INTECA: Infraestructura para Tele-Educación 1

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1 1 INTECA: Infraestructura para Tele-Educación 1 Klaus D. Hackbarth, Roberto Cimiano, Roberto Ortiz {klaus, roberto2, Grupo de Ingeniería Telemática, Universidad de Cantabria Avda. de los Castros s/n Santander Abstract INTECA is a Tele-learning environment based on the WEB paradigm and implemented in form of a vertical Portal. The first version of INTECA was developed as part of the PISTACABLE communication program from the Spanish Government which had the objective to achieve a leadership in the development of multimedia and interactive services over cable based broadband networks. Unlike most of Commercial Tele-learning tools, INTECA is built under the concept of an open framework, supporting different multimedia contents and services and being platform independent. For this purpose INTECA uses different Open Source solutions such as PHP server scripts and MySQL database server. INTECA is composed by a powerful and customisable management system, an user access control system, and a type of FTP service. INTECA allows different forms of communications between the teacher and the students and among the students in form of an service or under the concepts of Forum and Chat. INTECA allows the teacher to create learning progress tests either in form of self control by the student or under his supervision. INTECA allows to incorporate contents under different types of file format and provides tools for creating multimedia content; e.g. teachers are provided with an editor which allows to create slides with audio under a corresponding synchronisation. INTECA is currently used in some of the lecture in the Communication Department of the University of Cantabria and as a complementary tool for the lectures organised by the Communication Department in the European Summer School hold in Santander and Laredo each Spring. In future INTECA will be incorporated in the service integrated satellite networks developed in the REPOSIT project under the 5th Frame Work Program of the European Commission This communication presents the INTECA tool, its implementation details and some of its applications. Index Terms Web-based courseware: systems and tools, E- learning, Multimedia in educational software, Design of educational software, Software architectures for E-learning. 1 Este proyecto tiene el apoyo del 5º Proyecto Marco IST, dentro del proyecto REPOSIT. I. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL PORTAL INTECA E L portal INTECA nació como fruto de la participación del Grupo de Ingeniería Telemática de la Universidad de Cantabria en el proyecto ARTEMYS, dentro de los proyectos PISTA de la Secretaría General de Comunicaciones. Este proyecto incluía sendas aplicaciones de tele-educación y telebanca, encargándose de la primera de ellas la Universidad de Cantabria. Posteriormente, el portal INTECA se amplió y personalizó para su utilización en las asignaturas impartidas por el Grupo de Ingeniería Telemática en la Universidad de Cantabria, así como para ofrecer material complementario en cursos de verano de dicha universidad. El objetivo del portal INTECA reside en una primera implementación de una serie de aplicaciones cuya función y rendimiento se estudiará con más detalle en el capítulo siguiente. A continuación se detallan de forma general las aplicaciones actualmente integradas. INTECA se compone de un conjunto de herramientas software para tele-formación, basado en web e implementado en forma de un portal. Se utilizan soluciones Open Source y freeware, no requiere muchos recursos hardware, es independiente del sistema operativo, y se puede implementar de forma distribuida sin altos costes. A. Gestión del portal En el portal se halla integrada una herramienta (figura 1), que permite al administrador del mismo (o la persona designada para tal fin) la posibilidad de gestionar y modificar una serie de parámetros de configuración del portal INTECA con un grado de funcionalidad similar al existente en otras herramientas de tele-educación comerciales (como WebCT [8], Learnig Space [9], Topclass [10] o ToolBox [11]). El portal INTECA se encuentra implementado sobre un sistema

2 2 de bases de datos abierto (MySQL) que permite una continua evolución de la misma, no siendo el caso de WebCT que posee un sistema de bases de datos propietario totalmente cerrado. A.1. Gestión de cursos Aplicación en la que se ofrece la posibilidad de: Crear un nuevo curso. En donde se tiene la posibilidad de configurar una serie de parámetros básicos y necesarios para crear un nuevo curso. Tener la capacidad de modificar parámetros básicos de configuración de un curso ya creado. Añadir test a un curso: ofrece la posibilidad de crear exámenes de evaluación y añadirlos a cursos existentes. INTECA. B. Herramientas del profesorado En el portal se encuentran implementadas una serie de aplicaciones específicas cuyo objetivo es facilitar al profesor o tutor de un determinado curso el trabajo de generar contenidos y adjuntar documentación necesaria para el perfecto seguimiento del mismo. B.1 Generador de presentaciones Herramienta software que facilita y automatiza el proceso de creación de presentaciones multimedia con transparencias (imágenes) y audio