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ARQUITETURAS E INFRAESTRUTURAS 
EM NUVEM 
APRENDIZAGEM EM FOCO
2
APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA
Autoria: Tiago Cariolano
Leitura crítica: Douglas Fabiano Lourenço
Olá, a disciplina Arquiteturas e Infraestruturas em Nuvem 
apresenta os principais aspectos do paradigma de computação 
na nuvem. Até o final do século 20, a arquitetura da maior parte 
das aplicações da internet era composta por um computador 
cliente que requisitava dados de um servidor remoto. A partir 
dos anos 2000, com a massificação da internet e o surgimento 
e o desenvolvimento de tecnologias como a Internet das Coisas, 
a inteligência artificial e o Big Data, esse panorama se alterou. 
As aplicações passaram a ser executadas em data centers, 
os quais são compostos de conglomerados de servidores, 
com extraordinária capacidade de armazenamento, altíssima 
largura de banda e capacidade de computação massiva, os 
quais são popularmente chamados de nuvem. Nesse ambiente 
computacional, toda a infraestrutura passou a servir os usuários 
como serviços, alavancando o que é chamado de computação na 
nuvem. 
Esta disciplina aborda os principais aspectos da arquitetura 
e da infraestrutura deste paradigma e amplia a visão dele 
sobre diversos domínios de aplicações da indústria, academia 
e vida dos indivíduos. Os principais objetivos são identificar, 
analisar, especificar e descrever as arquiteturas da nuvem, para 
implementá-las em projetos nas empresas. Além disso, ela 
visa apresentar as características dos diferentes modelos de 
implantação e de serviços disponíveis na nuvem. Por fim, ela 
apresenta os passos principais para a realização do projeto de 
arquitetura, com o objetivo de apoiar os executivos das empresas 
na tomada de decisão quanto ao uso de seus ativos na nuvem.
3
INTRODUÇÃO
Olá, aluno (a)! A Aprendizagem em Foco visa destacar, de maneira 
direta e assertiva, os principais conceitos inerentes à temática 
abordada na disciplina. Além disso, também pretende provocar 
reflexões que estimulem a aplicação da teoria na prática 
profissional. Vem conosco!
TEMA 1
Introdução à computação na 
nuvem 
______________________________________________________________
Autoria: Tiago Cariolano
Leitura crítica: Douglas Fabiano Lourenço
5
DIRETO AO PONTO
O paradigma da computação na nuvem alavanca a 
disponibilidade, a escalabilidade de recursos virtualmente 
ilimitados e promove mudanças drásticas nos modelos de 
negócios de corporações e relações entre indivíduos. No entanto, 
tal paradigma é recente e só começou a se desenvolver no início 
da década de 2000, com o surgimento da internet.
A Figura 1 apresenta uma linha do tempo, em que é possível 
observar a evolução dos paradigmas computacionais. Por 
volta dos anos 1960, a IBM era a maior desenvolvedora da 
arquitetura do tipo mainframe, um computador de arquitetura 
centralizada, cujo principal objetivo é otimizar a sua utilização. 
Nessa arquitetura, os requisitos dos usuários não são levados em 
consideração para priorizar os recursos do mainframe.
Figura 1 – Evolução dos paradigmas de computação
Fonte: elaborada pelo autor.
Conforme a capacidade de processamento aumentou, na década 
de 1980, começaram a surgir servidores mais poderosos que 
foram conectados a clientes. Foi quando surgiu a arquitetura 
cliente/servidor, a qual é descentralizada e traz flexibilidade 
6
para os usuários, embora degrade a utilização dos recursos dos 
servidores (VERAS, 2012).
Finalmente, no início dos anos 2000, a rápida expansão da 
internet, o agressivo aumento da largura de banda da rede e o 
surgimento da computação móvel, composta de aplicações com 
requisitos extremos de mobilidade, baixa latência e alto poder de 
computação, fez emergir a arquitetura de computação na nuvem. 
Tal arquitetura faz uso de grandes repositórios de processadores, 
memória e dados, denominados data centers, e visa atender a 
aplicações com uma ampla gama de requisitos e funcionalidades.
A Figura 2 expõe como é uma arquitetura da nuvem atual. As 
aplicações e os dispositivos que requisitam serviços e dados do 
provedor da nuvem são denominados front-end da arquitetura, 
enquanto o data center, bem como todos os componentes que 
compõem o ambiente da nuvem, são denominados back-end da 
nuvem. A comunicação entre o front-end e o back end se dá por 
meio da internet, a qual permite o acesso das aplicações dos 
usuários à nuvem.
A arquitetura da nuvem é composta por clusters de servidores, 
que são equipados com dispositivos externos de armazenamento 
e interfaces de rede, os quais configuram a capacidade de 
processamento e de comunicação. Tais servidores executam 
máquinas virtuais que virtualizam sistemas operacionais, 
como o Windows ou Linux, e permitem o desacoplamento da 
infraestrutura física das aplicações, promovendo a virtualização 
na nuvem. No topo do sistema de virtualização, bancos de dados 
e aplicações, como WhatsApp, Facebook, Instagram, YouTube, 
editores de vídeo e sistema de aprendizagem de máquina, 
fornecem os serviços requeridos pelos usuários, como trocas 
de mensagens, gerência e postagem de vídeos, etc. Por fim, a 
7
arquitetura também possui estações de energia para alimentar 
todos os dispositivos do data center.
Figura 2 – Típica arquitetura da nuvem atual
Fonte: elaborado pelo autor.
Referências bibliográficas
VERAS, M. Cloud computing, nova arquitetura da TI. Rio de 
Janeiro: Brasport, 2012. 
