência, a vida no meio rural e seus desdobramentos são analisados sob vieses econômicos,
sociológicos e ambientais.O modelo PampaCorte, foi desenvolvido com a finalidade de analisar as
relações entre causa e efeito nas diferentes etapas de produção de bovinos e ovinos, tem como
objetivo apoiar produtores no processo de decisão em propriedades rurais, reconhecendo-as como
sistemas dinâmicos e complexos. Neste contexto, as mudanças resultam em respostas de
diferentes magnitudes, considerando o fator tempo e sua memória: os estados prévios influenciam
nos estados atuais. Por isso, torna-se importante disponibilizar o acesso público ao modelo, para
que sejam possíveis simulações e incorporações de dados diretamente no ambiente web.
Palavras-chave: pecuária, internet, modelos de simulação.
Introdução
Um modelo é uma representação de um evento ou pode representar objetos reais ou
artificiais, permitindo um melhor entendimento de um determinado aspecto sobre este evento ou
objeto. Um modelo pode descrever um determinado sistema com o objetivo de representar o
mesmo de uma forma matematicamente confiável, ou seja, a simulação é uma metodologia aplicada
que pode descrever o comportamento desse sistema usando um modelo matemático.
(SOKOLOWSKI e BANKS, 2009).
Um sistema pode ser entendido como um conjunto de elementos combinados de tal forma
que qualquer modificação num deles implica uma modificação em todos os outros. Neste sentido,
Bertalanffy (1975) define sistema como “um conjunto estruturado ou ordenado de partes ou
elementos que se mantêm em interação, ou seja, em ação recíproca, na busca da consecução de
um ou de vários objetivos”.
A simulação representa uma técnica de teste ou análise, onde sistemas do mundo real e/ou
conceitual podem ser reproduzidos por um modelo, permitindo observar o comportamento deste
modelo quando executado. Entre suas aplicações estão o auxílio na investigação e implementação
de soluções para problemas empresariais, como forma de otimizar a alocação de recursos
escassos. Sokolowski e Banks (2009) destacam que a simulação pode ser considerada uma
terceira via de busca científica, juntamente com a teoria e a experimentação.
Mesmo com o surgimento dos computadores logo após o final da Segunda Guerra Mundial,
os equipamentos eram muito caros e limitados, principalmente em termos de processamento e
armazenamento de dados, o que possibilitava apenas o desenvolvimento de aplicações para
resolução de problemas estruturados, com foco na eficiência operacional através da automação de
processos manuais baseados em informações transacionais existentes. Este fato esteve presente
de meados dos anos 50 até início dos anos 70 (Figura 1).
A evolução rápida da tecnologia nos anos 70 trouxe alternativas para a utilização da
informática e suas aplicações nas empresas. Na medida em que as empresas organizaram suas
atividades operacionais, em função da utilização de aplicações de automação e consequente
armazenamento de dados, os gestores perceberam que poderiam se beneficiar dos sistemas e
dados disponíveis através da geração de informações consolidadas para auxílio ao processo de
tomada de decisão. A partir deste momento, até meados dos anos 80, a utilização dos sistemas tem
como foco a busca de eficácia gerencial pela disponibilidade de informações necessárias aos
gestores. (LAURINDO, 2008).
A evolução natural dos sistemas veio ao encontro de uma necessidade com base na
qualidade da informação decisória disponível e foco em sistemas de informação mais estratégicos
(anos 80 e anos 90). Surgem os Sistemas de Apoio a Decisão (SAD ou DSS - DecisionSupport
Systems), direcionados, normalmente, para decisões semi-estruturadas ou não-estruturadas. Entre
as principais características destes sistemas estão o uso de modelos e de dados de diferentes
fontes e possibilidade de simulação (PEROTTONI et al, 2001).Portanto, o desenvolvimento de
ferramentas de simulação se torna mais efetivo com os sistemas de informação estratégicos,
sistemas que permitem a analistas e tomadores de decisão se utilizar destas ferramentas para
apoiar suas análises, previsões e decisões em áreas específicas de aplicação.
Nesta linha de tempo, podemos destacar posteriormente, em meados dos anos 90, uma
nova aplicação de tecnologia da informação que trouxe um grande impacto para as empresas e
indivíduos (LAURINDO, 2009), permitindo acesso descentralizado a uma grande quantidade e
variedade de informações, a Internet.
