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DEPARTAMENTO
DE ENGENHARIA DA ELECTRÓNICA Projecto
Final de Curso (Ano lectivo 2005/2006) |
Sistema de Controlo de Versões (SiCoV)
Alunos: Fernando Serra e
Orientadores:
Artur Ferreira e Paulo Pereira
Resumo
A colaboração entre elementos de equipas é uma necessidade
incontornável nos dias de hoje. A capacidade de gerir e controlar versões de
documentos reduz significativamente o tempo dispendido pelas equipas de
desenvolvimento. Existem diversas metodologias associadas à gestão de versões
de documentos (ficheiros), no âmbito de desenvolvimento em equipa. Este
trabalho trata o problema da gestão de versões de software, num ambiente
de desenvolvimento aplicacional distribuído.
A solução proposta consiste num sistema de controlo de versões,
com arquitectura cliente-servidor, introduzindo uma componente bidireccional de
compressão de dados sobre as versões trocadas entre o cliente e o servidor. O
sistema está preparado para o controlo de versões de ficheiros de qualquer
tipo, estando especializado, ao nível da compressão, para ficheiros na
linguagem C#, usando técnicas baseadas em dicionário.
O servidor mantém persistência das versões antigas em histórico,
usa compressão sobre as versões antigas, funciona em modo de operação
partilhado ou exclusivo e os clientes recebem versões activas do servidor.
Realizam-se estudos sobre o conteúdo de ficheiros C#, bem como das
suas dimensões típicas, para definição dos parâmetros utilizados na compressão.
Foi desenvolvida uma aplicação de demonstração do sistema proposto, baseada nas
funcionalidades de outros sistemas existentes no mercado, introduzindo a
componente de compressão, na qual se evidenciam as taxas de compressão obtidas.
A figura 1 ilustra a janela principal da aplicação desenvolvida.
Figura 1 – Janela principal da aplicação de demonstração.
Arquitectura
A arquitectura do
sistema, apresentada na figura 2, é baseada no modelo cliente-servidor, sendo
constituída, por servidor e repositório de dados que contém as versões dos
documentos, e ainda por clientes ligados através de rede LAN (Local Area
Network) ou WAN (Wide Area Network).
Figura 2 -
Arquitectura do Sistema.
Funcionalidades
As funcionalidades do sistema, estão divididas em duas partes, a
do cliente e a do servidor, utilizando o .NET Remoting na comunicação entre
eles. A figura 3 resume as funcionalidades do sistema.
Figura 3 - Funcionalidades do Sistema
O cliente é constituído pelo módulo responsável pela compressão e
descompressão dos ficheiros, que são enviados ou recebidos do servidor, e gere
localmente os ficheiros que processa.
O servidor divide-se na componente aplicacional e no repositório
de dados. O componente aplicacional é constituído por:
• módulo de compressão –
comprime e descomprime as várias versões dos ficheiros enviados e recebidos
pelos diferentes clientes;
• módulo da gestão das
versões – garante coerência entre a informação da base de dados e o conteúdo do
file system;
• módulo de manutenção
de históricos – efectua a gestão das várias versões dos ficheiros.
O
repositório de dados é constituído por uma base de dados relacional, na qual é
mantida informação das várias versões dos ficheiros e dos respectivos clientes
que efectuam as operações disponibilizadas.
Especialização para Ficheiros C#
A especialização para ficheiros C#, baseou-se na análise de um
conjunto de dimensões típicas, sobre um conjunto de ficheiros deste tipo, que
balizaram o intervalo de estudo de diferentes compressores e técnicas de
compressão.
Analisando as dimensões típicas dos ficheiros, o histograma dessas
dimensões, a sua média, mediana, moda, amplitude e desvio padrão, concluímos
que existe grande predominância de ficheiros com dimensão inferior a 4 KBytes,
com média 4.295 Bytes, com desvio padrão de 7.247 Bytes. Assim, foi definido o
intervalo de estudo para dimensões de ficheiros entre os 500 Bytes e os 15
KBytes. Neste intervalo foram avaliados os compressores GZip, LZARI e LZHUF
(técnicas baseadas em dicionário) e o BZip2 (codificador estatístico), tal como
documentado na figura 4.
Verificou-se que o compressor GZip apresentava as melhores taxas
de compressão e bons resultados relativamente ao factor tempo.
Figura 4 – Avaliação de Compressores.
Da análise da figura 4,
verifica-se que não existe um compressor que se destaque ao longo de toda a
extensão do gráfico. Até aos 500 Bytes o compressor que apresenta melhor
taxa de compressão é o LZARI, entre os 500 Bytes e os 15 KBytes destaca-se
o GZIP, acima dos 15 KBytes o BZIP2 é o compressor que apresenta
melhores resultados.
Os valores estatísticos previamente calculados auxiliam a escolha
do compressor, analisando com detalhe a gama em torno da média. Constata-se que
estes valores se encontram no intervalo no qual o GZIP apresenta os melhores
resultados ao nível da taxa de compressão, entre os 500 Bytes e os 15 Kbytes.
Assim a escolha recaiu sobre o GZIP, pelos resultados apresentados e com a
vantagem de ser um compressor de utilização livre.
Após esta fase concluída e identificadas as vantagens da
utilização da codificação baseada em dicionário, optou-se por estabelecer um
dicionário estático, a utilizar para a compressão dos ficheiros C#. Após obter os
caracteres de separadores e as palavras mais frequentes, o dicionário foi estabelecidoo,
aplicando a lista de separadores sobre um conjunto de ficheiros alvo e
ordenando as palavras obtidas, segundo a sua frequência de ocorrência. Sobre o
dicionário obtido realizou-se um tratamento com base no conhecimento de algumas
particularidades da linguagem C#. Este tratamento conduziu a melhoramentos ao
nível da taxa de compressão. A figura 5 mostra a dimensão do ficheiro
codificado, em função do tempo de codificação, para diferentes dimensões de
dicionário.
Figura 5 - Relação de compromisso para
dicionários com tratamento
A análise do compressor GZip foi realizada com diferentes tamanhos
da janela deslizante, usando a relação tal que a dimensão do lookahead
buffer é 1/8 da dimensão do dicionário, tendo este valores entre 512 Bytes
e 32 KBytes. Conclui-se que a taxa de compressão aumenta à medida que a
dimensão do dicionário também aumenta. A figura 6 ilustra a taxa de compressão,
obtida para diferentes ficheiros, usando como dicionário a versão anterior do
ficheiro ou o dicionário estático, estabelecido para ficheiros C#.
Figura
6 – Compressão com dicionário estático versus dicionário
baseado numa versão anterior.
Pela análise da figura 6, verifica-se que quando se utiliza o
dicionário baseado numa versão precedente, obtêm-se taxas de compressão
elevadas, visto que existem poucas alterações entre versões consecutivas. Conclui-se
que a utilização de técnicas de compressão baseadas em dicionário são uma boa
opção para ficheiros C# e que a especialização realizada para este tipo de
ficheiros, contribui de forma significativa para a taxa de compressão,
comparativamente à utilização de compressão universal. O tratamento realizado
sobre o dicionário, tendo por base as características da linguagem C#,
acrescentou eficácia e conduziu à obtenção de melhores taxas de compressão,
comparativamente à utilização do dicionário sem tratamento.
Documentação
de Projecto
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