PARA SABER MAIS
A virtualização é uma das tecnologias mais importantes da 
arquitetura da nuvem. De acordo com Chaves (2010), ela é a 
camada intermediária entre os componentes da infraestrutura 
e as aplicações executadas pelo usuário. Para alcançar a 
8
virtualização, um monitor de máquina virtual (MMV) realiza a 
interação entre um sistema operacional (SO) visitante e um 
SO hospedeiro. O SO visitante é o SO virtualizado, o qual tem 
acesso ao hardware somente por meio da abstração criada pelo 
MMV, enquanto o SO hospedeiro é o SO instalado na máquina 
física. O MMV monitora os eventos do SO visitante, recebe dele 
as chamadas de sistema para requisições do dispositivo físico, 
acessa o hardware por meio do SO hospedeiro e retorna os dados 
obtidos ou notifica o SO visitante sobre eventos ocorridos na 
camada subjacente.
O MMV pode realizar a paravirtualização, que é a virtualização em 
que o SO visitante é posto em execução sob a premissa de que 
é o MMV, e não uma máquina física, que se comunica com o SO 
visitante. Além disso, o MMV pode realizar a virtualização total, em 
que o SO visitante considera que está executando diretamente na 
máquina física (CHAVES, 2010).
Um emulador é um tipo de sistema semelhante a uma máquina 
virtual de virtualização total. O emulador executa os passos da 
máquina emulada artificialmente, atuando como um sistema 
que imita o comportamento do hardware subjacente. A principal 
diferença do emulador para uma máquina virtual, é que esta 
toma o controle da máquina virtualizada, recebendo as entradas e 
respondendo com as saídas esperadas.
O SO Windows, a partir do Windows 7, possui um emulador pré-
construído chamado WOW64 para a arquitetura do conjunto 
de instruções X86 de 32-bits. Dessa forma, mesmo em uma 
máquina que execute com um processor de 64-bits, o Windows 
é capaz de executar qualquer aplicação de 32-bits perfeitamente, 
simplesmente por chamar o WOW64 para executar a aplicação. 
Infelizmente, aplicações de 16-bits não executam no WOW64. O 
motivo é que algumas estruturas de dados do Windows possuem 
9
os 32 primeiros bits significantes, o que impede que tais estruturas 
sejam truncadas e passadas para aplicações de 16-bits sem perda 
de dados
Referências bibliográficas
CHAVES, S. A. Arquitetura e sistema de monitoramento para 
computação em nuvem privada. 2010. Dissertação ( Mestrado 
em Ciência da Computação )– Universidade Federal de Santa 
Catarina, Florianópolis, 2010.
MICROSOFT. Running 32-bit Applications. 2018. Disponível em: 
https://docs.microsoft.com/en-us/windows/win32/winprog64/running-32-bit-applications. Acesso em: 25 jun. 2020.
TEORIA EM PRÁTICA
Considere que você é o arquiteto computacional de uma rede de 
supermercados no estado de São Paulo. Em cada uma das 15 lojas 
da rede de supermercados existe um sistema cliente-servidor local 
e isolado, o qual gerencia os caixas, o estoque de cada loja e o 
cadastro de funcionários. A fim de otimizar os estoques e permitir 
o compartilhamento de produtos entre eles, foi decidido que é 
necessário rearquitetar e unificar os sistemas de todas as lojas em 
um ambiente da nuvem. Você, como arquiteto, deve apresentar 
para o tomador de decisão da rede de supermercados quais as 
vantagens e desvantagens de utilizar cada modelo de implantação 
de nuvem (privada, pública, híbrida e comunitária). Escreva um 
relatório descrevendo as vantagens e desvantagens de implantar 
o sistema descrito acima para cada modelo de implantação. Você 
também deve descrever os requisitos para implantar o sistema, 
10
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Autoria: Nome do autor da disciplina
Leitura crítica: Nome do autor da disciplina
descrevendo as vantagens e desvantagens, além de fornecer uma 
avaliação qualitativa (“Ruim”, “Médio” ou “Ótimo”) dos seguintes 
aspectos: operacional, segurança, complexidade, tecnologia e 
custo. A avaliação de cada aspecto deve ser justificada.
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Este trabalho aborda um tópico importante da gerência de redes 
de computadores, que corresponde à virtualização de funções de 
rede com a ajuda da computação na nuvem. Muitos componentes 
de rede, como roteadores (hardware) e firewalls (software), 
realizam funções de já pré-programadas, que inviabilizam a 
sua modificação para atender a novas demandas dos usuários. 
Este trabalho desenvolveu um conjunto de técnicas que visa 
virtualizar tais funções em um ambiente de nuvem, gerando, 
assim, a possibilidade de aumentar o número de funcionalidades 
disponíveis na rede de instituições públicas. 
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
JUNIOR, L. S. G. Virtualização de funções de rede em nuvem 
para instituições públicas. 2017. Dissertação (Mestrado em 
Ciência da Computação) – Programa de Pós-Graduação em Ciência 
Indicações de leitura
11
da Computação, Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 
2017.
Indicação 2
Este trabalho é interessante, pois apresenta uma arquitetura de 
nuvem real do Windows Azure. É indicado que o aluno realize 
a leitura dos capítulos 3 e 4, que apresentam a estrutura geral 
da arquitetura do Windows Azure e tópicos específicos de uma 
implementação de nuvem real. 
Para realizar a leitura, acesse a plataforma Biblioteca Virtual 3.0/
Pearson, na Biblioteca Virtual da Kroton, e busque pelo título da 
obra.
