37
Сейчас есть два типа веб-приложений:
Веб-приложения на основе браузера – написанные в сочетании HTML
и JavaScript, браузерные приложения работают в веб-браузерах. Они не
зависят от платформы, что означает, что можно запускать их на ПК с
Windows, Mac или Linux. Может быть несколько различий в том, как
эти приложения могут отображаться в разных браузерах, но они
незначительны.
Клиентские веб-приложения – хотя им требуется подключение к
Интернету, клиентские приложения не нуждаются в браузере для
запуска. Вместо этого можно установить их на свое устройство
(компьютер или мобильное устройство). Это похоже на архитектуру
клиент/сервер, которую компании использовали до Интернета. Разница
лишь в том, что сервер находится в сети Интернет, а не в локальной
сети. Что касается хранения данных, можно выбрать для хранения
локальную или удаленную базу.
Мобильные приложения.
Мобильные приложения по определению являются программными
приложениями, которые работают на портативных устройствах, таких как
смартфоны и планшеты. Эти приложения доступны для загрузки через порталы,
такие как Google Play Store или Яндекс.Store, и устанавливаются на устройства
пользователей [15].
Существует три типа мобильных приложений, которые можно выбрать:
Нативные приложения – Нативные мобильные приложения
программируются на рекомендованном языке для конкретной
операционной системы. Например, нативные приложения Android
программируются с использованием Java. Эти приложения совместимы
с аппаратным обеспечением и функциями устройства. Они также
быстрее и эффективнее, потому что работают в паре с устройством, для
которого они разработаны. В некоторых случаях эта скорость может
быть результатом их ограниченной потребности в интернет-
соединении. Однако для загрузки обновлений родным приложениям
потребуется разрешение пользователя.
38
Веб-приложения. Мобильные веб-приложения – это веб-сайты,
которые выглядят как собственные приложения. Тем не менее, они
имеют ограниченный доступ к функциям устройства и требуют
разрешения, прежде чем взаимодействовать с ними. Написанные в
HTML 5, в большинстве случаев они требуют запуска собственного
браузера мобильного устройства.
Существует третий тип, который эксперты обычно добавляют в этот
список: гибридные приложения. Эти приложения доступны через
магазин приложений и позволяют пользователям взаимодействовать с
функциями устройства. Однако они полагаются на то, что HTML
отображается в браузере, встроенном в приложение. Хорошим
примером гибридных приложений является приложение Netflix,
которое использует один и тот же код для запуска на настольных и
мобильных устройствах.
В качестве типа приложения предлагается использовать настольное, так
как оно обладает высоким быстродействием, гарантированным и неизменным
интерфейсом, самым высоким временем отклика на действия пользователя. К
тому же оно может легко работать как на отдельной машине, так и в локальной
сети предприятия.
Выбор модели представления данных
Модель базы данных – это теория или спецификация, описывающая
структуру и использование базы данных. Было предложено несколько таких
моделей. Общие модели включают в себя [2]:
Сетевая модель;
Иерархическая модель;
Реляционная модель;
Объектно-ориентированная модель.
Сетевая модель.
Популярность сетевой модели данных совпала с популярностью
иерархической модели данных. Сетевая модель позволила моделировать
отношения «многие ко многим» в данных.
39
Базовая конструкция моделирования данных в сетевой модели – это
заданная конструкция. Набор состоит из типа записи владельца, имени набора и
типа записи участника. Тип записи члена может иметь эту роль в более чем
одном наборе, поэтому поддерживается концепция с несколькими родителями.
Тип записи владельца также может быть членом или владельцем в другом
наборе (рисунок 1.11).
Рис. 1.11. Сетевая модель
Модель данных представляет собой простую сеть, и могут существовать
типы записей связей и пересечений (называемые IDC-записями перекрестков), а
также наборы между ними.
Таким образом, полная сеть отношений представлена несколькими
попарно множествами; в каждом наборе некоторый (один) тип записи является
владельцем (в конце стрелки сети), а один или несколько типов записей
являются членами (в начале стрелки отношения). Обычно набор определяет
соотношение 1: M, хотя 1: 1 разрешено. Сетевая модель основана на
математической теории множеств.
Иерархическая модель.
Иерархическая модель данных организует данные в древовидную
структуру. Существует иерархия родительских и дочерних сегментов данных.
Эта структура подразумевает, что запись может иметь повторяющуюся
информацию, как правило, в дочерних сегментах данных (рисунок 1.12).
Рис. 1.12. Иерархическая модель
Данные в серии записей, к которым прикреплен набор значений полей. Он
собирает все экземпляры определенной записи вместе как тип записи. Эти типы
записей являются эквивалентами таблиц в реляционной модели, а отдельные
записи являются эквивалентами строк. Для создания связей между этими типами
40
записей в иерархической модели используются родительские и дочерние
отношения. Это отображение 1: N между типами записей. Оно делается с
помощью деревьев, таких как теория множеств, используемая в реляционной
модели, «заимствованной» из математики.
В иерархической базе данных родительско-дочерние отношения один ко
многим. Это ограничивает дочерний сегмент только одним родительским
сегментом. Иерархические СУБД были популярны с конца 1960-х годов, с
появлением СУБД IBM Information Management System (IMS), вплоть до 1970-х
годов.
Реляционная модель.
Реляционная база данных позволяет определять структуры данных,
операции хранения и поиска и ограничения целостности. В такой базе данных
данные и связи между ними организованы в виде таблиц. Таблица представляет
собой набор записей, и каждая запись в таблице содержит одинаковые поля
(рисунок 1.13).
Рис. 1.13. Реляционная модель
Свойства реляционных таблиц:
значения являются атомарными;
каждая строка уникальна;
значения столбцов одного вида;
последовательность столбцов незначительна;
последовательность строк незначительна;
каждый столбец имеет уникальное имя.
Некоторые поля могут быть обозначены как ключи, что означает, что при
поиске конкретных значений этого поля будет использоваться индексация для
их ускорения. Если поля в двух разных таблицах принимают значения из одного
41
и того же набора, можно выполнить операцию соединения, чтобы выбрать
связанные записи в этих двух таблицах путем сопоставления значений в этих
полях. Часто, но не всегда, поля будут иметь одинаковые имена в обеих
таблицах. Эта модель базы данных основана на реляционной алгебре.
Объектно-ориентированная модель.
Объектные СУБД добавляют функциональность базы данных к языкам
объектного программирования. Объектные СУБД расширяют семантику
объектных языков программирования C++, Smalltalk и Java, обеспечивая
полнофункциональные возможности программирования баз данных, сохраняя
совместимость с родным языком (рисунок 1.14).
Рис. 1.14. Объектно-ориентированная модель
Основным преимуществом этого подхода является объединение
разработки приложений и баз данных в единую модель данных и языковую
среду. В результате приложения требуют меньше кода, используют более
естественное моделирование данных, а базы кода проще в обслуживании.
Разработчики объектов могут написать законченные приложения базы данных с
небольшим количеством дополнительных усилий.
В отличие от реляционных СУБД, где сложная структура данных должна
быть выровнена для размещения в таблицах или объединена из этих таблиц для
формирования структуры в памяти, объектные СУБД не имеют никаких
накладных расходов на производительность для хранения или извлечения сети
или иерархии взаимосвязанных объектов. Такое взаимно-однозначное
сопоставление объектов языка объектного программирования с объектами базы
данных имеет два преимущества по сравнению с другими подходами к
хранению: оно обеспечивает более высокую производительность управления
42
объектами и позволяет лучше управлять сложными взаимосвязями между
объектами. Это делает объектные СУБД более подходящими для поддержки
приложений, таких как системы анализа рисков финансового портфеля,
приложения телекоммуникационных услуг, структуры документов всемирной
паутины, системы проектирования и производства, а также системы учета
больничных пациентов, которые имеют сложные взаимосвязи между данными.
В качестве модели представления данных для проектируемого
приложения учета торговых операций предлагается реляционная, потому что она
хорошо описывает предметную область, поддерживается большинством
современных СУБД, проста и понятна в разработке и использовании.
Выбор типа классификаторов в приложении
Можно выделить такие типы возможных классификаторов:
межгосударственные;
государственные;
отраслевые;
локальные.
В качестве типа классификаторов для проектируемого приложения учета
торговых операций предлагается локальные, которыми будут являться
идентификаторы записей в таблицах, а также отраслевые, которыми могут
выступать бренды и/или артикулы товаров.
1.4.2. Обоснование проектных решений по программному
обеспечению
В данном пункте надо выбрать язык проектирования приложения, среду
разработки, а также систему управления базой данных.
Рассмотрим такие языки программирования [3,6,9,13,14]: Java, С, Python,
C++, Visual Basic .NET, C#, JavaScript, Delphi/Object Pascal, Ruby, Swift, Go, Perl,
R, Scala, Rust.
В обзоре представим такие критерии, как: популярность, простота
обучения, варианты использования.
Язык Java
Параметры:
43
популярность:
o очень высокая;
простота обучения:
o от среднего до сложного;
варианты использования:
o общее назначение;
o веб-приложения;
o мобильные приложения;
o встроенные системы.
Java является популярным универсальным языком и средой разработки
приложений. Он был представлен в 1991 году Sun Microsystems как
высокоуровневый, компилируемый язык с функцией управления памятью.
Синтаксис Java похож на C/C++, с фигурными скобками для замыканий и
точек с запятой в конце операторов. Автоматическое управление памятью – одна
из функций, которые сделали Java столь популярной сразу после ее
первоначального выпуска. До появления Java доминировали языки, которые
требовали ручного управления памятью, такие как C и C++. Ручное выделение
памяти утомительно и подвержено ошибкам, поэтому Java была названа важным
шагом вперед для разработчиков приложений.
Перспективой Java, помимо управления памятью, была ее
кроссплатформенность. Это было представлено как «пиши один раз, используй
где угодно». Виртуальная машина Java (JVM) запускает байт-код Java, который
скомпилирован из языка Java. JVM доступна для большинства основных
операционных систем, включая Linux, Mac и Windows. Программа, написанная
на Java, может работать на любой платформе с совместимой JVM.
Java используется для бизнеса, веб и мобильных приложений. Это родной
язык для ОС Android от Google. Java также поддерживает миллионы
телевизионных приставок и встроенных устройств. Навыки разработки Java
высоко ценятся.
Язык С
Параметры:
популярность:
44
o средняя;
легкость обучения:
o умеренная;
варианты использования:
o системы общего назначения;
o встроенные системы;
o аппаратные драйверы;
o локальные приложения.
До появления Java C был доминирующим языком высокого уровня.
Впервые он был представлен в 1972 году. Первые версии Unix, написанные на
языке ассемблера, были перенесены на C. Затем он использовался при
разработке других ранних операционных систем, включая IBM System/370.
«C» имеет долгую историю разработки на старых системах с более
медленными процессорами и небольшим объемом памяти. Программы,
написанные на C, должны были очень эффективными, поэтому C имеет
репутацию высокой производительности в тех случаях, когда скорость имеет
значение.
«C» по-прежнему очень популярен благодаря использованию в разработке
систем, включая операционные системы, встроенные устройства и в качестве
встроенного программного обеспечения. Стандартная библиотека C была
портирована на многие платформы, поэтому она жизнеспособна во многих
случаях использования. Однако низкоуровневое системное программирование,
для которого оно обычно используется, является более специализированным
навыком, чем общее прикладное программирование. Это объясняет, почему
второй по популярности язык в индексе TIOBE имеет относительно мало
сообщений о вакансиях по сравнению с другими языками.
Язык Python
популярность:
o очень высокая;
простота обучения:
o легко изучить;
варианты использования:
45
o системы общего назначения;
o веб-приложения
o искусственный интеллект
Python – это относительно новый интерпретируемый язык
программирования, впервые представленный в 1989 году. Это
интерпретируемый язык, который поддерживает автоматическое управление
памятью и объектно-ориентированное программирование.
Python очень популярен для программирования систем общего
назначения, включая веб-приложения. Недавно он стал известен благодаря
специальному использованию в приложениях искусственного интеллекта.
Язык C++
Параметры:
популярность:
o высокая;
простота обучения:
o умеренная;
варианты использования:
o системы общего назначения;
o локальные приложения;
o веб-сервисы.
C++ расширяет C объектно-ориентированными возможностями. C++ был
разработан для переноса функций из старых языков на более быстрые и более
мощные платформы.
C++ занимает ту же область на рынке, что и C, включая системное
программирование и низкоуровневую разработку оборудования. За прошедшие
годы стандартные библиотеки и спецификации C++ значительно расширились,
что привело к критике за то, что он стал слишком сложным и трудным для
изучения. Однако наличие большого количества библиотек, высокая скосроть
работы и поддержка большим сообществом разработчиков делают C++ очень
популярным.
Язык Visual Basic .NET
Параметры:
46
популярность:
o низкая;
легкость обучения:
o умеренная;
варианты использования:
o системы общего назначения;
o веб-приложения;
o локальные приложения.
Visual Basic.NET (VB.NET) – это реализация Microsoft языка Visual Basic,
который компилируется в .NET Intermediate Language. Это позволяет
разработчикам писать приложения .NET с использованием Visual Basic.
Приложения, написанные на VB.NET, более или менее так же эффективны, как и
любые другие.
Тем не мение, VB.NET никогда не был очень популярен для бизнес-
приложений. Разработчики приложений предпочитали C, C++ и C#.
Большинство приложений, написанных на VB.NET, как правило, считаются
«устаревшими» приложениями, предназначенными для вывода из эксплуатации
или перепроектирования.
Язык C#
Параметры:
популярность:
o высокая;
легкость обучения:
o умеренная;
варианты использования:
o системы общего назначения;
o веб-приложения;
o локальные приложения.
C# был разработан и представлен Microsoft в 2000 году вместе с общей
платформой .NET Framework. Синтаксически C# очень похож на Java и C/C++.
Это компилируемый объектно-ориентированный язык, который компилируется
в .NET Intermediate Language. Первоначально C# использовался для Microsoft-