Uma Arquitetura para Acesso e Integração de Dados em Aplicações Sensíveis ao Contexto Natália Quirino de Oliveira Orientador: Prof. Dr. Alvaro Cesar Pereira.

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1 Uma Arquitetura para Acesso e Integração de Dados em Aplicações Sensíveis ao Contexto Natália Quirino de Oliveira Orientador: Prof. Dr. Alvaro Cesar Pereira Barbosa Mestrado em Informática Universidade Federal do Espírito Santo

2 Contexto e motivação Computação ubíqua Aplicações sensíveis ao contexto Automatizar tarefas Situação do usuário Situação do ambiente

3 Contexto e motivação Integração de dados contextuais Vários domínios Projetos DBMware, Infraware, CoDIMS, Telecardio

4 Infraware

5 CoDIMS original Outras instâncias: CoDIMS-G, MECD E, neste trabalho, o CoDIMS-CA

6 Objetivo Nova instância do CoDIMS (CoDIMS-CA) para atender aos projetos Infraware e Telecardio Definição de uma arquitetura para integração de dados contextuais Definição de uma estratégia para execução distribuída de consultas

7 Overview

8 Para atingir os objetivos: Conceitos e Tecnologias Requisitos Trabalhos Relacionados

9 Conceitos e Tecnologias Framework Componentes Wrappers Metadados Ontologias Bancos de dados: ativos, temporais, espaciais

10 Requisitos Acesso e integração de dados Entrega ativa de dados Dinamismo das informações Metadados Perfil de usuário Configuração e extensibilidade Histórico contextual Prioridade entre consultas

11 Trabalhos relacionados Nexus DBGlobe Mogatu MoCA Awareness

12 Trabalhos relacionados Sub-conjuntos de requisitos atendidos

13 Trabalhos relacionados Aspectos de entrega HipacSnoopLiquid CoDIMS-CA Linguagem específica Sim Eventos compostosNãoSim DistribuiçãoNão Sim Novos operadoresNãoSimNãoSim

14 Arquitetura conceitual

15 Diagrama de componentes

16 Diagrama de classes

17 Diagrama de classes (cont.)

18 Exemplo de Aplicação: Telemedicina Monitorar ininterruptamente e remotamente pacientes que têm doenças crônicas Isquemia do miocárdio Integração de eletrocardiograma, outros sinais vitais, prontuário do paciente

19 Exemplo de Aplicação: Projeto Telecardio

20 Exemplo de Aplicação: Deseja-se monitorar um paciente que se encontra em casa, com um dispositivo holter que se comunica uma unidade base local. A unidade base se comunica com o servidor localizado no hospital Dados são gerados pelo holter a cada 30 segundos Monitoramento periódico ou emergências Integração de dados de prontuário, ECG (freqûencia cardíaca) e temperatura

21 Subscrição em formato SQL-Like SELECT p.idPaciente, p.nome, p.idade, last 10 e.FC values FROM paciente p, ecg e, temperatura t WHEN e.FC onIncrease AND e.FC > 90 AND t.temperatura onIncrease AND t.temperatura > 39 AND p.fumante = “sim”

22 Fontes Utilizadas Fonte de DadosNome Origem dos dados Tipo dos dados Registros de Pacientes (idPaciente,nome,idade, sexo,fumante) ProntuárioServidor do hospital Relacional ECG de pacientes (idPaciente, FC, data-hora) ECGSensor no paciente XML Temperatura de pacientes (idPaciente, temperatura, data-hora) TemperaturaSensor no paciente TXT

23 Web services criados A seguinte distribuição foi utilizada no estudo de caso Enfoque na distribuição das fontes de dados

24 Árvore de execução de consultas Conjunto resultado

25 Plano de Execução de Consultas

26 Temp = 40 Frequencia = 65 Frequencia = 91 Temp > 39 FC > 90 Fumante = “sim”

27 Conjuntos resultado Resultset do operador Scan: Temperatura Resultset do operador Scan: frequência cardíaca Resultset do operador And: Resultset do operador Scan: paciente Resultset do operador Join:

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30 Implementação JDOM SAX Tomcat NetBeans PostgreSQL

31 Conclusão Avanços na popularização de dispositivos Computação ubíqua, sistemas sensíveis ao contexto: maior interação com os usuários Necessidade de arquiteturas apropriadas Nova instância do CoDIMS, o CoDIMS-CA

32 Contribuições Lista de requisitos para integração de dados contextuais Máquina de execução de consultas distribuida para entrega ativa de dados Fábricas e distribuição de agentes e operadores Arquitetura configurável e flexível Definição de esquemas XML Implementação do protótipo Reutilização do framework CoDIMS Publicações

33 Requisitos atendidos Acesso e integração de dados Entrega ativa de dados Dinamismo das informações Metadados Perfil de usuário Configuração e extensibilidade Histórico contextual Prioridade entre consultas

34 Requisitos não atendidos Contexto espaço-temporal Linguagens específicas Modificações na ACID Mobilidade

35 Comparação com outras arquiteturas Distinções na detecção de eventos e processamento de consultas Estratégia de execução de consulta Adição de novos componentes

36 Trabalhos futuros Otimização dinâmica de consultas Estatísticas e gerenciamento de fontes Desenvolvimento de wrappers (imagens médicas, GPS) Tolerância a falhas Estudos sobre novos componentes (histórico, perfil) Estudo de grids para integração de dados contextuais

37 Agradecimentos CNPq e FAPES, pelo apoio financeiro UFES/PPGI, pela oportunidade e conhecimento recebido Alunos do PET Engenharia de Computação (Bruna Colnago e Igor Magri), pelo apoio na implementação

38 Uma Arquitetura para Acesso e Integração de Dados em Aplicações Sensíveis ao Contexto Natália Quirino de Oliveira Orientador: Prof. Dr. Alvaro Cesar Pereira Barbosa Mestrado em Informática Universidade Federal do Espírito Santo

39 Subscrição histórico - XML

40 Armazenamento histórico - XML ECG sinaisVitais 10:02:05 00:01:00 90 87

41 Fonte indisponível - XML 2007/03/01 23:42:22 2007/03/01 23:51:32 2007/02/01 10:40:11 2007/02/01 11:20:36

42 Event Report - XML anomaliaECG

43 Perfil SELECT * FROM medico m WHERE m.especialidade = “oftamologista” SELECT * from medico m WHERE m.especialidade = “oftamologista” AND m.convenio = “casufes” ORDER BY m.bairro

44 Interfaces para Web Services public interface InterfaceSubscricao { public void popularSubscricao(String arquivo);} public interface InterfaceAgente { public void iniciarMonitoramento(); public void pausarMonitoramento(); public void cancelarMonitoramento(); public void run();} public interface InterfaceGerenciaFonte { public void checarTodasFontes(); public void checarFonte(Fonte f); public void monitorarStatusFontes(); public void alertarDesconexao(Fonte f);}

45 Interfaces para Web Services (cont.) public interface InterfacePerfil { public void popularPerfil(int idUsuario, String arquivo); public void personalizarConsulta(String arqPerfil, String arqConsulta); public void consultarPerfil(int idUsuario);} public interface InterfaceHistorico { public Vector obterDadosHistoricos(String atributo, String tabela); public void armazenarHistorico(String atr, String tab, String valor); public void iniciarArmazenamento(String atributo, String tabela); public void pausarArmazenamento(String atributo, String tabela);} public interface InterfaceGerenciaTarefas { public void checarMaiorPrioridade(); public void adicionarSubscricao(Subscricao s); public void removerSubscricao(int id);}