GONÇALVES, P. M. F. D. Cloud computing sobre a plataforma 
Windows Azure. 2012. Dissertação (Mestrado em Engenharia 
Informática) – Instituto Superior de Engenharia do Porto, Porto, 
Portugal, 2012. 
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
12
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
1. Uma empresa adquiriu um novo dispositivo biométrico 
de reconhecimento facial, o qual vem com uma aplicação 
para controle de acesso dos funcionários. A empresa deseja 
instalá-la em sua nuvem privada, e sabe-se que, utilizando 
as plataformas de hardware e software recomendadas 
pelo fabricante, a aplicação executa perfeitamente, sem 
necessidade de adaptações. Considerando que a nuvem 
privada não possui a plataforma recomendada pelo fabricante 
e que a empresa deseja reduzir os custos de instalação, qual a 
abordagem adequada para instalar a aplicação de controle de 
acesso? 
a. Emulação.
b. Virtualização total.
c. Comprar as plataformas recomendadas pelo fabricante.
d. Paravirtualização.
e. Virtualização parcial. 
2. Escolha a alternativa que preenche as lacunas 
corretamente. 
 
O _______ é um _______ da arquitetura da nuvem que 
contém os recursos de _______, armazenamento e de 
comunicação.
a. Front-end; componente; aplicações. 
b. Data center; componente; processamento. 
c. Front-end; dispositivo; aplicações.
13
d. Sistema operacional; dispositivo; processamento,
e. Data center; dispositivo; aplicações. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta B
Resolução: A emulação é incorreta, pois não é necessária 
uma reprodução dos eventos do hardware no cenário 
apontado. Comprar as plataformas recomendadas pelo 
fabricante é incorreto, pois aumenta os custos de instalação. 
A paravirtualização é incorreta, pois o cenário não exige que 
a máquina virtual tenha ciência do hardware. A virtualização 
parcial é incorreta, pois seu conceito não existe. 
Questão 2 - Resposta B
Resolução: O data center é um componente da arquitetura 
da nuvem (AN), a qual é formada por recursos de 
processamento, armazenamento e comunicação. O front-end 
não é um componente da AN, o sistema operacional não é 
um dispositivo, mas sim um componente, e aplicações não 
possuem recursos. 
TEMA 2
Modelos de serviço da nuvem 
______________________________________________________________
Autoria: Tiago Cariolano
Leitura crítica: Douglas Fabiano Lourenço
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DIRETO AO PONTO
Os modelos de serviços da nuvem oferecem características 
específicas que devem ser observadas durante sua contratação 
ou implantação. A Figura 1 mostra que, no modelo on premise 
(modelo tradicional), todas as responsabilidades, desde a 
implantação da infraestrutura até o desenvolvimento da aplicação, 
são do usuário. 
No modelo IaaS, o provedor de serviço tem a responsabilidade 
de adquirir os equipamentos de rede, dispositivos de 
armazenamento, os servidores de computação e instalar os 
sistemas necessários para fornecer virtualização para os usuários. 
Neste modelo, os recursos são distribuídos por meio de múltiplos 
servidores e o escalonamento de tarefas é dinâmico. O usuário 
não tem controle na nuvem e não pode, por exemplo, contratar 
a compra de dispositivos físicos, como processador ou memória, 
para uso na nuvem. O IaaS oferece a maior flexibilidade, pois o 
usuário tem acesso aos recursos da infraestrutura.
O modelo PaaS consiste em plataformas que dão suporte ao 
desenvolvimento de aplicações, como sistemas operacionais, 
middleware (firewalls, balanceamento de carga, gerenciamento 
de máquinas virtuais, etc.) e runtime, os quais são controlados 
pelo provedor de serviço. O usuário tem o controle das máquinas 
virtuais instaladas nos servidores do data center e demais 
recursos de infraestrutura da nuvem. Além disso, ele possui a 
capacidade de escolher sistemas operacionais, linguagens de 
programação e outras ferramentas fornecidas pelo provedor 
de serviço. Desenvolvedores de software fazem uso do modelo 
PaaS, pois ele oferece serviços de apoio ao desenvolvimento de 
aplicações, como middleware, sistemas operacionais e ferramentas 
de programação.
16
No modelo SaaS, todos os serviços são de responsabilidade 
do provedor de serviço, que deve implantá-los ou contratá-
los deprovedores de PaaS ou IaaS. No SaaS, o usuário não tem 
controle nem conhecimento da infraestrutura subjacente da 
nuvem. O provedor de SaaS pode desenvolver sua aplicação com 
recursos de um PaaS.
É importante notar que serviços de rede, armazenamento e 
servidores são fornecidos por provedores de IaaS, os quais podem 
dar suporte para serviços de PaaS ou SaaS.
Figura 1 – Principais características dos modelos de serviço da 
nuvem
Fonte: elaborada pelo autor.
Entender as características desses modelos éimportante para 
avaliar o impacto de uma migração de uma aplicação on premise 
para um dos outros três modelos.
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A migração para a nuvem consiste em implantar uma aplicação, 
totalmente ou parcialmente, para nuvem. Segundo Câmara (2015), 
existem quatro tipos de migração de aplicações, os quais são 
descritos a seguir.
O primeiro tipo de migração pode ser chamado de migração 
invasiva. Nele, um componente da aplicação é substituído e 
implantado na nuvem. Este tipo é menos invasivo, no entanto, o 
componente substituído necessita se integrar e se comunicar com 
os outros componentes que permanecem on premise. Para realizar 
tal integração, são necessárias adaptações, reescrita de código e 
reconfigurações dos componentes.
