U NIVERSIDADE F EDERAL DO R IO G RANDE DO N ORTE
C ENTRO DE T ECNOLOGIA
E NGENHARIA DE C OMPUTAÇÃO E AUTOMAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
Formação Continuada em Sistemas Embutidos
de Tempo Real Aplicados à Industria do
Petróleo: Uso da Metodologia de Estudo a
Distância
Evellyne da Silva Batista
Orientador: Prof. Dr. Ivan Saraiva Silva
Co-orientador: Profa . Dra . Apuena Vieira Gomes
Monografia apresentada ao Curso de Engenharia de Computação da UFRN como
parte dos requisitos para obtenção do título
de Engenheiro de Computação.
Natal, RN, janeiro de 2007
A Dalva, minha mãe e amiga de
todas as horas. Meus irmãos Késia e
Giovany. Aos amigos, pelo apoio e
companheirismo.
Agradecimentos
À minha mãe Maria Dalva, por me incentivar, compreender e principalmente por me amar.
Uma pessoa que mesmo não estando presente fisicamente em minha vida, mas foi minha
fonte de inspiração é meu pai, Francisco Gilvan. Tenho certeza que de onde ele estiver
estará feliz pela concretização dessa etapa de minha vida.
Aos meus irmãos Késia e Giovany, de quem por diversos momentos precisei e fui correspondida.
Agradeço ao meu orientador, professor Ivan Saraiva, por sua contribuição na minha formação profissional.
À minha co-orientedora Apuena, que me incentivou, ajudou em intervenções precisas,
sem medir esforços, em toda minha jornada. Foi uma pessoa que contribuiu bastante,
puxando minha orelha nas correções da dissertação, seu apoio foi fundamental...Obrigada
por tudo!!!
À Ivanovitch, pelo seu apoio em todas horas, mas principalmente nas mais difíceis. Obrigada pela sua paciência e pelo seu apoio incalculável!!
À ANP e ao PRH 22, pelo apoio financeiro e técnico.
Agradeço também a professora Auta Stella por se dispor a avaliar meu trabalho.
E finalmente a todos os meus amigos, que contribuíram diretamente ou indiretamente com
seu amor, amizade, lealdade nessa conquista.
Resumo
Na medida em que o uso de sistemas computacionais prolifera na sociedade atual,
aplicações com requisitos de tempo real tornam-se cada vez mais comuns no setor petrolífero.
Baseado nisso que o PRH22 (Programa de Formação em Geologia, Geofísica e Informática no Setor Petróleo e Gás da UFRN) tem demonstrado interesse em promover uma
formação continuada e profissional na área de Projetos e Implementação de Sistemas Embutidos em Tempo Real utilizando os recursos relacionados com a Educação a Distância
para o campo de Petróleo e Gás. O referido trabalho procura promover um protótipo de
um material didático em Sistemas Embutidos em Tempo Real procurando focar as necessidades estabelecidas, de acordo com o público envolvido na indústria petrolífera.
Palavras-chave:Sistemas Embutidos de Tempo Real, Educação a Distância, Tecnologias do Petróleo.
Abstract
In the measure the use of computational systems proliferates in the current society,applications with requirements of real time become each time more common in the
petroliferous sector. Based in that the PRH22 (Program of formation in Geology, Geophysicist and Computation in sector oil and gas of UFRN) has been demonstrating interest
in promoted continued and professional formation in area of Projects and Implementation
of Embedded Systems in Real Time using the technological resources related with the Education distance to oil and gas fields. The related work looks for to promote an archetype
of a didactic material in Real Time Inlaid Systems looking for to focar the established
necessities, in accordance with the involved public in the petroliferous industry.
Keywords: Real Time Embeddeds Systems, Education in Distance, Oil Technologies.
Sumário
Sumário
i
Lista de Figuras
iii
1 Introdução
1.1 Considerações Iniciais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
2 Fundamentos da Educação a Distância e Aplicações
2.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.2 Conceitos Históricos da Educação a Distância . . . . . . . . . . . . . . .
2.3 Conceitos/Características da EaD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
5
8
10
3 Sistemas Embutidos
3.1 Os Sistemas de Tempo Real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2 Caracterização de Sistemas de Tempo Real . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.1 Metas Temporais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.2 Confiabilidade e Segurança . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.3 Tamanho e Complexidade do Sistema . . . . . . . . . . . . . . .
3.2.4 Coordenação de Tarefas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3 Sistemas Embutidos em Tempo Real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.3.1 Aplicações dos Sistemas Embutidos em Tempo Real em ambientes industriais de P&G . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
14
16
16
17
18
18
18
19
4 Protótipo de um Material Didático a Distância de Sistemas Embutidos de
Tempo Real
4.1 Características da Aplicação Utilizada . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Linguagem do Material para Aplicação a Distância . . . . . . . . . . . .
4.3 Estrutura do Material para Aplicação a Distância . . . . . . . . . . . . .
4.4 Conteúdo do Material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.1 Conceitos Fundamentais de Hardware . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.2 Interrupções em Sistemas Embutidos . . . . . . . . . . . . . . .
4.4.3 Modelagem e Especificação dos Sistemas Embutidos . . . . . . .
4.4.4 Sistemas Operacionais de Tempo Real . . . . . . . . . . . . . . .
24
24
25
26
32
32
33
33
33
5 Conclusões
5.1 Recomendações para Trabalhos Futuros . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
35
i
Referências bibliográficas
36
Lista de Figuras
1.1
Representação de um Sistema Convencional X Sistema Embutido . . . .
2
2.1
2.2
Representação da Evolução da Educação a Distância . . . . . . . . . . .
Principais Componentes de um Sistema de Educação à Distância conforme Santos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
15
16
17
20
3.7
Representação de um Sistema em Tempo Real . . . . . . . . . . . . . . .
Representação de uma Meta Temporal de Granularidade Fina . . . . . . .
Representação de uma Meta Temporal de Granularidade Grossa . . . . .
Organização Típica de um Sistema Embutido . . . . . . . . . . . . . . .
Principais plataformas offshore - (A) Plataforma Fixa, B) FPSO, C) Navio
Sonda, D) Plataformas Semi-submersíveis, E) Plataformas auto-eleváveis,
F) TLP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Representação de um controle de processo utilizando sistemas embutidos
de tempo real . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Imagem mostrando a mancha de petróleo ao largo da Galiza . . . . . . .
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
Estrututa da classe Beamer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ilustração de uma Tela Dialógica . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tela Inicial do módulo de Sistema Operacional de Tempo Real . . .
Tela do Sumário do módulo de Sistema Operacional de Tempo Real
Exemplo de uma Tela com Comentários . . . . . . . . . . . . . . .
Exemplo de uma Tela com a Presença de um Mascote . . . . . . . .
Exemplo de uma Tela de Interação . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exemplo 2 de uma Tela de Interação . . . . . . . . . . . . . . . . .
Exemplo de uma Tela de Interação e dialogismo . . . . . . . . . . .
Exemplo 2 de uma Tela de Interação e dialogismo . . . . . . . . . .
25
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29
29
30
31
31
32
3.6
iii
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11
22
22
23
Capítulo 1
Introdução
1.1
Considerações Iniciais
Neste início de milênio, o índice de desenvolvimento de novas tecnologias tem gerado
mudanças significativas na sociedade. Essas mudanças causam impactos nas organizações. Para superar o choque da globalização as indústrias de Petróleo e Gás têm buscado
acompanhar este processo, de forma que, possuem intenções de qualificação, eficácia,
rapidez e dinamismo em seus serviços a fim de promover e atrair interesses aos seus
clientes [Martins 2002].
Desta maneira, as empresas requerem, cada vez mais, profissionais qualificados. As
mudanças ocorridas nas organizações atingiram o principal elemento dessas transformações, o ser humano. Neste percurso, há uma necessidade de disseminação do conhecimento para que o ser humano possa alcançar os propósitos das organizações [Martins
2002].
De acordo com Fulco (2003), “Na área de Petróleo e Gás Natural, o interesse político
e econômico mundial tem levado Governos e entidades de fomento a incentivarem o
avanço de processos, produtos e serviços neste setor, e movimenta permanentemente instituições de pesquisa e desenvolvimento e universidades na busca por inovações tecnológicas ”.
Baseado neste cenário de transformações, o PRH-22 [CCET 2006](Programa de Formação em Geologia, Geofísica e Informática no Setor Petróleo e Gás na UFRN), que
abrange a formação de profissionais em graduação e pós-graduação (Composto pelos cursos de Geologia, Ciência da Computação, Engenharia da Computação), tem apresentado
interesse na formação continuada na área de Sistemas Embutidos de Tempo Real para
Otimização e Automação no Setor Petróleo e Gás.
O programa é cultivado visando reunir alunos de diferentes áreas para promover uma
interdisciplinaridade, gerando condições para um envolvimento conjunto em pesquisa. A
partir disso, o presente trabalho visa contribuir com os recursos disponíveis de sistemas
embutidos, com técnicas e métodos utilizados no processo de ensino-aprendizagem que
se torne conveniente as melhores condições de qualificação, para atender as exigências
das indústrias do petróleo [Martins 2002].
Em linhas gerais os sistemas embutidos (também chamado de sistemas embarcados)
são sistemas dedicados a aplicações específicas. Atualmente a maioria dos sistemas em-
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO
2
butidos utiliza componentes de hardware e software e não somente hardware (circuitos
integrados) e são encontrados do início ao fim numa indústria petrolífera.
