COMUNICAÇÃO EM TEMPO REAL PARA JOGO EDUCATIVO BEER GAME

Abstract

Com a modernização dos meios de comunicação, cada vez mais as pessoas demandam que as informações sejam rápidas, que eventos aconteçam de forma atômica e em tempo real. Em um ambiente de sala de aula isso é relevante para manter a dinâmica do aprendizado, sobretudo quando envolve atividades interativas. Este trabalho objetivou analisar as características e ferramentas de um ambiente capaz de simular um jogo online com comunicação em tempo real, tomando como referência o jogo Beer Game, que simula uma cadeia de suprimentos e ilustra o Efeito Chicote. A partir da identificação das necessidades de um jogo como o proposto, foram elencadas e analisadas as principais abordagens de comunicação existentes atualmente, como o XHR Polling, o Long Polling, WebSockets e a solução Socket.IO. Com base nas características de cada uma das abordagens estudadas, foi proposta a execução de experimentos práticos utilizando cada forma de comunicação, com foco na simulação de uma aplicação de jogo educativo, controlando o ambiente, o número de clientes simultâneos e o tempo de execução. Os experimentos focaram no acompanhamento de três métricas: a vazão de dados, indicando o número de mensagens que podem ser enviadas; a latência, representando o tempo médio de atraso para que as atualizações cheguem ao cliente; e o uso de recursos, que reflete o poder computacional utilizado em cada cenário. Os experimentos indicaram que, para menos de 10 usuários simultâneos, a escolha da tecnologia teve pouco impacto. No entanto, com um aumento de usuários, tecnologias tradicionais como polling apresentam limitações na taxa de transmissão e latência, contrastando com a eficiência constante do WebSocket. Uma avaliação detalhada comparou o WebSocket e Socket.IO indicando que, apesar das diferenças de performance serem pequenas para jogos como o proposto, o Socket.IO traz outros benefícios como a otimização no uso de recursos computacionais, melhoria na segurança, desenvolvimento facilitado e recursos que se propõem melhorar a usabilidade de jogadores em cenários de quedas ou lentidão na conexão. Os resultados indicam que a tecnologia Socket.IO pode ser a mais indicada para a aplicação em questão. Sugere-se, para trabalhos futuros, o estudo de cenários com quedas de conexão utilizando as abordagens estudadas, validando os pontos de destaque do Socket.IO, visando otimizar a experiência do usuário.

With the modernization of communication methods, people increasingly demand that information be rapid, events occur instantaneously, and everything happens in real-time. In a classroom setting, this is crucial for maintaining the dynamics of learning, especially when it involves interactive activities. This work aimed to analyze the characteristics and tools of an environment capable of simulating an online game with real-time communication, using the Beer Game as a reference, which simulates a supply chain and demonstrates the Bullwhip Effect. Upon identifying the needs of a game like the proposed one, the main existing communication approaches were listed and analyzed, such as XHR Polling, Long Polling, WebSockets, and the Socket.IO solution. Based on the characteristics of each studied approach, the implementation of practical experiments was proposed, using each communication method and focusing on the simulation of an educational game application, controlling the environment, the number of simultaneous clients, and the execution time. The experiments focused on tracking three metrics: data throughput, indicating the number of messages that can be sent; latency, representing the average delay time for updates to reach the client; and resource usage, reflecting the computational power used in each scenario. The experiments showed that for less than 10 simultaneous users, the choice of technology had little impact. However, with more users, traditional technologies like polling show limitations in transmission rate and latency, in contrast to the constant efficiency of WebSockets. A detailed evaluation compared WebSockets and Socket.IO, indicating that despite the small performance differences for games like the proposed one, Socket.IO offers additional benefits such as optimization in the use of computational resources, improved security, facilitated development, and features that aim to improve the usability for players in scenarios of connection drops or slow down. The results suggest that Socket.IO technology may be the most suitable for the application in question. For future work, it is suggested to study scenarios with connection drops using the studied approaches, validating the highlights of Socket.IO, aiming to optimize the user experience.