O segundo tipo pode ser chamado de migração parcial, pois 
apenas algumas funcionalidades da aplicação são migradas 
para a nuvem. Nesse tipo, toda camada da aplicação ou diversos 
componentes de várias camadas são implantados na nuvem.
O terceiro tipo de migração consiste em embutir a aplicação em 
máquinas virtuais para execução na nuvem. Nele, nem todos os 
componentes necessitam ser migrados para máquinas virtuais na 
nuvem.
O quarto tipo de migração, denominado Cloudify, consiste em 
migrar a aplicação completa para nuvem. Nesse cenário, tanto os 
dados quanto os algoritmos que implementam a lógica do negócio 
são migrados.
Referências bibliográficas
CÂMARA, A. S. Um modelo de custo para comercialização de 
software como serviço na nuvem. Dissertação (Mestrado em 
Informática Aplicada) – Fortaleza, 2015. 
18
PARA SABER MAIS
O acordo de nível de serviço (SLA – Service Level Agreement) é um 
contrato acordado entre o provedor de serviço e o usuário, em 
que a descrição, a entrega e a cobrança dos serviços contratados 
são definidas formalmente (GENEZ, 2012). O SLA é um acordo 
(contrato) que serve como base para garantir que o provedor de 
serviço e o usuário considerarão os mesmos parâmetros para 
avaliar os requisitos de qualidade de serviço (QoS) definidos em 
contrato.
O acordo de nível de serviço especifica as responsabilidades de 
duas partes. Geralmente, essas partes são o provedor de serviço 
e o usuário, no entanto, também pode ocorrer de dois provedores 
de serviço assinarem um SLA. Um cenário em que essa situação 
pode ocorrer é quando um provedor de SaaS contrata um 
provedor de PaaS para ter acesso a plataformas de programação 
e versionamento de código. Nesse cenário, os provedores podem 
acordar um SLA para embasar os itens acordados.
Existem diversos tipos de serviços contratados que podem ser 
incluídos em um SLA, segundo Genez (2012): desempenho, 
gerenciamento de problemas, responsabilidades das partes, 
garantias, medidas emergenciais, planos alternativos e de 
soluções temporárias, relatórios de monitoramento, segurança, 
confidencialidade e cancelamento de contrato.
Existem dois tipos de SLA: sob demanda e o reservado. No 
primeiro, o contrato é assinado sem um compromisso de longo 
prazo, pois o usuário paga pela quantidade de tempo que usa 
do serviço. No SLA reservado, o compromisso acordado é de 
longo prazo (por exemplo, um a três anos), ocorre um aluguel 
do serviço e uma taxa inicial pode ser paga para reserva dos 
19
recursos (GENEZ, 2012). A Figura 2 mostra um ciclo de passos para 
estabelecer um SLA.
Figura 2 – Ciclo de estabelecimento de acordo de nível de 
serviço
Fonte: elaborada pelo autor.
Referências bibliográficas
GENEZ, T. A. L. Escalonamento de workflows para provedores 
de SaaS/PaaS considerando dois nı́veis de SLA. 2012. 
Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Campinas, 
2012.
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TEORIA EM PRÁTICA
Suponha que você tenha recebido a tarefa de escolher um 
serviço de IaaS para o desenvolvimento de uma nova aplicação 
de compartilhamento de fotos. Analise as soluções de IaaS da 
Amazon, AWS EC2, escreva um relatório descrevendo as vantagens 
e desvantagens e responda às seguintes perguntas para cada 
solução: qual o modelo de custo? Qual a forma de licenciamento? 
Quais os níveis de serviços.
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Esta dissertação de mestrado teve como objetivo propor um 
modelo de custo de migração de uma nuvem on premise para 
uma nuvem IaaS, PaaS ou SaaS. O modelo proposto pelo o autor 
permite avaliar o impacto financeiro de migrar uma aplicação para 
a nuvem, tanto para o desenvolvedor de software quanto para 
os clientes. Esse tipo de modelo de custo de migração é muito 
importante para fornecer informações para a tomada de decisão 
de empresas.
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
Indicações de leitura
21
CÂMARA, A. S. Um modelo de custo para comercialização de 
software como serviço na nuvem. 2015. Dissertação (Mestrado 
em Informática Aplicada) – Fortaleza, 2015.
Indicação 2
Esta tese de doutorado propõe melhorar a qualidade de serviço 
de sistemas de banco de dados da nuvem. A ideia dos autores é 
gerenciar os recursos por meio de predição da carga de trabalho 
das aplicações e alocação e migração de tarefas. O objetivo em 
empregar tais técnicas é reduzir o número de violações de SLAs da 
nuvem.
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
MOREIRA, L. O. Abordagem para qualidade de serviço em 
bancos de dados multi-inquilinos em nuvem. Tese (Doutorado 
em Ciência da Computação) – Fortaleza, 2014. 
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
22
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
1. Em qual modelo de serviço toda a infraestrutura de hardware 
e software fica a cargo do provedor de serviço, enquanto o 
usuário não possui nenhuma responsabilidade? 
a. SaaS.
b. IaaS.
c. On premise.
d. CaaS.
e. PaaS. 
2. No modelo IaaS, os recursos são ________ e o 
escalonamento é ________. 
Assinale a alternativa que preencha as lacunas 
corretamente.
a. Escassos; estático. 
b. Distribuídos; dinâmico.
c. Escassos; dinâmico.
d. Distribuídos; estático.
e. Distribuídos; horizontal. 