Em contraponto ao uso de plataformas padrão de hardware (computador pessoal, por
exemplo) e programas de aplicação, estas aplicações requerem o uso de um hardware
específico mais eficiente e/ou programas de aplicação específicos. Daí a exigência de
uma nova metodologia de projeto onde ambos domínios precisam estar integrados desde
a especificação até a síntese do produto final [da Silva Jr et al. 1999].
Em relação aos sistemas computacionais tradicionais, as restrições impostas aos embutidos são muito maiores, pois esses sistemas serão instalados dentro de um sistema fisicamente maior, o que pode impor diversas limitações. Outro aspecto importante é a diversidade das condições ambientais (Limites de dissipação térmica, de interferência e compatibilidade eletromagnética) sob as quais esses sistemas podem operar[de Oliveira 2005].
Observe na ilustração 1.1 [INF 2006] que o programa do usuário e o sistema operacional
do sistema embutido esta acoplado no mesmo nível em relação ao sistema convencional,
isto significa que, o acoplamento em relação ao espaço físico dos sistemas embutidos é
bem limitado, implicando num sistema mais restrito.
Figura 1.1: Representação de um Sistema Convencional X Sistema Embutido
No universo de aplicações embutidas, um grupo que se destaca são aqueles limitados
pelo tempo, os chamados sistemas em tempo-real. Esses sistemas também realizam tarefas de controle e processamento de informações, mas com um diferencial: suas respostas
ao ambiente devem ser retornadas em tempo hábil ou o sistema irá entrar em um estado
inconsistente de funcionamento [Eletronica 2006].
Vale salientar que, a maior parte das aplicações de tempo real são embutidas, mas nem
todas os sistemas embutidos possuem desempenho de tempo real [NI 2006]. Enquanto
aplicações de tempo real sempre aderem a características de temporização estrita, sistemas
embutidos não são simples de categorizar.
Pode-se denotar que, a área que envolve os sistemas embutidos em tempo real é de
difícil compreensão, pois é uma área multidisciplinar, ou seja, envolve recursos de programação de baixo nível, pois está bem mais próxima da linguagem de máquina que seria
o nível mais baixo possível de interação com o computador (Assembler, Interrupções),
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO
3
programação envolvendo engenharia de software (Sistemas Operacionais, Modelagem)
dentre outros.
Com o intuito de melhorar o processo de ensino-aprendizagem a ANP [ANP 2006]
(Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis), que é um órgão regulador do setor petrolífero que promove e financia o PRH22 e outros PRHs distribuídos pelas instituições brasileiras, na execução de suas atividades, promove um estudo
de métodos que possam auxiliar na compreensão dos conceitos proporcionando oportunidades contínuas de aprendizado e treinamentos utilizando a Metodologia de Educação
a Distância. Na UFRN, concentra-se alguns PRHs, por exemplo: PRH36 (Programa de
Recursos Humanos em Direito do Petróleo e Gás Natural) para o curso de Direito, PRH14
(Programa de Recursos Humanos em Engenharia de Processos em Plantas de Petróleo e
Gás Natural) para os cursos de Engenharia de Computação e Engenharia Química, PRH30
(Programa Multidisciplinar em Petróleo e Gás) composto pelos cursos de Química, Engenharia de Materiais, Engenharia Mecânica e Engenharia de Produção.
Atualmente, a sociedade tem uma exigência de promover um processo de atualização da mão-de-obra, presente nos setores industriais, comerciais e serviços, que vem
tornando-se permanente a idéia de uma educação técnica e profissional permanente, continuada e não restrita à escola e à educação formal [Sanchez 1999], [Preti 2000].
Neste sentido, a tecnologia da informação tem criado um ritmo acelerado das mudanças gerando novas habilidades decorrentes da grande demanda [Bates 1999] e, lado
a lado com o desenvolvimento da Internet, tem sido modificado as formas de instrução,
trabalho e até mesmo o processo de aprendizagem. Dessa forma, impõe desafios para
auxiliar os modelos esgotados por processos ágeis e com relações custo-benefício mais
equilibradas [Martins 2002].
Segundo Gomes (2000), a Educação a Distância, como uma concepção de aprendizado e interatividade, está em grande evidência devido a diversos fatores:
• Promover educação a um número maior de pessoas, levando o ensino a lugares onde
não há acesso;
• Compartilhamento das diferenças culturais;
• Exigência da sociedade globalizada, ou devido à falta de tempo para freqüentar
cursos habituais;
• Oferece apoio ao ensino formal/tradicional ou presencial, atuando principalmente,
porém não exclusivamente, na área de formação, avaliação e capacitação profissional;
• Promove flexibilidade, interatividade, possibilidade de socialização, por propiciar
um “ambiente próprio", permitindo uma série de “ferramentas"e “serviços"que vão
de encontro a várias necessidades didático-pedagógicas;
• Promove redução de custos e da ampliação das possibilidades de auto-instrução.
De acordo com a Unesco [Preti 1996]“A educação deve ter por finalidade não apenas
formar as pessoas visando uma profissão determinada, mas, sobretudo colocá-las em
condições de se adaptar a diferentes tarefas e de se aperfeiçoar continuamente, uma vez
que as formas de produção e as condições de trabalho evoluem: ela deve tender, assim, a
facilitar as reconversões profissionais".
CAPÍTULO 1. INTRODUÇÃO
4
Tendo em vista o exposto anteriormente, o presente trabalho propõe um protótipo de
um material de estudo de uma disciplina denominada “Sistemas de Tempo Real Embutidos"integrante do PRH22 utilizando os recursos de Educação a Distância. Para tanto, foi
necessário o estudo aprofundado dos conceitos e características pertinentes a tecnologia
de EaD para a produção do material didático para a disciplina citada.
Desta forma, este trabalho está apresentado por este capítulo de considerações iniciais
onde caracteriza as necessidades das empresas em que exigem uma maior qualificação de
pessoas diante da globalização, contendo uma breve análise dos sistemas Embutidos e de
EaD.
No próximo capítulo, o capítulo 2, são apresentados os fundamentos de Educação
a Distância. No capítulo 3, será abordado os conceitos e características dos Sistemas
Embutidos de Tempo Real, enfatizando suas aplicações na área de P&G. No capítulo
4, é apresentado o protótipo do curso a distância da disciplina Sistemas de Tempo Real
embutidos, suas características, estrutura e ferramentas computacionais utilizadas como
proposta para o material didático. Por fim, apresentamos o capítulo de conclusão onde
são apresentadas as considerações finais sobre este trabalho e perspectivas futuras.
Capítulo 2
Fundamentos da Educação a Distância
e Aplicações
Este capítulo irá definir fundamentos da EaD, entretanto, ele não irá consumir tudo
sobre o assunto e sim suas características, conceitos que fundamentam a necessidade
de uma modalidade de ensino não tradicional para obter a formação continuada para a
indústria do petróleo.
2.1
Introdução
No contexto atual, muitas transformações vêm ocorrendo a cada dia. Essas transformações é o computador, o celular, a medicina com exames minuciosos e outras inovaçoes
tecnológicas que estão surgindo. Para acompanhar as mudanças a sociedade busca mecanismos de capacitação pessoal em grande demanda. Com isso, para atender a esta expectativa de forma mais eficaz a Educação a Distância (EaD) promove o ensino-aprendizado
de forma democrática, pois realiza uma formação de qualidade para quem precisa, sem
impedimentos pelo espaço, tempo ou qualquer outra condição.
Segundo Preti (1996) “As transformações produzidas durante estes últimos anos no
Brasil são o reflexo da aceleração no ritmo das mudanças que vêm ocorrendo, sobretudo
a partir da década de 50, nos países do chamado primeiro mundo, e que estão gerando
um modelo de sociedade em que a formação é posta como fator estratégico do desenvolvimento, da produtividade e da competitividade".
No cenário de transformações percebe-se que mesmo ao longo dos anos a definição
de Preti (1996) representa uma realidade atual. Sem dúvida, a evolução tecnológica tem
contribuído para o processo de amadurecimento da EaD, onde hoje é considerada uma
modalidade de ensino regular, que utiliza a mediação de diferentes linguagens [Alves &
Alves 2003].
Para acompanhar as mudanças, as indústrias de Petróleo e Gás e organizações contemporâneas, em geral, almejam rapidez, agilidade, dinamismo em seus serviços buscando
atender da melhor forma possível seus clientes, sendo assim, minimizando seus custos e
capacitando seus profissionais de uma maneira que eles possam exercer suas atividades
com mais qualidade e eficácia.
As organizações petrolíferas buscam a qualificação de seus funcionários, sendo isso
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES6
um fator de grande relevância, já que o ser humano possui sempre uma necessidade de
ser treinado e orientado para promover a eficácia e produtividade em suas atividades
atingindo os objetivos estabelecidos pela empresa.
Diante destas necessidades expostas nos dias de hoje, é que se pretende promover uma
formação continuada utilizando a Educação a Distância para atender a uma expectativa de
forma mais eficaz do que outras modalidades de ensino, pois ela promove flexibilidade,
dentre outras características que serão citadas a seguir, onde amplia as possibilidades
de escolha de local e horário de estudo permitindo maior adaptação ao ritmo de aprendizagem do participante. Com isso irá promover um incremento no número de alunos
alcançados sem oferecer riscos à qualidade de ensino [Nunes 1992].
De acordo com Moore (1990) “Educação a distância é uma relação de diálogo, estrutura e autonomia que requer meios técnicos para mediatizar esta comunicação. EAD
é um subconjunto de todos os programas educacionais caracterizados por: grande estrutura, baixo diálogo e grande distância transacional. Ela inclui também a aprendizagem".
