Э.В. Фуфаев Разработка и эксплуатация удаленных баз данных - стр. 80 – 100

Основные технологии доступа к данным и типовые элементы доступа

Э.В. Фуфаев Разработка и эксплуатация удаленных баз данных - стр. 80 – 100

1. Структура организации доступа к данным в трехуровневой архитектуре.

С развитием информационных технологий, связанных в том числе с необходимостью взаимодействия предприятий через гло­бальную сеть Интернет, все большее развитие получила трехуровневая схема взаимодействия клиентской и серверной частей (Рис 1). Как показала практика, эта схема оказалась эффек­тивной и при организации внутренних ЛВС предприятий, где в качестве клиента может использоваться обычный Web-браузер. В соответствии с данной схемой общая структура БД состоит из трех уровней:

1-й — клиенты («тонкие клиенты»);

2-й — сервер приложений;

3-й — сервер базы данных.

Рисунок 1 – Монитор обработки транзакций

Первый и второй уровни являются прерогативой клиентской части приложения баз данных, а третий — серверной.

Приложение 1-го уровня должно обеспечить пользователю дру­жественный интерфейс (диалоговые формы) при работе с БД, включая: возможность обращения к базе данных с помощью за­просов и получение результатов обращения к базе данных .

Приложение 2-го уровня должно содержать программу, обес­печивающую эффективное выполнение приложения 1-го уровня, включая:

• тексты программ SQL-запросов (транзакций);

• проверку синтаксиса условий выполнения запроса, введен­ного пользователем;

• программы обеспечения доступа к информации сервера баз данных.

Приложение 3-го уровня должно содержать все таблицы баз данных и обеспечивать эффективное управление работой удален­ных пользователей с информацией]

В настоящее время первые две части приложения 2-го уровня разрабатывают с применением так называемых мониторов обра­ботки транзакций ТР-мониторов Рис. 1).

Программы обеспечения доступа к информации сервера баз данных разрабатываются с применением различных технологий: ODBC; COM; ADO.NET; CORBA; MIDAS; .NET FrameWork.

Все эти технологии основаны на единых принципах — объект­ных моделях доступа к удаленным базам данных, и разрабатывают­ся соответственно на методах объектно-ориентированного про­граммирования.

2. Объектные модели доступа к удаленным базам данных

Рассмотрим применительно к СУБД следующие понятия объек­тно-ориентированного программирования: объект, класс, свой­ство, событие, объектная модель.

Объект (object) — это типовой программный элемент, используемый любыми частями целостной СУБД, включая аппаратные и программные средства. Объекты имеют дескрипторы (description), к которым в ходе выполнения программы возможно обращение, как к именам, указателям и меткам. Дескрипторы дают информа­цию о типе объекта и описание характеристик, присущих конк­ретному объекту. К объектам СУБД относятся таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы, модули. Объектами являются также эле­менты управления, помещаемые в формы, и отчеты.

Класс (class) представляет собой описание совокупности од­нотипных объектов.

Свойство (property) представляет собой описание характерис­тики либо отдельного объекта, либо класса объектов.

Событие (event) можно представить как некоторую реакцию объекта на определенные действия пользователя или программы в процессе работы с базой данных.

Объектная модель (object model), или объектная архитектура \ (object architecture), — это совокупность взаимосвязанных объек­тов, описывающих конкретную программную систему. В таких сис­темах все процессы, связанные с обработкой и управлением ин­формацией, представляются как операции над объектами.

Проблемы оптимизации управления удаленными объектами баз данных связаны с соответствующими алгоритмами (технология­ми) доступа к информации.

Как уже говорилось, ядром практически всех реляционных СУБД является язык SQL.

Появление трехуровневых архитектур управления базами данных привело к созданию технологий разработки приложений промежуточного 2-го уровня с применением универсальных языков программирования. В этом случае разработчики вынуждены интегрировать SQL в соответствующие СУБД.