sincronizado, así como los ficheros en formato html necesarios para una sencilla integración en el portal de Teleformación INTECA. Facilita el desarrollo de contenidos multimedia dando un aspecto más formalizado e interactivo a las presentaciones realizadas por el profesor o tutor del curso. B.2 Generador de Test Aplicación que permite generar automáticamente exámenes de evaluación. No existe limitación de entrada de caracteres y permite la posibilidad de añadir imágenes a las distintas preguntas generadas. Existen una serie de herramientas que optimizan el funcionamiento y servicio ofrecido por el generador de test que permiten: Figura 1 Gestión del portal INTECA A.2. Gestión de profesores Aplicación que ofrece la posibilidad de dar de alta, modificar y borrar profesores del portal. A4. Gestión de alumnos Aplicación que permite la posibilidad de mostrar un listado de los alumnos que se benefician de los servicios ofrecidos en un determinado curso, modificar sus datos, añadir un nuevo alumno a la lista anterior y borrarle de ella. A.5. Envío de comunicaciones Aplicación que permite enviar comunicaciones vía a todos los alumnos inscritos en el portal, a los alumnos de un determinado curso y notificar a cada uno ellos de forma automática el nombre de usuario y contraseña necesarios para poder utilizar los servicios ofrecidos por la herramienta Visualizar un test generado, permitiendo comprobar las preguntas, las posibles respuestas asociadas a ellas y el valor de las mismas (respuesta verdadera o falsa). Modificar un test. Añadir una pregunta a un test creado. Borrar un test existente. La capacidad de subir al servidor del portal mediante FTP las imágenes que se adjuntarán a los tests. Observar dichas imágenes mediante un visualizador. B.3 Servicio FTP Aplicación que ofrece la posibilidad de almacenar archivos en el equipo servidor del portal INTECA, complementando los contenidos y servicios ofrecidos por los cursos integrados en dicho portal. Las herramientas que complementan este servicio permiten: Mostrar una lista archivos almacenados por el tutor/profesor (imágenes y documentación general) así como los almacenados por los alumnos. La capacidad de eliminar dichos archivos.

3 3 La posibilidad de descargar vía FTP los archivos almacenados por los alumnos en el servidor. C. Herramientas del alumnado En el portal se encuentran implementadas una serie de aplicaciones específicas cuyo objetivo es facilitar al alumnado de un determinado curso el correcto seguimiento y realización de ejercicios prácticos (en su caso) del curso en el que se hallan inscritos. C.1 Acceso a vídeos y presentaciones Se permite al alumnado la capacidad de visualizar una serie de vídeos y presentaciones generadas por los responsables del curso, teniendo la necesidad de estar instalado en el extremo cliente el reproductor REAL PLAYER.v8 ó superior. Debido a la diversa naturaleza de los posibles cursos que se pueden integrar en el portal, alguno de ellos puede necesitar de un complemento distinto de formación basado en cálculos y simulaciones, por tanto se ofrece la posibilidad de ejecutar una serie de aplicaciones desarrolladas en lenguaje JAVA. El problema de ofrecer el servicio anteriormente comentado reside en la no universalidad y portabilidad de estas aplicaciones, es decir, se habría de diseñar y programar una o más aplicaciones JAVA para cada curso teniendo en cuenta el enfoque del mismo y los resultados que se desean obtener en la simulación. Con la finalidad de realizar un estudio comparativo de las funcionalidades ofrecidas en INTECA, a continuación se muestra una tabla en la que se puede observar de una forma más gráfica las diferencias entre la herramienta INTECA y las distintas herramientas más punteras del sector Teleformativo. C.2 Acceso a contenidos El alumnado inscrito en el curso tiene la posibilidad de acceder a documentación y contenidos del mismo en formato HTML estático. C.3 Auto-evaluación Existe una aplicación que permite a los alumnos autoevaluarse realizando una serie de exámenes tipo test, informándoles automáticamente del porcentaje de aciertos obtenidos en la evaluación. Posteriormente se ofrece la posibilidad de ver los resultados del examen. C.4 Servicio FTP Aplicación que ofrece la posibilidad a los alumnos de almacenar archivos en el equipo servidor del portal INTECA. Se ofrece la posibilidad de ver un listado de los ficheros almacenados en el servidor por el profesor y de descargar vía FTP estos archivos. El servicio FTP desarrollado en este proyecto permite el intercambio de información se realiza de la forma expuesta en la figura 2. Características Conocimiento de lenguaje HTML para generar el contenido de los cursos Conocimiento de lenguaje HTML para crear test... (preguntas) Nombre de usuario y contraseña de seguridad Consola de manejo de ficheros. Servicio FTP Herramienta de búsqueda de material Learning Space Top Class WebCT Tool Box INTECA SI SI SI SI SI 2 NO NO NO NO NO SI SI SI SI SI NO NO SI SI SI NO NO SI NO NO Tutor Alumn Servidor figura 2 Servicio FTP D. Herramientas de cálculo/simulación 2 Esta situación es debida a que los contenidos de los cursos se encuentran integrados en páginas HTML y por consiguiente se necesitan unos conocimientos básicos de manejo de programas editores de dicho lenguaje.