O importante é que se conceba essa alternativa de ensino, como um sistema que pode
promover atendimento de qualidade, assim como o acesso ao ensino, além de constituirse em forma de democratização do saber. Em muitos países a EaD já ganhou espaço de
atuação, sendo reconhecida pela qualidade e inovação metodológica e considerada como
a educação do futuro [Falcão 2001].
A eficácia da EaD tem mostrado várias evidencias, basta verificar os cursos de pósgraduação lato sensu à distância, são quatro as universidades aprovadas pelo MEC, onde
somando os cursos universitários à distância aprovados, são 50 mil o número de alunos
favorecidos [Abed 2006], o que não significa falta de questionamentos e estudos contínuos
sobe essa modalidade. Há uma significativa produção internacional que aponta aspectos
positivos e negativos referentes ao sistema como por exemplo: Conselho Internacional de
Ensino a Distância/CIEDN e entre outros [Preti 1996].
No Brasil, segundo o Anuário Brasileiro Estatístico de Educação Aberta e a Distância
[Sanchez 2005], apurou-se a oferta de cursos desde o período de 1982 a 2004. Observe
na figura 2.1, que nos treze anos que vão de 1982 a 1994, a oferta de cursos à distância,
permaneceu praticamente constante. A partir de 1995, nota-se um aumento exponencial
na oferta de novos cursos e a tendência dos últimos anos de crescimento criticamente exponencial. Nota-se que após 2001, a oferta de cursos mais do que triplicou.
Com base nestes dados estatísticos, percebe-se que a EaD tende doravante a se tornar
cada vez mais um elemento regular dos sistemas educativos, necessários não apenas para
atender a demanda e/ou grupos específicos, mas assumindo funções de crescente importância, especialmente no ensino pós-secundário, ou seja, na educação da população
adulta, o que inclui o ensino superior regular e toda grande e variada demanda de formação contínua gerada pela absolescencia acelerada da tecnologia e do conhecimento.
A seguir no item 2.2 serão analizados alguns aspectos históricos mais importantes,
caracterizadores da EaD, para que se possa compreender o avanço e o desenvolvimento
desta modalidade, assim como, evidências, fatores que fizeram cativar a formação continuada às indústrias de Petróleo e Gás.
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES7
Figura 2.1: Representação da Evolução da Educação a Distância
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES8
2.2
Conceitos Históricos da Educação a Distância
A escolha dessa modalidade como meio de dotar as instituições educacionais de
condições para atender às novas demandas por ensino e treinamento ágil e célere, tem
por base a compreensão. Atualmente, a EaD, como uma instância e forma alternativa
de educação está em grande evidência, entre outros fatores, devido a tentativa de promover a aprendizagem. No entanto, ela já está presente entre nós há mais de um século,
colecionando uma história de experimentações, sucessos e fracassos [Gomes 2000].
Experiências em Educação a Distância encontraram eco desde a Antigüidade; primeiramente na Grécia e, posteriormente, em Roma. De acordo com Nunes (1992) sua origem
recente, já longe das cartas de Platão e das Epístolas de São Paulo, está nas experiências
de educação por correspondência iniciadas no século XVIII e com largo desenvolvimento
a partir de meados do século XIX.
A partir do início do século XX até a Segunda Guerra Mundial, impulsionada pelos
avanços nas telecomunicações, a EaD enfatiza o uso de diversas tecnologias de comunicação e informação, abrindo um leque de opções interativas. Essas opções interativas se
concretizam pelo uso de mídias variadas, com um maior desenvolvimento de metodologias aplicadas ao ensino por correspondência que, depois, foram fortemente influenciadas
pela introdução de outros meios de comunicação de massa, principalmente o rádio, dando
origem a projetos muito importantes, principalmente no meio rural permitindo a interferência ativa do usuário.
A Educação a Distância passou a se destacar como uma modalidade não convencional
de educação, capaz de atender com grande perspectiva de eficiência, eficácia e qualidade
aos anseios de universalização do ensino e, também, como meio apropriado à permanente
atualização dos conhecimentos gerados de forma cada mais intensa pela ciência e cultura
humana [Golveia 2003].
Atualmente a EaD está sendo adotada em diversos países, em todos os níveis e em
sistemas formais e não formais de ensino, de modo a atender milhares de estudantes e
um grande número de instituições que treinam seus recursos humanos através de cursos
oferecidos por esse método [Falcão 2001].
No caso deste trabalho, essa modalidade de ensino poderá auxiliar uma formação continuada em sistemas embutidos de tempo real para indivíduos relacionados às indústrias
de petróleo, a fim de integrar com o desenvolvimento, uma atualização para esse setor,
já que as empresas exigem, cada vez mais, especializações para acompanhar o mercado
com qualidade.
Esses indivíduos são pessoas que possuem um regime de trabalho intenso. Os trabalhadores de plataformas de petróleo marítimas, por realizarem suas atividades em alto-mar,
são denominados “off-shore". A principal característica do trabalhador “off-shore"é, devido à distância das plataformas marítimas em relação ao continente, a impossibilidade de
voltar para casa ao final da jornada de trabalho, o que os obriga a realizarem suas funções
confinados nas plataformas, por exemplo, nas plataformas da Bacia de Campos - RJ, esse
regime de trabalho/descanso é de 14/21 dias para os trabalhadores diretos e de 14/14 dias
os terceirizados [de Freitas et al. 2001], [Pena 2002]. Nesse contexto, para que esses trabalhadores evoluam, do ponto de vista tecnológico/educativo pretende-se promover uma
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES9
formação utilizando essa modalidade de ensino.
No Brasil, a Educação a Distância teve um salto com a fundação da Rádio Sociedade
do Rio de Janeiro, em 1923, por um grupo de membros da Academia Brasileira de Ciências. Doada posteriormente, em 1936, ao Ministério da Educação e Saúde, ali se localiza
as raízes da Educação a Distância, da Teleducação. Na década de 50, outras instituições,
motivadas pela necessidade de democratização do saber, em um país de dimensões continentais, fizeram uso do ensino a distância por correspondência [Gomes 2000].
Merece destaque, o estado do Rio Grande do Norte em 1956, na época do Movimento
de Educação de Base (MEB), que segundo um grupo de membros da Academia Brasileira
de Ciências foi “ O maior sistema de educação não formal até agora desenvolvido no
Brasil"[Preti 1996]. A preocupação básica era a alfabetização e o apoio à educação de
milhares de jovens e adultos, por meio das ’escolas radiofônicas’, e montagem de uma
perspectiva de sistema articulado com as camadas populares. Porém, somente na década de 60 que ela tomará vulto e expressão significativa, visto que em 1965 começou
a funcionar uma Comissão para Estudos e Planejamento da Radiodifusão Educativa que
acabou criando, em 1972, o Programa Nacional de Teleducação (PRONTEL). Nesta experiência já se utilizava a TV Educativa para transmitir programas, em circuito fechado,
para alunos das 5a a 8a séries do primeiro grau com o objetivo de integrar todas as atividades educativas dos meios de comunicação com a Política Nacional de Educação.
Em 1973, o Estado do Rio Grande do Norte participa desta evolução, quando o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) iniciou, em caráter experimental, o projeto
SAGI (Sistema Avançado de Comunicações Interdisciplinares), com o objetivo de estabelecer um Sistema Nacional de Teleducação Via Satélite.
Em 1978 era lançado o Telecurso 2o Grau, em parceira da Fundação Padre Anchieta
- TV Cultura - e a Fundação Roberto Marinho - TV Globo, que combina programas
televisivos com material impresso vendido em bancas de jornal.
Atualmente a EaD tem sido envolvida em vários projetos no Rio Grande do Norte,
tanto em universidades públicas quanto privadas. Vale destacar a UFRN que possui uma
Secretaria de Educação a Distância (SEDIS), que tem o objetivo de incentivar as tecnologias dessa modalidade de ensino, utilizando comunicação como ferramenta de ensino e
aprendizagem. A SEDIS coordena o Programa Universidade a Distância (UNIDIS), que
desenvolve os seguintes cursos de graduação: Licenciatura em Química, Matemática,
Física e Bacharelado em Administração. Para o ano de 2007 está previsto o início de
mais duas licenciaturas: em Geografia e em Ciências Biológicas [Sedis 2006]. A Universidade Estadual do Rio Grande do Norte (UERN) com o Núcleo de Educação a Distância
(NEAD) funciona com um programa de formação continuada em mídias na educação
[Faced 2006].
A Universidade Potiguar(UnP), única universidade privada do Rio Grande do Norte,
possui um setor responsável pela modalidade, chamado Núcleo de Educação a Distância (NEaD), criado em 2003, com o objetivo de dissemina-la através da elaboração de
disciplinas a distância [UNP 2006].
Sem dúvida, o avanço promoveu atualmente outros tipos de transmissão de informação e de trocas de mensagens, da TV educativa à videoconferência, e cada vez mais
usualmente, a Internet mediante seus recursos interativos como e-mail, chats e listas de
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES10
discussões.
Toda essa evolução é acompanhada por sucessivas mudanças da sociedade e na cultura, que vão ocorrendo mediante as diferentes formas de relações do ser humano com os
outros homens e com o mundo material, além das relações com os artefatos criados por ele
mesmo para mediar essas relações, na mesma proporção em que também se modificam e
se ampliam os conhecimentos, que vão sendo acumulados e complexos.
De acordo com Kenski (2002) “A preocupação em educação na atualidade é o de
formar o cidadão brasileiro que também possa ser um ‘cidadão do mundo’, e não apenas ‘preparar o trabalhador ou o consumidor das novas tecnologias’. Isso significa a
definição de programas e projetos que possam fazer uso das novas tecnologias para capacitar as pessoas para a tomada de decisões e para a escolha informada acerca de todos
os aspectos na vida em sociedade: política, social, econômico, educacional dentre outros. Para isso, faz-se necessário o acesso à informação e ao conhecimento e capacidade
de processá-los judiciosamente".