Кроме того, развитие и совершенствование информационных технологий привело к появлению нового направления — объект­но-ориентированного проектирования баз данных. Концептуаль­но стратегия объектно-ориентированного проектирования СУБД с применением технологий реляционных баз данных может быть сведена к следующим положениям:

• введение средств работы с базой данных в язык программирования;

• предоставление расширяемых объектно-ориентированных биб­лиотек;

• дополнение языка SQL объектно-ориентированными функ­циями;

• разработка новых языков и моделей баз данных.

Рассмотрим эти положения.

Введение средств работы с базой данных в существующий объек­тно-ориентированный язык программирования.При таком подходе традиционные функции базы данных встраиваются в существую­щие объектно-ориентированные языки программирования, на­пример Smalltalk, С++, Java. Подобный подход используется в языке GemStone, в котором дополняются возможности именно этих трех языков.

Предоставление расширяемых объектно-ориентированных биб­лиотек.При этом подходе также предусматривается введение тра­диционных функций базы данных в существующий объектно-ори­ентированный язык программирования. В данном случае вместо расширения функций самого языка используются дополнительные библиотеки классов, поддерживающие объектные типы дан­ных, транзакции, параллельную обработку, защиту данных и т.д. Этот подход используется в продуктах Ontos, Versant, ObjectStore.

Дополнение языка SQL объектно-ориентированными функция­ми.Благодаря широкому распространению языка SQL некоторые компании-разработчики пытаются расширить его в целях поддер­жания объектно-ориентированных конструкций. Этот подход ис­пользуется компаниями-разработчиками реляционных и объект­но-ориентированных СУБД. Поддержка подобных объектно-ори­ентированных инструментов уже предусматривается в очередной версии стандарта SQL—SQL3.

Разработка новых языков и моделей баз данных.Это наиболее радикальный подход, требующий пересмотра концепций реля­ционного подхода, с полной ориентацией на объектно-ориен­тированные модели данных. Необходимость такого подхода связа­на с специфическими (не реляционными) базами данных, созда­ваемыми, например, по результатам автоматизированного конст­рукторского и технологического проектирования с применением систем CAD/CAM.

3. Базовая технология СОМ: понятие и создание объекта, интерфейсы объекта, библиотека классов СОМ, фабрика класса.

Технология доступа к удаленным данным Component Object Model (COM) — компонентная модель объектов, разработанная фирмойMicrosoft как средство взаимодействия приложений (в том числе составных частей операционной системы Windows), функ­ционирующих на одном компьютере.

В дальнейшем технология СОМ усовершенствовалась для управления объектами базы данных, расположенных в пределах локальной вычислительной сети.

На технологии СОМ построены такие методы управления уда­ленными объектами, как OLE, Автоматизация, ActiveX.

• Метод OLE (Object Linking and Embedding) — связывание и объединение объектов — протокол, обеспечивающий обмен дан­ными между приложениями. С помощью OLE пользователи могут связывать или внедрять объекты различных приложений (в том числе и баз данных) в файлы других приложений. (Одним из типов полей в реляционных базах данных является OLE.) Каждый объект OLEхарактеризуется двумя компонентами: собственно информацией, содержащейся в исходном файле, и адресом нахождения файла на дисковом пространстве компьютера или адресом файла в локальной вычислительной сети.

Развитием технологии OLE является технология OLE DB — программный интерфейс, удовлетворяющий структуре СОМ и предоставляющий унифицированный способ доступа к различным файлам, в общем случае не являющимся базами данных. При этом объекты управления данными ADO (ActiveX Data Objects) являются промежуточным звеном между серверной и клиентской частями баз данных.

• Метод Автоматизация, называемый иногда автоматизацией OLE, обеспечивает взаимодействие клиентских и серверных при­ложений программным способом, например с применением языка VBA.

• Метод ActiveX является 32-разрядной версией элементов управления OLE.

Таким образом, технология СОМ представляет собой различные методы управления удаленными объектами баз данных, построенных в архитектуре типа клиент—сервер, в том числе предназначенных и для работы в ЛВС.