OPERACIONAL TÁTICO
OPERACIONAL TÁTICO ESTRATÉGICO SAD
50 60 70 80 Explorar dados Automação (informações transacionais)
Informações por área Simulação funcional Figura 1: período de surgimento das tecnologias e aplicação de simulações em sistemas de
informações
Fonte: adaptado de Perottonietal (2001)
Durante a década de 70 até meados de 80, o modelo computacional era centralizado e
baseado em mainframes. Apesar deste modelo manter programas e dados gerenciados de forma
centralizada, permitindo manter um ambiente seguro e facilitando as atualizações de versões de
sistemas e operações de backup, o custo deste tipo de infra-estrutura computacional era elevado,
pois necessitava de instalações e manutenção adequada. Com o surgimento dos computadores
pessoais padrão PC na década de 80, e conseqüente interligação destes computadores com a
evolução das tecnologias de rede (TORRES, 2001), surgiu a idéia de descentralização de dados e
aplicativos, movimento de mudança que apresentava características contrárias aos princípios do
modelo baseado em mainframes, disponibilizando os dados em servidores da rede local e os
aplicativos, utilizados para o acesso aos recursos compartilhados pelos servidores, instalados nos
computadores (clientes) da rede.
Segundo STAIR & REYNOLDS (2002) numa arquitetura cliente/servidor, múltiplas
plataformas de computadores estão dedicadas a funções específicas, como gerenciamento de
banco de dados, comumente chamados de servidores, que disponibilizam programas, dados e
serviços conforme requisitados. Um cliente é qualquer computador (frequentemente de um usuário)
que requisita serviços e dados dos servidores. No modelo cliente/servidor, as aplicações são
desenvolvidas utilizando um modelo de duas camadas, onde os programas são instalados em cada
estação de trabalho, definindo a primeira camada, e o banco de dados, a segunda camada, fica
armazenado em um servidor que disponibiliza acesso aos dados armazenados às estações cliente.
A interface do programa do usuário faz parte da aplicação cliente, instalada localmente, o que
dificulta possíveis alterações, pois se faz necessário a geração de uma nova versão do programa
que deve ser implantada em todas as estações (cliente) de trabalho. Outra desvantagem está
relacionada com as alterações na lógica (ou regras) de negócio, que definem a forma como os
dados serão acessados e processados. Alterações nestas regras também exigem a geração de
uma nova versão do programa para que o usuário final pudesse ter acesso às alterações. Com isso,
o modelo de duas camadas demonstrou-se de difícil manutenção e gerenciamento(BATTISTI,
2003).
A evolução do modelo de duas camadas é o modelo de três camadas: camada de
apresentação (interface), camada de negócio (regras de negócio) e camada de dados, sendo que
estes componentes podem estar no lado do cliente e/ou do servidor. Essa independência permite
distribuir cada unidade em um servidor independente, permitindo assim retirar as regras de negócio
da aplicação cliente e centralizá-las em um servidor de aplicações, tendo o acesso ao banco de
dados efetivado através das regras contidas no servidor de aplicações. Essa centralização facilita a
atualização e impede o cliente de obter acesso direto aos dados do servidor de banco de dados, de
modo que atualizações e correções podem ser feitas sem prejudicar as demais camadas, sendo
comumente utilizada em aplicações web. Segundo BATTISTI (2003), as vantagens deste modelo
são os baixos custos de disponibilização, de mudança da base de dados e mudanças de regras de
negócios, pois a aplicação no cliente não é necessária, sendo o acesso à aplicação feito através de
um browser (navegador) e o acesso ao banco de dados de acordo com as regras de negócio
contidas no servidor de aplicações, facilitando, também, a atualização de interface da aplicação. A
tendência, portanto, é portar aplicações para um modelo de n camadas, onde as aplicações, a
lógica e os dados sejam disponibilizados por servidores (de aplicações, Web e banco de dados) e o
acesso efetuado através de um navegador.
Este cenário de tecnologia de informação novamente está em um momento de transição
(ARAÚJO, 2010), em função do número de operações e serviços utilizados na infra-estrutura da
Internet atual. Ou seja, a utilização de serviços de armazenamento de dados e aplicações
descentralizadas é cada vez maior devido, principalmente, à possibilidade de acesso móvel em
diferentes plataformas de hardware e software. Alguns autores conceituam este novo cenário como
computação em nuvem. Miller (2009) destaca que o conceito de “cloudcomputing” traz uma
mudança importante na forma como nós armazenamos dados e executamos aplicações de
tecnologia da informação. Em vez de programas em execução e dados em um computador desktop
individual, estes programas e informações estão hospedados na "nuvem", ou seja, na infra-estrutura
de computadores e servidores distribuídos e acessados através da Internet. Para os usuários, este
conceito modifica a forma como tratam suas aplicações e dados, uma vez que, segundo o conceito,
tudo será baseado na Web, sendo o acesso a todas as informações e aplicações realizado de
qualquer dispositivo ligado à Internet, em vez da área de trabalho de computadores pessoais.