Os programas que envolvem a EaD com qualidade, devem abranger possibilidades de
utilização de todos os meios tecnológicos disponíveis, do meio impresso aos ambientes
interativos digitais. É necessário que este tipo de material garanta a possibilidade de
escolha dos alunos, entre as modalidades presenciais e a distância, sem prejuízos para a
sua formação [Kenski 2002].
2.3
Conceitos/Características da EaD
Diversas são as denominações e as conceptualizações que encontramos relacionados
com essa modalidade de ensino. O termo Ensino a Distância e Educação a Distância,
segundo Gomes (2000) são freqüentemente confundidos nesta área como sinônimos, expressando um processo de ensino-aprendizagem. No entanto na nossa perspectiva, assim como concebe Maroto (1995), ensino representa instrução, socialização de informação, aprendizagem, por outro lado educação é estratégia básica de formação, aprender
a aprender, saber pensar, criar, inovar, construir conhecimento, participar ativamente do
seu próprio conhecimento.
Desta forma, a seguir discutiremos o significado e características que compõe a EaD,
de modo que, para estabelecer comparação entre Educação a Distância e a Educação Presencial significa dar entendimento apenas parcial a essa questão. A primeira pressupõe um
processo educativo sistemático e organizado que, em função do fato de professor e alunos
não estarem necessariamente no mesmo lugar e ao mesmo tempo, exige uma comunicação de dupla via. Há também a necessidade de um processo continuado, privilegiando
as estratégias de comunicação. A segunda facilita a interação de muitos para muitos, mas
é dependente de tempo e lugar. Embora as atividades em sala de aula propiciem interação
de grupo, as mesmas requerem que os participantes estejam juntos no mesmo tempo e
lugar. Por outro lado, a Educação a Distância não depende de lugar e o tempo é flexibilizado, daí apresenta a característica de transmissão (um-para-muitos) ou modelo tutorial (um-para-um), mas, preferencialmente, modelo de interação de muitos-para-muitos
[Falcão 2001].
Segundo Santos (1999), um sistema de Educação a Distância é semelhante ao que
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES11
se denomina de “Escola Virtual"pois, apesar de não possuir necessariamente salas de
aula físicas, apresenta análogos virtuais dos componentes de uma escola convencional e
não dispensa a maioria dos recursos humanos nelas encontrados. A figura 2.2 ilustra os
componentes de um exemplo de sistema educativo a distância.
Figura 2.2: Principais Componentes de um Sistema de Educação à Distância conforme
Santos
• Aluno: O elemento principal do processo aprendizagem. A meta central do programa de EaD é suprir as necessidades do aluno, pois ele mede a eficácia do sistema;
• Professor: O sucesso da educação a distância depende fundamentalmente do professor. São responsabilidades tradicionais selecionar o conteúdo do curso, compreender as necessidades do estudante e avaliar a aprendizagem;
• Facilitador: Nem sempre está presente em todos os sistemas EaD. O facilitador auxilia o professor distante. Este papel é tipicamente representado pelo coordenador
de uma sala de videoconferência que recebe a aula de um professor distante ou de
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES12
•
•
•
•
um tutor que apoia o professor em suas atividades do curso, seja de orientação ou
acadêmica do curso;
Monitor: Desempenha suas funções próximo ao professor, dependendo do modelo
de EaD adotado pode ser o responsável por tirar dúvidas sobre conteúdos;
Suporte Técnico: Pessoal responsável por todos os aspectos técnicos da EaD;
Administradores: são responsáveis pela gestão do sistema de EaD, incluindo decisões sobre equipamentos, formatos, prioridades, cursos e etc;
Conteúdo Didático: é materializado sob as mais diferentes formas, tais como páginas web (html), livros e apostilas, vídeos, som, slides e etc.
São, pois, elementos constitutivos da Educação a Distância, segundo Preti (1996):
• A “distância"física professor-aluno: a presença física do professor ou do autor,
isto é do interlocutor, da pessoa com quem o estudante vai dialogar não é necessária
e indispensável para que se dê a aprendizagem. Ela se dá de outra maneira, “virtualmente";
• Estudo individualizado e independente: reconhece-se a capacidade do estudante
de construir seu caminho, seu conhecimento por ele mesmo, de se tornar autodidata,
ator e autor de suas práticas e reflexões;
• Processo de ensino-aprendizagem mediatizado: a EAD deve oferecer suportes
e estruturar um sistema que viabilizem e incentivem a autônomia dos estudantes
nos processos de aprendizagem. E isso acontece “predominantemente através do
tratamento dado aos conteúdos e formas de expressão mediatizados pelos materiais
didáticos, meios tecnológicos, sistema de tutoria e de avaliação"[Maroto 1995];
• Uso de tecnologias: os recursos técnicos de comunicação, que hoje têm alcançado
um avanço significante (correio, rádio, TV, áudiocassette, hipermídia interativa, Internet), permitem romper com as barreiras das distâncias, das dificuldades de acesso
à educação e dos problemas de aprendizagem por parte dos alunos que estudam
individualmente, mas não isolados e sozinhos. Oferecem possibilidades de se estimular e motivar o estudante, de armazenamento e divulgação de dados, de acesso
às informações mais distantes e com uma rapidez incrível;
• A comunicação bidirecional: o estudante não é mero receptor de informações, de
mensagens; apesar da distância, busca-se estabelecer relações dialogais, criativas,
críticas e participativas;
• Influência de uma organização educacional: que serve de apoio aos educadores
e alunos fornecendo um ambiente que promove, seja através de recursos tecnológicos de ordem física ou não, o processo de ensino-aprendizagem. Compõem-se de
especialistas de diversas áreas educacionais e administrativas.
As características principais em que as modalidades de ensino a distância diferem das
diversas,são definidas a seguir, de acordo com Santos (1999).
• Flexibilidade de Horário: Refere-se à possibilidade do estudante dedicar-se às
atividades do curso no momento em que lhe for mais apropriado, incluindo freqüência e duração da suas sessões de estudo;
CAPÍTULO 2. FUNDAMENTOS DA EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA E APLICAÇÕES13
• Flexibilidade de Lugar: Refere-se a possibilidade de o estudante dedicar se às
atividades do curso em local que lhe seja conveniente, não necessariamente prédeterminado;
• Custo HW/SW: É o custo para a montagem da infra-estrutura necessária ao oferecimento de um determinado curso ou conjunto de cursos;
• Outros Aspectos: Língua, fuso horário, rapidez/facilidade para obtenção de material instrucional, (auto) didatismo requerido, abrangência, entre inúmeros outros.
Todo esse processo torna necessário que ampliemos o próprio conceito de EAD. Tratase de conceber a educação em geral, e não apenas um setor especializado da mesma, a
partir da mediação das tecnologias de comunicação em rede, já presentes na sociedade
atual [Alves & Alves 2003].
Nesse sentido, compreendemos a educação a distância como uma das modalidades de
ensino-aprendizagem, possibilitada pela mediação dos suportes tecnológicos di-gitais e
de rede, seja esta inserida em sistemas de ensino presenciais, mistos ou completamente
realizada por meio da distância física e/ou presencial. Isso obviamente amplia a complexidade e as variáveis envolvidas na discussão e, por sua vez, nos obriga a fragmentar as
reflexões em questões mais específicas.
Capítulo 3
Sistemas Embutidos
Este capítulo visa esclarecer o entendimento de tempo real, definir conceitualmente os
sistemas embutidos de tempo real apresentando suas aplicações relacionadas às indústrias
de petróleo e gás, os problemas e os desafios que lhes são relacionados.
3.1
Os Sistemas de Tempo Real
Na medida em que o uso de sistemas computacionais aumenta aceleradamente na sociedade atual, aplicações com requisitos de tempo real tornam-se cada vez mais visíveis
ao ser humano. Essas aplicações variam muito em relação à complexidade e às necessidades de garantia no atendimento de restrições temporais. Exemplos de sistemas de
tempo real familiares são: o microcomputador que controla o motor dos carros modernos,
o sistema de controle de processos nas refinarias de gasolina, os sistemas de controle de
vôo num avião, o sistema de reserva de bilhetes numa agência de turismo e o sistema de
pagamento multibanco.
Atualmente os sistemas de tempo real têm sido interpretados de várias maneiras, todas possuindo em comum a noção de que o correto funcionamento do sistema depende
do tempo de resposta a estímulos externos. Com isso, devemos considerar que existe
uma interação do sistema com o ambiente externo, não controlado. O sistema processa
informação, e normalmente o processamento desta informação é executado por um ou
mais computadores. Sem dúvida, sabemos que o computador é o elemento fundamental
de um sistema em tempo real, mas está normalmente acoplado num sistema mais amplo e robusto, envolvendo sensores e atuadores que recebem e fornecem informação de
e para o ambiente. O tempo de reação do sistema a estímulos do ambiente é de especial
importância para um sistema de tempo real [DEEI 2006].
Segundo Stankovic (1996) um Sistema de Tempo Real (STR) é aquele na qual a sua
corretitude depende não apenas da lógica da computação, mas também do cumprimento
do tempo na produção dos resultados.
De acordo com Shaw (2001), um sistema de tempo real consiste de dois grandes
blocos: o sistema de controle (compõe a interface homem-máquina) e os sistemas controlados. O sistema de controle é responsável por responder aos estímulos do ambiente em
tempo hábil. “É dito reativo porque sua tarefa primária é responder ou reagir aos sinais
do ambiente". Por exemplo, numa fábrica automatizada, o sistema de controle consiste
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
15
no(s) computador (es) e interfaces homem-máquina que gerem e coordenam as atividades
na fábrica. As interfaces são as portas de comunicação entre o sistema de controle e o
sistema controlado. Geralmente, são sensores, atuadores, receptores de sinais de rádio,
entre outros. O sistema controlado é o ambiente com que o computador interage, por exemplo, em linhas de montagem e suas várias peças [Stankovic 1996]. Vale salientar que
o processo deve obedecer ao tempo de resposta.
Figura 3.1: Representação de um Sistema em Tempo Real
Em projetos e implementações destes sistemas, metodologias e ferramentas convencionais são usadas, em uma prática corrente. As aplicações são programadas em linguagens de alto nível, em geral são eficientes, mas com construções não determinísticas ou
ainda, com linguagens de baixo nível. Vale salientar que nos dois casos não possui uma
preocupação de tratar o tempo de uma forma mais explícita, o que preocupa a garantia de
possuir uma implementação com restrição temporal.
Muitos projetistas utilizam como ferramentas de suporte na construção de STR os sistemas operacionais de tempo real que gerenciam uma série de mecanismos, pois permitem
que realizem interrupções, programação de temporizadores e de “timeout". Porém, esse
suporte apresenta mecanismo para implementar escalonamento dirigido a prioridade, de
forma que, essa prioridade nunca reflete a restrição temporal definida para a aplicação
[de Santa Catarina 2006].
Essas prioridades são determinadas usualmente a partir da importância das funcionalidades presentes nessas aplicações; o que não leva em conta, por exemplo, que o grau de
importância relativa de uma função da aplicação nem sempre se mantém igual durante
todo o tempo de execução desta.
De acordo com o Grupo de Tempo Real [de Santa Catarina 2006], grupo da UFSC
que estuda os aspectos ligados ao projeto e a construção de sistemas com requisitos de
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
16
tempo real, “As práticas correntes têm permitido resolver diversas classes de problemas de tempo real nas quais as exigências de garantia sobre as restrições temporais não
são tão rigorosas. Todavia essas técnicas e ferramentas convencionais apresentam limitações. Por exemplo, a programação em linguagem “assembly" produz programas com
pouca legibilidade e de manutenção complexa e cuja eficiência está intimamente ligada
à experiência do programador".
Em conseqüência disto, o software obtido dessa forma é considerado altamente imprevisível e sem garantia de um comportamento correto durante todo o seu tempo de uso;
situações perigosas podem resultar da utilização de software assim produzido.
Além do aspecto dessas ferramentas convencionais não tratarem da correção temporal,
um outro fato que influi sobre o que se pode considerar como prática corrente é o desconhecimento do que seria tempo real. A grande maioria dos sistemas em tempo real estão
sendo projetados e implementados até hoje a partir de uma visão errada de que tempo real
é simplesmente reduzido a uma questão de melhoria de desempenho [Stankovic 1996].
3.2
Caracterização de Sistemas de Tempo Real
Como todo sistema, o STR possui características específicas, de modo que, esses
sistemas estão sempre associados às metas temporais, a confiabilidade, segurança, o
tamanho e complexidade do sistema e coordenação de tarefas [DEEI 2006].
3.2.1 Metas Temporais
Em STR, as tarefas possuem suas metas temporais associadas ao processo. Quando
uma tarefa começa a ser executada, o intervalo de tempo que decorre desde a ativação até
a tarefa ser concluída se chama tempo de computação. Quando o tempo de computação é
curto, se diz que existe uma meta temporal rigorosa (tight) onde sua granularidade é fina.
Isto implica que a reação do sistema operativo deve ser rápida. Observe abaixo, uma meta
temporal de granularidade fina.
Figura 3.2: Representação de uma Meta Temporal de Granularidade Fina
Existem ainda casos em que as metas temporais são mais rigorosas, porém a granularidade do deadline é grosseira (coarse). Isto ocorre quando o tempo de computação é
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
17
grande. Observemos na figura baixo, um exemplo de deadline de granularidade grossa.
Figura 3.3: Representação de uma Meta Temporal de Granularidade Grossa
3.2.2 Confiabilidade e Segurança
Sem dúvida, todo sistema deve passar uma confiabilidade ao cliente. A di-ferença
crucial entre os sistemas de tempo real de um sistema não tempo real é o fato que as
conseqüências de uma falha para o primeiro é normalmente mais drástica, pois existe
uma interação com o ambiente. Por isso que é necessário que o projeto de um STR seja
realizado com cautela e organização, para que possa tornar-se confiável [de Santa Catarina
2006].
Um outro ponto importante dos Sistemas em Tempo Real é que em casos de ocorrências de uma possível falha, existe uma estrutura de detecção de falhas que permite que o
sistema se recupere (sistema tolerante a falha) e consiga realizar a sua execução de uma
maneira controlável.
A partir do ponto de vista de segurança, existe uma classificação para o STR. Os
sistemas podem ser classificados como Não Críticos de Tempo Real (STRs Brandos) que
ocorrem quando as conseqüências de uma falha devida ao tempo é da mesma ordem de
grandeza que os benefícios do sistema em operação normal (ex: sistema de processamento
bancário, sistema de comutação telefônico...); e Sistemas Críticos de Tempo Real (STRs
Duros) que ocorrem quando as conseqüências de pelo menos uma falha temporal exceda
em muito os benefícios normais do sistema (ex: sistema de controle de vôo, sistemas
de controle de planta nuclear...), nesses casos, denominados processos críticos, devem
forçosamente cumprir as suas deadlines.
Existem algumas técnicas usadas para assegurar que os processos críticos asseguram
as suas metas usando:
• Análises off-line - neste caso têm os métodos formais de especificação de software,
que provam matematicamente a correção de um programa através da sua especificação, usando teoria de conjuntos e lógica de predicados de 1a ordem;
• Esquemas que reservam os recursos necessários aos processos críticos;
• Redundância em hardware e software.
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
18
3.2.3 Tamanho e Complexidade do Sistema
De um modo geral, os STRs estão sempre respondendo a estímulos externos e com
isso interage com o mesmo. Por este motivo, esses sistemas são complexos. Então é
preciso uma prevenção das diferentes mudanças existentes ou possíveis de existir nesse
ambiente, o que complica o projeto inicial do sistema, e irá implicar manutenção freqüente
e atualizações ao longo da vida do sistema.
Os sistemas de tempo real variam em tamanho e complexidade. Em sistemas pequenos, todo o código reside normalmente em memória, ou, caso haja fases bem definidas,
cada módulo de código é trazido para a memória antes de ser efetivamente necessário.
Note que o uso de memória virtual implica automaticamente imprevisibilidade.
Em grandes sistemas, por vezes, não é possível todo o código residir em memória
central. Então é necessário assegurar que pelo menos as tarefas de hardware residam
permanentemente em memória central.
3.2.4 Coordenação de Tarefas
Todo sistema em que o seu desenvolvimento dependa do tempo, normalmente desempenha várias funções, que para o utilizador parecem ser executadas simultaneamente. É
o caso, por exemplo, de ler o relógio de tempo real, amostrar os dados dos sensores, calcular algoritmos de controle, atender o operador, atualizar o monitor de saída, armazenar
dados, etc. Em termos de software, a cada uma dessas tarefas está normalmente associado
um processo, que executa concorrentemente com os outros processos, caso se trate de um
sistema monoprocessador, ou em paralelo, no caso de um sistema multiprocessador ou
distribuído.
O suporte para a coordenação dos diferentes processos é deixado ao sistema operativo,
ou, mais recentemente, à linguagem que se utiliza para programar o sistema.
3.3
Sistemas Embutidos em Tempo Real
Em um passado, não muito distante, a grande maioria dos dispositivos dedicados
eram gerenciados por microcontroladores, sendo sua programação por vezes feita em
linguagem Assembly ou alguma outra solução proprietária.
Conforme a Zelenovsky & Mendonça (1999), antigamente, os controladores usavam
lógica discreta e, por isso, tinham um tamanho que dificultava seu emprego em sistemas
pequenos. Com o avanço da microeletrônica, o microcontrolador recebeu dentro do seu
CI, uma quantidade de recursos cada vez maior.
Isso nos leva à primeira definição: microcontrolador é um CI com alta densidade
de integração que inclui, dentro do chip, a maioria dos componentes necessários para o
controlador. É por isso que usa o apelido: “solução com único chip". Atualmente, usamse os circuitos integrados microprocessados e todo o controlador cabe em uma pequena
placa de circuito impresso.
Com a crescente demanda por maior conectividade, acesso a Internet e funções multimídia, hoje se demandam dos dispositivos dedicados maior sofisticação, incluindo no-
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
19
vas funções e, muitas vezes, displays de vídeo para uma melhor experiência por parte
do usuário final. A implementação de forma microcontrolada de todas essas novas funcionalidades seria bastante difícil e, em alguns casos, até mesmo inviável em função da
memória máxima endereçada por microcontroladores.
Nesse cenário, os fabricantes de dispositivos resolveram a limitação dos ambientes
microcontrolados buscando soluções microprocessadas, com sistemas operacionais modularizados e robustos, atendendo assim a nova demanda de mercado.
Baseado neste novo conceito de sistemas operacionais modularizados, que entra a
definição de sistemas embutidos. Um Sistema embutido, do inglês Embedded System segundo tech encyclopedia (2006) é definido:“Um tipo de sistema computacional dedicado
a um propósito específico que é usado dentro de um dispositivo. Por exemplo, um forno
de microondas contém um sistema embutido que recebe comandos de um painel, controla o display, liga e desliga o elemento de aquecimento que cozinha a comida. Sistemas
embutidos geralmente usam microcontroladores que implementam várias funções de um
computador num único componente e são normalmente também chamados de Sistemas
Embarcados".
