Часть 3. Средства и методологии проектирования,разработки и сопровождения файл-серверных приложений

Как мы уже отмечали, по поводу файл-серверных приложений имеется значительная путаница в терминологии. В этом курсе мы будем называть файл-серверной информационной системой систему, которая в основном базируется на персональных компьютерах, используя в качестве внешней поддержки один или несколько файловых серверов, обеспечивающих значительные возможности управления внешней памятью, но не обладающих "интеллектом", поддерживая в основном только управление файлами. Практически во всех файл-серверных средствах и методологиях имеется тенденция к переходу к технологии "клиент-сервер". Выражая только свое личное мнение, заметим, что файл-серверные архитектуры являются в большой степени облегченными вариантами клиент-серверных архитектур "для бедных", хотя во многих случаях предлагаемые решения являются достаточными для небольшого по объему класса информационных систем.

3.1. Традиционные средства и методологии разработки файл-серверных приложений

Пожалуй, стоит отметить, что хотя для разработки файл-серверных приложений имеется целый ряд инструментальных средств, отсутствуют общепринятые методологии. Вернее сказать, что когда методологии используются, то они те же, что в к клиент-серверных приложениях. Обычно же файл-серверные приложения проектируются и разрабатываются "по месту" без использования каких-либо стандартных методов.

3.1.1. Системы программирования и библиотеки

Системы программирования третьего поколения 3GL являются предшественниками современных инструментальных средств и могут использоваться для разработки информационных приложений при наличии соответствующих встроенных или библиотечных средств для реализации диалога и доступа к базам данных.

Системы программирования для персональных компьютеров прошли долгий путь развития. Можно выделить три четкие языковые линии, которые оказывали друг на друга большое влияние, взаимно обогащаясь - это Си, Паскаль и Бейсик.

Отметим основные вехи на пути развития систем программирования:

• Переход от одиночных утилит систем программирования к интегрированным диалоговым средам программирования (например, семейство Turbo-продуктов фирмы Borland);
• Развитие инструментальных наборов, расширяющих возможности систем программирования, в частности, в области диалога (разного рода Tool Box);
• Появление объектно-ориентированных диалектов языков Си и Паскаль; заметим, что по нашему мнению, несмотря на то, что Паскаль является более строгим и корректным языком, феномен Си++ имеет большее значение в силу наличия стандарта;
• Возникновение операционной среды Windows со встроенной поддержкой диалога и первых Windows-приложений с помощью SDK (Software Development Keet);
• Создание объектно-ориентированных библиотек, поддерживающих диалоговый режим работы в среде DOS и Windows (TurboVision, Object Windows и MFC);
• Появление систем программирования, облегчающих создание приложений для DOS и Windows;
• Развитие механизма встраивания и связывания объектов OLE 2;
• Переход к визуальным системам программирования (Visual Си++, Delphi, Visual Basic), которые ориентированы на разработку информационных приложений.

Поддержка диалогового режима развивалась совместно с развитием самих систем программирования и была естественным образом интегрирована с ними. Библиотеки же доступа к базам данных развивались своим путем. Наибольшее число библиотек доступа из языков программирования уровня 3GL к реляционным СУБД на персональных компьютерах поддерживает семейство xBase (Clipper, FoxPro, dBase). Из языков программирования чаще всего используется Си. Также можно отметить наличие таких библиотек, как CodeBase и DBTools (фирма Rogue Wave).

В библиотеке CodeBase используются те же форматы данных, индексов и memo-файлов, что и в СУБД dBase IV. Имеется возможность поддержки индексных файлов Clipper и memo-файлов dBase III Plus. Имеющиеся в библиотеке CodeBase функции могут не только выполнять все стандартные операции СУБД семейства xBase, но и позволяют устанавливать фильтры, задавать отношения, вычислять допустимые в СУБД выражения. Библиотечные функции поддерживают многопользовательские режимы работы в локальной сети и в среде многозадачной ОС, обеспечивая блокировку как на уровне файлов, так и записей. В комплект поставки входят тексты функций, что позволяет адаптировать их для конкретного использования.

Библиотека DBTools является многоплатформенной библиотекой для языков Си/Си++ и рассчитана на поддержку семейства СУБД xBase, Informix, Oracle и др.

3.1.2. Средства и методы разработки приложений на основе СУБД на персональных компьютерах

Приложения, созданные с использованием инструментальных средств программирования приложений, связанных с использованием баз данных на персональных компьютерах, занимают существенную долю файл-серверных приложений. Если рассматривать только "реляционные" (вернее, табличные) СУБД, то семейство xBase-продуктов является явным лидером по использованию для разработки одиночных и групповых информационных приложений. Следующее место занимает СУБД Paradox, а далее идут приложения, базирующиеся на использовании системы управления записями Clarion. Особняком стоят такие пакеты, как MS Access и Lotus Approach, которые позволили взглянуть по-новому на возможности персональных СУБД и до сих пор не оценены по-настоящему как профессиональные средства разработки приложений. Можно отметить следующие вехи на пути развития инструментальных средств и самих СУБД на персональных компьютерах:

