Особенности разработки программных агентов. Инструментальные среды разработки и сопровождения программных средств
Инструментальные средства разработки программных агентов формируют среду, которая оптимизирована для выпуска определенного типа приложений, со специфической архитектурой.
Основным отличаем инструментальных сред от других средств построения программных агентов является то, что среда обеспечивает полный цикл разработки программных агентов, включая этапы анализа предметной области, этапы проектирования, разработки, верификации, а так же этапы развертывания и сопровождения.
Можно выделить наиболее известные и популярные среды разработки агентов:
АВЕ (Agent Building Environment);
Рассмотрим более подробно перечисленные инструментальные среды разработки программных агентов.
1. Инструментальная среда AgentBuilder предоставляет для разработчиков средства разработки и среду выполнения агентного приложения. Технология создания интеллектуального агента в среде AgentBuilder представлен на рисунке 2.1.
Рис. 2.1
Средства разработки и среда выполнения написаны на языке программирования Java, что позволяет им работать на всех платформах, где установлена Java среда. Агент, созданный с помощью инструментария AgentBuilder, может выполняться на любой платформе с виртуальной машиной Java (версии 1.1 и выше).
Средства разработки представляют собой удобный графический интерфейс для анализа предметной области разрабатываемой МАС и спецификации желаемого поведения агентов, разрабатываемых при помощи графических редакторов. В данной инструментальной среде предусмотрены следующие этапы построения многоагентного приложения:
определение состава агентства;
создание агентов, которое предусматривает построение онтологии, используемой для выполнения делегированных агенту полномочий, и ментальной модели (убеждения, способности, обязательства, правила поведения);
создание протоколов для спецификации взаимодействия агентов данного агентства;
генерация специального файла описания агента на языке RADL, который, в конечном итоге, представляет ментальную модель и желаемое поведение агента.
Среда выполнения агентного приложения состоит из агентной программы и процессора выполнения агента. Процессор использует эффективные процедуры логического вывода путём сопоставления правил поведения агента с убеждениями агента, определяемыми текущей ментальной моделью, и входящими сообщениями. На основе проводимых рассуждений процессор выполняет определенные действия, связанные с полномочиями агента. Агентная программа представляет собой определение агента в виде файла на языке RADL вместе с укомплектованной библиотекой классов проекта. Агентная программа совместно с процессором образуют выполняемого агента. При запуске среды выполнения, инициализируется процессор агента, который использует RADL-модель и онтологию агента, представленную в виде библиотеки классов проекта (Project Accessories Library). Для этого необходимы определение агента (файл RADL, который обеспечивает агента способностью рассуждения и начальной ментальной моделью) и библиотека классов проекта (вспомогательные классы проекта PACs из библиотеки классов проекта) - эти объекты используются для отображения предметной области задачи.
2. В среде Bee-gent разработка агентно-ориентированных приложений выполняется по методологии спецификации поведения агентов распределенной системы с использованием МАС - библиотеки, реализованной на языке Java. На основе предлагаемых системой Bee-gent графических средств, возможна чёткая структуризация поведения каждого агента в виде графа состояний и определение протоколов взаимодействий агентов. Графы состояний агентов строятся на основании жизнеспособности ролей, определенных в виде регулярных выражений на этапе агентно-ориентированного анализа (например, по методологии Gaia). Пример фрагмента графа поведения агента Студент обучающей системы показан на рисунке 2.2.
Рис. 2.2
Граф состояний регистрирует все имена состояний, в которых агент может находиться. На следующем шаге разработки определяются классы для каждого состояния. Каждое состояние в графе является экземпляром класса AwrIPState из агентной библиотеки фирмы Toshiba, реализованной на языке Java. В конструкторе класса определяются пред и пост условия, т.е. условия, которые должны быть выполнены агентом в текущем состоянии для того, чтобы выполнить действия, определенные классом состояния, и определить переход в следующее состояние. Затем специфицируются действия, которые должны быть выполнены в каждом состоянии (включая собственные процессы агента и взаимодействия с другими агентами). Для начального и конечного состояний также создаются классы "INIT" и "END". Если агент взаимодействует с другими агентами, то при спецификации отдельных состояний система Bee-gent предусматривает определение протокола взаимодействия. Протокол должен отражать все линии поведения агента в данном состоянии. В каждом состоянии деятельность агента направлена на выполнение протоколов взаимодействия с целью реализации планируемой линии поведения. Деятельность каждого агента в МАС определяется, например, моделью услуг, разработанной на этапе агентно- ориентированного анализа по методологии Gaia.