23
GABARITO
Questão 1 - Resposta A
Resolução: O modelo em que toda a infraestrutura da nuvem 
fica sob responsabilidade do provedor de serviço e o usuário 
não possui nenhuma gerência é o SaaS (software as a service). 
Questão 2 - Resposta B
Resolução: Os recursos da IaaS são distribuídos por todos os 
servidores da nuvem e o escalonamento é dinâmico, pois ele 
ocorre de acordo com a demanda dos usuários. 
TEMA 3
Aplicações da computação em 
nuvem
______________________________________________________________
Autoria: Tiago Cariolano
Leitura crítica: Douglas Fabiano Lourenço
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DIRETO AO PONTO
A Internet das Coisas é o paradigma que visa conectar todas as 
coisas, em qualquer lugar, por meio da internet. O dispositivo 
da IoT (coisa) é qualquer objeto (normalmente sensores ou 
atuadores) instrumentado com recursos computacionais e com 
conexão com a internet. 
Segundo Silva (2017), a IoT é composta por seis grandes grupos de 
tecnologias descritos na Figura 1. A identificação corresponde a 
tecnologias de gerenciamento de identidades, as quais identificam 
unicamente os dispositivos da IoT, bem como os usuários. O 
sensoriamento consiste em coletar os dados do mundo físico por 
meio de sensores. A comunicação se refere à forma de conexão 
entre os diferentes dispositivos da IoT. A computação envolve 
tecnologias e plataformas em que os dados dos dispositivos da 
IoT são processados. Os serviços são sistemas e softwares que 
fornecem funcionalidades da IoT paraos usuários. A semântica se 
refere à capacidade de extrair conhecimento a partir dos dados 
gerados pelos dispositivos da IoT.
Figura 1 – Tecnologias que compõem a IoT
Fonte: elaborada pelo autor.
26
A IoT é habilitada por meio da computação em nuvem, 
pois, devido aos dispositivos da IoT terem pouco poder de 
processamento, a nuvem é responsável por processar os dados. 
Uma arquitetura da IoT típica, habilitada por meio do paradigma 
de computação em nuvem, pode ser separada em camadas, como 
exemplificado na Figura 2.
Figura 2 – Arquitetura da IoT típica de sete camadas
Fonte: elaborada pelo autor.
As camadas Coisas e Borda são compostas por equipamentos 
de sensoriamento e atuação denominados dispositivos da IoT. 
No entanto, tais equipamentos pertencentes à camada Borda 
se diferenciam daqueles da camada Coisas por possuírem poder 
computacional maior do que sensores e atuadores, e capacidade 
de processar os dados sem enviá-los para a nuvem. Dispositivos 
da Borda podem também realizar agregação de mensagens. 
São exemplos os roteadores inteligentes, dispositivos de borda, 
gateways robustos, entre outros.
A camada Infraestrutura Global corresponde a toda a 
infraestrutura da nuvem, utilizada para processar os dados da 
IoT. A Ingestão e Análise de Dados são compostas por tecnologias 
para armazenamento e técnicas para análise e processamento. 
As camadas Aplicações e Pessoas e Processos correspondem aos 
serviços fornecidos pela IoT para alavancar o desenvolvimento das 
atividades dos usuários.
27
Algumas aplicações da IoT de tempo real têm como requisito 
baixa latência. Isso significa que o intervalo de tempo entre a 
solicitação de um dado de um dispositivo da IoT e o momento em 
que ele é fornecido para aplicação deve ser pequeno. A distância 
geográfica dos dispositivos da IoT para a nuvem é muito grande, 
o que gera uma grande latência para envio e recebimento de 
mensagens entre os dispositivos da IoT e a nuvem. Dessa forma, a 
nuvem não pode processar dados de aplicações de baixa latência 
da IoT. Os equipamentos da camada Borda estão mais próximos 
das coisas e possuem poder computacional para atender as 
requisições geradas pelas aplicações. Logo, dispositivos da Borda 
podem processar dados das aplicações de baixa latência da IoT de 
maneira mais eficiente do que a nuvem.
É importante observar que as camadas Coisas e Borda compõem 
o que é chamado de névoa, constituída por dispositivos da IoT que 
geram dados e realizam processamento. As camadas Ingestão de 
Dados e Análise de Dados são formadas por componentes para 
processamento dos dados, e as camadas Aplicações e Pessoas e 
Processos são compostas pelos componentes que geram o valor 
de negócio para as pessoas. Do ponto de vista de implantação, 
as camadas de Dados e ao Valor do Negócio geralmente são 
implantadas na nuvem.
Referências bibliográficas
SILVA, W. A. Uma arquitetura para orquestração da 
distribuição de água no semiárido brasileiro baseada em 
Internet das Coisas e computação em nuvem. 2017. Dissertação 
(Mestrado em Ciência da Computação) – Recife, 2017. 
28
PARA SABER MAIS
Além dos três modelos de serviço principais da nuvem, IaaS1 , 
PaaS2 e SaaS3 , o provedor também pode oferecer um modelo de 
serviço exclusivamente de banco de dados denominado DBaaS. 
A nuvem fornece base de dados que podem ser configuradas 
pelo usuário no DBaaS. Ele é adequado quando o provedor 
deseja entregar armazenamento elástico para o usuário. Este 
consiste em aumentar ou diminuir a capacidade de atendimento 
de requisições de acordo com a demanda da aplicação. As 
requisições chegam ao banco de dados e o provedor de serviço 
deve garantir que elas serão atendidas e que os parâmetros de 
desempenho acordados por meio de SLA sejam respeitados.
A Figura 3 exibe uma arquitetura para o modelo de serviço DBaaS. 