• Появление компонентов Assistant и Application Generator в dBase III Plus, упрощающих работу пользователя и позволяющих генерировать простейшие приложения или макеты приложений;
• Выход в свет dBase-совместимых систем программирования (dBFast и Clipper), создающих исполняемый модуль приложения; разработка быстрого интерпретатора FoxBase для частично откомпилированного кода dBase-совместимых приложений;
• Возникновение системы Paradox с оригинальным макроязыком PAL, существенно ориентированной на конечного пользователя;
• Развитие многопользовательских версий СУБД для локальных сетей персональных компьютеров, дополненных средствами синхронизации на основе блокировок файлов и записей;
• Появление системы dBase IV, включающую диалоговую среду Control Center, индексы, встроенные в файл БД, поддержку языка SQL и средства защиты БД;
• Развитие Clipper с объектной ориентацией;
• Обеспечение доступа из файл-серверных приложений к серверам БД (Borland SQL Link и Microsoft Connectivity Kit);
• Внедрение технологии Rushmore, ускоряющей доступ к данным при помощи использования индексов;
• Появление в FoxPro развитой среды разработки, ориентированной на разработку проектов и близкой по возможностям к средствам 4GL;
• Дальнейшее расширение средств диалога (Foundation Read) в направление событийной управляемости;
• Первые версии инструментальных средств, поддерживающие Windows-приложения, а вместе с ними типы данных Blob (Binary Large Objects);
• Появление универсальных интерфейсов к различным СУБД (Borland IDAPI и Microsoft ODBC);
• Первый продукт MS Access, направленный сугубо на создание Windows-приложений и содержащий средства объектно-ориентированного диалога, событийно-управляемого программирования, визуального конструирования интерфейса пользователя и многие другие черты, присущие системам программирования 4GL и RAD;
• Появление новых визуальных объектно-ориентированных инструментальных средств и СУБД на ПК (MS Access 2.0, Visual FoxPro, CA-VisualObjects и Visual dBase).

3.2. Новые средства разработки файл-серверных приложений

Чем дальше, тем больше файл-серверные приложения сближаются с более развитыми технологиями клиент-серверных приложений. В последнее время появилась целая серия программных продуктов, позиционируемая одновременно как средства "легкой" разработки приложений для персональных компьютеров, так и более "тяжеловесной" разработки приложений в технологии "клиент-сервер". Это и хорошо, поскольку позволяет плавно изменять технологию.

3.2.1. Общая характеристика современных средств

В индустрии СУБД для персональных компьютеров отразились тенденции нормализации систем (Rightsizing). В последнее время в этой области происходили два встречных процесса: (1) разукрупнение серверов БД - появление новых версий серверов БД Informix, Oracle и т.д. сначала в варианте для рабочих групп, а потом облегченные версии для одиночных персональных компьютеров; (2) укрупнение СУБД для персональных компьютеров - новые "персональные" СУБД и связанные с ними инструментальные средства развивались в сторону "истинно реляционных" СУБД, т.е. серверов БД, приложений клиент-сервер и инструментальных средств программирования 4GL и быстрой разработки RAD.

Новые СУБД для персональных компьютеров и соответствующие инструментальные средства разработки файл-серверных приложений обладают перечисленными ниже общими чертами.

• Визуальный характер программирования приложений особенно в части создания диалогового графического интерфейса пользователя. Это множество поддерживаемых диалоговых объектов, поддержка механизма drag-and-drop и наличие мастеров, помогающих реализовать сложные процедуры.
• Управляемость приложений в соответствии с событиями диалога и обеспечение доступа к БД позволяет строить гибкий интерфейс пользователя и поддерживать ссылочную целостность БД.
• Встроенная поддержка языка структурированных запросов SQL (Standard Query Language) закладывает возможность масштабирования создаваемых файл-серверных приложений до уровня приложений клиент-сервер.
• Имеется возможность построения приложений клиент-сервер за счет реализации доступа к серверам БД напрямую или через интерфейс ODBC для открытого взаимодействия с базами данных.
• Использование объектно-ориентированного языка разработки приложений (по крайней мере в части диалога) позволяет широко использовать механизм наследования и тем самым использовать ранее произведенные программные компоненты.
• Поддержка компонентно-ориентированного программирования дает возможность расширения приложений за счет использования готовых внешних визуальных объектов типа VBX и OCX (ActiveX).
• "Истинно реляционная" база данных представляет собой объединенный набор файлов, содержащий таблицы, индексы и т.п., что облегчает сопровождение БД и приложений и является основой для поддержки целостности данных.
• Поддерживается общий для информационной системы словарь данных (data dictionary), который содержит описание структуры БД, типы полей, правила поддержки ограничений целостности и т.п.
• Поддержка целостности БД (данных, ссылок и транзакций) позволяет создавать приложения с необходимым уровнем надежности и сохранности данных.
• Возможности серверных процедур обработки (триггеров и хранимых процедур) закладывают основу для масштабирования приложений, позволяют гибко распределять прикладную логику между клиентом и сервером при переходе к архитектуре клиент-сервер.
• Хранение в БД описания проекта создаваемого приложения является прообразом репозитория инструментальных средств быстрой разработки RAD и CASE-систем.

Рассмотрим подробнее несколько примеров сравнительно новых инструментальных средств: MS Access 2.0, Visual FoxPro и CA-VisualObjects.

3.2.2. Примеры новых подходов

3.2.2.1. Пакет MS Access

Microsoft Access - первая СУБД для персональных компьютеров, созданная для работы в среде Windows и несущая в себе многие черты новых инструментальных средств для разработки файл-серверных приложений. Эта система ориентирована как на конечных пользователей, так и на профессиональных программистов, облегчая и тем, и другим разработку и доступ к БД, быстрое создание информационных приложений с графическим интерфейсом. Система может работать в следующих версиях операционных систем: Windows 3.1, Windows 95 и Windows NT. Пакет Microsoft Access 2.0 полностью поддерживает кириллицу, в частности, сортировку данных в соответствии с русским алфавитом. Microsoft Access является составной частью семейства программ Microsoft Office. Все семейство основано на IntelliSense - интеллектуальной технологии, которая "чувствует", что нужно пользователю, и дает требуемый результат, автоматически выполняя рутинные операции и упрощая сложные задачи. Например, наличие десятков мастеров (Wizards), помогает автоматизировать массу операций от создания форм до написания программ. От пользователя требуется ответить лишь на несколько простых вопросов. Ниже приводится перечень некоторых необходимых мастеров:

• мастер Table Wizards;
• мастер Command Button Wizards;
• мастер Form Wizards;
• мастер Report Wizards;
• мастер Mail Merge Wizards.