Atualmente quase todos os sistemas embutidos utilizam componentes de hardware
e software e não somente hardware (circuitos integrados). Em contraponto ao uso de
plataformas padrão de hardware (computador pessoal, por exemplo) e programas de aplicação. Estas aplicações requerem o uso de um hardware específico mais eficiente e/ou
programas de aplicações específicas. Daí a necessidade de uma nova metodologia de projeto onde ambos domínios precisam estar integrados desde a especificação até a síntese
do produto final [da Silva Jr et al. 1999].
De acordo com de Oliveira (2005), Além de uma unidade microcontroladora (MCU),
veja a figura 3.4, uma memória e acessórios complementares como base de tempo, alimentação e refrigeração, um sistema embutido contém:
• Interfaces com o mundo externo, através de atuadores e sensores, ou com os operadores humanos (interface H/C). Estas interfaces são dependentes das aplicações;
• Software que coordena as funções que a unidade microcontroladora deve desempenhar para assegurar corretas interações com o mundo externo;
• Circuitaria Dedicada (hardware) para complementar a estrutura do sistema tanto
para execução do programa como para interfaceamento com o mundo externo. Esta
circuitaria pode ser uma FPGA dedicada (field programmable gate array), ASIC
(application specific integrated circuit), portas lógicas ou componentes eletrônicos
discretos (transistores, resistores, capacitores, etc);
• Opcionalmente, porta de acessos para diagnosticar problemas do sistema.
3.3.1 Aplicações dos Sistemas Embutidos em Tempo Real em ambientes industriais de P&G
Projetos de sistemas contendo subsistemas de hardware e software integrado estão
inseridos do começo ao fim de uma indústria de petróleo, desde a descoberta de uma
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
20
Figura 3.4: Organização Típica de um Sistema Embutido
jazida de petróleo, passando pela perfuração, produção, manutenção até as bombas de
abastecimento de combustível.
Esta seção visa um maior entendimento das atividades que compõem o segmento industrial, e para isso, é necessário compreender o funcionamento e as delimitações de uma
indústria petrolífera.
Sabe-se que o monitoramento das estruturas físicas (SHM) é uma aplicação ligada
principalmente ao setor da indústria civil. Recentemente com o avanço das tecnologias
embutidas uma série de requisitos flexíveis podem ser inseridos no contexto desta aplicação. As estruturas físicas são motivadas na prevenção de acidentes e otimização de consertos, com isso, os diversos componentes de equipamentos, automóveis, prédios, pontes,
plataformas “off-shore"dentre outros, sofrem ao longo do tempo a ação de forças repetitivas. Estas forças podem gerar tensões nesses materiais seguidos de algumas fra-turas que
são normalmente chamadas de fadigas.
Baseado nisso, que será inserido uma breve análise de monitoramento em plataformas
“off-shore". As plataformas são consideradas um grande sistema embutido, formando um
enorme sistema composto por pequenos sistemas embutidos. Para obter uma visão mais
geral sobre o processo de SHM em plataformas “off-shore", será descrito, de forma geral,
os principais tipos de plataformas “off-shore"(PETROBRAS, 2006) [Petrobras 2006]:
• As plataformas fixas: Foram as primeiras unidades utilizadas na exploração do
petróleo. Geralmente têm sido utilizadas nos campos localizados em lâminas d’água
de até 200m. Estas plataformas são constituídas de estruturas modulares de aço,
instaladas no local de operação com estacas cravadas no fundo do mar. As plataformas fixas são projetadas para receber todos os equipamentos de perfuração, estocagem de materiais, alojamento de pessoal, bem como todas as instalações necessárias
para a produção dos poços.
• As plataformas auto-eleváveis: São constituídas basicamente de uma balsa equipada
com estrutura de apoio, ou pernas, que, acionadas mecânica ou hidraulicamente,
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
•
•
•
•
21
movimentam-se para baixo até atingirem o fundo do mar. Em seguida, inicia-se a elevação da plataforma acima do nível da água, a uma altura segura e fora da ação das
ondas. Essas plataformas são móveis, sendo transportadas por rebocadores ou por
propulsão própria. Destinam-se à perfuração de poços exploratórios na plataforma
continental, em lâmina d’água que varia de 5 a 130m.
As plataformas semi-submersíveis: São compostas de uma estrutura de um ou
mais conveses (parte da cobertura superior do navio compreendida entre o mastro
do traquete e o grande, onde os passageiros conversam e passeiam), apoiada em
flutuadores submersos. Uma unidade flutuante sofre movimentações devido à ação
das ondas, correntes e ventos, com possibilidade de danificar os equipamentos a
serem descidos no poço. Por isso, torna-se necessário que ela fique posicionada
na superfície do mar, dentro de um círculo com raio de tolerância ditado pelos
equipamentos de subsuperfície, operação esta a ser realizada em lâmina d’água.
Dois tipos de sistema são responsáveis pelo posicionamento da unidade flutuante:
o sistema de ancoragem e o sistema de posicionamento dinâmico. O sistema de
ancoragem é constituído de 8 a 12 âncoras e cabos e/ou correntes, atuando como
molas que produzem esforços capazes de restaurar a posição do flutuante quando é
modificada pela ação das ondas, ventos e correntes. No sistema de posicionamento
dinâmico, não existe ligação física da plataforma com o fundo do mar, exceto a
dos equipamentos de perfuração. Os valores de entrada do Sistema Embutido são
sensores acústicos (que determinam a deriva) e propulsores no casco acionados
por computador onde restauram a posição da plataforma. As plataformas semisubmersíveis podem ou não ter propulsão própria. De qualquer forma, apresentam
grande mobilidade, sendo as preferidas para a perfuração de poços exploratórios.
A plataforma tension-leg: É uma unidade flutuante utilizada na produção de petróleo.
Sua estrutura é bastante semelhante à da plataforma semi-submersível. Porém, sua
ancoragem ao fundo mar é diferente: as TLPs são ancoradas por estruturas tubulares, com os tendões fixos ao fundo do mar por estacas e mantidos esticados pelo
excesso de flutuação da plataforma, o que reduz severamente os movimentos da
mesma. Desta forma, as operações de perfuração e de completação são iguais às
das plataformas fixas.
Navio-sonda: É um navio projetado para a perfuração de poços submarinos. Sua
torre de perfuração localiza-se no centro do navio, onde uma abertura no casco
permite a passagem da coluna de perfuração. O sistema de posicionamento do
navio-sonda é composto por sensores acústicos, propulsores e computadores, anula
os efeitos do vento, ondas e correntes que tendem a deslocar o navio de sua posição.
Os FPSOs: São navios com capacidade para processar e armazenar o petróleo, e
prover a transferência do petróleo e/ou gás natural. No convés do navio, é instalada
um planta de processo para separar e tratar os fluidos produzidos pelos poços. Depois de separado da água e do gás, o petróleo é armazenado nos tanques do próprio
navio, sendo transferido para um navio aliviador de tempos em tempos. Observe a
ilustração 3.5 abaixo:
Vale salientar, que os sistemas embutidos não se concentram apenas nas plataformas
“off-shore", mas também na “onshore"e em outras fases da indústria petrolífera (explo-
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
22
Figura 3.5: Principais plataformas offshore - (A) Plataforma Fixa, B) FPSO, C) Navio
Sonda, D) Plataformas Semi-submersíveis, E) Plataformas auto-eleváveis, F) TLP.
ração, perfuração, transporte, refinamento entre outros). Para cada fase, existe diversas
aplicações desse sistemas.
A figura 3.6 [INF 2006] representa um controle de processo, cuja função é controlar o
fluxo de líquido que passa através de uma tubulação, mantendo-o constante. Os elementos
que compõem esse processo é o computador digital (Sistema embutido de tempo real
utilizado para o controle), sensor de fluxo e o atuador sobre válvula. A operação realizada
neste processo é a detecção de uma possível alteração do fluxo, o computador deverá
calcular em tempo real uma nova posição da válvula.
Figura 3.6: Representação de um controle de processo utilizando sistemas embutidos de
tempo real
Outro exemplo comum destes sistemas é a detecção remota aplicada a vastas aplicações marinhas e terrestres. Esta detecção se dá devido aos sensores (radares embutidos)
em satélites que podem ser passivos, se limitarem a receber a radiação eletromagnética
emitida pelo oceano nesse domínio ou ativos correspondendo a radares que emitem um
sinal e recebem o respectivo eco reenviado pela superfície do mar. Conforme as características do ângulo de visão e das freqüências em que emitem, os radares têm diferentes
aplicações nas ciências marinhas. Destas destacam-se a medição da altura da superfície
do mar, a partir da qual se podem avaliar as correntes à superfície e as suas flutuações,
CAPÍTULO 3. SISTEMAS EMBUTIDOS
23
detectar turbilhões oceânicos, determinar as características das marés, avaliar o relevo do
fundo, etc [IO 2006].
Os métodos de detecção remota no domínio das micro-ondas, nomeadamente os radares,
permitem também a medição da rugosidade da superfície do mar, a partir da qual é possível inferir as características do vento à superfície, a existência de gelo no mar, a ocorrência de frentes oceânicas, de ondas internas, de derrames de petróleo como mostra a
figura 3.7.