Na camada mais inferior, a Infraestrutura Física é composta de 
diversos dispositivos de armazenamento. Cada um é conectado a 
um servidor dentro de um rack do data center, e um serviço pode 
possuir mais do que uma unidade de armazenamento. Acima 
da Infraestrutura Física está o Hypervisor, que é responsável 
por estabelecer a comunicação entre as máquinas virtuais e a 
infraestrutura física. Em cada máquina virtual, podem existir 
diversos bancos de dados (BD), os quais são acessados pelos 
clientes e aplicações. É importante notar que a infraestrutura 
física, bem como as tecnologias de virtualização, são transparentes 
ao usuário, o qual apenas necessita conhecer os protocolos de 
acesso ao serviço de DBaaS.
1 Infraestrutura como um Serviço (Infrastructure as a Service).
2 Plataforma como um Serviço (Platform as a Service).
3 Software como um Serviço (Software as a Service).
29
Figura 3 – Arquitetura do modelo de serviço DBaaS
Fonte: adaptado de Abreu (2013, p. 19).
Referências bibliográficas
ABREU, D. A. MyDBaaS: um framework para o monitoramento 
de serviços de banco de dados em nuvem. 2013. Dissertação 
(Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade Federal do 
Ceará, Fortaleza, 2013.
TEORIA EM PRÁTICA
Reflita sobre a seguinte situação: a empresa em que você 
trabalha, chamada Transporter, oferece um serviço de transporte 
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de passageiros por aplicativo e deseja adicionar duas novas 
funcionalidades a ele. A primeira consiste em possibilitar ao 
usuário (passageiro ou motorista) gravar em vídeo todo o 
percurso da corrida por meio do celular. A segunda consiste na 
disponibilização das corridas gravadas para o usuário sob um 
plano de pagamento mensal. A Transporter não deseja arcar com 
os custos de implantar um banco de dados, então o pagamento 
do usuário tem o objetivo de cobrir os gastos de criar e manter o 
serviço de banco de dados. É importante notar que, no momento 
do armazenamento, o vídeo pode estar no formato MP4 ou 
ser convertido para o formato de áudio MP3, ou seja, o vídeo é 
armazenado no banco de dados em dois formatos diferentes.
Você, como arquiteto de nuvem, necessita apresentar uma 
arquitetura coerente para tal cenário. A seguir, são descritos 
alguns componentes obrigatórios em sua arquitetura: “Nuvem”, 
“Usuário”, “Aplicação”, “Provedor DBaaS”, “Banco de Dados de 
Gravações”, “Conversor de Vídeos”, “Transporter”. É importante 
notar que outros componentes que você julgue necessários 
podem ser adicionados à arquitetura. Além disso, note que um 
componente pode conter outros componentes, e um componente 
pode ser a representação de um recurso físico ou de software. 
Os componentes devem ser conectados por meio de setas, as 
quais indicamações. Também cada seta deve estar acompanhada 
de uma descrição para facilitar o entendimento. Você deve 
apresentar uma descrição detalhada de cada componente, bem 
como explicar a função deles.
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
31
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Esta dissertação de mestrado tem como objetivo oferecer uma 
solução baseada em uma aplicação da IoT na nuvem para ajudar 
a resolver um problema do semiárido nordestino. Na região 
Nordeste, um sistema de abastecimento de água, por meio de 
caminhões-pipa, foi implantado para levar o líquido a locais em 
que a sua obtenção do meio ambiente não é possível. Tal sistema 
sofre fraudes, pois alguns motoristas fingem levar a água para 
o local designado, porém não o fazem, para que obtenham 
lucro sobre o combustível economizado. O trabalho de Silva 
(2017) propõe uma solução de embarcar dispositivos da IoT nos 
caminhões-pipa e realizar o rastreio de tais veículos para mitigar o 
problema de fraude no sistema de abastecimento.
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
SILVA, W. A. Uma arquitetura para orquestração da 
distribuição de água no semiárido brasileiro baseada 
em Internet das Coisas e computação em nuvem. 2017. 
Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade 
Federal de Pernambuco,Recife, 2017.
Indicação 2
Este artigo, publicado na revista Ciência e Informação, propõe uma 
discussão interessante sobre o panorama atual e perspectivas 
futuras da ciência da informação. Os autores mostram a 
Indicações de leitura
32
importância da computação em nuvem para a área de ciência 
de dados, apontando o processo de absorção de tal ciência nos 
problemas da computação em nuvem. Além disso, analisam o 
impacto da área da explosão informacional para a consolidação de 
diversas tecnologias, dentre elas a computação em nuvem.
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
SOUZA, R. R. et al. Ciência da informação em transformação: 
Big Data, nuvens, redes sociais e web semântica. Ciência da 
Informação, Brasília, v. 42, n. 2, p 159-173, 2013. 
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
1. Em uma arquitetura da IoT, a agregação de mensagens ocorre 
em qual componente? Assinale a alternativa correta. 
a. Nuvem.
b. Dispositivo da IoT,
33
c. Aplicação.
d. Banco de dados.
e. Middleware. 
2. Qual componente é responsável por ser uma camada 
intermediária entre a infraestrutura física dos recursos 
de armazenamento e as máquinas virtuais que contêm 
os bancos de dados em um modelo de serviço DBaaS? 
Assinale a alternativa correta. 
a. Máquina virtual.
b. Sistema operacional.
c. Middleware.
d. Hypervisor.
e. Serviço de virtualização. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta B
Resolução: Na arquitetura da IoT, a agregação de mensagens 
ocorre em algum dispositivo da IoT que, posteriormente, 
pode encaminhar tais dados para a nuvem. 