4 4 Características Estudiantes pueden realizar anotaciones personales sobre su trabajo (agenda personal) Área de presentación al estudiante El tutor puede asignar material específico a un alumno o grupo determinado de ellos Exámenes tipo test Comunicación vía Capacidad de ver los alumnos su progreso (autoevaluarse, ver resultados...) Learning Space Top Class WebCT Tool Box INTECA NO SI SI NO NO NO SI SI NO SI NO SI NO SI SI SI SI SI SI SI NO SI SI SI SI NO NO SI NO SI Tabla 1. Estudio comparativo entre INTECA y diversas herramientas comerciales de Teleformación. Teniendo en cuenta estos resultados, se pone de manifiesto que INTECA en su progreso o evolución se acerca ( y en varios aspectos supera) las funcionalidades ofrecidas por las herramientas comerciales existentes en el mercado Teleformativo. Cabe resaltar que la gran diferencia reside en que éstas tienen una amplia distribución y un gran apoyo comercial por parte de empresas de prestigio reconocido mientras que INTECA es una herramienta de desarrollo limitada a un entorno puramente académico y con la intención de ser una herramienta complementaria para un grupo limitado de usuarios. Por último, dado que la herramienta INTECA se encuentra desarrollada en un entorno completamente abierto, la cooperación entre diversas instituciones (tanto universidades latino-americanas como nacionales) podría ser posible a la hora de potencializar y desarrollar la herramienta con el propósito de elevar a niveles superiores la funcionalidad y servicios de la misma. Las aplicaciones de Teleformación más comerciales poseen una enorme limitación: su aplicación y utilización a entornos reducidos de trabajo debido a los problemas de licencias software. Por consiguiente existe un cierto problema de centralización que INTECA podría evitar al tratarse de una herramienta totalmente abierta. Utilizando la filosofía de las redes temáticas, los contenidos de los cursos podrían estar distribuidos en diversos servidores a los que accederían los usuarios, en caso de que uno de estos servidores no estuviese operativo se podría acceder a otro que lo estuviese y, en caso de que ninguno de ellos pudiese ofrecer el servicio, se accedería al servidor principal (por ejemplo el servidor situado en el GIT/DICOM-UNIVERSIDAD DE CANTABRIA). Existiría un cierto grado de centralización pero a nivel de seguridad (permisos de acceso) pero la flexibilidad sería enormemente superior a las demás herramientas existentes en el mercado. II. FILOSOFÍA OPEN SOURCE Existen en el mercado una serie de aplicaciones y programas denominados Open Source. Esta denominación puede llevar a la confusión ya que no significa únicamente tener la capacidad de acceder al código fuente de las aplicaciones que posean tal etiqueta, si no que se han de cumplir una serie de criterios [4]. INTECA está desarrollada en su mayor parte utilizando herramientas Open Source, lo cual evita problemas como los que existen con aplicaciones cuyo software es puramente comercial y cerrado con un precio de licencia muy elevado y su evolución, escalabilidad y mantenimiento dependen de la empresa correspondiente. Esto permite cambios más personalizados en las aplicaciones y configuraciones de los cursos. Al ser INTECA una herramienta abierta se evita el coste adicional de las licencias Software, favoreciendo a instituciones con pocos recursos económicos la utilización de sus servicios, por ello se intenta propagar que INTECA o una de sus versiones más evolucionadas sea una herramienta adicional y facultativa al lado de WEBCT [5] para los profesores (o en su caso Universidades de Hispanoamérica que colaboren con la Universidad de Cantabria) que requieran de sus facilidades. Como se puede observar hay una gran diferencia entre las aplicaciones Open Source y las denominadas como Freeware, que son versiones gratuitas de un producto en las que no se tiene acceso al código. A. Lenguaje de programación de scripts PHP PHP es un lenguaje de programación de scripts con una sintaxis similar a los lenguajes C y Perl, que se interpreta por un programa intérprete de PHP [6] (en el caso de INTECA se hubo de instalar dicho intérprete en el servidor del Portal) y genera un código HTML dinámicamente.