Мастер Table Wizards создает структуры базы данных и таблиц таким образом, что пользователи могут сразу же получать результаты.

Мастер Command Button Wizards создает функциональные кнопки, что избавляет пользователя от потребностей в программировании.

Мастера Form Wizards и Report Wizards используются при создании сложных форм и отчетов. Для создания более простых форм и отчетов можно использовать такие функции как Автоформа (AutoForm) и Автоотчет (AutoReport).

Мастер Mail Merge Wizard работает совместно с Microsoft Word, облегчая подготовку почтовых рассылок - необходимо только выделить данные для слияния или документ, который необходимо отослать.

MS Word можно также использовать для непосредственной работы с данными в Microsoft Access. В Microsoft Access имеются службы Графического конструктора связей (Graphical System Relationships Builder) и Графического запроса (Graphical query). Эти средства позволяют не только создать базу данных, но и наглядно сконструировать ее, что приближает Microsoft Access к CASE-средствам. Графический конструктор связей позволяет интуитивно конструировать базу данных, используя мышь для организации связи между таблицами, а функция Графического запроса упрощает создание даже очень сложных запросов - все что нужно, это мышью соединить поля, которые нужно включить в запрос. В Microsoft Access существуют функции и технологии, увеличивающие скорость и упрощающие использование конечных средств. К ним относятся:

• технология Rushmore;
• быстрая сортировка (QuickSort);
• средство наиболее часто выполняемых запросов (Top Value queries).

Технология Rashmore ускоряет выполнение запросов в 100 раз по сравнению с версией 1.0 Microsoft Access. Быстрая сортировка мгновенно сортирует данные пользователя. Средство поддержки наиболее часто выполняемых запросов позволяет быстро выбрать наиболее важные для пользователя данные (например, 10 основных заказчиков, 15 основных адресатов и т.д.).

В Microsoft Access имеется ряд средств для совместного использования информации с другими приложениями. OfficeLinks с применением технологии OLE 2.0 позволяет передавать информацию из одной программы в другую. С помощью кнопок Analyze It и Publish It пользователь может перенести данные в Excel или Word для анализа, включения в отчет или слияния с другими данными для отправки почты. Наличие кнопки Mail It облегчает обмен информацией с другими членами рабочей группы - пользователь может послать информацию через Microsoft Mail или другую программу электронной почты.

Microsoft Access может работать с большинством форматов файлов (напрямую или через импорт/экспорт) - это позволяет пользователю максимально использовать имеющиеся наработки, поскольку Microsoft Access обеспечивает полную поддержку Btriеve, dBASE III PLUS и dBASE IV, Microsoft FoxPro 2.x, Paradox, Miсrosoft SQL Server, SYBASE SQL Server. Кроме того, возможно использование драйверов ODBC для доступа к другим базам данных.

Microsoft Access представляет мощный инструментарий для разработчика. Универсальная среда разработчика со встроенным отладчиком обеспечивает возможности программирования на уровне Microsoft Visual Basic. Управление событиями позволяет настраивать приложение в процессе исполнения, облегчая создание надежных приложений. Каскадные обновления и удаления помогают поддерживать целостность данных. Проверка правильности ввода на уровне процессора данных сохраняет целостность данных приложения - если разработчик создает правило ввода данных, пользователи могут его обойти.

Конструктор Меню (Menu Builder) предоставляет графический инструментарий для создания меню без программирования. Скорость разработки в Microsoft Access можно повысить с помощью двух отдельно поставляемых пакетов: Microsoft Access Solutions Pack и Microsoft Access Developer's Toolkit. Microsoft Access Solutions Pack содержит четыре готовых универсальных приложения для информационного обеспечения бизнеса:

• Sales Manager - облегчает хранение, отслеживание и нахождение информации о контактах с заказчиками и деловых возможностях;
• Asset Tracker - помогает при учете и управлении активами;
• Registration Desk - упрощает рутинную, но необходимую работу по регистрации событий;
• Service Desk - повышает качество услуг, помогая обрабатывать заявки на обслуживание, от регистрации до завершения обработки и проверки.

Microsoft Access Developer's Toolkit содержит инструменты, необходимые для создания приложений для Microsoft Access, такие как компилятор справок, исполняемая версия Microsoft Access, Microsoft Graph, Setup Wizard, документацию и пример программ создания объектов, обеспечивающих доступ к данным, мастеров и кнопок управления OLE 2.0, справочник по Microsoft Access (Microsoft Access Language Reference) и Руководство для опытного пользователя (Advanced Topics).

3.2.2.2. Система Visual FoxPro

В Visual FoxPro присутствуют многие новые черты: объектно-ориентированный язык, активный словарь, встроенные средства обращения к серверам баз данных и т.д.