Questão 2 - Resposta D
Resolução: O hypervisor é a camada intermediária entre a 
infraestrutura física e as máquinas virtuais em um modelo de 
serviço DBaaS. 
TEMA 4
Projetos de arquiteturas na 
nuvem
______________________________________________________________
Autoria: Tiago Cariolano
Leitura crítica: Douglas Fabiano Lourenço
35
DIRETO AO PONTO
Otero (2013) propôs uma arquitetura para automatizar serviços de 
implantação de sistemas no ambiente de nuvem. Tal arquitetura 
permite que as tarefas de implantação de infraestrutura e de 
atualização de plataforma sejam realizadas automaticamente.
Considerando modelo de visão 4+1, a Visão Lógica consiste em 
identificar os elementos de abstração-chave da arquitetura. Tais 
abstrações geralmente correspondem aos objetos ou às classes 
de objetos e servem para identificar os componentes de projeto 
do sistema. Na Figura 1, cinco componentes compõem a Visão 
Lógica de Otero: AccessManager, o qual gerencia o acesso à 
nuvem; Controller, o qual realiza toda a coordenação da nuvem; 
UpdateManager, o qual é responsável por checar as atualizações 
dos sistemas da nuvem e instalá-las; DeployManager, o qual 
implanta os serviços requisitados; e InfrastructureManager, o qual 
gerencia os recursos de infraestrutura.
36
Figura 1 – Visão Lógica de Otero (2013)
Fonte: adaptada de Otero (2013, p. 40).
A Figura 2 apresenta um exemplo de Visão de Processo para 
a instalação de uma atualização de software no trabalho de 
Otero (2013). A Visão de Processo captura o comportamento 
do sistema, a concorrência de tarefas e o fluxo de informações 
do sistema. Na Figura 2, o Desenvolvedor (Developer) acessa a 
interface gráfica (GUI – Graphical User Interface) para selecionar 
o software a ser instalado (SelectSoftware). Então, o Controlador 
(Controller) é acessado por meio da chamada SendSoftwareSelection 
e constrói (BuildScritptSoftware) um script contendo os comandos 
para instalação da atualização de software. O Controlador 
solicita a configuração da infraestrutura (ConfigureInfrastructure) 
para o componente CreateInfrastructure. O componente 
CreateInfrastructure envia o script para o Provedor de IaaS 
(CloudIaaSProvider) por meio da chamada SendScriptSoftware, 
e solicita a execução do script por meio da chamada 
ExecuteScriptSoftwar.
37
Figura 2 – Exemplo de Visão de Processo de Otero (2013)
 
Fonte: elaborada pelo autor, adaptada de Otero (2013, p. 45).
A Figura 3 apresenta a Visão de Implementação de Otero (2013), 
que consiste em pacotes que representam bibliotecas de código 
ou subsistemas, os quais são organizados hierarquicamente 
em camadas. Cada uma deve fornecer interfaces bem definidas 
para as superiores, representando as relações de importação de 
subsistemas. Na Figura 3, a implementação de cada componente 
pode ser realizada isoladamente, para apenas posteriormente 
ser integrada por meio das interfaces. A Visão Física consiste em 
identificar a topologia da arquitetura e definir os nós físicos que 
vão abrigar os componentes lógicos da arquitetura.
38
Figura 3 – Visão de Implementação de Otero (2013)
 
Fonte: adaptada de Otero (2013, p. 48).
Referências bibliográficas
OTERO, L. E. A. Uma arquitetura para a implantação 
automática de serviços em infraestruturas de nuvem. 2013. 
Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) – Universidade 
Federal de Pernambuco, Recife, 2013. 
PARA SABER MAIS
Muitos provedores de nuvem oferecem o serviço de função como 
um serviço (FaaS – function as a service) para os usuários. Este 
serviço consiste em disponibilizar a implantação de software 
na forma de funções que são executadas na infraestrutura do 
provedor (BORTOLONI, 2019). O desenvolvedor apenas necessita 
implementar a função em uma das linguagens de programação 
39
prdefinidas pelo provedor, sem a necessidade de sequer ter o 
conhecimento de qual sistema operacional está executando na 
infraestrutura subjacente.
A Figura 4 apresenta a arquitetura de serviço de FaaS, em que 
requisições HTTP, agendamentos de temporizadores e outros 
tipos de eventos notificando o provedor de nuvem, o qual 
disponibiliza a implantação da função de SaaS. Quando o evento 
ocorre, a função realiza alguma operação, como serviços de 
autenticação, de armazenamento, ou operações em banco de 
dados. É importante notar que eventos internos do provedor de 
nuvem podem disparar a execução da função FaaS.
Figura 4 – Arquitetura de serviço de FaaS
 
Fonte: adaptada de Bortoloni (2019, p. 19).
Serviços de FaaS podem ser úteis para comparar o custo de 
provedores de nuvem, pois a precificação para o modelo FaaS 
tende a ser menos complexa. Eles têm dois custos associados: 
a invocação e o consumo de recursos. O modelo de custo é 
40
derivado a partir dos parâmetros de entrada: taxa média de 
chegada de requisições, tempo médio de execução da função de 
FaaS e quantidade de memória alocada. O custo por invocação 
corresponde à quantidade de vezes que a função de FaaS é 
chamada pelo preço por invocação. Já o custo por consumo de 
recursos é proporcional ao tempo médio de execução da função 
de FaaS pelo preço por quantidade de memória alocada. O 
custo total é a soma dos custos por invocação e por consumo de 
recursos.