5 5 Las líneas de código PHP (scripts PHP) se encuentran embebidas en el código HTML de las páginas web que conforman el portal, por ello esta situación permite generar un script PHP que se ejecute en el servidor capaz de dar respuestas en función de los datos que introduzca el usuario (o no) en las páginas del portal que se le ofrezcan. Las páginas HTML que contenga código PHP deberán tener extensión.php. El cliente nunca verá el código fuente del script PHP, solamente le llegarán las páginas HTML que genere el script y las partes de la misma generadas de forma estática. A diferencia de JavaScript, que se ejecuta en las máquinas clientes, un script PHP se ejecuta en el servidor. En la figura 3 se puede observar el funcionamiento de un script PHP: el cliente ejecuta una petición al servidor Web como si se tratase de cualquier otra página. El servidor Web observa la extensión de la página (.php) y la envía al programa intérprete de PHP, este interpreta solamente el código PHP existente en la misma manteniendo el código HTML estático. Una vez realizado las operaciones devuelve los resultados al navegador cliente. El lenguaje de programación de scripts PHP dispone de una serie de funciones para realizar las operaciones habituales de los lenguajes de programación (usar ficheros, tratamiento de cadenas de caracteres...) pero una de las características más interesantes que se usa en INTECA es que incorpora la capacidad para consultar bases de datos y generar páginas HTML en función de los resultados obtenidos en la correspondiente consulta. Código HTML devuelto PHP Cliente SERVIDOR ejecución Aplicación Solicitud Figura 2 Funcionamiento de un script PHP Figura 3 Script PHP PHP presenta múltiples ventajas frente a otros lenguajes de programación entre las que cabe destacar. PHP se ejecuta a través de un interfaz muy familiar para el usuario o cliente Web y tampoco es necesario tener que instalar en su máquina ningún software adicional para usar un script PHP aparte del propio navegador Web. La ejecución de un script PHP se puede realizar desde un cliente Web de cualquier plataforma: el cliente puede elegir su sistema operativo y su cliente Web preferidos. El programa PHP se ejecuta en un servidor al cual se puede acceder desde cualquier punto de red. Al tener el código PHP albergado en el servidor se encuentra protegido contra la manipulación de los usuarios, los cuales no tendrán acceso ni de lectura ni de escritura del código. A.1 Razones para la elección de PHP en INTECA En muchas ocasiones se necesita sacrificar la eficiencia del código que conforma ciertos programas para poder ganar en claridad didáctica. Esta filosofía es la que se ha seguido en el desarrollo del portal INTECA y que junto con las características que se comentan a continuación ha sido base para elegir PHP como lenguaje de programación para entornos Web. PHP es muy fácil de aprender sabiendo programar en lenguaje C, Perl o Java. Además se puede hacer cualquier casi cualquier cosa que se desee. Más de un millón de servidores a lo largo de todo el mundo avalan como plataforma para desarrollar aplicaciones de portales al lenguaje PHP. Su uso no está limitado por la plataforma en la que se ejecute el código de sus programas. No necesita recursos desmesurados, es decir, no requiere hardware muy potente para poder funcionar normalmente. Con un PC 486 y 16M de RAM sería suficiente para la ejecución de scripts. La sintaxis y estructuras de control son muy similares al lenguaje C, aunque PHP es bastante más relajado y ha de coexistir con el código HTML. Además se puede usar alguno de los programas más conocidos para generar páginas Web y posteriormente introducir el código PHP manualmente. También es posible editar un scripts PHP utilizando editores de este tipo (HTML), pero éste debería saber como distinguir entre el código PHP y HTML. [1]

6 6 A.2. Seguridad y PHP En este apartado se intentará explicar y comentar los distintos problemas de seguridad que pueden surgir a la hora de hacer uso de la configuración por defecto del intérprete de PHP. Las variables en PHP no han de ser previamente declaradas como un tipo determinado de variable, si no que se crean la primera vez que se usan y son declaradas automáticamente conforme el entorno en el que son usadas. Una vez creadas pueden ser referenciadas desde cualquier parte del programa (excepto en las funciones, en las que se habría de definir la variable de una forma distinta). Raramente el programador inicializa las variables, lo que significa que suelen encontrarse inicialmente vacías (ej. ) hasta que toman el valor de una fuente externa ( por ejemplo el valor introducido por un cliente en una variable de formulario). Esto puede dar paso a que un atacante (cliente remoto) pueda crear cualquier variable y tenerla declarada como global accediendo directamente a la URL de la página PHP (http://xxx/prueba.php?hola=1) inicializándola. Imaginemos un script en el que se ha de introducir un nombre de usuario y un password que posteriormente se autentificarán. El resultado de la autentificación se guardará en una variable determinada llamada $resultado y según el valor de dicha variable ( 1 ó 0 ) se mostrarán una serie de datos. Si un atacante accede directamente a la URL de la página (como hemos comentado