Начнем со средств построения интерфейса и новых терминов, которые приходится осваивать разработчикам. Visual FoxPro уже не стоит особняком от остальных продуктов Microsoft, как это было в версиях 2.х. Интерфейс самого продукта и приложений, которые разрабатываются на его основе, соответствуют стандартам, принятым в комплексе программных продуктов Microsoft Office и в средствах разработки, подобных Visual Basic. Более того, Visual FoxPro полностью интегрируется с остальными приложениями Microsoft Office с помощью OLE Automation. Программа, написанная на Visual FoxPro, сможет полноценно общаться с Microsoft Word, Microsoft Excel и любыми другими приложениями, поддерживающими OLE 2.0. Как и прежде, поддерживается динамический обмен данными DDE.

Использование механизма наследования классов позволяет создавать произвольное число модифицированных форм; при корректировке исходного класса все изменения будут отражены в формах, построенных на его основе. В качестве объекта может выступать любой элемент формы, и это дает неограниченные возможности по модификации форм из программы. Возможность сохранить часто употребляемую форму как класс и строить на ее основе другие формы снимает проблему с параметризацией для приведения интерфейса в соответствие с новыми требованиями. В составе формы-класса может быть любой стандартный элемент интерфейса (кнопки, поля вывода, независимые и зависимые переключатели); в определении класса можно использовать и так называемые "OLE custom controls - OCX", что позволяют делать только самые развитые средства программирования в стиле С++. Для начинающих предусмотрены уже знакомые с версии 2.6 "Мастера", которые облегчат построение формы, отчета, таблицы и запроса.

Инструментальные средства не поддерживают browse и Foundation Read. Вместо Browse - объект с названием Grid, которым можно управлять как любым другим объектом формы. Причем управлять можно не только как единым монолитом, а с точностью до ячейки. То есть можно сделать все ячейки, где значение баланса меньше нуля, красными, а остальные - зелеными; можно встроить в ячейку элемент check box, если это поле содержит логические величины. Такого рода формы можно создавать как в Конструкторе форм, так и программным путем. Если используется Конструктор форм, то простое "перемещение" таблицы из окружения формы в область формы автоматически создает этот элемент интерфейса. Теперь окружение формы или отчета создается визуально и полностью контролируемо.

Вместо Foundation Read используется команда Read Events, переводящая Visual FoxPro в состояние ожидания, из которого его выводит только какое-либо действие пользователя. Список событий, на которые Visual FoxPro может реагировать, достаточно велик. При этом программа ведет себя, как "настоящее Windows-приложение": обработка событий встроена в сам продукт. Совместимость со старыми версиями поддерживается полностью, и весь старый процедурный код по-прежнему будет работать; однако Visual FoxPro - это новые подходы, новые технологии и новые требования, поэтому разработчику нужно освоить такие понятия, как инкапсуляция, полиморфизм, триггеры, хранимые процедуры, события, методы, наследование.

Для хранения описаний проектов, отчетов, баз данных и т.п. практически везде используются .DBF-файлы. Многие утилиты написаны на самом Visual FoxPro.

В смысле управления базами данных фирма Microsoft продвинула пакет Visual FoxPro очень далеко. У Visual FoxPro наконец появилось настоящее понимание базы данных как совокупности таблиц, индексов и всякого рода дополнительной информации, описывающей правила, которым должны подчиняться данные при вводе или модификации.

Несмотря на то, что по-прежнему можно использовать самостоятельные .DBF-файлы, при "привязывании" таблицы к единому файлу базы данных имеются следующие преимущества: длинные имена таблиц и полей (до 254 символов), вспомогательные имена и комментарии для каждого поля; значения по умолчанию для каждого поля; правила ввода как на уровне поля, так и на уровне записи; триггеры, срабатывающие при удалении, обновлении и добавлении записи; хранимые процедуры, которые хранятся в базе данных и не требуют дополнительного указания библиотеки процедур (кстати, таких библиотек теперь можно открывать сколько угодно).

Помимо локальных данных, все больший интерес разработчиков вызывают данные, хранимые серверами баз данных (например, Microsoft SQLServer). Обращение к такой информации обычно подразумевает работу в системе, построенной на базе архитектуры клиент-сервер. Раньше доступ к этим данным обеспечивался средствами программного продукта FoxPro Connectivity Kit, продававшегося отдельно и позже включенного в состав FoxPro 2.6 Professional Edition. Теперь же все средства, необходимые для построения запросов к серверу баз данных, встроены в Visual FoxPro. Все, что нужно - это просто установить Visual FoxPro. Доступ к данным производится через интерфейс ODBC. В частности, есть возможность получать динамически обновляемые результаты запросов. Для управления процессом можно использовать один из новых элементов интерфейса - таймер, который через определенные промежутки времени выполняет запрос к серверу, так что у пользователя на экране всегда будет находиться наиболее свежая информация.

Все компоненты объединяет значительно модифицированный Менеджер проектов. В проект можно включать таблицы, базы данных и классы. Очень интересно построено само окно Менеджера проектов. Его не только можно превратить в узкую полоску и разместить где-нибудь с краю, но можно также "оторвать" любой из отдельных "листков" проекта и перемещать по экрану.

Пакет Visual FoxPro - это полноценное 32-разрядное приложение, которое работает не только под 16-разрядными Windows 3.x, но и под Windows NT и Windows 95. При установке на Windows 3.x или Windows для рабочих групп Visual FoxPro инсталлирует Win32s. Развитые новые возможности требуют достаточно мощной техники. По своим требованиям к технике Visual FoxPro похож на Microsoft Access 2.0.

3.2.2.3. Среда программирования CA-Visual Objects

Новый продукт СА-VisualObjects, разработанный фирмой Computer Associates, является преемником широко распространенной системы программирования Clipper. Он ориентирован на создание информационных приложений с графическим интерфейсом пользователя в среде Windows.