Каждая линия поведения документируется диаграммой взаимодействия агентов с указанием содержимого сообщений и их очередности. На рисунке 2.3 приведен пример диаграммы взаимодействия для состояния "Изучение дисциплины" агента Студент. Формат сообщений определяется языком XML/ACL, который является развитием языка коммуникации KQML.
Рис. 2.3 Диаграмма взаимодействия агента Студент в состоянии "Изучение дисциплины"
Таким образом, на основе разработанных логических моделей, система Bee-gent автоматически генерирует на языке Java скелет программного кода многоагентной системы, который дополнятся необходимым программным кодом, обеспечивающим заданный "жизненный цикл" агентов. В системе Bee-gent, в отличие от AgentBuilder, при описании поведения агентов не используются правила, определяющие реакцию агента на внешние события и его внутреннее состояние.
3. JACK TM Intelligent Agents (JACK) представляет собой агентно-ориентированную среду разработки, которая построена на основе языка программирования Java. JACK является надстройкой Java в виде расширения синтаксиса Java конструкциями для программной реализации свойств, связанных с понятием интеллектуального агента. Язык программирования агентов JACK предлагает следующие возможности:
определяет новые основные классы, интерфейсы и методы;
расширяет синтаксис Java для поддержки новых агентно-ориентированных классов, определений и операторов;
предоставляет расширения семантики (особенности при выполнении) для поддержки модели выполнения, требуемой агентно-ориентированной программной системой.
Все расширения языка реализованы как plug-in, что делает язык максимально расширяемым и гибким в агентно-ориентированном программировании.
На уровне классов введены 5 главных конструкций:
агент, который в JACK моделирует интеллектуальные сущности;
способность, которая собирает в одно целое функциональные компоненты (события, планы, множество убеждений и др. способности), для использования их агентами;
событие, для моделирования ситуаций и сообщений, на которые агент должен быть способен ответить;
план, который предназначен для моделирования процедурного описания того, как агент управляет данным событием (все предпринимаемые агентом действия заранее предусмотрены и описаны в его планах);
множество убеждений, для моделирования знаний агента в виде убеждений, которые придерживаются семантики закрытого или открытого мира. Данная конструкция представляет убеждения агента в виде реляционных кортежей первого порядка и обеспечивает их логическую непротиворечивость.
Следует отметить, что желаемое поведение агента инкапсулируется в модульных единицах, определяемых этими классами, а классы содержат все требуемые для независимого выполнения структуры и методы, которые программисты на языке JACK могут использовать. Для установления отношений между упомянутыми выше классами существует набор деклараций.
Для установления отношений между упомянутыми выше классами предоставлен набор деклараций. Ниже приведен фрагмент кода для реализации конструкции плана, написанного на JACK (элементы синтаксиса, которые принадлежат JACK, выделены жирным шрифтом):
plan MovementResponse extends Plan {
#handles event RobotMoveEvent moveresponse;
#uses agent implementing RobotInterface robot;
static boolean relevant (RobotMoveEvent ev)
context() { … }
#reasoning method
В этом примере определяемый план действий программного агента наследует свои основные выполняемые функции от класса JACKPlan. Кроме того, с помощью нескольких деклараций для планов языка JACK указывается, каким образом план будет использоваться. Каждая декларации предваряется символом "#" для того, чтобы отличить их от элементов синтаксиса Java. Декларация #handles event определяет цель или событие, на которое этот план отвечает. Декларация #uses agent implementing закрепляет агента(ов), которые могут использовать этот план. План в примере могут выполнять только те агенты, которые реализуют указанный интерфейс (RobotInterface). В фигурных скобках содержится обычный код Java.
Помимо деклараций язык JACK для описания рассуждений и поведения, предпринимаемых агентом при выполнении плана, предоставляет свои операторы методов рассуждения, которые выделяются предшествующим символом "@".