anteriormente habrá una autentificación falsa y un posterior acceso no deseado a información privada. Para poder evitar esta situación y hacer un script más o menos seguro se habría de comparar si esta variables se encuentra en una de las variables de formulario que PHP genera automáticamente (HTTP_GET_VARS, HTTP_POST_VARS [3]). Otra posible forma de ataque puede provenir de la utilización en un script PHP tanto de las funciones específicas de tratamiento de ficheros como de las funciones include( ) y require( ). Todas las funciones necesitan un parámetro en el que se especifica el path o en su caso la URL de un determinado fichero. Si dicha información se almacena en una variable global el atacante puede conseguir información de archivos de configuración de la máquina servidora y en su caso puede ejecutar en dicha máquina código propio. En el caso de INTECA todo lo anterior se ha solucionado con el establecimiento de sesiones, evitando el acceso a cualquier página del portal sin previa identificación y posterior establecimiento de la sesión. Las posibles soluciones para evitar lo comentado anteriormente residen en la configuración del intérprete PHP, pero como se podrá comprobar, el hacer algo más seguro conlleva el aumento de la incomodidad y de los rompederos de cabeza a la hora de realizar una programación efectiva y compacta. En el archivo de configuración del intérprete PHP ( php.ini ) se habría de especificar una serie de parámetros. Uno de ellos es register_globals=off con lo que se evitaría que PHP pudiese generar variables globales desde la entrada de usuario haciendo la programación menos conveniente.escribir Safe_mode=ON habilita una larga variedad de restricciones sobre comandos que pueden ser ejecutados, funciones etc... Escribir Open_basedir restringe operaciones sobre ficheros ubicados fuera de los directorios especificados evitando ataques con archivos remotos o acceso a archivos locales. A.3. Sistema Gestor de Bases de datos PHP es capaz de consultar una base de datos de forma sencilla y ello le confiere un alto potencial a la hora de generar páginas Web dinámicamente. La relación entre PHP y un sistema gestor de bases de datos se muestra en la figura 4 petición SERVIDOR PHP CLIENTE respuesta encuesta resultados BASE DE DATOS Figura 3 Relación PHPgestor de base de datos Figura 4 Acceso a base de datos con PHP El script PHP puede realizar consultas y obtener los resultados para procesarlos. El gestor de bases de datos puede estar ubicado en la misma máquina que ejecuta PHP o, puede estar en otra máquina distinta y realizar consultas a través de la red. En el portal INTECA se utiliza como sistema gestor de base de datos MySQL [3], lo que permite diseñar cursos personalizados en los que, por ejemplo, un alumnos sólo tiene acceso a un módulo determinado si previamente ha completado otros módulos o ha superado un test. B. Sistema de Base de datos El sistema de base de datos utilizado en el portal INTECA es una alternativa OpenSource llamada MySQL. Las tablas son las estructuras en las cuales son almacenados los datos. Cada fila de la tabla se la llama registro de datos o simplemente registro. La definición y estructura de los registros viene determinada a la hora especificar la estructura de las tablas. Por ejemplo, en una tabla de direcciones cada registro debe contener campos como el nombre de la persona, dirección, edad... Para cada campo hay una serie de condiciones específicas sobre el tipo de

7 7 información que almacenan o pueden almacenar (como el formato de un número o el número máximo de caracteres que puede almacenar). cada vez que un dato es alterado (coste de espacio y de tiempo). Un caso especial de índice es el llamado Primary Key que asegura la referencia a un único registro de una tabla. B.1 Características de MySQL Registro Campo Dato Figura 5 - Tabla de base de datos La descripción de una base de datos consistente en la definición de una serie de tablas con sus respectivos campos, relaciones e índices se denomina modelo de base de datos. Este modelo define la construcción de las estructuras de datos y al mismo tiempo facilita el formato en el cual dichos datos van a ser almacenados. El modelo utilizado en INTECA define las tablas (cursos, alumnos, profesores) necesarias y las relaciones que deben existir entre ellas. Los llamados programas cliente se utilizan para acceder remotamente a la base de datos; pueden adoptar una gran variedad de formas, y en realidad, con frecuencia no son reconocidos como programas de bases de datos por los usuarios. Un ejemplo de estos programas puede ser: una página HTML en la que se muestra y se permite introducir texto en un foro de discusión o rellenar simplemente un pequeño formulario. Este es el enfoque utilizado en INTECA, ya que se utiliza HTML y scripts PHP para realizar las cosnultas a la base de datos. Las consultas son instrucciones en lenguaje SQL (Structured Query Language) lenguaje que ha llegado a ser un estándar en la formulación de consultas sobre bases de datos y cuya función es seleccionar y mostrar datos de una o varias tablas. Cuando las tablas de una base de datos alcanzan grandes dimensiones (contienen muchos registros) la velocidad a la que la consulta es interpretada y ejecutada dependerá de la existencia de