С точки зрения синтаксиса VisualObjects почти на 90 процентов совпадает с CA-Clipper. Но VisualObjects не является просто продолжением линии Clipper. Хотя, конечно, при работе с VisualObjects можно использовать Clipper и включать разработанный раннее код в новую систему приложений.

Разработчику, использующему новую среду программирования, необходимо четко понимать особенности и преимущества объектно-ориентированного подхода, иметь представления о динамически компонуемых библиотеках (DLL) и принципах программирования в среде Windows.

Для работы систем VisualObjects требуется как минимум Intel 386 с 8 Мб оперативной памяти и Windows (с версией не менее, чем 3.1), а также примерно 40 МБ свободного дискового пространства. Но чтобы сделать работу более комфортной, лучше иметь 486-й (или более старший) процессор и 16 Мб памяти. Для создания приложений в среде GUI рекомендуется использовать сопроцессор. Такая конфигурация необходима именно для разработчиков, конечный же пользователь, применяющий готовые приложения, написанные в среде VisualObjects, не нуждается в таком мощном оборудовании. Это очень существенно для разработки коммерческих систем. При работе с VisualObjects не требуются дополнительные библиотеки, кроме библиотеки для работы с графикой.

В отличие от рассмотренных ранее сред программирования, при использовании VisualObjects простое изучение синтаксиса не позволяет сразу начинать работать. Необходимо освоить новые понятия. Прежде всего, это репозиторий (центральное хранилище объектов разработки). Это понятие чрезвычайно важно при разработке приложений в среде VisualObjects и непривычно для пользователей CA-Clipper. Вместо операций с PRG- и СН-файлами в VisualObjects используются модули, каждый из которых состоит, возможно, из нескольких функций, определений классов и методов.

Приложения, модули и компоненты хранятся в репозитории - своего рода глобальной базе данных. У репозитория есть еще одна важная функция - управление всеми частями приложения вплоть до компонентов самого низкого уровня. Автоматически поддерживаются связи между различными модулями и компонентами всех приложений. Репозиторию всегда "известно", был ли исходный код модифицирован или откомпилирован, так что отпадает необходимость в make-файлах и других файлах, так или иначе описывающих процесс компоновки.

Выбор опций в компиляции VisualObjects отличается от Clipper. По умолчанию устанавливается режим low (отображение самых серьезных ошибок). Однако можно выбрать опции none (предупреждения не выводятся), med (только важные предупреждения и серьезные ошибки), high (вывод всех предупреждений и ошибок). Существует режим, позволяющий предупреждать возникновение ошибок во время выполнения, при котором можно заказать отслеживание ситуаций переполнения, выхода за пределы указанного диапазона адресов (например, контроль доступа к элементам массива вне указанной размерности) и проверку корректности принадлежности объекта к тому или иному классу.

В VisualObjects реализован целый список переключателей компилятора, используемых для обеспечения совместимости с CA-Clipper. Так, можно "разрешить" применение переменных в стиле Clipper, объявить правила использования операторов присваивания "=" или "(=", а также обеспечить применение функции ProcName() и ProcLinep(). Кроме того, компилятор VisualObjects позволяет проводить оптимизацию кода по размеру и скорости выполнения, а также имеется возможность смешанной проверки, что очень полезно в процессе конвертирования Clipper-программы в VisualObjects.

С VisualObjects пользователь получает большой выбор библиотек, интегрируемых в IDE. Каждая используемая библиотека должна быть связана с приложением. Наиболее интересна библиотека GUI Classes - совокупность почти 100 классов. Здесь описаны классы для формирования окон, списков, кнопок, линеек прокрутки и прочих атрибутов GUI. DBF-библиотека поддерживает стандартные для xBase-архитектуры команды и функции обработки данных. Средства ООП позволяет реализовывать библиотека DBF Classes.

Доступ через протокол ODBC к таблицам обслуживает библиотека SQL Classes, объектно-ориентированный интерфейс для генератора отчетов Report Classes, ввод/вывод в традиции xBase-Terminal, а функции прикладного программирования для Windows - Windows API.

Центральное место занимает библиотека System Library, содержащая все системные средства.

При работе с VisualObjects существует два варианта программирования в графическом интерфейсе - использование программы эмуляции терминала или применение библиотеки CommonView. В первом случае существует возможность использовать созданные раннее Clipper-приложения как программы Windows, хотя, конечно, это будет все то же DOS-приложение, просто работающее в окне Windows.

Переход к GUI создает для разработчика массу новых проблем, что, правда, окупается на порядок более качественным и гибким приложением, получаемым в итоге.

Поскольку программисту приходится учитывать событийный характер поведения тех или иных узлов приложения, инструментарий визуальной разработки оказывается ключевым. СА-VisualObjects дает возможность применять мощный набор средств визуального программирования. Так, доступны редакторы меню, окон, отчетов, исходных текстов программ и пиктограмм. Все это позволяет создавать качественные приложения.

Сложность освоения VisualObjects состоит в традиционной ломке представлений и привычек, происходящей на пути от процедурного программирования к ООП. В скором времени появится большое количество программных систем, созданных на базе VisualObjects и реализующих все достоинства информационных систем в архитектуре клиент-сервер.