Com a computação em nuvem, as aplicações de software que utilizamos não são
executadas a partir do computador pessoal, mas sim armazenadas e processadas a partir de
servidores acessados via Internet. Qualquer pessoa com permissão pode acessar,editar e
colaborar com esses documentos em tempo real. Ao contrário de computação tradicional, este
modelo de computação em nuvem não é centrado no computador pessoal, e sim centrado nas
informações (MILLER, 2009). O PC ou outro dispositivo de tecnologia da informação é utilizado
apenas para acessar as informações, não necessariamente, precisa processá-las ou armazená-las.
Mesmo com as semelhantes definições técnicas, não se pode simplesmente equiparar a
computação em nuvem com a Internet (VELT et al, 2009), pois em essência, a computação em
nuvem é uma infra-estrutura formada por um grande grupo de computadores, pessoais ou
servidores de rede, interconectados. As aplicações e dados servidos pela nuvem estão disponíveis
para grupo amplo de usuários e em multi-plataforma. Qualquer usuário autorizado pode acessar
esses documentos e aplicações a partir de qualquer computador ou dispositivo apropriado através
de conexão com a Internet. E, para o usuário, a tecnologia e a infra-estrutura desta nuvem é não é
aparente, pois os serviços em nuvem são baseados em tecnologias de Internet como HTTP, HTML,
XML, JavaScript, ou outras tecnologias específicas(MILLER, 2009).
DESENVOLVIMENTO
O modelo Pampa Corte foi gerado utilizando-se o software SB-ModelMaker, version 3.0.3
(Zeton Tech, Nottingham, UK). Este software é de grande utilidade em ensino e pesquisa, porém
não apresenta uma interface amigável para outros tipos de usuários.Assim, para o uso deste
modelo de simulação por produtores e extensionistas, como ferramenta de auxilio na tomada de
decisões, o mesmo necessitava de uma linguagem que lhes permitisse uma fácil interface. O
“porting” do modelo Pampa Corte, desenvolvido em ModelMaker, para Visual Basic 6.0 foi realizado
conforme descrito por SILVEIRA et al. (2001). O desenvolvimento do sistema foi baseado em
ummodelo de duas camadas, sendo a camada de aplicação e interface, instaladas localmente,
desenvolvidas em linguagem de programação Visual Basic e a camada de dados, ou seja, o banco
de dados baseado em Microsoft Access.
No entando, destacamos as desvantagens deste modelo e sua natural evolução para a
tendência das aplicações descentralizadas, como as aplicações baseadas em tecnologias da
Internet. A utilização de camadas em uma arquitetura de software é simples de implementar e
fornece grandes benefícios. Sua utilização permite abstrair toda a lógica de acesso de dados e
fornece uma interface consistente, além de facilitar a manutenção, mobilidade, portabilidade e a
escalabilidade da aplicação.
Além disso, problemas com a consolidação de bancos de dados para a utilização em
modelos, nas mais diferentes escalas, persistem. HERRERO et al. (2007) afirma que embora
esforços tenham sido realizados para estabelecer padrões na formação de banco de dados para os
componentes dos sistemas (animais, culturas, solos) pouco tem sido feito a nível sistêmico,
principalmente se considerarmos o uso deste tipo de aplicações baseadas em bancos de dados
instalados localmente, o que seria facilitado com aplicações descentralizadas, principalmente
quanto ao armazenamento e disponibilização destes dados.
Com este objetivo, o modelo de simulação foi portado para um modelo descentralizado,
baseado em tecnologias Web, sendo a interface para acesso do usuário desenvolvida utilizando
tecnologias HTML, CSS e JavaScript e as regras de negócio (para acesso e processamento dos
dados, incluindo o código de simulação) desenvolvidasem linguagem de programação PHP
(Hypertext Preprocessor), que é uma linguagem de programação interpretada, livre e muito utilizada
para gerar conteúdo dinâmico na internet (NIEDERAUER, 2004). A linguagem PHP é uma
linguagem de programação de domínio específico, ou seja, seu escopo se estende a um campo de
atuação que é o desenvolvimento web, embora tenha variantes. Seu propósito principal é de
implementar soluções web velozes, simples e eficientes, pois tem como características velocidade,
robustez e portabilidade (independência de plataforma).
Para o armazenamento de dados sobre regiões e respectivas variáveis climáticas, dados
sobre raças, volumosos e suplementos disponíveis,foi utilizadoo banco de dados MySQL, que é um
sistema de gerenciamento de banco de dados relacional, de código-fonte aberto e nível corporativo.
Por ser um banco de dados de código-fonte aberto, pode-se obtê-lo e utilizá-lo gratuitamente, no
caso de utilização sem fins lucrativos, ponto importante em uma infra-estrutura de baixo custo.
Para a modelagem (projeto lógico) deste banco de dados foi utilizada a ferramenta CASE
MySQL Workbench, também de licença livre, que é uma ambiente integrado de ferramentas para
modelagem e administração de banco de dados e desenvolvimento SQL, sendo indicado para
modelagem e administração de banco de dados MySQL. O projeto lógico é uma transição entre o
projeto conceitual e o físico, pois o modelo conceitual representa as entidades e relacionamentos,
ou seja, é a descrição do banco de dados, sendo representado por um diagrama de Entidade e
Relacionamento (ER), conforme a figura 2, cujo diagrama ER representa a estrutura atual do banco
de dados implementado para a versão do modelo Pampa Corte. Este modelo relacional representa
os nomes e atributos das estruturas de armazenamento dos dados e seus respectivos
relacionamentos.
O sistema foi desenvolvido para web utilizando a linguagem de programação PHP
(Hypertext Preprocessor), que é uma linguagem de desenvolvimento modularizada que permite que
as rotinas de programação sejam implementadas através de módulos, que podem ser interligados
através de uma interface comum, o que torna essa linguagem ideal para instalação e uso em
servidores web, sendo considerada como uma das melhores alternativas para desenvolvimento de
aplicações para internet (NIEDERAUER, 2004). É uma linguagem direcionada para o
desenvolvimento de soluções web simples, rápidas, eficientes e portáveis (independência de
plataforma).
A codificação do sistema, testes e implementação do banco de dados foi realizada em
ambiente Linux, utilizando como ferramenta de desenvolvimento a IDE (Integrated Development
Environment) Eclipse, sendo que os testes foram realizados no servidor web Apache, ferramenta
nativa do sistema operacional Linux.Ainterface com o usuário foi desenvolvida utilizando tecnologias
HTML, javascript e Cascading Style Sheets (ou CSS), que é uma linguagem de estilo utilizada para
definir a apresentação de documentos escritos em uma linguagem de marcação, como HTML ou
XML.
Figura 2: Diagrama ER – Modelo de Simulação Pampa Corte
Para acesso à aplicação, é necessário um login e uma senha para utilização do programa.
Após a realização do login, será apresentada uma interface (figura 3) com as informações
necessárias para simulação, incluindo os dados do volumoso e suplementação utilizados, além de
informações sobre região e clima, espécie, raça, sexo, fase reprodutiva e peso inicial em kg da
espécie escolhida.O desenvolvimento do sistema faz parte de um projeto conjunto Brasil-Mexico
financiado pelo CNPq e o CONACYT- Mexico. O site do sistema de simulação em ambiente Web
está disponivel em http://www.pampacorte.com, e atualmente, somente os avaliadores da versão
beta tem acesso ao sistema, sendo que em breve o mesmo estará disponivel para acesso.
Figura 3:Interface web para definição das variáveis para simulação – Modelo de Simulação Pampa
Corte
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A disponibilização de uma ferramenta de simulaçãopara o setor agropecuário na
internetcontribui como alternativa tecnológica de duas formas: em primeiro lugar, modelos de
simulação para o setor ainda são escassos, mesmo considerando uma tecnologia em
desenvolvimento desde a década de 80. Além disso, a proposta de desenvolvimento e
disponibilidade de acesso desta ferramenta acompanha o cenário atual de desenvolvimento das
tecnologias de informação, como abordado anteriormente.
Como vantagens, permite a utilização por um número maior de usuários (produtores,
extensionistas, pesquisadores, entre outros) que atuam nesta área de produção e que tenham
necessidade de ferramentas de apoio à decisão. Além disso, a confiabilidade de qualquer sistema
de suporte a decisão também está relacionado com a disponibilidade e qualidade de suas fontes de
dados. Neste contexto, um sistema online permite a interação de diversos atores que podem
contribuir para a consolidação de uma base de dados, tornando-acada vez mais completa, e
consequentemente confiável, por ser mais adaptável a diferentes contextos para simulações através
deste sistema.
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