Figura 3.7: Imagem mostrando a mancha de petróleo ao largo da Galiza
Capítulo 4
Protótipo de um Material Didático a
Distância de Sistemas Embutidos de
Tempo Real
Neste capítulo, são introduzidas características básicas sobre o protótipo realizado,
este poderá ser parte integrante de um curso de Sistemas Embutidos de Tempo Real,
utilizando a metodologia de Estudo a Distância. Tais informações irão servir de base para
o entendimento deste trabalho, assim como, dos objetivos e da motivação qual levaram à
construção do referido trabalho relacionando esses sistemas com ambientes industriais de
petróleo e gás natural.
4.1
Características da Aplicação Utilizada
A ferramenta computacional utilizada para o material didático da disciplina foi o LaTeX (2005). O Beamer é uma classe LaTeX para gerar apresentações. O LaTeX é um
pacote de softwares que permite aos autores criarem e imprimirem os seus documentos
na mais alta qualidade tipográfica. Este pacote possui outras duas classes com o mesmo
propósito: Seminar e Prosper. O Beamer possui recursos semelhantes aos encontrados no
Prosper, permitindo desenvolver apresentações dinâmicas, com sobreposições (overlays)
e transições animadas entre lâminas(slides) que será denominada nos próximos tópicos
de tela.
Um dos motivos da escolha desse aplicativo é que divergente a outros tipos de aplicativos para criação de apresentações, tais como Impress do OpenOffice, Keynote da plataforma
MAC e PowerPoint da Microsoft, o Beamer é criado como qualquer outro documento LaTeX [Wiki 2005]. As apresentações são criadas em PDf, que podem ser visualizados no
Adobe (2006) ou no xpdf(software visualizador de arquivos no formato PDF, funciona em
praticamente qualquer sistema operacional padrão Unix) [Wikipédia 2006a]. Isto torna os
materiais didáticos para uma disciplina altamente portáveis. Isto é, podendo ser inserido
em qualquer ambiente virtual de aprendizagem, independente do sistema operacional utilizado. Para utilizar a classe Beamer é necessário que seja instalado o software apropriado,
onde pode ser disponível em http://latex-beamer.sourceforge.net/. Juntamente, deve ser
necessário ser instalado os pacotes pgf e xcolor. Vale salientar que, o Beamer e LaTeX
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
são necessários apenas quando forem utilizadas no desenvolvimento das telas, não sendo
necessários para a visualização da apresentação, quando é suficiente apenas o visualizador
de arquivos de formato PDF [Wiki 2005].
A estrutura da classe está representada abaixo, onde primeiro declara-se o início do
arquivo TEX. Em seguida, é efetuado a estrututação do texto utilizando o section e subsection. Uma apresentação é formada por uma sequência de frames,que são denominadas
lâminas individuais, tal que, são definidas dentro de frame ... ou beginframe finalizando
com endframe [Campani 2006].
Figura 4.1: Estrututa da classe Beamer
De acordo com Campani (2006), algumas vantagens serão abordadas aos usuários
Beamer em relação ao PowerPoint e outras alternativas:
• Facilidades para a estruturação das telas decorrentes de LaTeX(seção, subseção,
etc.) e facilidades para produzir a bibliografia (BiBTEX);
• Suporte do LaTeX para construções matemáticas é superior ao encontrado na plataforma
Word/Powerpoint;
• Melhores recursos que as classes Seminar e Prosper;
• Multiplataforma, pois tanto TEX pode ser usado em diversos sistemas operacionais,
quanto à apresentação em pdf pode ser visualizada no Windows e Unix;
• O Beamer é uma ferramenta computacional gratuita e atende a expectativa do material didático proposto com a utização de links e interações que facilitam a compreenssão.
4.2
Linguagem do Material para Aplicação a Distância
A proposta do material didático de auto-estudo realizado é a possível construção de
um curso a distância. O protótipo está dividido em módulos de acordo com os tópicos da
disciplina no modelo presencial. Esses materiais devem ter uma formatação diferente de
um material tradicional. Quando se fala formatação é válido lembrar que, representa toda
uma preparação com relação ao visual, interatividade e principalmente uma linguagem
que propõe uma motivação adequada ao público alvo, que está distante de seu interlocutor.
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
A compreensão da informação e do conhecimento é efetuada a partir da linguagem,
esta por sua vez, interage uns com os outros. Um aspecto fundamental para uma interface
de um material a distância é a compreensão que o aluno terá diante da linguagem.
Conforme Portugal (2003), “ Tanto a linguagem visual como a linguagem escrita
são sistemas de símbolos criados pela atividade social, organizada por indivíduos. Atualmente, com o advento das novas tecnologias, a linguagem visual passou a ser muito
valorizada. As representações simbólicas, devido à mídia, tornam-se cada vez mais
sofisticadas, tendo por objetivo o diálogo entre o sujeito e seu contexto social."
Como uma das características fundamentais da EaD é o professor atuar mesmo sem
estar presente para com o aluno, o suporte necessário para que o mesmo possa interagir
com o processo de aprendizagem é como o material didático será estruturado, no sentido de, a modalidade educacional exige um novo paradigma educativo, demandando do
educador uma nova postura, menos autocrática e monológica [da Silva Dias 2005].
Nesse contexto que a EaD absorve o dialogismo(Processo de interação entre textos)com o objetivo de amenizar sua “ausência", utilizando diversos meios de comunicações disponíveis.
Segundo da Silva Dias (2005), “O dialogismo e a interatividade precisam tornaremse molas propulsoras nos ambientes formados pela educação, principalmente em relação
aos dispositivos de suporte e manutenção do curso como chats, fóruns, listas além das
discussões dos próprios conteúdos do curso. O processo de construção do conhecimento,
através da EAD, está diretamente ligado à ascensão da interatividade, que agregada à
dialógica discursiva, deve formar um espiral em sentido contínuo e crescente."
O material que o presente trabalho caracteriza possui uma linguagem caracterizada
ao público alvo. Isto é feito através dos conceitos que já foram incorporados, devido
a um conhecimento prévio, vivência, realidade dos indivíduos relacionados nas indústrias do petróleo, que buscam uma atualização de um sistema que compõe seu espaço
de trabalho. Observe a ilustração 4.2, o material desperta curiosidade, como se estivesse
“conversando"com o aluno, independente de ser impresso ou estar disponível na internet.
Em linhas gerais, todos os materiais utilizados na EaD propõe atividades que o aluno
realize mesmo estando só, ou com um pequeno grupo de colegas virtuais. Ele pode ser
inserido em um ambiente virtual de aprendizagem para suprir a comunicação e a interação
entre os participantes do curso e o material didático. Também deve potencializar a interatividade, de modo que a construção do conhecimento seja feita de maneira colaborativa,
para que o aluno não se sinta isolado no tempo e no espaço.
4.3
Estrutura do Material para Aplicação a Distância
O material desenvolvido pode ser submetido de forma digital(web, cd), pois ele possui
links que situa a posição do aluno diante do módulo e possui comentários anexados ao
material. A estrutura dessa disciplina possui uma intenção de um estudo de métodos
que possa auxiliar na compreensão dos seus conceitos, já que esta é uma área de difícil
compreensão, por sua multidisciplinaridade, envolvendo diversos conceitos relacionando
hardware e software. Ela é composta por gravuras, que possam auxiliar a interatividade e
motivação com o aluno relaconando com sua realidade.
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
Figura 4.2: Ilustração de uma Tela Dialógica
A figura 4.3 refere-se ao módulo d 000e Sistemas Operacionais de Tempo Real. Notase que a parte superior esquerda contém um “menu"com toda a estrutura do módulo,
onde cada ícone desde o sumário até a bibliografia são links que interagem com o aluno,
dando sua localização diante de todo o contexto. Isto torna cômodo ao aluno na questão
da usabilidade, ou seja, na facilidade de uso, pois se o material é fácil de localização, o
usuário tem maior produtividade.
Quando a opção sumário (Veja a ilustração 4.4) ou outra opção for clicada, automaticamente a tela será mostrada. A tela do sumário mostra ao aluno toda a estrutura do
material, de forma que, cada item mostrado são formados por links. Por exemplo, se o
aluno tiver o interesse de apenas estudar os tipos de sistemas operacionais embarcados de
tempo real haverá uma interface representada pelo link que facilitará o conteúdo.
Para descrever algum conceito em que exija um conhecimento prévio do aluno, mas
que ele possa não recordar ou compreender diante do contexto, dispomos citar comentários que são caracterizados por observações que esclarecem sobre determinado assunto.
A figura 4.5 mostra um exemplo no item “Temporizadores "em que um comentário é
realizado diante da questão de ativação periódica, onde explica a diferença entre tarefas
periódicas e aperiódicas.
Na disciplina Sistemas embutidos de Tempo Real surge uma proposta de obter uma
interação ainda maior com o aluno. Isto é, com uma intenção de motivar, intensificar, direcionar e persistir dos esforços do aluno para o alcance da meta. A proposta é a presença
de um “mascote"(Ver a figura 4.6) nos módulos, onde ele vai transitar por alguns módulos do material didático. A sua função é de proporcionar dicas, passar recados, chamar a
atenção de exemplos e outras funções que irão surgir durante o processo de aprendizagem.
Conforme Landim (2004), “A interação, em EAD, não se dá apenas entre o aluno
e material instrucional, alunos entre si, alunos e tutor, alunos e instituição de ensino.
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
Figura 4.3: Tela Inicial do módulo de Sistema Operacional de Tempo Real
Figura 4.4: Tela do Sumário do módulo de Sistema Operacional de Tempo Real
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
Figura 4.5: Exemplo de uma Tela com Comentários
Figura 4.6: Exemplo de uma Tela com a Presença de um Mascote
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
Dá-se, também, entre os demais elementos que compõem o universo do aluno (história
de vida, família, trabalho, classe, outros grupos a que pertença). E é com a conjugação
destes fatores que a EAD permitirá a auto-estruturação e a autodireção do aluno".