3.3. Перенос файл-серверных приложений в среду клиент-сервер

Усложнение информационных приложений, их интеграция в корпоративные сети, создание распределенных БД коллективного пользования требуют новых инструментальных средств и "истинно реляционных" СУБД. Традиционно используемые "персональные" СУБД типа Clipper и FoxPro не могут обеспечить требуемый уровень надежности и достоверности информации, особенно при работе в сетях. Подобные СУБД не поддерживают целостность баз данных и не имеют механизмов управления транзакциями, что существенно затрудняет обеспечение логической непротиворечивости информации при сбоях оборудования и программ.

Возросшим требованиям удовлетворяет архитектура клиент-сервер, основанная на выделении одного узла сети под сервер БД с реляционной СУБД, поддерживающей максимальный уровень надежности хранения, ее актуальность и достоверность. До недавнего времени создание приложений для таких СУБД было делом непростым и требовало высокой квалификации, методика программирования на непроцедурном языке SQL не согласуется с опытом разработки приложений для СУБД на персональных компьютерах.

С другой стороны, накоплен большой опыт работы на системах семейства xBase, в частности, Clipper. Создано большое число прикладных программ, которые внедрены в эксплуатацию. При интеграции отдельных автоматизированных рабочих мест в корпоративные сети было бы желательно сохранить не только постановку задачи и применяемые алгоритмы, но и собственно программное обеспечение.

Существует несколько подходов к интеграции и адаптации файл-серверных приложений к архитектуре клиент-сервер:

• использование библиотек доступа к серверам БД;
• связь с сервером БД через открытый протокол ODBC;
• укрупнение файл-серверных приложений.

Чтобы оценить возможности этих способов, рассмотрим их несколько подробнее.

3.3.1. Библиотеки доступа к базам данных

Библиотеки доступа к серверам приложений удобно применять для адаптации файл-серверных приложений, построенных на системах программирования типа Clipper или Clarion.

Система управления записями Clarion достаточно легко связывается с сервером баз данных Btrieve через библиотеку доступа. Нужно только заметить, что Btrieve не является SQL-сервером БД, что затрудняет программирование с использованием этого средства.

Приложения, построенные на Clipper, можно адаптировать с помощью программного интерфейса с выбранным сервером БД. Для примера рассмотрим библиотеку интерфейса Clipper-Oracle.

Интерфейс реализован в виде библиотеки функций, доступных для их использования в прикладных программах, написанных на языке Clipper, и выполняющих все необходимые операции над базой данных Oracle. Функции написаны на языках Clipper и Си.

С помощью функций этой библиотеки можно выполнять следующие операции над таблицами базы данных системы Oracle:

• подключиться к системе Oracle;
• вставить в базу данных новую строку;
• удалить существующую строку;
• произвести модификацию содержимого полей существующей строки;
• выполнить поиск строк по заданному точному значению полей;
• выполнить поиск строк по заданному шаблону значений полей;
• выполнить поиск строк по их относительному номеру в заданной группе;
• блокировать и разблокировать таблицы;
• обрабатывать транзакции, в том числе с возможностью установки контрольных точек внутри одной транзакции.

В то же время для всех этих операций (кроме обработки транзакций) имеются соответствующие аналоги в системе Clipper, и все операции с базой данных системы Clipper могут быть реализованы с помощью функций предлагаемой библиотеки.

Кроме того, существует возможность прямого использования языка SQL, который является основным языком обработки данных не только в системе Oracle, но и в большинстве других развитых СУБД.

Версия языка SQL, реализованная в Oracle, ориентирована на стандарт этого языка и содержит ряд ограничений. Например, оператор Fetch позволяет перемещаться по результирующей таблице только в одном направлении, исключая возвраты назад. Функции библиотеки снимают эти ограничения.

С помощью функций библиотеки можно обрабатывать таблицы Oracle всех типов, в том числе виртуальные таблицы, кластеризованные таблицы, таблицы с индексами и без индексов. При этом обеспечивается преобразование форматов данных Oracle в форматы данных Clipper и наоборот.

Единицей обмена между прикладной программой и базой данных является строка таблицы, которая с точки зрения Clipper является массивом. Каждый элемент массива соответствует одному полю таблицы. Аналогично представляются ключи и поля поиска.

В состав библиотеки входят следующие функции:

INIT ()   подключение к Oracle;
OPEN ()   открытие таблицы;
INSERT () добавление строки;
UPDATE () корректировка строки;
DELETE () удаление строки;
SELECT () поиск строки;
NEXT ()   чтение следующей строки;
SET ()    чтение строки по относительному номеру;
SKIP ()   пропуск строк;
FILTER () выбор строк по условию;
GETIND () сохранение индекса;
SETIND () установка индекса;
COMMIT () конец транзакции;
SAVE ()   установка контрольной точки;
ROLL ()   откат транзакции;
LOCK ()   блокировка таблицы;
SQL ()    выполнение оператора SQL;
CLOSE ()  закрытие таблицы;
STOP ()   отключение от Oracle.

Предлагаемые функции не препятствуют использованию собственных средств управления данными Clipper, что позволяет совместно обрабатывать разнородные базы данных. Так, в качестве центральной может использоваться база данных Oracle на большой, мини- или персональной ЭВМ, а в качестве локальной может использоваться база данных Clipper на персональном компьютере пользователя.

В состав интерфейсных средств включен специальный модуль для автономной отладки прикладных программ без системы Oracle. Этот модуль выполняет все функции интерфейса на DBF-файлах, что позволяет разрабатывать и полностью отлаживать программы, используя только систему Clipper на обычном персональном компьютере. Кроме того, эта возможность позволяет разрабатывать прикладные программы сразу в двух вариантах - сетевом и автономном.

Такой подход позволяет сохранить ранее разработанное и внедренное программное обеспечение, обеспечить преемственность при разработке новых прикладных систем, поддержать единую технологию программирования.

3.3.2. Протокол ODBC и его реализации

Интерфейс прикладного программирования ODBC API предоставляет общие методы доступа на основе языка баз данных SQL как к реляционным, так и к нереляционным (ISAM) источникам данных.

Наиболее современный стандарт ANSI SQL (фактически, это часть разрабатываемого стандарта SQL-3) включает спецификацию интерфейса на уровне вызовов (CLI - Call-Level Interface), на которую опирается ODBC для обеспечения доступа и работы с данными во многих системах управления базами данных. Интерфейс CLI соответствует требованиям, установленным в 1996 году комитетом SQL Access Group и определяющим общий синтаксис SQL и интерфейса API. Иметь общий метод доступа к источникам данных удобно потому, что тогда база данных на сервере становится прозрачной для приложений, которые написаны в соответствии со специфицированным уровнем совместимости ODBC.

Интерфейс ODBC API реализован как набор расслоенных DLL-функций для Windows. Динамическая библиотека ODBC.DLL - это основная библиотека управления драйверами ODBC, которая содержит функции вызовов специализированных драйверов для разных поддерживаемых системой баз данных. Каждый драйвер совместим со своим уровнем CLI и относится к одной из двух категорий: одноуровневые или многоуровневые драйверы.

Одноуровневые драйверы предназначены для использования при работе с теми источниками данных, которые не могут быть прямо обработаны с использованием ANSI SQL. Обычно это локальные базы данных на персональных компьютерах, такие как dBase, Paradox, FoxPro и Excel. Драйверы, соответствующие этим базам данных, производят компиляцию ANSI SQL в наборы инструкций более низкого уровня, которые непосредственно обрабатывают составляющие базу данных файлы.

Многоуровневые драйверы используют сервер РСУБД для обработки SQL-предложений и предназначены для работы в среде клиент-сервер. Помимо обработки ANSI SQL, они также могут поддерживать и собственные конструкции конкретной РСУБД, поскольку ODBC может без трансляции передавать SQL-операторы источникам данных (механизм "passthrough"). Драйверы ODBC для баз данных, поддерживаемым в технологии клиент-сервер реализованы для Oracle V 6.0 и Oracle V 7, а также Informix, Microsoft и Sybase SQL Server, Rdb, DB2, Ingres, HP/Image и An SQL. Драйверы можно приобрести в фирмах Microsoft, Intersolv, Visigenic и Openlink, причем только Microsoft и Intersolv выпускают и 32-х, и 16-ти разрядные драйверы.

Существует 4 важных этапа (шага) процедуры запроса данных через ODBC API.

• Шаг 1 - установление соединения. Первый шаг состоит в размещении указателей (handle) среды ODBC, которые выделяют оперативную память под ODBC драйверы и библиотеки. Затем происходит выделение памяти для указателей соединения, и соединение устанавливается.
• Шаг 2 - выполнение оператора SQL. Выделяется указатель оператора, локальные переменные связываются со столбцами в SQL-выражении (это необязательное действие), и выражение представляется главному ODBC-драйверу для обработки.
• Шаг 3 - извлечение данных. Перед извлечением данных возвращается информация о результирующем наборе, в частности, число столбцов в наборе. Исходя из этого числа, результирующий набор помещается в буфер записей, выполняется цикл его просмотра и содержимое каждого столбца помещается в соответствующую локальную переменную. Этот шаг необязателен, если используется связывание столбцов с локальными переменными.
• Шаг 4 - освобождение ресурсов. После того, как данные получены, ресурсы освобождаются путем вызова функций освобождения указателей оператора, соединения и среды. Указатели оператора и соединения могут быть использованы в процессе обработки.

Технология ODBC разрабатывалась как общий, независимый от источников данных, способ доступа к данным. Применение технологии должно было также обеспечить переносимость приложений в среду различных баз данных без потребности переработки самих приложений. В этом смысле технология ODBC уже стала промышленным стандартом, ее поддерживают практически все производители СУБД и средств разработки.

Однако универсальность стоит дорого. Если при разработке приложений одним из основных критериев является переносимость на различные СУБД, то использование ODBC является оправданным. Для увеличения производительности и эффективности приложения активно применяют специфические для данной СУБД расширения языка SQL, используют хранимые на сервере процедуры и функции. В этом случае теряется роль ODBC как общего метода доступа к данным. Тем более, что для разных СУБД драйверы ODBC поддерживают разные уровни совместимости. Поэтому многие производители средств разработки, помимо поддержки ODBC, поставляют "прямые" драйверы к основным СУБД.

3.3.3. Укрупнение приложений (Upsigsing)

Пакет Microsoft Access Upsizing Tools позволяет автоматизировать процесс перехода от настольных баз данных к архитектуре клиент-сервер, в данном случае - от Microsoft Access к Microsoft SQL Server для Windows NT. Данный продукт добавляет к Access такие модули, как Upsizing Wizard и SQL Server Browser. Upsizing Wizard позволяет задать все параметры процесса переноса данных с помощью серии диалогов, а затем создает саму базу данных, журнал транзакций, таблицы, индексы, правила проверок значений данных, отношения между таблицами и поля типа timestamp (временная метка). Browser позволяет управлять объектами Access Server с помощью Access-подобного интерфейса. В комплект поставки также входит дискета с ODBC 2.0 и ODBC-драйвером для Microsoft SQL Server. База данных Access (файл с расширением .MDB) содержит таблицы данных и индексы, а также компоненты управления данными (запросы, макросы, модули, формы и отчеты).