un índice que determine el orden de los registros de la misma. Un índice es una tabla auxiliar que solamente contiene información sobre el orden de los registros en la tabla, también estos índices e les llama claves o keys. El índice aumenta la velocidad a la que se accede a los datos pero también acarrea una serie de desventajas. Cada índice ocupa un espacio también necesario para el almacenamiento de los datos y también ha de ser actualizado Como la gran mayoría de los sistemas de base de datos, MySQL es un sistema de base de datos relacional MySQL es además un sistema que basado en una filosofía cliente/servidor en contraposición con los sistemas basados en la filosofía fichero/servidor (Microsoft Access, dbase, FoxPro...). Existe un servidor de base de datos (MySQL) y arbitrariamente varios clientes (programas de aplicación) que se comunican con el servidor. Los clientes pueden ejecutarse en la misma máquina, en el servidor o en diferentes máquinas (comunicación vía red local o Internet). La gran diferencia entre los sistemas cliente/servidor y fichero/servidor radica en que estos últimos son muy ineficientes a la hora de trabajar en red, llegando a ser cada vez menos óptimos cuanto más crece el número de usuarios. Por lo tanto, es apropiado para INTECA. MySQL soporta el lenguaje de base de datos SQL, un lenguaje estandarizado y orientado a realizar consultas y actualizaciones de datos., basado en el estándar ANSI- SQL/92 (que tiene algunas limitaciones, como veremos posteriormente) Existe un anfitrión de APIs (Application Programming Interface) y una serie de librerías para el desarrollo de aplicaciones clientes MySQL. Dichas aplicaciones pueden ser desarrolladas en lenguajes C, C++, Java, Perl, Python, TCL y, como se han desarrollado en el portal INTECA, en lenguaje PHP. MySQL (el servidor MySQL) puede ser ejecutado en variedad de sistemas operativos tales como UNIX, Windows, Mac Os X, OS/2... De esta forma, contribuye a la independencia de plataforma de INTECA. MySQL es considerado como un sistema de base de datos bastante rápido aunque esta cualidad es debida a la ausencia de determinadas características o limitaciones que se comentarán a continuación. B.2 Limitaciones del estándar ANSI-SQL/92 ANSI-SQL/92 es una definición estandarizada del

8 8 lenguaje de bases de datos SQL. La mayoría de los sistemas comerciales de bases de datos son compatibles con este estándar permitiendo con ello gran variedad de versiones. Existen una serie de limitaciones que hacen imposible (o simplemente muy difícil) adaptar bases de datos existentes de otros sistemas con su código SQL asociado a MySQL. Por el contrario, también es muy difícil transferir o portar una base de datos de MySQL a otro sistema de base de datos si no se ha sido muy escrupuloso en la utilización de las características del estándar ANSI-SQL/92. Se comentarán a continuación las limitaciones más importantes. las transacciones. Los desarrolladores de MySQL pensaron que no eran necesarias en muchas aplicaciones y que MySQL era un sistema de base de datos lo suficientemente seguro y estable sin ellas, favoreciendo su ausencia el incremento de la velocidad en las operaciones. En INTECA se han controlado estas situaciones de control de transacciones externamente mediante scripts PHP. A pesar de estas limitaciones, se ha considerado que MySQL es un sistema adecuado para las necesidades de la herremienta INTECA, ya que sólo se necesita un sistema de base de datos sencillo, rápido y multiplataforma [2]. Los Foreign Keys son unos índices que permiten relacionar varias tablas de una determinada base de datos. Normalmente la palabra Foreign Key significa que una base de datos es capaz de asegurar la integridad de todas las tablas referenciadas o relacionadas entre sí por medio de estos índices, y por el momento MySQL es incapaz de realizar esto. Por lo tanto el programador de aplicaciones de bases de datos MySQL debe asegurar la integridad de los datos (es decir, asegurar la relación existente entre las diferentes tablas) a la hora de modificar, borrar y alterar tanto las tablas como los datos que contienen. En INTECA se han relizado estas comprobaciones mediante scripts PHP. Una limitación importante es la imposibilidad de realizar consultas de selección de datos anidadas es decir, realizar una consulta para seleccionar un grupo de datos y en la misma instrucción realizar otra consulta que seleccione un subgrupo de los datos anteriores. Esta limitación debe ser salvada con código adicional en un lenguaje de programación externo y por lo tanto distinto del lenguaje SQL. La definición del término transacción en el contexto de sistemas de base de datos se refiere a la ejecución de varias operaciones contra una base de datos en forma de bloque, es decir, ejecutándose como si fuese una sola instrucción. El sistema de base de datos asegura que todas las operaciones son ejecutadas correctamente en bloque, o no se ejecuta ninguna de ellas. Las transacciones facilitan al programador la opción de abortar una determinada serie de comandos SQL. Un ejemplo muy visual es a la hora de realizar la operación bancaria entre dos cuentas ( mover unidades monetarias entre cuentas), si durante el proceso de intercambio de unidades monetarias ocurre un error, ha de existir un mecanismo de protección que aborte toda la operación. Existe un gran abanico de opiniones sobre la importancia de III IMPLEMENTACIÓN DE LAS FUNCIONALIDADES DEL PORTAL INTECA La implementación de las funcionalidades del portal INTECA depende en gran parte de la naturaleza de los contenidos y servicios que se ofrecen en el mismo. A continuación se comentarán las funcionalidades más importantes utilizados en dicho portal. A. Streaming de audio y vídeo Actualmente se encuentra implementada en el portal INTECA la posibilidad de visualizar una serie de presentaciones o videos en formato Real Vídeo dentro de los cursos integrados en el portal. Este formato se ha ultilizado por la posibilidad de instalar tanto el servidor como los reproductores (éstos en los ordenadores de los alumnos) en las dos plataformas consideradas: Windows y Linux. Antiguamente cuando un usuario deseaba escuchar o visualizar algún archivo residente en algún servidor de Internet, debía descargárselo a su ordenador para posteriormente poder realizar la visualización o audición correspondiente. Gracias a la tecnología streaming lo anterior ya no es necesario. Dicha tecnología se basa en un proceso que permite enviar el archivo de vídeo o audio digital en un flujo continuo desde el extremo servidor al extremo cliente de una conexión, reproduciéndose el archivo en el momento en que se realiza la petición desde el extremo cliente. Esta tecnología se encuentra implementada en el portal INTECA mediante el sistema real Real Server (extremo servidor)-real Player (extremo cliente). Real Server y Real Player son dos aplicaciones de la empresa Real Networks que permiten gestionar, controlar y realizar el proceso de streaming de manera eficaz. B. Ficheros SMIL y editor de presentaciones Entre los distintos tipos de contenido multimedia admitidos

9 9 por el portal INTECA, se encuentran los ficheros con formato SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language). Este formato, definido por el W3C (World Wide Web Consortium), se utiliza para integrar distintos tipos de contenido multimedia en una única presentación. Así, es posible realizar una presentación en la que se sincronicen imágenes y audio. El alumno necesita tener un reproductor compatible con este formato, por ejemplo Real Player, también utilizado para el streaming de audio y video. Como ayuda al desarrollador de contenidos para los cursos, el GIT ha desarrollado también una herramienta software que tiene como funcionalidad servir como editor para la confección de presentaciones multimedia con imágenes (transparencias de una presentación) y audio sincronizado con cada una de ellas. Este editor se llama SmilGen, debido a que utiliza este formato SMIL para realizar la sincronización. SmilGen (figura 6) toma como ficheros de entrada las imágenes en formato JPEG correspondientes a cada una de las transparencias de la presentación. (en el caso de que la presentación esté originalmente en formato PowerPoint, se pueden obtener fácilmente estas imágenes) Una vez que le hemos indicado a SmilGen cuáles son estos ficheros, la aplicación nos permite grabar un fichero de audio que acompañe a cada una de las imágenes (que se muestran en pantalla). El fichero de sonido (en formato wav) tendrá el mismo nombre que la imagen a la que acompaña, pero con extensión wav. Se puede repetir la grabación de un fichero de audio tantas veces como se desee (sobrescribiendo el anterior) hasta que el resultado obtenido sea el deseado. Una vez que ya tenemos los ficheros de audio grabados se puede, opcionalmente, comprimirlos transformándolos a formato MP3, con lo que se conseguirá una reducción del tamaño de los ficheros del orden de 11, aproximadamente, algo deseable teniendo en cuenta que estos ficheros se van a transmitir por la red. Esta compresión de audio se realiza mediante una llamada a un programa externo (existen compresores mp3 de libre distribución fácilmente integrables en esta herramienta) Figura 6 SmilGen A continuación se genera el fichero SMIL, que contiene los nombres de cada una de las imágenes y de los ficheros de sonido, así como la duración de cada una de las transparencias. Opcionalmente, SmilGen podrá generar también un fichero html en el que el fichero SMIL se encuentre integrado, de tal manera que no se abra el reproductor (Real Player) como una una aplicación externa para reproducir la presentación. Este fichero html se generará de acuerdo a una plantilla proporcionada por el usuario. Esta plantilla será el fichero en formato html completo, pero con los nombres del servidor, del fichero smil y el tamaño de la presentación sin especificar. IV. APLICACIÓN PRÁCTICA El portal de tele-educación INTECA ha sido utilizado en distintas actividades docentes a cargo del Grupo de Ingeniería Telemática. A. Laboratorio Virtual Uno de los cursos que ofrece el portal es un Laboratorio Virtual sobre Planificación y Dimensionamiento de Redes de Comunicación (figura 7), asignatura impartida por el Grupo de Ingeniería Telemática en la Universidad de Cantabria. Para confeccionar este laboratorio, se están desarrollando una serie de prácticas, para las cuales se han programado applets en lenguaje Java. Los alumnos de la asignatura deben interactuar con estos applets para llevar a cabo las prácticas.

