Карачаево – Черкесский государственный университет

им. У.Д.Алиева, г. Карачаевск

Современный уровень развития общества, требует высоко образованных специалистов, людей творческих, способных к свободному мышлению. Это ставит перед современным вузом задачу выработать методы для развития такой конкурентно способной личности. В последние десятилетия это задача успешно решается с помощью разработки и внедрения в образовательный процесс различных информационных технологии.

Базы данных – это уже достаточно хорошо проработанная научная дисциплина. Существует множество, в том числе и фундаментальных работ и учебников (на материал которых авторы опирались при подготовке этой статьи и убедительно рекомендуют их тем, кто серьезно интересуется этой проблематикой), среди которых необходимо выделить такие монографии, как «Организация баз данных в вычислительных системах  Дж. Мартина, «Введение в системы баз данных» К. Дейта, «Алгоритмы и структуры данных» Н. Вирта, «SQL» Дж. Гроффа и П. Вайнберга.

Для успешной реализации этих задач нами сделана попытка раскрыть смысл основных понятии.

Банк данных является разновидностью ИС, в которой реализованы функции централизованного хранения и накопления обрабатываемой информации, организованной в одну или несколько баз данных.

Банк данных (БнД) в общем случае состоит из следующих компонентов: базы (нескольких баз) данных, системы управления базами данных, словаря данных, администратора, вычислительной системы и обслуживающего пер­сонала.

База данных (БД) представляет собой совокупность специальным образом организованных данных, хранимых в памяти вычислительной системы и отображающих состояние объектов и их взаимосвязей в рассматриваемой предметной области.

Дальнейшее развитие технологий Интернета и СУБД предоставляет до­полнительные возможности по использованию информационных ресурсов сети Интернет. Одним из способов электронного представления данных во всемирной сети является публикация баз данных в Интернете, позволяющая размещать информацию из баз данных на WеЬ-страницах сети. Публикация баз данных в Интернете может потребоваться для решения перечисленных ниже задач, возникающих перед разработчиками программ­ного обеспечения всемирной сети.

Размещение информации из БД во всемирной сети стало возможным в связи с развитием технологий Интернета.

Цель данной работы – совершенствование знаний для публикации баз данных в интернет.

Это  потребовала решения ряда конкретных задач;

  • Организация взаимосвязи СУБД, работающих на различных платформах. Существует множество информационных систем работающих на различных платформах. Задачи организации их взаимодействия могут возникать при обеспечении различных видов информационного обмена между этими системами.
  • Построение информационных систем в сети Интернет на основе много­уровневой архитектуры БД. Архитектура таких систем включает допол­нительный уровень (WеЬ-сервер с модулями расширения серверной части), реализующий возможность информационного обмена и публикации БД в глобальной сети.
  • Построение локальных интернет-сетей на основе технологии публикации БД в Интернете. При этом локальные сети строятся на принципах Интернета с наличием при необходимости выхода в глобальную сеть.
  • Использование в Интернете информации из существующих локальных сетевых баз  данных.   Эти задачи возникают  при необходимости  опуб­ликования в глобальной сети информации из локальных сетей Интернет.
  • Применение БД для упорядочивания, каталогизирования информации. Ог­ромный объем информации,  представленной  в  Интернете,  не  обладает требуемой степенью структурированности, что делает весьма сложным и долгим процесс поиска необходимой информации.
  • Применение языка SQL для поиска необходимой информации в БД.
  • Использование средств СУБД  для  обеспечения  безопасности  данных, разграничения доступа и управления транзакциями при создании Интернет-магазинов, защищенных информационных систем и т. д.
  • Стандартизация пользовательского интерфейса   на   основе   применения обозревателей Web с типовым внешним видом и типовой реакцией на действия пользователя.
  • Использование обозревателя Web в качестве дешевой клиентской про­граммы для доступа к БД.

В Интернете вся информация размещается на Web – страницах, написанных на языке HTML (в этом случае имеем HTML – страницы) или его расширениях, таких как DHTML (Dynamic HTML — динамический HTML) и ХМL (extensible Магкuр Language — расширяемый язык разметки). В содержимое Web-страницы может входить текстовая информация, ссылки на другие WеЬ-страницы, графические изображения, аудио-, видеоинформация и другие данные. Эти страницы хранятся на Web-сервере.

Для доступа к Web-страницам используются специальные клиентские про­граммы — обозреватели Web (программы просмотра, или браузеры — от англ. browser), находящиеся на компьютерах пользователей Интернета. Обозреватель формирует запрос на получение требуемой страницы или другого ресурса с помощью специального адреса URL(Universal Resource Locator — универсальный указатель ресурса). Этот адрес определяет тип протокола для передачи этого ресурса, имя домена, используемое для доступа к требуемому Web-узлу, номер порта (порт — логический канал связи, номера определяются стандартами Интернета), локальный путь к файлу и дополнительные аргументы.[7]

В функции Web-обозревателя входит отображение Web-страниц, которые формирует Web-сервер. При этом Web-обозреватель устанавливает соединение с требуемым Web-узлом, используя протокол передачи данных НТТР.

Для расширения возможностей клиентской части (обозревателя) и серверной части создаются программы расширения обозревателя и сервера. При организации такого взаимодействия могут использоваться следующие средства:

  • сценарии, подготовленные на различных языках  сценариев  (JavaScript, JScript VBScript) и вставленные в обычный Web-документ; • апплеты и сервлеты Java;
  • элементы управления ActiveX
  • консольные ехе-программы, реализованные с использованием интерфейса СGI;
  • ехе-программы, реализованные с использованием интерфейса WinCGI;
    •динамические библиотеки, реализованные с использованием интерфейса
    ISAPI;
  • динамические страницы IDС/НТХ;
  • активные серверные страницы АSР;
  • персональные домашние страницы РНР.

Дадим краткую характеристику каждого из названных средств.

Сценарии JavaScript, Jscript и VBScript

Сценарии, написанные на языках JavaScript, JScript или VBScript, используют для динамического управления интерфейсными объектами (компонентами) Web-документа. Эти языки являются языками интерпретируемого типа (код выполняется в процессе интерпретации). Интерпретация и выполнение сценариев осуществляется обозревателем или сервером. Сценарии являются расширением языка НТМL и могут включаться в тело Web-документа. Заданная часть сценария может исполняться во время загрузки Web-доку-мента, а часть сценария, реализованная, как правило, в виде функции, может выполняться в ответ на действия пользователя. Использование того или иного языка сценариев определяется типом применяемого обозревателя JavaScript представляет собой объектно-ориентированный язык с С – подобным синтаксисом. Сценарии на языке JavaScript используются в обо­зревателе Netscape Navigator, а сценарии на языке JScript используются в обозревателе Internet Ехр1огег. Лексика и синтаксис этих языков практически идентичны, отличия заключаются в используемых объектных моделях обозревателей (совокупностях элементов, их атрибутов и событий Web-документа). В обозревателе Internet Ехр1огег дополнительно поддерживается язык сценариев VBScript, по возможностям функционально эквивалентный языку JScript, но более простой в освоении. Этот язык наиболее часто используется программистами, имеющими опыт работы с Microsoft Visual Basic.

Сценарии могут применяться как расширение обозревателя (клиентское расширение) или как расширение сервера. В случае клиентского расширения сценарии находятся в Web-документе и применяются для создания ди­намических эффектов при просмотре Web-страницы. На стороне сервера сце­нарии используются при динамическом создании Web-документов в ответ на запрос пользователя. Для уменьшения нагрузки на Web-сервер часть функ­ций, связанных с предварительной обработкой запросов и введенных данных, целесообразно выполнять на стороне клиента (в Web-обозревателе). В этом случае выделяют активность на стороне клиента. Клиентская активность может быть осуществлена и другими средствами (апплеты Java, элементы управления АсtiveХ).

Элементы управления АсtiveХ представляют вид модулей расширения, который может использоваться на стороне клиента или на стороне сервера. Они реализуются с помощью динамических библиотек DLL и могут быть встроены в Web-документ как дополнительные интерфейсные элементы. Механизм работы элементов управления АсtiveХ позволяет из программного кода этих объектов получать неограниченный доступ к локальным ресурсам компьютера пользователя. Из элемента управления АсtiveХ имеется возможность передавать на сервер любую информацию с компьютера пользователя. Поэтому использование этих элементов на стороне клиента не всегда оправдано в сети Интернет с точки зрения обеспечения безопасности данных.

В коде объектов АсtiveХ имеется потенциальная возможность наличия вируса. Если загрузить такой объект, то компьютеру клиента в принципе мо­жет быть причинен вред. Для частичного устранения этого недостатка компания Microsoft добавляет в свои коды цифровую подпись (signing), которая обозначает, что данный объект создан надежной компанией. При этом обо­зреватель Internet Ехр1огег, используя такой объект, выдает предупреждаю­щее сообщение с предоставлением возможности пользователю отменить выполнение кода этого объекта. Этот механизм предназначен для идентифи­кации модулей АсtiveХ и не устраняет возможность заражения вирусом ком­пьютеров пользователей, использующих объекты АсtiveХ. Кроме того, при загрузке текущей Web-страницы, если на ней используются новые элементы управления АсtiveХ, для их активизации требуется сначала их скачать и установить. А это нарушает принцип универсальности обозревателя. По этим причинам более предпочтительно использовать элементы управления АсtiveХ на стороне сервера для наращивания его воз­можностей.

Апплеты Javа применяются для создания динамически формируемого интерфейса пользователя. Язык Javа является объектно-ориентированным языком с синтаксисом, похожим на синтаксис языка С++. Однако возможно­сти языка Javа по доступу к локальным ресурсам пользователей сильно уре­заны, что делает его безопасным для использования в сети. Апплеты предназ­начены для выполнения на любых платформах. Их код интерпретируется виртуальной Javа -машиной, входящей в состав обозревателя. Использование такого механизма гарантирует целостность локальных данных пользователей. Для использования апплета на Web-странице применяется специальный тег, позволяющий вставлять объект-апплет в любое место Web-документа. Сервлеты, в отличие от апплетов, выполняются на стороне сервера и служат для обработки запросов от обозревателя. [1]

Для создания модулей расширения Web-сервера могут использоваться интерфейсы СGI (Соmmon Gateway Interface— общий шлюзовой интерфейс) или интерфейсы программирования АРI (Аррlication Program Interface — ин­терфейс прикладного программирования).

Интерфейс СG1 является стандартным протоколом взаимодействия между Web-сервером и модулями расширения, которые могут применяться для выполнения дополнительных функций, не поддерживаемых сервером. Например, такие модули используются для обработки получаемой от пользователя информации, для динамического формирования Web-документа, публикации БД на Web-странице и т. д.

Интерфейсу СG1 соответствуют обычные консольные приложения операционной системы DOS. Обмен информацией между сервером и мо­дулем расширения осуществляется с помощью стандартного потокового ввода/вывода, передача управляющих параметров организуется через переменные окружения операционной системы или через параметры URL-адреса модуля расширения. В качестве стандартных устройств ввода и вы­вода в среде DOS по умолчанию используются клавиатура и терминал (мо­нитор) соответственно. В этом случае вывод на стандартное устройство перенаправляют в буфер, из которого данные с помощью протокола НТТР отправляются Web-обозревателю.

Для запуска модуля расширения достаточно задать его URL-адрес в строке адреса обозревателя и начать загрузку документа. При получении запроса обозревателя к СG1-приложению сервер запускает это приложение и переда­ет ему данные из командной строки запроса. СG1-приложение формирует ответ и помещает его в выходной поток (на стандартном устройстве вывода), затем сервер посылает этот ответ с использованием протокола НТТР обратно обозревателю. В случае параллельной обработки нескольких запросов сервер запускает отдельный процесс для обработки каждого запроса. Причем для каждого процесса создается копия модуля расширения в памяти компьютера, на котором находится Web-сервер. Поэтому недостатками этого протокола является невысокая скорость обработки запросов и повышенная загрузка Web-сервера.

Существует адаптированный вариант общего интерфейса для среды Windows  3.1 — WinCGI. Этот интерфейс отличается от интерфейса СG1 тем, что управляющие параметры передаются через INI-файл, а входной и выходной потоки данных перенаправлены в специальные файлы. В остальном ме­ханизм взаимодействия с сервером аналогичен механизму, используемому интерфейсом СG1.

Используется также интерфейс FastСG1, который близок к интерфейсу СG1, но в то же время обладает преимуществами интерфейсов ISAPI/NSAPI (рассмотрены ниже). Приложения, написанные в соответствии с ним, запускаются как отдельные изолированные процессы, но являются постоянно активными и не завершаются после обращения к данным, как СG1-сценарии.

Более перспективными являются интерфейсы ISAPI/NSAPI (Internet Server API/Netscape Server АР1), разработанные фирмами Мicrosoft и Netscape соответственно. Они также предназначены для разработки дополнительных модулей расширения Web-сервера. В случае их использования модули рас­ширения реализуются в виде библиотек DLL. Запуск модуля расширения выполняется сервером в ответ на запрос обозревателя на загрузку URL-адреса этого модуля. Взаимодействие между сервером и модулем расширения осуществляется с помощью специальных объектов (Request, Response). Сервер передает параметры запроса модулю расширения и получает сформированный Web-документ,’ который передается с помощью протокола НТТР обозревателю.

При многопользовательском режиме работы сервера загрузка ISAPI модуля расширения (библиотеки DLL) происходит один раз при первом обращении.

При обработке сервером последующих запросов к модулю расширения сервер использует уже загруженный экземпляр динамической библиотеки. Такой механизм взаимодействия сервера и модуля расширения обеспечивает экономию ресурсов сервера и увеличение скорости обработки запросов. Однако при возникновении ошибок в коде модуля расширения сам Web-сервер аварийно завершит работу (в отличие от интерфейса CGI при использовании которого в случае возникновения ошибки в модуле расшире­ния сервер может продолжать нормально функционировать). Поэтому для отладки модулей расширения, реализуемых с помощью интерфейса ISAPI, создают аналог модуля на основе интерфейса CGI. При успешной его отлад­ке создают и отлаживают вариант модуля расширения на основе ISAPI.

АSР, РНР и IDC/НТХ страницы — это специальный тип страниц, исполь­зуемых для динамического формирования на сервере Web-страниц, содержа­щих информацию из БД.[2]

IDС-страница содержит алиас (псевдоним) БД, или системную запись, используемую операционной системой для связи с базой данных) БД, SQL,-запрос к базе данных, идентификатор пользователя и пароль для доступа к БД. НТХ-страница содержит НТМL-шаблон, определяющий какую инфор­мацию и в каком формате будет иметь результирующий файл. Этот файл поддерживает все теги языка НТМL и дополнительные теги для размещения информации из БД.

Активная серверная страница АSР (Аctive Servег Раgе) содержит одновре­менно НТМL-шаблон и SQL-запрос к БД. В АSР-странице используются средства языка JScript и объектная модель АSР, с помощью которых органи­зуется доступ к БД и формируется внешний вид создаваемой Web-страницы. В АSР-страницах, также как в IDС-страницах, поддерживаются все теги языка НТМL и используются дополнительные теги для размещения кода на языке Jscript.

РНР-страницы разрабатываются с помощью одноименного языка обработки сценариев РНР (Регsonа1 Ноmе Раgе tools) — средства персональных до­машних страниц). Синтаксис языка РНР напоминает смесь синтаксиса язы­ков программирования С, JAVA и Рег1.

АSР, РНР и IDС/НТХ-страницы обрабатываются Web-сервером, в результате сервер генерирует Web-страницу содержащую информацию из БД, которая отсылается обозревателю. Рассмотрим процесс формирования Web-страниц, содержащих информацию из БД. [6]

В Интернете информация находится на Web-узлах, на которых для орга­низации взаимодействия с пользователями сети устанавливается специальное программное обеспечение, в том числе Web-сервер. В функции Web-сервера входит обработка запросов Web-обозревателей пользователей сети. В результате обработки запроса сервер формирует Web-документ, который отсылается Web-обозревателю в формате протокола НТТР. Самостоятельно Web-сервер может отсылать готовые Web-страницы и формировать динамически Web-страницы различными способами. Для фор­мирования динамической Web-страницы, содержащей информацию из БД, дополнительно используются модули расширения серверной части. В связи с этим различают пассивное и активное состояния Web-сервера. Так, Web-сервер находится в пассивном состоянии, если формируемый им документ содержит статическую текстовую, графическую, мультимедийную информацию и гиперссылки. В таком документе отсутствуют средства ввода и обработки запросов к серверу.

В случае, когда на Web-странице находятся интерфейсные элементы, ко­торые могут в ответ на реакцию пользователя обращаться с запросами к сер­веру, то сервер переходит в активное состояние. Для публикации БД основной интерес представляет активный Web-сервер, который реализуется с помощью программных расширений. Для создания программных расшире­ний Web-сервера, формирующих на Web-странице содержимое БД, исполь­зуются следующие средства:

  • консольные ехе-программы, использующие интерфейс СGI;
  • ехе-программы, использующие интерфейс WinCGI;
  • динамические библиотеки, использующие интерфейс ISAPI;
  • динамические страницы IDС/НТХ;
  • активные серверные страницы АSР.

Кроме того, для организации связи программных расширений Web-сервера с БД используются современные интерфейсы доступа к данным ОLЕ DВ, АDО и ODВС. Эти интерфейсы являются промежуточным уровнем между источником данных и приложением, в качестве которого выступают программные расширения Web-сервера.

 

Список использованной литературы

 

  1. Атре Ш. Структурный подход к организации баз данных. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 320 с.
  2. Веретенникова Е.Г., Патрушина СМ., Савельева Н.Г. Информатика: Учебное пособие. Серия «Учебный курс», – Ростов Н/Д: Издательский центр «Март», 2002. – 416 с.
  3. Дейт К. Введение в системы баз данных //6-издание. – Киев: Диалектика, 1998. – 784 с.
  4. Диго СМ. Проектирование и использование баз данных. – М.: Финансы и статистика, 1995. – 208 с.
  5. Информатика. Базовый курс /Симонович СВ. и др. – СПБ: Издательство «Питер», 2000. – 640с.
  6. Информатика. Учебное пособие /Под ред. В.Г. Кирия. – Иркутск: ИРГТУ, 1998 часть 2. – 382с.
  7. Информатика. Учебное пособие /Ломтадзе В.В., Шишкина Л.П. -Иркутск: ИРГТУ, 1999. – 116с.
  8. Кузнецов С.Д. Введение в системы управления базами данных //СУБД. – 1995. -№1,2,3,4, 1996. -№1,2,3,4,5.
  9. Кузнецов С.Д. Операционные системы для управления базами данных //СУБД. -1996. – №3. – С.95-102.
  10. Ладыженский Г.М. Системы управления базами данных – коротко о главном //СУБД. – 1995. – №1,2,3,4.
  11. Ульман Д. Основы систем баз данных. – М.: Финансы и статистика, 1983. – 334 с.

 

Login