Применение Microsoft Access Upsizing Tools основывается на концепции прозрачного для пользователя размещения данных: перенос информации в базу данных SQL Server при сохранении в исходном виде остальной части Access MDB. Access способен работать в качестве клиента в архитектуре клиент-сервер, поэтому разработчикам, переносящим приложения с помощью этого инструмента, не нужно отказываться от Access. Запросы, отчеты и прочие объекты остаются в неизменном виде, так как Upsizing Wizard перенаправляет их на экспортированные таблицы, переименовывая при этом локальные таблицы.

Upsizing Wizard учитывает при переносе ряд архитектурных различий между Microsoft Access и SQL Server для Windows NT. Он экспортирует таблицы и их свойства, такие как правила проверок, значения по умолчанию и индексы. Он выполняет такие операции, как добавление поля типа timestamp, преобразование отношений между таблицами Access в триггеры, поддерживающие ссылочную целостность, и даже создание INSERT-триггеров для аналогов автоинкрементируемых полей Access типа Counter. Upsizing Wizard не экспортирует из базы данных Access сведения о пользователях, группах и правах доступа, поэтому администратор базы данных должен устанавливать права доступа вручную. Upsizing Wizard создает подробный отчет, содержащий имена баз данных и размеры, параметры переноса, триггеры, таблицы (старые и новые), а также информацию об ошибках, возникших в процессе работы.

Модули Microsoft Wizard - это инструменты для автоматизации операций, направляющие действия пользователя в нужной последовательности. Access Upsizing Wizard не является примитивным продуктом, так как пользователю может понадобиться вручную конфигурировать систему для обеспечения нормальной работы, но, несмотря на это, покупка Microsoft Access Upsizing Tools будет оправдана для тех, кому необходимо перемещать данные из Access в SQL Server. Эта программа автоматизирует большинство рутинных моментов процесса, которые могут оказаться утомительными и нетривиальными, а документация включает специальный раздел по оптимизации использования Microsoft Access в качестве клиента в приложениях типа клиент-сервер.

3.4. Рекомендации по использованию инструментальных средств разработки файл-серверных приложений

Анализ инструментальных средств разработки файл-серверных приложений позволяет определить и рекомендовать их области применения. СУБД для персональных компьютеров в среде MS-Access могут быть использованы для создания масштабируемых одиночных и групповых информационных приложений и для разработки клиентской части приложений клиент-сервер, а также как средство автоматизации делопроизводства в составе MS-Office.

Систему программирования Visual Basic можно использовать для создания простых автономных приложений и компонентов VBX и OCX, для расширения и интеграции функциональных пакетов (Word, Excel, Access), а также как средство программирования для расширения возможностей систем документооборота и для создания утилит администрирования. В настоящее время Visual Basic является наиболее распространенным языком программирования: с сентября 1995г. по май 1996г. продано 800 тыс. копий Visual Basic 4.0. Общее число копий Visual Basic всех версий составило более 3 млн.

С момента выхода продано существенно меньше копий Delphi, чем Visual Basic. Поэтому решение вопроса об использовании Delphi для серьезных коммерческих приложений будет зависеть от перспектив распространения этого продукта на рынке. Применение продукта возможно для создания расчетно-аналитических программ, для разработки DLL, для сопровождения и развития разработок, выполненных на Turbo и Borland Pascal, а также для быстрого прототипирования будущих приложений. В ряде случаев решающим для выбора будут умеренные требования Delphi-приложения к системно-техническому обеспечению. Си++ применяется для расширения системного программного обеспечения, для разработки крупных проектов, специальных приложений, создания библиотек и классов для предметной области, разработки динамических библиотек DLL, создания программного обеспечения для серверов приложений, разработки ОСХ, использования совместно с CASE-системами, обеспечения многоплатформенности и переносимости (по стандарту ANSI).

Традиционные инструментальные средства класса xBase (такие, как FoxPro, Clipper, dBase и др.) теряют рынок (число их продаж значительно сокращается) из-за несоответствия современным требованиям. По мере того, как предприятия все шире используют СУБД MS Access и новые средства разработки, такие как Visual Basic и Delphi, популярность среды xBase уменьшается. Более того, Microsoft может прекратить поддержку FoxPro, так как эта СУБД с устаревшим языком и сокращающейся рыночной долей не вписывается в долговременную стратегию развития средств разработки, которую Microsoft строит вокруг Visual Basic и Access. Новые "визуальные" инструменты этого класса (Visual FoxPro, CA-Visual Objects, Visual dBase) пытаются сохранить и расширить прежний ареал. Они могут быть рекомендованы для сопровождения и развития прежних xBase-разработок, для создания масштабируемых одиночных и групповых файл-серверных приложений и для переноса и адаптации приложений в архитектуру "клиент-сервер" с использованием интерфейса ODBC. Но нужно четко осознавать, что при использовании нового инструментария для создания диалога и с переходом к использованию SQL-операторов применяемых xBase-приложений остается ничтожно мало, а, кроме того, существенно меняется подход к разработке и прежние навыки вряд ли будут востребованы.

Инструментальное средство MS Access хорошо зарекомендовало себя в разработке файл-серверных приложений с возможностью масштабирования, так как оно имеет удобные средства визуального конструирования, отладки и возможности использования как Access Basic, так и SQL. Интерфейс ODBC открывает широкие возможности интероперабельности с различными СУБД. В 1995г. на долю MS Access пришлось 57% рынка настольных баз данных, а FoxPro и dBase - 9% и 2% соответственно.

Назад | Содержание | Вперед