10 10 redes IP avanzadas, utilizándose de nuevo INTECA para ofrecer documentación complementaria al curso (figura 8) V. CONCLUSIONES Y LÍNEAS FUTURAS B. Cursos de Verano Figura 7 Laboratorio Virtual La Universidad de Cantabria celebra cada verano en distintas localidades de la región sus Cursos de Verano. En agosto de 2001, el Grupo de Ingeniería Telemática organizó el curso Todo sobre la tecnología IP: Redes, Servicios y Protocolos. Como complemento al curso, se utilizó la plataforma INTECA para ofrecer un post-curso virtual. En este post-curso se podía consultar toda la documentación relativa a ponencias, información sobre los ponentes, grabaciones de algunas conferencias, etc. De igual manera, se utilizó el portal INTECA para otros dos cursos de ese mismo verano, organizados por el Departamento de Ingeniería de Comunicaciones: Simulation of Wireless Comunication Systems y Third Generation Mobile, alcanzándose aproximadamente una cifra de 200 usuarios. INTECA es una plataforma en desarrollo constante. Gracias a su implementación utilizando competentes OpenSource, y a la modularidad ofrecida por la programación mediante scripts de servidor, es posible adaptarlo a cualquier necesidad o nuevo servicio. Por ello, es una alternativa a sistemas comerciales mucho más caros. En cambio, INTECA requiere un mayor mantenimiento, y la creación de contenidos está aún poco automatizada, requiriéndose conocimientos de lenguaje html para ello. Así pues, es factible implementar un sistema de teleformación de bajo coste y adaptado a las necesidades concretas de cada caso, sin tener que recurrir para ello a caros sistemas comerciales, con pocas posibilidades de ampliación y que en muchos casos proponen una solución demasiado ambiciosa a necesidades que pueden ser cubiertas con muchos menos recursos, de manera más eficiente. Las líneas futuras de trabajo en este sistema se centrarán principalmente en la automatización de creación de contenidos, creando herramientas tanto on-line como off-line (SmilGen, por ejemplo). El Grupo de Ingeniería Telemática seguirá utilizando la herramienta INTECA como complemento de su labor docente. Además, INTECA formará parte de una red de servicios de televisión e internet vía satélite, integrado en REPOSIT, proyecto que se enmarca en el 5º Programa Marco de la Comisión Europea, en el seno de IST. REFERENCES [1] Fábrega, Pedro Pablo. Serie Práctica PHP4. Editorial Prentice may ISBN X. [2] Kofler Michael. MySQL. Editorial Apress ISBN [3] Choi,Wankyu. Kent, Allan. Lea, Chris. Prasad, Ganesh. Ullman, Chris. Beginning PHP4. Editorial Wrox Press Ltd ISBN Figura 8 curso Todo sobre la tecnología IP En agosto de 2002, el Grupo de Ingeniería Telemática impartió igualmente el curso Seguridad y Aplicaciones en Web references [4] Información sobre las licencias Open Source. Visitada el 12/06/2002 [5] Información sobre la herramienta WebCT. Visitada el 12/06/2002

11 11 [6] sobre el intérprete PHP, instalación y software. Visitada el 12/06/2002 [7] Documentación sobre el sistema gestor de base de datos MySQL, instalación y software. Visitada el 12/06/2002 [8] Información sobre la herramienta WebCT. Visitada el 27/09/ 2002 [9] Learning Space. Visitada el 27/09/ 2002 [10] Top Class. Visitada el 27/09/ 2002 [11] Herramienta Asymetrix. Visitada el 27/09/ 2002

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