Для поддержки выполнения агентно-ориентированной программной системы JACK предоставляет следующие дополнительные языковые расширения, обеспечивающие следующую семантику:
Многопоточность встроена в ядро и выведена из-под контроля программиста.
Работа агентов осуществляется таким образом, что агенты обрабатывают множество планов и имеют доступ к описаниям убеждений. Агенты выполняют планы в задачах управления событиями, когда они возникают, сравнивая свои убеждения, когда необходимо. Эти планы могут инициировать подзадачи, которые в свою очередь могут инициировать свои подзадачи, если агент требует трудоемкий и сложный ответ.
Введена новая структура данных, названная логический элемент (logical member), значение которого зависит от результата запроса к множеству убеждений агента.
Возможность выполнение запросов к множеству убеждений агента, используя для этого логические элементы, посредством их объединения для получения желаемого результата. Если запрос имеет успех, то логический элемент содержит желаемое значение.
Компонент среды разработки JACK (JACK Development Environment) дает возможность рисования обзорных диаграмм, по которым среда генерирует скелет программного кода и следит за тем, чтобы изменения, произведенные в коде, отображались и на диаграммах.
Агенты, создаваемые в JACK, имеют архитектуру, присущую интеллектуальным агентам. Таким образом, возможно моделирование разумного поведения, в соответствии с теоретической моделью BDI- архитектуры агента , основанной на убеждениях, желаниях и намерениях.
Согласно BDI-архитектуре, интеллектуальные агенты JACK - это автономные программные компоненты, которые могут проявлять разумное поведение на основе проактивности (целенаправленность) и реактивности (направляемое событиями) на входные сигналы. Каждый такой агент имеет:
убеждения (это его набор данных о мире);
желания (набор событий на которые он будет реагировать и набор целей, достижения которых он может желать);
намерения (набор планов, которые описывают как он может управлять возникающими целями и планами).
Если агента рассматривать как аналог личности, то набор планов описывает шаги, которые агент должен выполнить при возникновении определенного события или желании достичь определенного результата. На первый взгляд, поведение агента может показаться похожим на действия экспертных систем, со всеми присущими им ограничениями. Однако, принципиальное отличие агентно-ориентированных систем в том, что агенты можно программировать для выполнения планов точно так же, как действовала бы разумная личность. В частности, с помощью агентов можно реализовать следующие свойства, ассоциирующиеся с разумным поведением:
устойчивую целенаправленность - агенты сосредоточены на целях, а не на выбранных методах для их достижения;
контекстную зависимость в реальном времени - агенты будут следить за вариантами, которые применимы в каждый момент времени и принимать решения относительно последующих действий, на основе имеющихся условий;
утверждение правильности подхода в реальном времени - агент будет гарантировать, что он следует выбранному курсу действий до тех пор, пока определенные условия продолжают быть истинными;
одновременность - агентная система является многопоточной. Если возникают новые цели и события, то агент способен определить приоритеты по требованию многозадачности.
JACK приложение представляет собой исходный код, реализующий характерные для агентно-ориентированного подхода понятия: агентов, способностей, события, планы, убеждения, view (запросы), а также Java класс с функцией main(), которая является точкой входа для виртуальной машины Java, и любые другие Java необходимые файлы. Файлы, которые создаются для этих понятий, должны иметь такое же имя, как и у объекта, определяемого в файле. Они имеют расширение, определяющее тип JACK понятия. Компилятор агентов JACK конвертирует исходные файлы на языке агентов JACK в код на языке Java, который затем компилируется в код виртуальной машины Java для выполнения на целевой системе.
4. Программная среда JADE (Java Agent Development Framework) получила широкое применение для разработки многоагентных систем. Она полностью реализованная на языке Java и поддерживает FIPA - стандарты для создания интеллектуальных агентов. Цель создания среды JADE - упростить процесс разработки посредством стандартизации способов взаимодействия агентов во всеоохватывающей среде системных сервисов.
Для достижения этой цели JADE предлагает програмисту-разработчику агентных систем следующие возможности:
агентную платформу FIPA-compliant Agent Platform, основанную на FIPA и включающую обязательные типы системных агентов для управления, во-первых, агентной платформой (AMS), во- вторых, каналом коммуникации (ACC) и службы каталогов (DF) (эти типы агентов автоматически активируются при запуске платформы);
распределенную агентную платформу Distributed Agent Platform, которая может использовать несколько хостов, при чем на каждом узле запускается только одна Java Virtual Machine. Агенты выполняются как Java- потоки. В зависимости от местонахождения агента, посылающего сообщение, и того, кто его получает, для доставки сообщений используется соответствующий транспортный механизм.
Multiple Domains support - ряд основанных на FIPA DF-агентов могут объединится в федерацию, таким образом реализуя мультидоменную агентную среду.
Multithreaded execution environment with twolevel scheduling. Каждый JADE-агент имеет собственный поток управления, но он также способен работать в многопотоковом режиме. Java Virtual Machinе проводит планирование задач, исполняемых агентами или одним из них.
Object-оriented programming environment. Большинство концепций, свойственных FIPA- спецификации, представляются Java-классами, формирующими интерфейс пользователя.
Library of interaction protocols. Используются стандартные интерактивные протоколы fipa request и fipa-contract-net. Для того, чтобы создать агента, который мог бы действовать согласно таким протоколам, разработчикам прикладных программ нужно только имплементировать специфические доменные действия, в то время как вся независимая от прикладной программы протокольная логика будет осуществляться системой JADE.
Administration GUI. Простые операции управления платформой могут исполняться через графический интерфейс, отображающий активных агентов и контейнеры агентов. Используя GUI, администраторы платформы могут создавать, уничтожать, прерывать и возобновлять действия агентов, создавать иерархии доменов и мультиагентные федерации DF (фасилитаторов).
JADE базируется на технологиях Java RMI, Java CORBA IDL, Java Serialization и Java Reflection API. Разработка МАС в этой среде упрощается благодаря использованию FIPA-спецификаций и ряда инструментов поддержки фазы отладки и развертывания системы. Эта агентная платформа может устанавливаться на компьютерах с разными операционными системами, и ее можно конфигурировать через удаленный GUI-интерфейс. Процесс конфигурирования этой платформы достаточно гибкий: ее можно изменить даже во время исполнения программ, посредством перемещения агентов с одной машины на другую. Единственным требованием для работы системы является установка на машине Java Run Time 1.2.
Каждый запущенный экземпляр среды JADE является контейнером, т.к. может содержать несколько агентов. Группа активных контейнеров образуют платформу. Главный контейнер всегда должен быть активен, а все другие контейнеры должны быть зарегистрированы им при их создании. Поэтому, первый контейнер, запущенный на платформе является основным контейнером, а все остальные - обычными контейнерами и должны получить указания о том, где находится их основной контейнер, на котором они должны быть зарегистрированы. Если в сети запускается еще один основной контейнер, то он представляет собой другую платформу, на которой новые обычные контейнеры имеют возможность зарегистрироваться. На рисунок 2.4 показаны приведенные выше концепции платформы и контейнера и показывает сценарий с двумя JADE платформами, состоящими из трёх и одного контейнера соответственно.
Рис. 2.4 Среда "существования" агентов JADE
JADE агенты должны иметь уникальные имена, знать имена друг друга и, благодаря этому, они могут общаться напрямую, независимо от их фактического местонахождения, т.е. внутри одного контейнера (например, агенты A2 и A3), в различных контейнерах внутри одной платформы (например, A1 и A2) или в различных платформах (например, A4 и A5). Основной контейнер отличается от обычных тем, что содержит систему управления агентами и маршрутизатор, которые автоматически запускаются при запуске основного контейнера. Система управления агентами AMS (Agent Management System), представляет собой "власть" в платформе (создание / удаление агентов в удаленных контейнерах, запрашиваемых через AMS) и обеспечивает службу именования агентов. Маршрутизатор каталогов DF (Directory facilitator), который обеспечивает сервис "Жёлтых страниц", помогает найти агенту других агентов, для получения от них необходимых услуг, необходимых ему для достижения своих целей.
Для осуществления коммуникации архитектура среды предоставляет гибкий и эффективный процесс обмена сообщениями, в котором JADE создает очередь и управляет потоком ACL-сообщений, являющихся приватными для каждого агента. Агенты способны обращаться к очереди с помощью комбинации нескольких режимов своей работы: блокирование, голосование, перерыв в работе и сопоставление с эталоном (если это касается методов поиска). инструментарий платформа мультиагентный
В последних версиях системы используется Java RMI, event-notification и IIOP. Однако, можно легко добавить и другие протоколы. Также предусмотрена возможность интеграции SMTP, HTTP и WAP. Большинство коммуникационных протоколов, которые уже определены международным сообществом разработчиков агентных сред, доступны и могут иллюстрироваться на конкретных примерах после определения поведения системы и ее основных состояний. Вместе с поддержкой определенных пользователем контентных языков, реализованы онтологии управления агентами, а также онтологии, которые могут быть реализованы и зарегистрированы агентами и использованы системой. С целью существенного расширения работоспособности JADE, предусмотрена возможность интеграции с JESS и Java-оболочкой CLIPS.
Сравнительный анализ возможностей рассматриваемых инструментальных сред для разработки программных агентов приводится в таблице 4. А на рисунке 2.5 приведены результаты данного анализа.
Таблица 4
Сравнительный анализ возможностей инструментальных сред для разработки программных агентов
|
Возможности инструментальных сред |
||||
|
Средства построения агентств |
||||
|
Средства управления проектом |
||||
|
Графическая среда для определения спецификаций агентов |
||||
|
Механизм контроля целостности |
||||
|
Средства построения онтологии |
||||
|
Библиотека для разработки МАС |
||||
|
Механизм рассуждений агента о своих способностях и способностях других агентов |
||||
|
Формальный язык коммуникации |
||||
|
Средства отладки взаимодействия агентов |
||||
|
Механизм поиска агентов с заданными способностями |
||||
Рис. 2.5
На основании сравнения характеристик рассмотренных инструментальных сред можно сделать вывод о том, что наиболее мощными и гибкими технологиями реализации понятия "агент", являются подходы, предложенные инструментарием AgentBuilder и средой JACK.
Необходимо обратить внимание на то, что для платформы JADE существует дополнительное BDI расширение - среда Jadex. Эта среда предусматривает гибридную реактивно-делиберативную архитектуру, в которой агент рассматривается как "черный ящик", принимающий и отправляющий сообщения. Основываясь на результатах обработки сообщений, внутренних и внешних событий, делиберативный механизм принимает решения о переходе к новому плану действий или продолжению старого. Действующий план может посылать сообщения другим агентам, изменять базу убеждений, формировать новые цели и вызывать внутренние события. Система использует библиотеку планов, которые обрабатываются как Java-классы.
Одним из главных преимуществ разработки интеллектуальных агентов на платформе Jadex является то, что не требуется изучения новых языков программирования. Вместо этого агенты кодируются на базе объектно-ориентированного программирования в интегрированной среде разработки (IDEs), типа Eclipse и Intellij IDEA.
Еще одним важным аспектом является независимость связующего программного обеспечения, поскольку Jadex независимо с его модулями может использоваться в совершенно других сценариях на верхнем уровне платформы. Ориентированные на агента программы добавляют явные свойства автономных действующих элементов, которые принимают участие в процессе принятия решений, к пассивных объектам. В этом отношении агенты предоставляют активные компоненты с индивидуальными возможностями взаимодействия с компонентами.
Jadex разработан как самостоятельный механизм принятия решений, адаптированные для работы с любыми связующими системами, которые выполняют взаимодействие с агентом относительно его собственного управления и получения сообщений.
Агент может свободно мигрировать между хостами, выполняя операции, как на серверной стороне, так и на стороне пользователя, сохраняя при этом независимость от места выполнения поставленных задач.
Проведенный анализ наиболее известных инструментальных систем позволил выбрать эффективную и доступную среду Jadex.
Интегрированная среда разработки (ИСР) – это система программных средств, используемая программистам для разработки программного обеспечения. В английском языке такая среда называется Integrated development environment или сокращённо IDE.