Referências bibliográficas
BORTOLINI, D. Investigando desempenho e custo em 
plataformas FaaS. 2019. Dissertação (Mestrado em Computação 
Aplicada) – Universidade do Estado de Santa Catarina, Joinville, 
2019.
TEORIA EM PRÁTICA
Considere um provedor de nuvem pública, o qual ofereça serviços 
de função como um serviço (FaaS). Existem dois requisitos 
funcionais que devem ser respeitados durante a especificação do 
projeto: (I) os eventos internos e externos que disparam a função 
de FaaS devem ser capturados e notificados; (II) a função de FaaS 
deve se comunicar com os demais serviços oferecidos pela nuvem 
de maneira transparente ao usuário. A partir dessas informações, 
especifique um diagrama de Visão Lógica para ocenário citado, 
que viabilize o serviço de FaaS e que atenda aos requisitos 
especificados. Após isso, especifique, por meio de um diagrama 
de Visão de Processo e descrição textual, quais as etapas que 
ocorrem ao chegar uma requisição que dispara a função de FaaS.
41
Para conhecer a resolução comentada proposta pelo 
professor, acesse a videoaula deste Teoria em Prática no 
ambiente de aprendizagem.
LEITURA FUNDAMENTAL
Indicação 1
Esta dissertação de mestrado apresenta uma comparação de 
custo entre quatro dos maiores provedores de nuvem do mundo: 
Amazon AWS, Microsoft Azure, Google Cloud e IBM Cloud. Os 
autores comparam o desempenho dos provedores com relação ao 
serviço de função como um serviço (FaaS) que cada um oferece. 
O trabalho investiga como o desempenho das funções oferecidas 
pelos provedores influencia no custo pago pelo cliente da nuvem.
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
BORTOLINI, D.; OBELHEIRO, R. R. Investigando desempenho 
e custo em plataformas FaaS. Dissertação (Mestrado em 
Computação Aplicada) – Universidade do Estado de Santa 
Catarina, Joinville, 2019.
Indicação 2
Este trabalho propõe uma arquitetura de nuvem para implantação 
do modelo de serviço Big Data como um serviço (BDaaS – Big 
Data as a Service). No BDaaS, a nuvem oferece serviços para 
processamento de dados de Big Data, que consistem em grandes 
Indicações de leitura
42
volumes de dados, gerados com um alto nível de variedade e 
velocidade. O BDaaS fornece serviços de nuvem para que os 
usuários possam gerar, adquirir, armazenar e analisar dados 
do Big Data. O trabalho proposto apresenta uma abordagem 
para implantar uma nuvem privada que seja capaz de fornecer 
serviços de BDaaS aos usuários. Outra característica interessante 
deste trabalho é que ele não especifica o modelo de arquitetura 
por meio do modelo de visões arquiteturais 4+1. O autor faz 
uso de um modelo de visões arquiteturais denominadas Visão 
de Contexto, Visão Funcional, Visão de Implantação e Visão 
Operacional. 
Para realizar a leitura, acesse a Biblioteca Virtual da Kroton e 
busque pelo título da obra.
REIS, M. A. S. Uma arquitetura de Big Data as a service baseada 
no modelo de nuvem privada. 2018. Dissertação (Mestrado em 
Computação Aplicada) – Universidade de Brasília, Brasília, 2018. 
QUIZ
Prezado aluno, as questões do Quiz têm como propósito a 
verificação de leitura dos itens Direto ao Ponto, Para Saber 
Mais, Teoria em Prática e Leitura Fundamental, presentes 
neste Aprendizagem em Foco.
Para as avaliações virtuais e presenciais, as questões serão 
elaboradas a partir de todos os itens do Aprendizagem em 
Foco e dos slides usados para a gravação das videoaulas, 
além de questões de interpretação com embasamento no 
cabeçalho da questão.
43
1. Em qual visão do modelo de visão 4+1 os componentes 
devem estar dispostos obrigatoriamente em uma estrutura 
hierárquica? Assinale a alternativa correta. 
a. Visão de Implementação.
b. Visão de Processo.
c. Cenários.
d. Visão de Implementação.
e. Visão Lógica. 
2. Quais dos componentes ou eventos descritos a seguir são 
essenciais para o funcionamento de um serviço de FaaS? 
Escolha a alternativa correta.
a. Notificação de chegada de requisição. 
b. Serviço de banco de dados.
c. Sistema operacional open source.
d. Notificação de término de migração.
e. Serviço de busca. 
GABARITO
Questão 1 - Resposta D
Resolução: A Visão de Implementação é aquela em que os 
componentes devem estar organizados hierarquicamente. 
Questão 2 - Resposta A
Resolução: A notificação é o único evento essencial, pois é o 
que dispara a execução do serviço de FaaS. 
BONS ESTUDOS!
	Apresentação da disciplina
	Introdução
	TEMA 1
	Direto ao ponto
	Para saber mais
	Teoria em prática
	Leitura fundamental
	Quiz
	Gabarito
	TEMA 2
	Direto ao ponto
	TEMA 3
	Direto ao ponto
	TEMA 4
	Direto ao ponto
	Botão TEMA 5: 
	TEMA 2: 
	Botão 158: 
	Botão TEMA4: 
	Inicio 2: 
	Botão TEMA 6: 
	TEMA 3: 
	Botão 159: 
	Botão TEMA5: 
	Inicio 3: 
	Botão TEMA 7: 
	TEMA 4: 
	Botão 160: 
	Botão TEMA6: 
	Inicio 4: 
	Botão TEMA 8: 
	TEMA 5: 
	Botão 161: 
	Botão TEMA7: 
	Inicio 5: