ProfileTV: Um Sistema de Gerenciamento de Perfis em TVDi Andrino S. S. Coêlho Orientador: Carlos A....
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Gerenciamento de Perfis Gerenciamento de Perfis em TVDiem TVDi
Andrino S. S. CoêlhoOrientador: Carlos A. G. Ferraz
16-ago-08 ProfileTV
AgendaAgenda
IntroduçãoTrabalhos RelacionadosProfileTVImplementaçãoExperimentosConclusões
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ContextualizaçãoContextualização
Televisão Digital Interativa (TVDi) Aberta ou Fechada Cabo, Terrestre, Satélite, IP
Simplicidade na Interação (IUM) Captura invisível de informações Personalização e adaptação de conteúdo
Computação Pervasiva (Ubíqua) Espalhada, melhor integrada ao cotidiano das pessoas e ciente de contexto
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MotivaçãoMotivação
Comunicação em massa Existem mais TVs que Geladeiras nos lares brasileiros
Cenários mais globalizados Facilidades de transporte e locomoção
Quantidade de Informação Diversos Meios de Acesso
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Problemas e DesafiosProblemas e DesafiosCategoria Problema Sub-problema
Baixa capacidade de armazenamentoExportação/Importação de dados
Captura da interação Usuário/Dispositivo/Serviço
Transparência na captura dos dados
Definição do ContextoIdentificação do usuárioPersonalização do conteúdoPersonalização da apresentaçãoRecomendação de conteúdo relacionado
Escalabil idade em face a quantidade de usuários, dispositivos e serviços
oferecidos
Custos operacionais de uma infra-estrutura servidora
SegurançaPrivacidade dos dados de um usuário exportados para o servidor
Sistemas Disitribuídos
Uso de dispositivos portáteis
Ciência de Contexto
Interface Usuário-MáquinaIUM
Computação Pervasiva
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Solução PropostaSolução Proposta
ProfileTV Infra-estrutura que permite a criação de serviços de personalização da interação de um telespectador com dispositivos e serviços de TV Digital Interativa.
PerfilPerfilPortátilPortátil
Captura e AcessibilidadeCaptura e Acessibilidadedos Perfisdos Perfis
CentralCentralde Perfisde Perfis
DispositivosPortáteis
ReceptoresMultimídia
Servidores
USB,Bluetooth,
WI-FI...
ProfileTVProtocol
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AgendaAgenda
IntroduçãoTrabalhos RelacionadosProfileTVImplementaçãoExperimentosConclusões
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Trabalhos RelacionadosTrabalhos Relacionados
Correia, N. e Pires, M - 2002Design of a Personalization Service for an Interactive TV EnvironmentApresenta um protótipo de serviço de personalização em ambiente de TV Digital Interativa, denominado de MyTV
Turner, N., Cairns, P., Jones, M. - 2006Dispersing the Interactivity: Mobiles and Eletronic Programme GuidesApresenta como dispositivos portáteis podem expandir as funcionalidades de um guia eletrônico de programação (EPG)
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Trabalhos Relacionados Trabalhos Relacionados (cont)(cont)
Lekakos, G. e Giaglis, G. – 2002 Delivering Personalized Advertisements in Digital Television: A Methodology and empirical Evaluation Construíram uma metodologia baseada em estereótipos para a entrega de propaganda personalizada em ambiente de TV Digital Interativa
Thawani, A. et. al. – 2004 Context Aware Personalized Ad Insertion in an Interactive TV EnvironmentPropõem uma arquitetura para seleção e inserção de propagandas em tempo real na transmissão de conteúdo televisivo
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Trabalhos Relacionados Trabalhos Relacionados (cont)(cont)
Ardissono, L. et. al. – 2003 Personalized Recommendation of TV Programs Propõem o Personal Program Guide (PPG), um EPG que recomenda programas do interesse de usuários previamente cadastrados no sistema
Dai, W. e Cohen, R. – 2003 Dynamic Personalized TV Recommendation System Propõem um sistema dinâmico de personalização e recomendação para televisão digital interativa
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Problemas nos Trabalhos RelacionadosProblemas nos Trabalhos Relacionados
Não discutem escalabilidade da solução proposta e capacidade de armazenamento das informações capturadasAlguns solicitam configuração explícita do usuárioEm alguns, os serviços descritos são introdutóriosSolução ProfileTV
MetodologiaPasso 1 – Escopo da pesquisa
TVDi + Ciência de ContextoPasso 2 – Análise das necessidades dos serviços de personalização e adaptação de conteúdoPasso 3 – Especificação do Sistema / Implementação de Referência / Testes
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AgendaAgenda
IntroduçãoTrabalhos RelacionadosProfileTVImplementaçãoExperimentosConclusões
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Visão Geral do ProfileTVVisão Geral do ProfileTV
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FuncionalidadesFuncionalidades
Configuração do ProfileTV Baseia-se em Categorias e Propriedades
E em Profiles e Features
Permite a definição e atualização do contexto através da gramática profiletv-mapping (DTD) Utiliza conceitos de Orientação a Objetos
Classes e Atributos (Categorias e Propriedades) Objetos e Atributos (Perfis e Features) Herança
Exemplo
1. <!-- ProfileTV ELEMENT -->2. <!ELEMENT profiletv-mapping (category+)>3. <!ATTLIST profiletv-mapping update (TRUE|FALSE) "FALSE">4.5. <!-- Category ELEMENT -->6. <!ELEMENT category (property*)>7. <!ATTLIST category id ID #REQUIRED>8. <!ATTLIST category name CDATA #REQUIRED>9. <!ATTLIST category parent IDREF #REQUIRED>10.11. <!-- Property ELEMENT -->12. <!ELEMENT property (value*)>13. <!ATTLIST property id ID #REQUIRED>14. <!ATTLIST property name CDATA #REQUIRED>15. <!ATTLIST property canBeNull (TRUE|FALSE) "TRUE">16. <!ATTLIST property type (MULTI|SINGLE) #REQUIRED>17. <!ATTLIST property pattern CDATA #IMPLIED>18. <!ATTLIST property valueType (BINARY|BOOLEAN|CURRENCY|DATE|NUMBER|TEXT) #REQUIRED>19. <!ATTLIST property related IDREF #IMPLIED>20. 21. <!-- Value ELEMENT -->22. <!ELEMENT value (#PCDATA)>
Categoria é um conjunto finito de propriedades que modela uma interação, dispositivo, serviço ou usuário.
Propriedade é uma característica inerente a qualquer elemento de uma determinada categoria.
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Funcionalidades (cont)Funcionalidades (cont)
Criação/Atualização de Perfis Dispositivo e Serviço Interativo, Usuário
Importação/Exportação de Perfis Bluetooth, Infra-vermelho, Wi-Fi, USB ...
Sincronização de PerfisPublicação de PerfisAgregação de PerfisBusca de DadosRelatórios
Agregador de PerfisAgregador de Perfis
ProfileTV ::Middleware Component
Device Middleware(ex. MHP)
Aplicação 1Aplicação 1 Aplicação 2Aplicação 2 Aplicação NAplicação N. . .. . .
Agregador de PerfisAgregador de Perfis
ProfileTV ::Middleware Component
Device Middleware(ex. MHP)
Aplicação 1Aplicação 1 Aplicação 2Aplicação 2 Aplicação NAplicação N. . .. . .
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Arquitetura do ProfileTVArquitetura do ProfileTVEspecificação baseada no modelo 4+1 de KrutchenVisa fornecer uma infra-estrutura (modelo cliente-servidor de “n” camadas) para que serviços/dispositivos interativos e cientes de contexto sejam desenvolvidos
Abstrai a complexidade da captura e armazenamento das informações relevantes
Permite a definição do contexto para diversos tipos de interaçãoBaseia-se na pervasividade a fim de permitir perfis portáteis
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Camadas do ProfileTVCamadas do ProfileTV
Modelo Cliente-Servidor de 3 camadas
Camada de Front-End Formada pelo cliente Embarcado em Middleware e pelo cliente WEB
Camada de NegócioResponsável pelos serviços de definição do contexto, busca de categorias e perfis, acesso a dados, dentre outros
Camada Gestora de DadosResponsável pelo armazenamento dos dados
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Camada de Front-endCamada de Front-end
Cliente Web Concede a terceiros acesso ao sistema
Cliente Embarcado em Middleware Captura as preferências do usuário Prover uma API de acesso aos perfis e funcionalidades do componente Exporta e Importa Perfis
LoggingLoggingProfileCapture
ProfileCapture
ProfilePersistence
ProfilePersistence
I/OController
I/OController
I/OWorker
I/OWorker
CommunicationController
CommunicationController
CommunicationWorker
CommunicationWorker
III III
IVV
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Camada de NegóciosCamada de Negócios
ProfileTV Server Aplica o controle de acesso às informações e funcionalidades do sistema Gerencia as sessões de usuário Gera relatórios Concede acesso a criação e atualização do contexto Publicação os dados dos usuários
Dados privados só são publicados se assim o desejar o usuário
Relaciona propriedades Exporta e Sincroniza Perfis Concede acesso a camada de dados
PersistencePersistence
LoggingLoggingVII
ParsingParsing
ProfileTVManager
ProfileTVManager
ScreenManager
ScreenManager
ReportReportSessionController
SessionController
AccessController
AccessController
SecuritySystem
SecuritySystem
AdministrativeProtocol
AdministrativeProtocol
ThirdPartiesProtocol
ThirdPartiesProtocol
CommunicationWorker
CommunicationWorker
CommunicationController
CommunicationController
ApresentaçãoWEB
Comunicação
Negócio
Controladorde Dados
I
II
IV
V
III
VI
VIII IX
X
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Camada Gestora de DadosCamada Gestora de Dados
Formada por um SGBD acessível remotamenteModelo E-R
ProfileTVRelationships
= zero or one
= many
= one to one
User
Device Service
Profile
Interagem Features
Category
Property
is/a
Executa
Session
SingleProperty
MultiProperty
Role
Entity
is/a
Action
Legend
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DistribuiçãoDistribuição
Papel importante na arquitetura Sistema distribuído com componentes distintos
Análise das distribuições empregadas em TVDi Mercado Modelo Middleware Linguagem Paradigma Comunicação
ATSC DASE Java Procedural HTTP + RMI + Sockets
DVB MHP Java Procedural HTTP +RMI + SocketsISDB ARIB BML Declarativo HTTP
ISDTV/SBTVD
GINGA NCL/LUA + JavaDeclarativo
+ Procedural
HTTP +RMI + Sockets
OpenTV OpenTV C Procedural HTTP sobre TCP/IPThomson SN Flash Procedural HTTP + XML-RPC
BRT Videon
VideonHTML + PHP + Java
Script
Declarativo +
ProceduralHTTP + XML-RPC
Aberto
Fechado
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Distribuição (cont)Distribuição (cont)
Decidiu-se por distribuir em RMI e XML-RPCDefinição de um conjunto de regras entre o cliente embarcado no middleware e o ProfileTV Server
Requisições do tipo per-request instanceIsto implica que todas precisam ser self-contained
Criação de adaptadores para os objetos complexosA especificação de XML-RPC utilizada é muito restritiva
Uso do protocolo do ProfileTV na comunicação
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Protocolo do ProfileTVProtocolo do ProfileTV
(a) Atualização de Perfis (b) Sincronização de Perfis
(c) Busca de Perfis
(a) Atualização de Perfis (b) Sincronização de Perfis
(c) Busca de Perfis
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IntroduçãoTrabalhos RelacionadosProfileTVImplementaçãoExperimentosConclusões
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Implementação de ReferênciaImplementação de Referência
Funcionalidades essenciais do sistema ProfileTV Embedded Client Side Middleware ProfileTV Server Base de Dados relacional
Funcionalidades importantes Exportação de Perfis
Análise de Padrões de Projeto, Frameworks e Bibliotecas
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ProfileTV Embedded Client Side ProfileTV Embedded Client Side MiddlewareMiddleware
Escolhida a implementação do MHP fornecida pelo IRT
Fácil acesso Boa documentação Implementação conhecida
Dificuldades Adição do Embedded Client ao MHP-IRT
Adição do componente ao boot do middlewareGarantia de permissões
Comunicação cliente-servidor
MPEG pJava
Section Filtering
DSM-CC SI Tuning
ServiceSelection
JMF
Conditio
nalAccess
Inter-XletCommunication
ReturnChannel
UIEvents
DVBUI
AWT HAVi
Application management/Xlet API
ResourcesResources
ApplicationApplication ApplicationApplication ApplicationApplicationApplicationApplication
MPEG pJava
Section Filtering
DSM-CC SI Tuning
ServiceSelection
JMF
Conditio
nalAccess
Inter-XletCommunication
ReturnChannel
UIEvents
DVBUI
AWT HAVi
Application management/Xlet API
MPEG pJava
Section Filtering
DSM-CC SI Tuning
ServiceSelection
JMF
Conditio
nalAccess
Inter-XletCommunication
ReturnChannel
UIEvents
DVBUI
AWT HAVi
Application management/Xlet API
ResourcesResources
ApplicationApplication ApplicationApplication ApplicationApplicationApplicationApplication
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ProfileTV Embedded Client Side ProfileTV Embedded Client Side MiddlewareMiddleware
Embbeded ClientLegenda
Pattern/Model
Library
LoggingLogging
ProfileCapture
ProfileCapture
ProfilePersistence
ProfilePersistence
I/OI/O CommunicationCommunication
J2S
E 1
.3
Obs
erve
r
CoR
*C
ontr
olle
r
Blu
eCov
e
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ProfileTV ServerProfileTV Server
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Interfaces e IntegraçõesInterfaces e IntegraçõesInterface Módulo Componente Tipo Tecnologia Descrição
ISearch ServiceServer/Client
Communication Worker
E Java RMI Permite a recuperação de categorias e perfis.