Diante desse contexto é que o material produzido tentou buscar uma interatividade,
pois acredita-se que existe uma diversidade entre os alunos. Portanto é necessário estimular idéias, opniôes e atitudes para que o aluno possa desenvolver uma capacidade de
aprender a aprender e de aprender a pensar.
A figura 4.7, mostra um exemplo de uma tela em que possui uma interação, ou seja,
esse material desenvolve ao aluno uma dúvida e tenta buscar-lo numa capacidade de pensar obtendo suas conclusões. Outro exemplo se dá no sub-item “Resolução ou Granularidade "do item “ Temporizadores "na figura 4.8.
Figura 4.7: Exemplo de uma Tela de Interação
De modo semelhante as demais, a figura 4.9 aplica mecanismos de ensino-aprendizagem
unindo a interatividade com o dialogismo, o exemplo pertence ao módulo de Modelagem
e Especificação dos Sistemas Embutidos, cujo item VHDL pertence as linguagens dos
sistemas embutidos.
No mesmo módulo de Modelagem contêm telas dialógicas associando a uma interatividade. Ocorre na tela que contêm as diversas linguagens, mais especificamente na
linguagem Esterel(Ver figura 4.10).
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
Figura 4.8: Exemplo 2 de uma Tela de Interação
Figura 4.9: Exemplo de uma Tela de Interação e dialogismo
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
Figura 4.10: Exemplo 2 de uma Tela de Interação e dialogismo
4.4
Conteúdo do Material
A disciplina está composta por vários módulos que são distribuídos de acordo com
um dado assunto. Ela foi apresentada dessa forma após a aprovação do professor Ivan
Saraiva desta disciplina no ensino presencial. Os módulos são:
1. Conceitos Fundamentais de Hardware;
2. Interrupções em Sistemas Embutidos;
3. Sistemas Operacionais de Tempo Real;
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Serviços
Eventos
Sinais
Temporização
Escalonamento
Comunicação inter-tarefas e sincronização
4. Modelagem e Especificação dos Sistemas Embutidos;
(a) Metodologias
(b) Linguagens
4.4.1 Conceitos Fundamentais de Hardware
Neste módulo busca-se consolidar os conceitos de hardware aplicados a Sistemas Embutidos de Tempo Real e conhecer os diversos elementos que compõem o hardware. O
CAPÍTULO 4. PROTÓTIPO DE UM MATERIAL DIDÁTICO A DISTÂNCIA DE SISTEMAS EMBUT
aluno irá conhecer todos os componentes mostrados na figura 3.4, a qual ilustra a organização típica de um sistema embutido na página 33.
Inicialmente o material caracteriza os dispositivos de entrada, tais como os sensores
e conversores. Em seguida, esclarece uma comunicação entre os sistemas embutidos,
incluindo as técnicas de resistência elétrica e o comportamento tempo real, finalizando
com o esclarecimento das unidades de processamento, memórias e dispositivos de saída.
4.4.2 Interrupções em Sistemas Embutidos
Na produção de projetos com este tipo de sistema computacional se torna complexo,
porque envolve uma comunicação concorrente. A fim de garantir uma reação imediata
para as reações externas é que surge a interrupção: uma “solução"para essas reações.
Este módulo trata das origens do conceito de interrupção, os problemas que ela pode
causar, as rotinas de tratamento das interrupções. Para finalizar o material aborda os
problemas dos dados compartilhados e a latência de interrupção.
4.4.3 Modelagem e Especificação dos Sistemas Embutidos
A estrutura deste módulo é composta por avaliar os critérios de desenvolvimento de
um Sistema Embutido, de modo que, considera-se as exigências de modelagem e de especificação.
Inicialmente se estuda a metodologia de um projeto. A metodologia é um processo
para projetar sistemas, de forma que, compreendê-la garante que o projetista não vai
saltar nenhuma etapa. Em seguida caracteriza as exigências das linguagens de especificação(Concorrência, Hierarquia, Sincronização e Comunicação, Executabilidade, terminação, Portabilidade e Flexibilidade)
Existe um universo de linguagens, porém nesse trabalho será mostrado: VHDL [Alves
et al. 2002] [Wikipédia 2006b], Esterel [LCMI 2006], Statechart [DCA 2006] [Fernandes
2000], SpecChart [DCA 2006], Redes de Petri [Gustin 1999] e UML 2.0 [Belix 2006].
4.4.4 Sistemas Operacionais de Tempo Real
Esse material apresenta um estudo sobre os Sistemas Operacionais de Tempo Real(SOTR),
demonstrando a sua relevância no atual panorama do mercado de equipamentos e dispositivos que empregam os mesmos. Inicialmente será abordado as características, as
necessidades e as funcionalidades do SOTR, em seguida, os aspectos funcionais e temporais que o compõe. Para finalizar enfatiza os tipos de sistemas operacionais embarcados de tempo real, entre eles estão: Sistema Operacional eCOS, NetBSD e uClinux
[da Rosa Junior 2002, volume = , number = , pages = , month = Maio, note = , abstract =
, keywords = , source = ,].
A presente proposta motiva também à utilização deste material em outras situações
como: Auxiliar num material presencial, auto-estudo para outro público alvo e dentre
outros. Pois ele está embasado e organizado na sequência de uma disciplina presencial.
Capítulo 5
Conclusões
Com a crescente imprevisibilidade do mundo atual, as empresas não são mais vistas
como agentes meramente econômicos. O número de partes interessadas na atuação da
empresa é crescente e exige dela um bom desempenho em diversas dimensões além da
econômica. São cada vez maiores as exigências para uma atuação responsável das empresas quanto à segurança de seus empregados e das comunidades vizinhas, preservação
com relação à tolerância a falhas e conservação ambiental, atendimento a toda uma série
de legislações, qualidade de seus produtos [Simões 2002].
Neste contexto, a automatização e a alta escala de integração permitiram que cada vez
mais equipamentos antes implementados com sistemas mecânicos ou analógicos fossem
modernizados. Isto leva ao aumento da demanda por equipamentos que são implementados com microprocessadores e que sejam produzidos corretamente e em menor tempo.
Para isso, os Sistema Embutidos em Tempo Real(sistemas integrados de hardware e
software) estão envolvidos em todo lugar, estes sistemas podem envolver desde telefones
celulares, equipamentos médicos, microondas, máquinas de lavar roupas. Assim também,
como está inserido do começo ao fim em uma empresa petrolífera, desde a des-coberta de
uma jazida através de um monitoramento de um sensor, passando pela fase de exploração
na aplicação de uma sonda em que necessitam de respostas precisos em tempo real até as
bombas de combustíveis encontradas nos postos de abastecimento.
Nesse cenário, a ANP impulsa uma formação continuada em Sistema Embutidos
em Tempo real utilizando a metodologia de Ensino a Distância, propondo um material
didático nessa área. Esse processo de ensino-aprendizagem caracteriza, mediado por tecnologias, a separação entre professores e alunos espacialmente e/ou temporalmente. O
conceito de formação continuada ou contínua se dá devido a um processo de formação
constante, de aprender sempre, de aprender em serviço, juntando teoria e prática, refletindo sobre a própria experiência dos indivíduos que trabalham na área de Petróleo e
Gás, ampliando-a com novas informações e relações.
Vale salientar que, os Sistemas Embutidos em Tempo Real não tem relevância apenas
para as indústrias de P&G, mas também para o curso de Engenharia da Computação,
sendo inclusive uma disciplina complementar.
Em linhas gerais, para a realização deste trabalho foram encontradas algumas dificuldades com relação à ferramenta computacional que seria utilizada. Foi estudada a
linguagem de animação Flash, porém a complicação encontrada foi que para executar os
arquivos Flash pelo Browser precisa-se de plug-in especial e para a utilização do editor
CAPÍTULO 5. CONCLUSÕES
35
Macromedia Flash requer treinamento. Outra ferramenta estudada foi o XML (eXtensible Markup Language), notou-se que a estrutura é definida mas a semântica limitada.
Os documentos XML definem a estrutura dos dados, mas não descrevem como manipular esses dados. Outro ponto que dificultou foi a pouca disponibilidade de referências
em Português na área de Sistema Embutidos em Tempo Real, bem como exercicíos que
promovessem uma auto-avaliação, pois os encontrados exigiam uma programação maior.
5.1
Recomendações para Trabalhos Futuros
Para complementar este trabalho, cabe indicar alguns estudos que são interessantes
para serem desenvolvidos:
• O desenvolvimento de um módulo introdutório para ser utilizado quando o material
for validado como uma disciplina a distância, pois dependendo do contexto, pode
ser utilizado para outro público alvo;
• O desenvolvimento do módulo de Implementação de Sistemas Embutidos, podendo
ser utilizado num possível curso a distância;
• A criação de exercícios de auto-avaliação, pensando num curso para que o aluno
possa testar seus conhecimentos. Isto é, ele irá dinamizar e promover o processo de
ensino e aprendizagem. Quanto mais preciso e metodológico ele for, mais benefícios serão obtidos;
• Para que esse material venha ser transformado num curso, é necessário que ele seja
validado. Uma alternativa é utilizando ele no ensino presencial para depois testálo no ensino a distância. Para que o material didático seja listado sua eficiência,
eficácia e linguagem utilizada deve ser constatada na apresentação do conteúdo.
• Este material incorpora vídeos como materiais complementares para um possível
curso.
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