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Rodrigo Alves Costa Middleware e Integração O Problema da Heterogeneidade e a Tecnologia de Middleware.

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1 Rodrigo Alves Costa Middleware e Integração O Problema da Heterogeneidade e a Tecnologia de Middleware

2 Rodrigo Alves Costa Roteiro Heterogeneidade  Ilhas de Informação  Relevância Integração de Dados  Arquitetura Middleware Projeto BDFint Conclusões

3 Rodrigo Alves Costa Uma cena comum... Organizações crescem e seus centros de custo incham de forma independente Dados distribuídos em linhas funcionais e departamentais Dados e serviços fragmentados!

4 Rodrigo Alves Costa Ilhas de informação Dados organizados e gerenciados em diferentes SGBDs De diferentes empresas Em diferentes sistemas operacionais Que usam diferentes protocolos de rede Fontes de dados autônomas e independentes Heterogeneidade é a palavra!

5 Rodrigo Alves Costa Relevância 40% do custo do projeto é Integração Sempre existem múltiplos Domínios de Tecnologia Aplicações Distribuídas por Hardware Não existe Tecnologia única para tudo

6 Rodrigo Alves Costa O que fazer? Integração pode ocorrer em três pontos da aplicação  Camadas de apresentação Sistemas utilizam interfaces de diversas aplicações distintas para acessar processos ou informações  Funcionalidades Um sistema completa o outro: compartilhamento de métodos e objetos (distribuídos)  Dados Sistemas que compartilham informações heterogêneas mas que têm objetivos comuns

7 Rodrigo Alves Costa Integração de Dados Extração de dados de uma base Possibilidade de modificação de tais dados Atualização da base Replicação em outras fontes

8 Rodrigo Alves Costa Integração de Dados Potencialidades:  Combinar dados de múltiplas fontes para análise e tomada de decisão  Prover múltiplas aplicações com acesso à leitura a uma fonte de informações comum  Permitir que dados sejam extraídos de uma fonte e reformatados e atualizados em outra Prós e contras do modelo:  O modelo provê uma flexibilidade maior do que os outros modelos  Integração rápida quando os BD são facilmente acessíveis através de interfaces ou quando o middleware realiza a integração de dados  Permite que dados sejam reutilizados através de outras aplicações  Sensível a mudanças

9 Rodrigo Alves Costa Integração no mundo real O desenvolvimento deve ser orientado ao serviço, não aos dados! SODA (Services Oriented Development of Applications) Aplicações devem fazer o melhor uso possível da lógica existente

10 Rodrigo Alves Costa Integração no mundo real

11 Rodrigo Alves Costa Exemplo típico... Projeto MENTAS  Realização de um ambiente de desenvolvimento orientado à engenharia  Análise comparativa de motores Diversos sistemas locais desenvolvidos, diversas fontes distintas, diversas ferramentas de simulação desenvolvidas As fontes na intranet da Mercedes-Benz devem ser vistas como fontes locais Necessidade de integração

12 Rodrigo Alves Costa Arquitetura de Cinco Níveis Proposto por Sheth e Larson (1995) Comunicação Sistema Local Tradutor Middleware Visão 2 Visão 1 Visão n Camada de Integração Sistema Local Sistema Local MDC

13 Rodrigo Alves Costa Middleware Camada de software que tenta solucionar o problema da heterogeneidade Fornece uma alternativa para simplificar a vida dos usuários Visão transparente dos recursos e serviços Facilita a comunicação de pedidos entre componentes de software por meio de interfaces definidas ou mensagens.

14 Rodrigo Alves Costa Middleware – Tipos São implementados sob diferentes perspectivas  Para definir a forma mais adequada de implementação, deve-se realizar uma análise técnica da aplicação  Ambiente de distribuição, tipos de dados, propósito de integração são alguns fatores a serem analisados Chamadas de procedimentos remotos (Remote Procedure Calls); Para aplicações distribuídas que se integram no nível de procedimento. Levam em consideração fatores como existência remota de informação Exemplo: Projeto BDFint

15 Rodrigo Alves Costa Middleware – Tipos Middleware de acesso a banco de dados; Para aplicações que acessam dados distribuídos em arquivos ou bancos de dados. Integra no nível de dados e permite consultas ou mudanças dos dados por meio da rede. Exemplos são: ODBC e JDBC.

16 Rodrigo Alves Costa Middleware – Tipos Middleware orientado a mensagem (MOM); Provê a habilidade de integrar aplicações por meio do uso de mensagens. Habilidade para criar, manipular, armazenar e comunicar essas mensagens. Exemplos: MQSeries da IBM, MQIntegrator da IBM, SagaVista da Saga e Talarian da Smart Sockets.

17 Rodrigo Alves Costa Middleware – Tipos Tecnologia de objetos distribuídos; DOT (Distributed Object Technology), estende o conceito da tecnologia orientada a objeto para processamento distribuído. Interfaces são desenvolvidas para aplicações que fazem software parecer como objetos. Exemplos: CORBA, COM e DCOM.

18 Rodrigo Alves Costa Middleware – Tipos Monitores de processamento de transação. TPMs (Transaction Processing Monitors) preservam a integridade da transação. Suportam características como rollback, refazer, armazenar histórico de erro e replicação para eliminar pontos de falha. Asseguram que uma transação mantenha as propriedades ACID (Atomicidade, Consistência, Isolamento e Durabilidade). Exemplo: Tuxedo da BEA.

19 Rodrigo Alves Costa Federação Distribuição no nível dos Dados Conectividade no nível de Middleware Arquitetura única  Todos os participantes da integração são servidor e cliente

20 Rodrigo Alves Costa Projeto DWFint Abrange:  Integração de dados e esquemas utilizando Agentes  Distribuição de dados heterogêneos Desenvolvimento de uma ferramenta para desenvolvedores e analistas  Suporte ao desenvolvimento integrado de software  Suporte de todo o ciclo de vida de um software Modelagem de funcionalidades Dados de aplicação Códigos-Fonte

21 Rodrigo Alves Costa Agentes no DWFint Sociedade de Agentes  Troca de mensagens e automatização do processo de integração  Arquitetura geral de agentes divida em 3 ambientes: Ambiente Gerador da Federação Ambiente de Manutenção da Federação Ambiente Comum da Federação Analistas/ Desenvolvedores

22 Rodrigo Alves Costa Estado Atual Ambiente Comum da Federação finalizado  Agentes e Wrappers controladores Ambiente para a sociedade de agentes integrado com troca de mensagens JADE

23 Rodrigo Alves Costa Trabalhos futuros Refinamento do middleware utilizado no DWFint  Ex: XPERANTO (Wisconsin University) Implementação dos ambientes de Manutenção e Finalização do Ambiente Gerador  Agente Interligador Gera um Modelo de Dados Canônico integrado (XMI MOF)  Agente Integrador Integra os diversos MDCs de diversas fontes em um MDC comum para visualização

24 Rodrigo Alves Costa Conclusões Diversas demandas para middleware  Multimídia, Mobilidade, Tempo real,... O desenvolvimento de sistemas distribuídos de integração deve suportar transparência de plataformas (portabilidade) Os serviços de Middleware devem ser baseados em gerência de dados, suportando transações Os sistemas de integração e suas abordagens para Middleware devem suportar a mudança de requisitos funcionais e não funcionais Sistemas de integração tendem a ser complexos, é imprescindível a redução da complexidade para o suporte de novos participantes

25 Rodrigo Alves Costa Referências [1] Sheth, A. P., Larson, J. A Federated Database Systems for Managing Distributed, Heterogeneous, and Autonomous Databases. Computing Surveys, 22(3): [2] Inmon, W. H Como construir um Data Warehouse. Rio de Janeiro: Editora Campus. [3] Ciferri, C. D. A.; Sousa, F. F Distribuindo os dados do Data Warehouse In: Anais do XV Simpósio Brasileiro de Banco de Dados. Pg PUC – RS: CEFET-PB, João Pessoa. [4] Pedersen, T. B. et. al “Aspects of Data Modeling and Query Processing for Complex Multidimensional Data”. Ph.D. Dissertation Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade de Aalborg, Alemanha. [5] Batini, C., Lenzerini, M. and Navathe, S. B A Comparative Analysis of Methodologies for Database Schema Integration. Database Systems Research and Development Center, Computer and Information Sciences Department, University of Florida, Gainesville, Florida. [6] Heuser, C. A Projeto de banco de dados. 1 a. edição. Sagra Luzzatto. Pg [7] Navathe, S. B. & Savasere, A A Schema Integration Facility using Object-Oriented Model, In: Object Oriented Multidatabase Systems, Cap. 04, Prentice Hall. [8] Spaccapietra, S. & Parent, C View Integration: A Step Forward in Solving Structural Conflicts, In: IEEE Trans. On Software Eng., vol 6, No. 2. [9] Salgado, A. C., Lóscio, B. F.. Integração de Dados na Web. In: Anais da XX Jornada de Atualização em Informática. [10] Samos, José et. al Database Architecture for Data Warehousing: An Evolutionay Approach. In: Proceedings 9th International Conference on Database and Expert Systems Applications, DEXA'98, Vienna, Austria, Springer LNCS 1460, pp [11] Booch, G., Rumbaugh, J., Jacobson, I UML, guia do usuário, tradução de Fábio Freitas da Silva. Campus. [12] Sun Microsystems, The source for Java (TM) Tecnology. Dispon í vel em: [13] OMG XML Metadata Interchange (XMI) Specification, February 02, Dispon í vel em [14] Bray, T., Paoli, J. and Sperberg-McQueen, C. M Extensible Markup Language (XML) 1.0, World Wide Web Consortium. Dispon í vel em:

26 Rodrigo Alves Costa Referências [15] Rational Software, “ Rational Rose ® : Visual Modeling, UML, Object Oriented, Component-based ”. Dispon í vel em: [16] Introduction to the Booch Method. Dispon í vel em: [17] Schildt, H C, completo e total, tradu ç ão de Roberto Carlos Mayer. São Paulo: Makron Books. [18] Melo, R. N., Silva, S. D. da, Tanaka, A. K Bancos de dados em aplica ç ões cliente/servidor. Rio de Janeiro: Infobook, 2 a. tiragem. [19] Ribeiro, A. C., Florentini, A. C.. O padrão XMI: uma proposta para sua utiliza ç ão em Bibliotecas Digitais, dispon í vel em [20] Wood, L., Apparao, V., Byrne, S., Champion, M., Isaacs, S., Jacobs, I., Hors, A. L., Nicol, G., Robie, J., Sutor, R., Wilson, C., “ Document Object Model (DOM) Level 1 Specification Version 1.0 ”. World Wide Web Consortium, Dispon í vel em: [21] SAX: The Simple API for XML. Dispon í vel em: [22] JDOM. Dispon í vel em: [23] Bryan, M SGML: An Author's Guide to the Standard Generalized Markup Language. Wokingham/Reading/New York: Addison-Wesley. [24] Grose, T XMI Application Framework. Dispon í vel em: [25] Kim, W Modern Databases Systems – Object Model, Interoperability, and Beyond. Addison-Wesley. [26] Campos, V. V. de S., Souza, F. da F. de, Costa, R. A Integra ç ão de Fontes Heterogêneas de Dados utilizando a Web e XMI. In: CSITeA ’ 02. Foz do Igua ç u – Brazil.


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