МетаBASE - ERwin для Delphi

Наталия Елманова, Центр Информационных Технологий

Проблемы использования метаданных в клиентских приложениях.

Информационные системы, основанные на архитектуре клиент-сервер, приобрели заметную популярность в течение последних нескольких лет. В достаточном количестве имеются инструменты для графического проектирования серверных частей подобных информационных систем (так называемые средства). Однако до сих пор не сформулирована универсальная концепция использования в клиентских приложениях информации, содержащейся в созданной с помощью инструментов модели данных (так называемых метаданных).

Нередко приходится в процессе разработки производить определение метаданных дважды: при создании серверной части информационной системы и при создании клиентских приложений, что потенциально является источником ошибок и несогласованности метаданных серверной и клиентских частей информационной системы. По той же причине поддержка и сопровождение проекта становятся весьма проблематичными при усложнении модели данных, а разработка интерфейсов пользователя, основанных на сложных структурах данных, предъявляет высокие требования к разработчику даже в случае использования таких совершенных инструментов, как Borland Delphi. Кроме того, часто доступ к модели данных желателен не только в процессе проектирования, но и в процессе выполнения приложения, особенно когда информационная система подвергается модернизации, так как при этом. процесс сопровождения информационной системы требует меньших временных и финансовых затрат.

Эта проблема может быть решена путем создания утилит, способных осуществлять двухсторонний обмен метаданными между словарем данных средства разработки и ER-диаграммой средства, и компонентов, способных использовать метаданные не только во время проектирования, но и во время выполнения. Попытка сделать первое была реализована в эксперте из комплекта поставки Delphi 2.01, осуществляющем односторонний перенос расширенных атрибутов из ER-диаграмм популярных средств в словарь данных Delphi, однако это было лишь частичным решением проблемы, так как при этом невозможен перенос метаданных обратно из словаря данных в ER-диаграмму, да и с ERwin этот эксперт работает некорректно. Что касается второго - создания чувствительных к метаданным компонентов, эта проблема решается с помощью предлагаемого вашему вниманию инструмента MetaBASE (ERwin for Delphi), поставляемого в комплекте с известным средством ERwin компании Logic Works.

MetaBASE как средство решения проблем доступа к метаданным

MetaBASE представляет собой набор утилит и визуальных компонент для Delphi 1.0,2.0,2.01,3.0, выпущенный компанией gs-soft и поставляемый в комплекте с ERwin (Logic Works). Назначение этого набора - предоставить объектно-ориентированный доступ к модели данных ERwin в процессе разработки и выполнения клиентских приложений, создаваемых с помощью Delphi. Осуществляется этот доступ за счет создания специализированного словаря данных (в терминологии авторов продукта - Metamodel), отличного от словаря данных Delphi 2.0, который, c одной стороны, поддерживает двунаправленный обмен метаданными с ER-диаграммой формата .erx с помощью специальной утилиты, а, с другой стороны, доступен для использования набором поставляемых в комплекте визуальных компонент для доступа к данным, которые, в свою очередь, являются полноценной заменой стандартным компонентам из комплекта поставки Delphi, хотя и не исключают их использования в приложении. Отметим, что пользователи 16-разрядной версии Delphi, количество которых в нашей стране еще, видимо, долго будет достаточно велико, при использовании MetaBASE получают отсутствующий в этой версии, но для многих желанный словарь данных.

За счет этого метаданные постоянно доступны в процессе разработки и выполнения приложения. Поэтому возможна модификация модели данных и, соответственно, серверной части информационной системы без модификации клиентских приложений, так как визуальные компоненты MetaBASE, используемые в приложении, адаптируются к изменениям в модели данных.. При этом повышается скорость разработки приложений и упрощается модернизация и сопровождение информационной системы даже в случае сложных моделей данных, так как программист в этом случае избавлен от необходимости написания кода, реализующего бизнес-логику приложения.

Составные части MetaBASE

MetaGen - менеджер проектов MetaBASE (написанный на Delphi). Он транслирует модель данных в объекты MetaBASE и сохраняет их в специализированном словаре данных (Metamodel). Позже этот словарь данных используется как средой разработки Delphi, так и разработанным приложением во время выполнения.

MetaGen также может осуществлять перенос измененных объектов MetaBASE обратно в модель данных. Иными словами, это полноценный инструмент two-way-tool.

Metamodel - объект, который содержит всю информацию об объектах модели данных - сущностях, индексах, атрибутах, доменах и связях. Кроме того, Metamodel содержит расширенные атрибуты типа масок, меток и т.д., которые могут быть изменены в редакторе MetaBASE Editor.. Все объекты модели данных доступны при создании приложения.

MetaBASE Editor- иерархическое окно просмотра метамодели, позволяющее редактировать модель данных, изменять расширенные атрибуты, синхронизировать модели данных в ER-диаграмме и в словаре данных, выбирать интерфейсные элементы для отображения таблиц и полей, выбирать способ доступа к данным (таблица или запрос). Этот редактор метаданных используется в среде разработки в качестве редактора свойств компонент, входящих в комплект поставки MetaBASE (рис.1).

Рис.1. Просмотр и редактирование метаданных с помощью MetaBASE Editor

Библиотека визуальных компонентов MetaBASE, имеющих прямой доступ к словарю данных.. Эти VCL-компоненты существуют в 16-разрядном и 32-разрядном вариантах. Среди них имеются модуль для определения бизнес-правил, осуществляющий связь со словарем данных, наследники стандартных компонент со страниц Data Access и Data Controls, обращающиеся к модели данных во время проектирования и выполнения, а также ряд специфических компонент для отображения данных из связанных таблиц, формулирования и выполнения QBE-запросов, поиска и сортировки по индексам,

Создание приложений с помощью MetaBASE

Разработка информационных систем с помощью MetaBASE отличается от традиционной разработки главным образом почти полным отсутствием написания кода в случаях, когда, казалось бы, это необходимо. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим небольшой пример, основанный на использовании части модели данных и части самих данных из реально выполнявшегося проекта, включающего в качестве одной из задач хранение и обновление списка предприятий одной из отраслей промышленности.

Первым этапом создания информационной системы является анализ предметной области, проектирование на его основе логической схемы будущей базы данных (определение сущностей, атрибутов и связей), создание соответствующей физической схемы и, наконец, генерация объектов базы данных (таблиц, сущностей, атрибутов). Для этой цели используется ERwin (в нашем случае версии 2.6 beta). Центральная сущность Objects1 связана с другими сущностями посредством внешних ключей. Структура модели данных выглядит следующим образом (рис.2):

Рис.2. Структура модели данных, используемой в качестве тестового примера

Соответствующая физическая структура была сгенерирована на сервере Oracle Workgroup Server 7.2 for Windows NT, и в таблицы был занесен тестовый набор данных.

Так как приложение должно иметь доступ к модели данных во время выполнения, следующим шагом является перенос метаданных в словарь данных MetaBASE (рис.3) и создание соответствующих BDE-алиасов (псевдонимов), при этом имя проекта в утилите MetaGen и имя соответствующего алиаса должны совпадать. Для простоты будем хранить словарь данных и саму базу данных под одними тем же псевдонимом.

Рис.3. Управление проектами с помощью MetaGEN

Далее выбираем нужный нам файл ER-диаграммы формата .erx, выбираем BDE-алиас для хранения словаря данных и осуществляем перенос метаданных в созданный словарь данных.

Рис.4. Синхронизация метаданных в ER-диаграмме и в словаре данных

После переноса метаданных можно отредактировать их с помощью MetaBASE Editor (рис.1).

Теперь можно приступить к созданию клиентского приложения. Для этого нужно создать в Delphi новый проект и поместить на пустую форму компонент MetaBaseGS (именно он отвечает за бизнес-правила и связь с метаданными) со страницы MetaBASE палитры компонент.

Далее нужно присвоить свойству DataBaseName в инспекторе объектов Delphi имя соответствующего BDE-алиаса (в нашем случае NUCLEAR), а свойству Connected значение 'true'. С этого момента среде разработки станут доступны метаданные, перенесенные ранее на сервер.После двойного щелчка мышью на этом компоненте появится окно MetaBASE Editor (рис.5).

Для начала создадим броузер для просмотра и редактирования списка предприятий. Для этой цели нажмем в окне MetaBASE Editor кнопки и , что соответствует использованию по умолчанию компонентов TableGS и DBGridGS

Рис.5. Вид MetaBASE Editor как редактора свойств в среде разработки.

Возьмем объект OBJECTS1 и переместим его на нашу форму . На форме появится сетка, отображающая данные из этой таблицы, а также все MetaBASE-компоненты, необходимые для ее функционирования, например, компонент DataSourceGS и компонент TableGS . (рис.6)

Рис.6. Внешний вид формы с "интеллектуальной" сеткой в процессе разработки

После компиляции проекта можно исследовать функционирование полученного приложения. Следует обратить внимание на то, что все поля, имеющие связи с помощью внешнего ключа, отображаются в виде так называемых полей помощи (assist field в терминологии авторов продукта). При нажатии на кнопку с многоточием появляется вспомогательная таблица (assist table), связанная с исходной по данному полю (рис.7).

Рис.7. Автоматическое отображение вспомогательной таблицы, связанной с помощью внешнего ключа с основной, при выборе ключевого атрибута.

Следует отметить, что при разработке приложения можно влиять на внешний вид и состав вспомогательной таблицы.

При необходимости отсортировать таблицу в порядке возрастания или убывания какого-либо атрибута достаточно выбрать раздел Indexes в MetaBASE Editor, выбрать атрибут для сортировки и перенести его на существующую сетку формы (рис.8).

Рис.8. Выбор атрибута для сортировки таблицы

Чтобы помещать поля редактирования на форму, достаточно перенести на форму нужные атрибуты. При этом на форму автоматически будут перенесены метки и единицы измерения величин.

Для управления данными в таблице полезно поместитьна форму компонент DBNavigatorGS и установить свойство DataSource этого компонента равным .dsOBJECTS1. Затем можно скомпилировать приложение (рис.9):

Рис.9. Вид полей редактирования зависит от типа атрибута (например, ключевой атрибут или нет)

Следует отметить, что редактировать данные можно и в таблице, и в полях редактирования, при этом для полей, по которым осуществляется связь с другими таблицами, можно активизировать соответствующие вспомогательные таблицы, а при изменении модели данных изменится и вид таблицы (при этом перекомпилировать приложение не требуется)

Теперь добавим в наше приложение возможности поиска. С этой целью добавим компонент IdxControllerGS на форму и установим свойство DataSource для этого компонента равным равным .dsOBJECTS1. Скомпилируем приложение (рис.10):

Рис.10. Форма приложения с возможностью поиска

При нажатии кнопки поиска появляется диалог поиска, похожий на показанный ниже При этом можно использовать вспомогательные таблицы для облегчения процесса поиска (рис.11).

Рис. 11. Диалог для осуществления поиска с расширенными возможностями.

Теперь попробуем отобразить в приложении связь (master-detail). Для этого нужно из MetaBASE Editor выбрать сущность DEVICE и переместить ее на форму. Для установления связи между таблицами DEVICE и OBJECTS1 возьмем отношение OBJECTS1 сущности DEVICE и поместим его на таблицу OBJECTS1. В этом случае таблица DEVICE будет являться master-таблицей, а OBJECTS1 - detail-таблицей. Далее следует выбрать нужные строки в появившемся диалоге (рис.12):

Рис.12. Выбор невизуальных компонент для установки связи между таблицами.

После компиляции можно убедиться, что таблица OBJECTS1 связана с таблицей DEVICE (рис.13):

Рис.13. Реализация связи master-detail

Теперь создадим проект, основанный на запросах (что более удобно в случае большого объема данных). Для этой цели создадим новый проект и поместим на пустую форму компонент MetaBaseGS. Далее переключим кнопки в окне MetaBASE Editor, выбрав кнопку и кнопку , что соответствует использованию по умолчанию компонента QueryGS

Далее переносим на форму сущность OBJECTS1 и, как и в предыдущем проекте, получаем в результате броузер с данными из этой таблицы. После этого добавим на форму компонент QbeControllerGS (рис.14).

Рис.14. Форма запроса в процессе разработки.

После компиляции проекта получим броузер для таблицы OBJECTS1 (рис.15).

Рис.15. Стандартный вид формы запроса в процессе выполнения приложения

При нажатии на кнопку, в виде которой отображается QbeControllerGS, можно осуществить запрос по образцу с использованием вспомогательных таблиц и выпадающих меню для знаков операций отношения: (рис.16)

Рис.16. Вид формы в режиме запроса по образцу

Отметим, что мы не написали ни одной строки кода, создавая эти приложения, и при этом могли в процессе разработки постоянно модифицировать модель данных, синхронизируя ее с ER-диаграммой.

Некоторые выводы

Итак, на сегодняшний день мы имеем средство, в полной мере использующее открытую архитектуру Delphi, позволяющее эффективно использовать модель данных в клиентских приложениях (в том числе и во время выполнения), экономя силы и время при модернизации и сопровождении информационной системы. Конечно, использование такого средства может иметь некоторые отрицательные последствия. Например, если модель данных хранится на сервере, число обращений к серверу с целью обращения к ней может оказаться достаточно велико. Но, возможно, этот фактор во многих случаях окажется менее важен, чем эффективность разработки и модернизации информационной системы и возможность комплексного использования средств проектирования баз данных, особенно в случае сжатых сроков выполнения проектов.

Задать вопросы о MetaBASE и получить trial-версию этого продукта можно в компании Interface Ltd, авторизованном учебном центре Logic Works и Borland, по телефонам (095)135-55-00, 135-25-19, e-mail: mail@interface.msk.su

Литература.

1. Schoch, G. MetaBASE by gs-soft - Ingneiburo G.Schoch, 1996
2. Henderson, K. Delphi Database Developer's Guide. - SAMS Publishing, 1996
3. Горин C.B., Тандоев А.Ю. Применение CASE-средства ERwin 2.0 для информационного моделирования в системах обработки данных - СУБД, 1996, N 3 c. 26-40

Interface Ltd. (авторизованный учебный центр Logic Works и Borland)
тел./факс (095)135-55-00, 135-25-19, e-mail: mail@interface.msk.su