Библиотека классов.Библиотека классов представляет собой коллекцию многократно используемых типов, которые надежно интегрируются с общеязыковой средой выполнения.

Библиотека классов является объектно-ориентированной.

Классы СОМ позволяют выполнять ряд следующих общих задач программирования: управление строками, сбор данных, подключение к базам данных и доступ к файлам.

В дополнение к этим задачам библиотека классов включает себя типы, позволяющие использовать СОМ для разработки текстовых приложений, графических пользовательских интерфейсов (GUI) Windows (Windows Forms), веб — служб и служб Windows.

Например, классы Windows Forms представляют собой набор многократно используемых типов, существенно упрощающих разработку графических интерфейсов пользователя Windows.

Помимо использования коллекции типов можно создавать свои коллекции, применяя инструмент СОМ, называемый фабрикой классов.

4. Основные понятия и место применения технологий ADO, MIDAS, MTS, CORBA

Технологии ADO .NET

Технология доступа к удаленным базам данных ADO .NET была разработана для архитектуры клиент—сервер. Однако возрастающая сложность систем обработки информации потребовала качественного изменения этой архитектуры. Кроме двух уровней удаленных баз данных — клиентского и серверного — появляются дополнительные уровни — серверы бизнес — логики, реализующие бизнес-логику приложений (рисунок 2).

Рисунок 2 – Структура технологии ADO.NET

Технология ADO .NET устанавливает следующую схему работы клиента с сервером баз данных:

- установка соединения с сервером;

- получение необходимых данных;

- закрытие соединения;

- обработка данных;

- установка соединения для передачи измененных данных об­ратно на сервер.

Основу ADO .NET составляют два основных модуля: Провай­дер данных (Data Provider .NET FrameWork) и Резидентная реля­ционная база данных (DataSet).

Технологии CORBA

Технология уда­ленного доступа к базам данных CORBA (Common Object Regust Broker Architecture — общая архитектура объектных заявок) пред­ставляет собой промежуточное программное обеспечение, уста­навливающее отношения клиент — сервер между объектами в рас­пределенной компьютерной среде.

Архитектура системы CORBA (рисунок 3) включает в себя следующие компо­ненты:

• ORB (Object Request Broker) — брокер объектных запросов (заявок), включающий в себя язык IDL;

• IDL (Interface Definition Language) — язык определения ин­терфейсов;

• РОА (Portable Object Adapter) — адаптер объектов;

• Stub — заглушка;

• Skeleton — основа;

• Smart Agent — «умный» агент.

Рисунок 3 - Архитектура системы CORBA

Технологии MIDAS

Технология MIDAS (Multitier Distributed Applications Services) — набор сервисов для создания многозвенных распределенных при­ложений.

Многозвенное приложение представляет собой распределен­ные системы удаленного доступа к данным, которые состоят, как минимум, из трех логических уровней. Эти логические уровни мо­гут находиться как на одном, так и на нескольких компьютерах.

Применение многозвенных приложений позволяет обеспечить следующие преимущества:

• формирование пакета бизнес — логики в общедоступном сред­нем уровне, доступ на который могут получить одновременно сразу несколько клиентов, что позволит избежать дублирования биз­нес – логики для каждого отдельного клиентского приложения;

• получение распределенной обработки информации, т. е. воз­можность оптимизации распределения нагрузки на отдельные ком­пьютеры;

• увеличение устойчивости за счет возможности организации гибкой перестраиваемой системы защиты информации.

В самой простой форме (так называемой three-tiered model) многозвенное приложение включает в себя следующие уровни: клиентское приложение, сервер приложений, управление пере­дачей данных и удаленный сервер базы данных.

Клиентское приложение обеспечивает интерфейс пользователя на пользовательском компьютере.

Сервер приложений находится в доступном для всех клиентов месте и обеспечивает общую передачу данных.

Управление передачей данных обеспечивает так называемый бро­кер данных.

Удаленный сервер базы данных обеспечивает систему управления базой данных.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: