16
4. Управление информационными ресурсами.
5. Служебные функции, обеспечивающие связь выше
перечисленных.
Рисунок 1 - Модель клиент-сервер
Презентационная логика
Презентационная логика – часть приложения, определяющая внешний
облик программы, то, что видит пользователь, когда пользуется приложением.
Сюда относятся все интерфейсы, видимые пользователем в момент
использования приложения.[13] (справочная информация, процесс передачи
или приема информации, запрошенная им информация, вводимая им
информация). Основными задачами презентационной логики являются:
1. Формирование экранных изображений.
2. Чтение и запись в экранные формы информации.
3. Управление экраном.
4. Обработка движений курсора и визуальное функционирование
клавиш клавиатуры.
Бизнес логика
Бизнес логика – это логика самого приложения. Это функциональный
код, в который входят все алгоритмы решения задач. Как правило, этот код
пишется с использованием языков программирования.
Логика базы данных
17
Логика базы данных – это та часть программы, которая отвечает
непосредственно за обработку данных приложения.
Процесс управления данными
Процесс управления данными – это часть программы, с помощью
которой обеспечивается хранение и управления базами данных.
Также для распределения указанных функций используются модели с
двумя уровнями:
1. Модель удаленного управления данными (файлового сервера).
2. Модель удаленного доступа к данным.
Положительными чертами модели файлового сервера являются:
разделение монопольного приложения на два взаимодействующих процесса,
что дает возможность серверу обслуживать множество клиентов.
Отрицательными качествами такого подхода являются: высокий сетевой
трафик, узкий спектр операций манипулирования с данными, отсутствие
адекватных средств безопасности доступа к данным.[37]
В моделях удаленного доступа, в отличии от моделях файлового
сервера, базы данных хранятся на сервере. На сервера также находится и само
ядро СУБД.
Положительными чертами являются: сервер базы данных полностью
загружается операциями обработки данных, резко уменьшается загрузка сети.
Отрицательными качествами являются: запросы на языке SQL при
интенсивной работе могут загружать сеть, сервер в данной модели играет
пассивную роль, поэтому всё управление информационными ресурсами
выполняется на клиенте.
Объектно-ориентированные базы данных появились вследствие
необходимости разработки сложных прикладных систем, а существующие на
тот момент базы данных не устраивали разработчиков. Большое значение
оказали и объектно-ориентированные языки программирования, но
наибольшее влияние на создание объектно-ориентированные базы данных
18
оказали работы в области реляционных объектно-ориентированных баз
данных.[10]
Основные отличия между структурными и объектно-ориентированными
базами данных заключаются в способе декомпозиции системы.
Декомпозиция – научный метод, использующий структуру проблемы
(задачи) и позволяющий заменить решение большой задачи за раз,
множеством решений меньших задач, более простых.
Объектно-ориентированный подход использует объектную
декомпозицию, благодаря чему, поведение системы описывается в терминах
обмена сообщениями между объектами, а статическая структура системы
описывается в значениях и связях между ними.[29]
Объектно-ориентированный подход существует на следующих идеях:
1. Объект и идентификатор объекта.
2. Атрибуты и методы.
3. Классы.
4. Иерархия и наследование классов.
Основная концепция объектно-ориентированных баз данных
заключается в том, что каждый объект, при создании, получает уникальный
идентификатор, который не меняется при изменении состояния объекта.
Каждый объект имеет набор значений атрибутов (состояние) и набор методов,
позволяющий работать с его набором значений атрибутов (поведение).
Значение атрибута, какого либо объекта, тоже является объектом или набором
объектов. Состояние и поведение объекта изолированы в самом объекте,
любые действия между объектами, производятся с помощью выполнения тех
или иных методов.[2]
Специфичность использования объектно-ориентированного подхода для
организации и управления базами данных, выразила необходимость более
точного толкования классических идей и их расширения. Необходимость
такого подхода заключается в потребностях долговременного хранения
19
данных во внешней памяти. Выделяют три точки зрения, которые необходимы
в объектно-ориентированных базах данных.[5]
Первая точка зрения заключается в том, что при определения класса,
имеется потребность в спецификации знаний.
Вторая точка зрения заключается в необходимости механизма
определения разного рода семантических связей между всеми объектами
разных классов.
Третья точка зрения заключается в пересмотре понятий класса, как
такового. Если говорить с точки зрения объектно-ориентированный баз
данных, то удобнее рассматривать класс, как множество объектов данного
типа.
После выше сказанного, стоит подвести итоги преимуществ и
недостатков при использовании систем управления объектно-
ориентированных баз данных с объектно-ориентированным
программированием.
Преимущества:
1. Объекты могут хранить произвольное количество простых типов и
других объектов.
Поэтому можно использовать модель данных, как единый родительский
класс, содержащий множество дочерних классов, которые в свою очередь
содержат свое множество дочерних классов. Объект является наилучшей
моделью отображения реального мира. Вследствие чего, система управления
объектно-ориентированными базами данных наилучшим способом подходит
для обработки комплексных, сложно взаимосвязанных данных.
2. Данные в реальном мире обычно имеют иерархические
характеристики, следовательно, описать их будет проще;
3. Для доступа к данным не обязателен отдельный язык запросов,
поскольку доступ происходит непосредственно к объектам.
20
Большим недостатком является их тесная связь с применяемым языком
программирования. Если в объектно-ориентированную базу данных будет
помещен Java-объект, то интерес он будет представлять только для
приложений, написанных на Java
Для создания коммуникационной среды для компании, знания в области
одних баз данных было не достаточно, в связи с чем, необходимо было
изучить литературу, связанную с объектно-ориентированным
программированием.
1.3 Развитие объектно-ориентированного программирования
Прежде чем рассказывать про объектно-ориентированные языки
программирования, хотелось акцентировать внимание на теоретическом
аспекте понимания развития программирования в целом. Как развивалась
данная сфера деятельности, привнесшая нам огромное количество
приложений, влияющих на повседневную жизнь почти каждого человека
современного общества. Сегодня, в XXI веке, нужно, как никогда, понимать,
как быстро развивается общество в целом. То, что казалось мечтами и
вымыслом десять-двадцать лет назад, сегодня является реальностью. Исходя
из выше сказанного, предлагаю проследить период развития такой отрасли,
как программирование.
Первые эксперименты, которые можно считать программированием,
относительно сегодняшнего понимания этого слова и отрасли в целом, к 50-
ым годам XX века. Именно в тот период программирование стало развиваться,
как отрасль. В течение почти 70-ти лет, буквально на наших глазах
кардинально изменился круг задач, которые способно анализировать и решать
программное обеспечение. Отношение разработчиков по отношению методов
работы изменились в меньшей степени. Одни из главных факторов развития
стали такие факторы как: социальные и экономические, поскольку именно
21
они, в большей степени, повлияли на адаптацию отрасли к своевременному и
современному укладу мира и, дав возможность выпускать передовое
программное обеспечение.[6]
Исходя из выше сказанного, предлагаю чуть подробнее рассмотреть
историю побед и неудач данной отрасли в разных временных промежутках её
развития.
Начало пути программирования, как современной отрасли развития
технического прогресса, началась примерно с 1950 года XX века. Как заведено
в нашем мире, первые программируемые компьютеры использовались в
военной отрасли. Такие устройства использовались для большого количества,
разносторонних задач, таких как: вычисление траекторий падения бомб,
дешифровки и шифровки информационных данных и т.д. Во многом,
благодаря войне, военные разработки получают наибольшее развитие, что в
конечном итоге благотворно влияет на гражданские технологии и условия в
целом. В то время, «компьютер» представлял собой большое количество
устройств, передающее следующему определенную часть вычисления общей
задачи. [12]
После войны компьютеры стали применяться для решения серьезных
математических задач, и первыми программистами были люди, задача
которых сводилась к выводу уравнений. Математики и физики разрабатывали
алгоритмы, подробную документацию, анализировали. Это был единственный
период в истории, когда к задачам программирования подходили настолько
методично.
Конечно, относительно сегодняшних задач и проблем, в такой отрасли,
как программирование, проблемы первопроходцев были не столь сложными,
как казалось в то время. Но и технологии не были развиты в то время, как
сейчас. В то время, в программировании применялись только
стандартные/базовые команды и операции над данными, операционных
22
систем содержащих в себе тысячи встроенных функций тогда не
существовало.[27]
Подведя небольшой итог 50-ых годов, можно сказать, что
талантливейшие люди того времени, решали задачи и проблемы, в
относительно не сложных программных средах.
К концу 50-ых годов, началу 60-ых, компьютеров было относительно
мало, а программирование набирало обороты. В различных университетах
того времени, появлялись новые направления в отрасли программирования,
способствуя росту производства аппаратного обеспечения.[23,31]
Во многом благодаря росту специалистов в области программирования и
смежных ей отраслей, компьютеры стали эффективней и задачи, которые они
могли анализировать и выполнять, стали в значительной степени сложнее.
В 60-ые годы, отсутствовали персональные средства компиляции, что
делало компиляцию не лёгким делом. Компилятор на компьютере того
времени, обычно находился далеко от рабочего места программиста и
настолько сильно был загружен, что место для работы, нужно было
резервировать заранее. Так же стоит сказать, что компиляторы того времени,
были очень восприимчивы к синтаксису и к ошибкам в конструкции языков
программирования.
Однако, из-за таких усеченных с сегодняшней точки зрения машин,
ошибок было минимальное количество. Поскольку желающих что либо
сделать было много, а ресурсов на всех не хватало, приходилось тщательнее
проверять свою работу, на предмет несогласованности типов данных и других
ошибок, что делало конечный продукт стабильнее в работе.
70-ые годы принесли с собой персональные компьютеры, что сняло
такие жесткие ограничения на нехватку машин. Персональные компьютеры
стали доступнее для общества, теперь не только военные, ученые и
профессора могли иметь доступ к машинам, но и все остальные. Никому
больше не нужно было неделями ждать своей очереди, для возможности
23
воспользоваться машиной. Компилятор можно было запустить в любое время,
когда нужна была проверка, долгая и кропотливая проверка ошибок на бумаге
осталось в прошлом.
Конечно изменилась и сложность самих программ, которые могли и
писали программисты того времени, но также из-за меньшего внимания к
деталям, вследствие появления личных компиляторов, стало сдавать и
качество итоговой продукции.
Проблемой 70-хы годов так же стал наплыв программистов, которые не
обладали большим объемом знаний в этой сфере, поскольку спроса было
больше, чем кадров действительно понимающих в этой отрасли. Что привело
к тому, что времени на отладку и проверку созданных продуктов, почти не
оставалось. В то время появились такая профессия, как тестировщики,
которые и занимались тестированием продуктов работы программистов.[11]
Многие программисты современности, не хотят, как-либо связываться с
кодом 70-ых годов, говоря, что он запутан, с ним сложно работать. Чужой код
всегда сложнее понять, а любая ошибка, которую не нашло тестирование,
может непредсказуемо повлиять на состояние и работоспособность продукта в
целом.
70-ые годы, так же внесли новые веяния в виде показателей
«качественности» кода, именуемые метриками. Правда реализация такого
метода, была не на сильно высоком уровне. Вся идея метриков строилась на
подсчете количества используемых циклов, условных выражений, массивов и
т.д., что давало оценку сложности кода, а не корректности его написания.
Подводя итог 70-ых годов, к сожалению, приходится говорить о том, что
это было время, считавшее, что сложный и не качественный код, был лучше,
чем относительно простой, но «максимально» оптимизированный.
Переходя к 80-ым годам XX века, важно упомянуть, что 80-ые стали
своеобразным возвращением старого подхода к программированию.
24
Появились такие инструменты программирования, как: CASE (computer aided
software engineering) и формальные методы.[16]
Основной задачей CASE была в предоставлении разработчику
разнообразных вспомогательных средств/инструментов. В состав таких
средств, входили: редактор, компилятор, отладчик. Такой подход позволил
создать языки программирования четвертого поколения (4GL), один из таких
представителей, является Visual Basic. Конечно, подход к программированию
стал проще, инструментарии сильно упрощали и помогали разработчикам
создавать свои проекты, но широкой популярности он не завоевал.
Формальные методы, позволили использовать такие методики, как:
сокрытие информации, структурное программирование, поэтапное улучшение.
Данные методики сразу стали популярными и часто применяются и в наше
время. Однако у таких методов есть большой изъян, данные методы диктуют
единый метод создания программ и отход от пути почти что не допустим. Они
очень узкоспециализированы и их сложно исполнять, а также они довольно
ресурсоемки. Также формальные методы позволили систематизировать
руководство разработкой и изменить отношение к требованиям
программирования в целом.
Следующий прорыв в области качества программного обеспечения
пришел в 90-ых годах и именовался «совершенствование процесса разработки
программ». Основным принципом которой, было утверждение: создание
программного обеспечения – это задача управления, в которой можно
применять соответствующие процедуры управления данными, процессами и
практическими методами, с целью создания идеально/максимально
оптимального решения задачи. Этот процесс позволял программистам
управлять разработкой программного обеспечения лично, что в конечном
итоге, способствовало улучшению качества продукта.
Однако разработка – это техническая задача и хороший специалист,
может создать проект и без пособия, а вот неквалифицированный не сможет
25
создать проект, путь даже по близкому к идеальному руководству. Усугубило
все еще и значительный скачек в развитии вычислительной технике. Новые
операционные системы сильно оставили позади старые по функциональности.
В связи с чем, все знания, накопленные на старых системах стали, в миг,
устаревшими. На свет появились новые языки программирования, теперь
снова приходилось учить программированию «заново». Новые API для:
коммуникации, защиты, распределения вычислений и Web поставили
разработчиков перед фактом, что нужно снова учиться, постигать новые,
неизведанные знания и следование конкретным стандартам в процессе
разработки стали под вопросом.[2]
С появлением операционной системы Windows, начались новые
проблемы, на этот раз, связанных с крайне не простым выбором. Теперь выбор
стоял между мощным языком C++, который требовал специальных знаний и
относительно простым, но сильно ограниченным языком Visual Basic. Мир
перешёл в новую эру информатизации и компьютеризации и с каждым годом
это веяние только усугубляется. Все больше и больше отраслей уходит в
компьютеризацию, все информационные источники переходят в электронный
формат. И возникает новая проблема. Появляются все более сложные задачи,
связанные с информатизацией общества и ставящие скорость и надежность
разрабатываемых программ на новый уровень. Компьютерная индустрия
ответила объектно-ориентированным методом программирования.
Подводя краткий итог, хотелось акцентировать внимание, на
плодотворных работах над созданием мощных сред разработки 90-ых годов.
В 1991 году, компания Microsoft выпустила первую версию Visual Basic.
К концу 1995 года, компания Sun Microsystem вывела на рынок новый проект,
в виде объектно-ориентированного языка программирования Java. В тоже
время, Фортран 95 стал объектно-ориентированным языком
программирования. В конце 1995 года, фирма Borland выпускает
революционное, на тот момент, средство объектно-ориентированной