ISynchronization Service
Server/Client
Communication Worker
E Java RMI Implementa o protocolo de sincronização de perfis.
IUpdate ServiceServer/Client
Communication Worker
E Java RMIDisponibiliza métodos para criação e atualização de perfis.
ProfileTV WS ServerCommunication Worker
E JAX-RPCInterface que comporta todas as funcionalidades das 3 anteriores, porém disponibiliza-as através de serviço web .
ICommunicationListener
ClientCommunication
I JavaEntidades que a implementem podem se cadastrar para ouvir eventos oriundos da troca de mensagens entre o cliente e servidor.
IIOWorkerClient I/O I Java
Define os métodos de exportação e importação de perfis.
IProfileTV Manager
ServerProfileTV Manager
I Java Provê acesso aos componentes do sistema.
IRemote Persistence
Server Persistence I JavaVisão do componente Persistence utilizada pelo módulo Communication.
IPersistence Controller
Server Persistence I JavaVisão do componente Persistence disponibilizada para todos módulos/componentes do ProfileTV Server , exceto o módulo Communication .
IAccess Controller
Server Access Control I JavaDisponibiliza métodos para verificação de autenticação de usuários e autorização de acesso a funcionalidades.
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IntroduçãoTrabalhos RelacionadosProfileTVImplementaçãoExperimentosConclusões
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Ambiente dos ExperimentosAmbiente dos Experimentos
Servidor Cliente Dispositivo Portátil
Intel Core 2 Duo E4500 2.2GHz
Notebook STI Intel Pentium Centrino de 1.7Ghz
Celular Nokia 5220 com cartão micro SD de 256MB, expansível até 2GB
2GB RAM 1Gb RAM Pen-Drive de 256MB
SOWindows XP Professional Service Pack 2
Windows XP Professional Service Pack 2
NA
JRE 1.6 MHP-IRT 1.0.3Tomcat 5.5Struts 1.1J2EE 1.4 Bluecove 2.0.2SGBD PostgreSQl 8.2 BlueSoleil 2.7.0.8
JRE 1.4.2 (modificada pelo próprio MHP-IRT)
Hardware
Software NA
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Ambiente dos Experimentos (cont)Ambiente dos Experimentos (cont)
(a)Cliente com antena Bluetooth
(Simula set-top box com MHP)
(b)Celular Nokia 5200 e
Antena Bluetooth
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Configuração do ProfileTVConfiguração do ProfileTV
Tanto através de testes unitários como através da interface WEBEspaço médio requerido para as Categorias criadas foi de 2KB, para as Propriedades cerca de 4KBSupondo média de 880 novas Categorias anuais tem-se um aumento de 36.040KB
Espaço irrelevante para servidores atuais
(a)
(b)
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Criação de PerfisCriação de Perfis
Rotina de teste para a criação de 10.000 usuários, 150 serviços interativos e 40.000 dispositivos
Média de 4 dispositivos interativos por usuário
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Criação de Perfis (cont)Criação de Perfis (cont)
Espaço de armazenamento utilizado pelo teste foi de 4.3GBExtrapolando o teste:
Elevando o número de usuários para 1 milhão Mantendo a média de 4 dispositivos por usuário, bem como a média de 20 serviços interativos anuais Assumir que cada Profile possui cerca de 2 Features Assumir que cada Feature tem no mínimo 1 Feature Value
(28P x 0,1KB) + [(28P x 2F) x 1KB] + [(28P x 2F) x 1FV x 0,06KB] x 1M de usuários(2,8KB + 56KB + 3,36KB) x 1 milhão de usuários = 62.160.000KB
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Aplicações de TestesAplicações de Testes
Criadas Seletor de Canais
Reutilizadas com modificações Campeonato Brasileiro Pan Americano Portal da Globo
Todas foram adicionadas ao applications.cfg do MHP-IRTImportante
Manter a simplicidade na criação destas aplicações
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Pan AmericanoPan AmericanoAplicação criada pelo CESAR para os jogos Pan Americanos do Rio de Janeiro em 2007Objetivo do Teste
Permitir que a aplicação entre diretamente na área preferida do telespectador
Procedimentos do Teste Executar a aplicação no MHP-IRT e passar no máximo 5 minutos em cada área da aplicação (Sobre o Pan, Mural, Medalhas e Agenda) Cronometrar cada tempo Sair da aplicação e iniciá-la novamente
Resultado Esperado A aplicação deve abrir diretamente na área mais vista no teste cronometrado
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Pan Americano (cont)Pan Americano (cont)
AntesAbre sempre na tela de notícias
DepoisAbre na tela de Medalhas,
a de maior tempo cronometrado nos testes.
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Exportação de PerfisExportação de Perfis
A aplicação do Portal da Globo permite que o telespectador envie seu perfil para um dispositivo portátil via BluetoothDados exportados variaram entre 1KB e 2KB
O que requer pouco espaço nas memórias dos dispositivos portáteis. No caso do teste um Nokia 5200 e um pen-drive de 256MB
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Exportação de Perfis (cont)Exportação de Perfis (cont)Extrapolando o teste
Perfis mais complexos ocupem 5 vezes mais espaço, variando entre 5KB e 10KB Interação através de 5 dispositivos distintos ao ano
Média varia entre 25KB e 50KB Interação com aproximadamente 50% dos serviços interativos lançados anualmente (base de 4 por emissora) e com cerca de 75% canais (base de 90 canais)
Média varia entre 900KB e 1.8MB Decorridos 10 anos (vida útil de um televisor de alto padrão)
Média variando de 9.25MB a 18.5 MB
Considerando os dispositivos portáteis atuais (celulares 3G, smartphones, pen-drives) é uma quantidade de dados plenamente aceitável.
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EscalabilidadeEscalabilidadeProblema
Comunicação em massaMilhões de usuários do sistema, tanto para TVDi aberta como fechada (por assinatura)
Tráfego de dadosSolução proposta:
Dados privados do telespectador são armazenados localmente e os dados essencialmente relevantes devem ser sempre exportados para dispositivos portáteis
Diminui a quantidade de dados trafegados na rede Dados públicos são armazenados no ProfileTV Server
Espaço necessário foi estipulado nos testes anteriores e dados como aceitáveis Modelo clássico (mais servidores, redundância) resolve para TVDi por assinatura
E a TVDi aberta?Problema político impede estudo mais aprofundado sobre o tema
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AgendaAgenda
IntroduçãoTrabalhos RelacionadosProfileTVImplementaçãoExperimentosConclusões
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ConclusõesConclusõesEm relação ao problemas
Baixa capacidade de armazenamentoTestes apresentaram que os dados gerados pelo sistema são pequenos e plenamente aceitáveis para os dispositivos em questão
Exportação/Importação de dadosDesenvolvida a exportação via Bluetooth e USBDesenvolvida a importação apenas via USB
Definição do ContextoDefinida uma gramática para a definição do ContextoParalelo com OO
Class -> Object & Categoria -> ProfileDefinição pode ser feita via Interface Administrativa do sistema
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Conclusões (cont)Conclusões (cont)Em relação ao problemas
Transparência na captura de dadosComponente embarcado no middleware captura mudanças de canais, tempo gasto em cada canal sem interferir na utilização padrão do telespectadorTelespectador não customiza os serviçosAs aplicações utilizam a API fornecida para acessar dados preferenciais do telespectador
Personalização da ApresentaçãoDesenvolvidas/modificadas algumas aplicações
EscalabilidadeDiscutida o escopo de implantação da soluçãoResolvido para TVDi por assinatura (modelo fechado)
TVDi aberta ainda precisa de discussões políticas
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ContribuiçõesContribuições
Especificação do Sistema ProfileTV Funcionalidades, Arquitetura e Implementação de Referência
API para aplicações de TVDi cientes de contexto API fornecida pelo componente de middleware embarcado
Gramática para a definição de contextoProtocolo de comunicaçãoDiscussões arquiteturais
Padrões de Projeto, Frameworks e Bibliotecas
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Trabalhos FuturosTrabalhos FuturosGeneralizar o sistema para outros escopos que não o de TVDiDesenvolvimento do Agregador de PerfisDesenvolvimento da Interface WEB do ProfileTVIncorporação de um sistema de inferência ao ProfileTVTratar escalabilidade para TVDi abertaTestes de desempenho na implementação de referênciaExpor a arquitetura a outros desenvolvedores avaliação da facilidade de uso da mesma, e posterior refinamento
ProfileTV:ProfileTV:Um Sistema de Um Sistema de
Gerenciamento de Perfis Gerenciamento de Perfis em TVDiem TVDi
Andrino S. S. CoêlhoOrientador: Carlos A. G. Ferraz