ИСР обычно включает в себя текстовый редактор, компилятор, интерпретатор, средства автоматизации разработки и сборки программного обеспечения и отладчик. Иногда также содержит средства для интеграции с системами управления версиями и разнообразные инструменты для упрощения конструирования графического интерфейса пользователя. Многие современные среды разработки также включают окно просмотра программных классов, инспектор объектов и диаграмму иерархии классов – для использования при объектно-ориентированной разработке ПО. Большинство современных ИСР предназначенны для разработки программ на нескольких языках программирования одновременно.
Один из частных случаев ИСР – среды визуальной разработки, которые включают в себя возможность визуального редактирования интерфейса программы.
Основным окном, является текстовый редактор, который используется для ввода исходного кода в ИСР и ориентирован на работу с последовательностью символов в текстовых файлах. Такие редакторы обеспечивают расширенную функциональность – подсветку синтаксиса, сортировку строк, шаблоны, конвертацию кодировок, показ кодов символов и т. п. Иногда их называют редакторами кода, так как основное их предназначение – написание исходных кодов компьютерных программ.
Подсветка синтаксиса – выделение синтаксических конструкций текста с использованием различных цветов, шрифтов и начертаний. Обычно применяется в текстовых редакторах для облегчения чтения исходного текста, улучшения визуального восприятия. Часто применяется при публикации исходных кодов в Интернет.
Понятие трансляции, компилятора и интерпретатора было дано в предыдущих лекциях.
Одна из наиболее важных частей ИСР – отладчик, который представляет собой модуль среды разработки или отдельное приложение, предназначенное для поиска ошибок в программе. Отладчик позволяет выполнять пошаговую трассировку, отслеживать, устанавливать или изменять значения переменных в процессе выполнения программы, устанавливать и удалять контрольные точки или условия остановки и т. д.
Наиболее распространёнными отладчиками являются:
- GNU Debugger – отладчик программ от проекта GNU;
- IDA – дизассемблер и низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows и GNU/Linux;
- Microsoft Visual Studio – среда разработки программного обеспечения, включающая средства отладки от корпорации Microsoft;
- OllyDbg – бесплатный низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows;
- SoftICE – низкоуровневый отладчик для операционных систем семейства Windows;
- Dr. Watson – стандартный отладчик Windows, позволяет создавать дампы памяти;
- WinDbg – бесплатный отладчик от корпорации Microsoft.
Основным процессом отладки является трассировка. Трассировка – это процесс пошагового выполнения программы. В режиме трассировки программист видит последовательность выполнения команд и значения переменных на данном шаге выполнения программы, что позволяет легче обнаруживать ошибки. Трассировка может быть начата и окончена в любом месте программы, выполнение программы может останавливаться на каждой команде или на точках останова, трассировка может выполнятся с заходом в процедуры/функции и без заходов.
Наиболее важным модулем ИСР при совместной разработке проектов средней и высокой степени сложности является система управления версиями. Система управления версиями (английская аббревиатура CVS) - программное обеспечение для облегчения работы с изменяющейся информацией. Она позволяет хранить несколько версий одного и того же документа, при необходимости, возвращаться к более ранним версиям, определять, кто и когда сделал то или иное изменение и многое другое.
Такие системы наиболее широко применяются при разработке программного обеспечения, для хранения исходных кодов разрабатываемой программы. Однако они могут с успехом применяться и в других областях, в которых ведётся работа с большим количеством непрерывно изменяющихся электронных документов, в частности, они всё чаще применяются в САПР, обычно в составе систем управления данными об изделии. Управление версиями используется в инструментах конфигурационного управления различных устройств и систем.
В нашей стране, возможно в связи с малым количеством масштабных проектов, системы управления версиями распространение не получили, несмотря на то, что их использование является залогом успешной реализации крупных проектов. В связи с этим остановимся подробнее на этой возможности ИСР.
Большинство систем управления версиями используют централизованную модель, когда имеется единое хранилище документов, управляемое специальным сервером, который и выполняет большую часть функций по управлению версиями. Пользователь, работающий с документами, должен сначала получить нужную ему версию документа из хранилища; обычно создаётся локальная копия документа, так называемая «рабочая копия». Может быть получена последняя версия или любая из предыдущих, выбранная по номеру версии или дате создания, иногда и по другим признакам. После того, как в документ внесены нужные изменения, новая версия помещается в хранилище. В отличие от простого сохранения файла, предыдущая версия не стирается, а тоже остаётся в хранилище и может быть получена оттуда в любое время. Сервер может использовать дельта-компрессию – способ хранения документов, при котором сохраняются только изменения между последовательными версиями, что позволяет уменьшить объём хранимых данных.
Иногда создание новой версии выполняется незаметно для пользователя (прозрачно) – либо с помощью прикладной программы, имеющей встроенную поддержку такой функции, либо за счёт использования специальной файловой системы. В последнем случае пользователь просто работает с файлом как обычно, и при сохранении файла автоматически создаётся новая версия.
Часто бывает, что над одним проектом одновременно работают несколько человек. Если два человека изменяют один и тот же файл, то один из них может случайно отменить изменения, сделанные другим. Системы управления версиями отслеживают такие конфликты и предлагают средства их решения. Большинство систем может автоматически объединить (слить) изменения, сделанные разными разработчиками. Однако такое автоматическое объединение изменений, возможно обычно только для текстовых файлов и то, только при условии, что изменялись разные (непересекающиеся) части этого файла. Такое ограничение связано с тем, что большинство систем управления версиями ориентированы на поддержку процесса разработки программного обеспечения, а исходные коды программ хранятся в текстовых файлах. Если автоматическое объединение выполнить не удалось, система может предложить решить проблему вручную.
Часто выполнить слияние невозможно ни в автоматическом, ни в ручном режиме, например, в случае, если формат файла слишком сложен или вообще неизвестен. Некоторые системы управления версиями дают возможность заблокировать файл в хранилище. Блокировка не позволяет другим пользователям получить рабочую копию или препятствует изменению рабочей копии файла (например, средствами файловой системы) и обеспечивает таким образом исключительный доступ только тому пользователю, который работает с документом.
Другие возможности системы управления версиями состоят:
В создании разных вариантов одного документа-ветки, с общей историей изменений до точки ветвления и с разными – после неё.
Ведении журнала изменений, куда пользователи могут записывать пояснения о том, что и почему они изменили в данной версии;
Контролирует права доступа пользователей, разрешении или запрете чтения или изменения данных в зависимости от того, кто запрашивает это действие.
Отдельным классом являются распределённые системы управления версиями. Такие системы используют распределённую модель вместо традиционной клиент-серверной. Они, в общем случае, не нуждаются в централизованном хранилище: вся история изменения документов хранится на каждом компьютере, в локальном хранилище, и при необходимости отдельные фрагменты истории локального хранилища синхронизируются с аналогичным хранилищем на другом компьютере. В некоторых таких системах локальное хранилище располагается непосредственно в каталогах рабочей копии.
Когда пользователь такой системы выполняет обычные действия, такие, как извлечение определённой версии документа, создание новой версии и тому подобное, он работает со своей локальной копией хранилища. По мере внесения изменений хранилища, принадлежащие разным разработчикам, начинают различаться, и возникает необходимость в их синхронизации. Такая синхронизация может осуществляться с помощью обмена патчами или так называемыми наборами изменений (англ. change sets) между пользователями.
Основное преимущество распределённых систем заключается в их гибкости. Каждый разработчик может вести работу независимо, так, как ему удобно, сохраняя промежуточные варианты документов и передавая результаты другим участникам, когда посчитает нужным. При этом обмен наборами изменений может осуществляться по различным схемам. В небольших коллективах участники работы могут обмениваться изменениями по принципу «каждый с каждым», за счет чего отпадает необходимость в создании выделенного сервера. Крупное сообщество, наоборот, может использовать централизованный сервер, с которым синхронизируются копии всех его участников. Возможны и более сложные варианты, например, с созданием групп для работы по отдельным направлениям внутри более крупного проекта.
Для использования систем управления версиями необходимо владеть терминологией этих систем. Общепринятой терминологии не существует, в разных системах могут использоваться различные названия для одних и тех же действий.
Ниже приведены некоторые, наиболее часто используемые варианты. В связи с тем, что системы разрабатывались англоязычным сообществом, а русскоязычная терминология ещё на выработана, используются английские термины.
branch (ветвь) – направление разработки, независимое от других. Ветвь представляет собой копию части (как правило, одного каталога) хранилища, в которую можно вносить свои изменения, не влияющие на другие ветви. Документы в разных ветвях имеют одинаковую историю до точки ветвления и разные – после неё.
check-in, commit, submit – создание новой версии, публикация изменений. Распространение изменений, сделанных в рабочей копии, на хранилище документов. При этом в хранилище создаётся новая версия изменённых документов.
C heck-out, clone – извлечение документа из хранилища и создание рабочей копии.
C onflict – конфликтная ситуация, когда несколько пользователей сделали изменения одного и того же участка документа. Конфликт обнаруживается в случае, когда один пользователь уже опубликовал свои изменения, а второй только пытается их опубликовать и система сама не может корректно слить конфликтующие изменения. Поскольку программа может быть недостаточно разумна для того, чтобы определить, какое изменение является «корректным», второму пользователю нужно самому разрешить конфликт (resolve).
M erge, integration (слияние) - объединение независимых изменений в единую версию документа. Осуществляется, когда два человека изменили один и тот же файл или при переносе изменений из одной ветки в другую.
R epository (хранилище документов) - место, где система управления версиями хранит все документы вместе с историей их изменения и другой служебной информацией.
R evision (версия документа). Системы управления версиями различают версии по номерам, которые назначаются автоматически.
T ag, label (метка) – которую можно присвоить определённой версии документа. Метка представляет собой символическое имя для группы документов, причём описывает она не только набор имён файлов, но и ревизию каждого файла. Ревизии включённых в метку документов могут принадлежать разным моментам времени.
T runk, mainline (ствол) – основная ветвь разработки проекта. Политика работы со стволом может отличаться от проекта к проекту, но в целом она такова: большинство изменений вносится в ствол; если требуется серьёзное изменение, способное привести к нестабильности, создаётся ветвь, которая сливается со стволом, когда нововведение будет в достаточной мере испытано; перед выпуском очередной версии создаётся «релизная» ветвь, в которую вносятся только исправления.
U pdate, sync (обновление, синхронизация) – синхронизация рабочей копии до некоторого заданного состояния хранилища. Чаще всего это действие означает обновление рабочей копии до самого свежего состояния хранилища. Однако при необходимости можно синхронизировать рабочую копию и к более старому состоянию, чем текущее.
W orking copy (рабочая копия) – рабочая (локальная) копия документов.
Рассмотрим возможности ИСР на примере наиболее доступных и популярных версий.
Eclipse (от англ. затмение) – свободная интегрированная среда разработки модульных кроссплатформенных приложений (рисунок 69). Развивается и поддерживается некоммерческой организацией Eclipse Foundation (http://www.eclipse.org/).
Первоначально Eclipse разрабатывалась фирмой «IBM» в качестве корпоративного стандарта ИСР для разработки на разных языках под платформы от данной компании. По сведениям «IBM», проектирование и разработка стоили 40 млн. долл. Исходный код был полностью открыт и сделан доступным после того, как Eclipse был передан для дальнейшего развития независимому от «IBM» сообществу.
В основе Эклипс лежат фреймворк OSGi и SWT/JFace, на основе которых разработан следующий слой – RCP (Rich Client Platform, платформа для разработки полноценных клиентских приложений). RCP служит основой не только для Эклипс, но и для других RCP-приложений, например, Azureus и File Arranger. Следующий слой – сам Эклипс, представляющий собой набор расширений RCP: редакторы, панели, перспективы, модуль CVS и модуль Java Development Tools (JDT).
Эклипс – в первую очередь, полноценная Java ИСР, нацеленная на групповую разработку: поддержка CVS входит в поставку Эклипс, активно развиваются несколько вариантов SVN-модулей, существует поддержка VSS и других. В силу бесплатности и высокого качества, Эклипс во многих организациях является корпоративным стандартом для разработки приложений.
Второе назначение Эклипс – служить платформой для разработки новых расширений, чем он и завоевал популярность: любой разработчик может расширить Эклипс своими модулями. Уже существуют C/C++ Development Tools (CDT), разрабатываемые инженерами QNX совместно с «IBM», и средства для языков COBOL, FORTRAN, PHP и прочие от различных разработчиков. Множество расширений дополняет среду Эклипс менеджерами для работы с базами данных, серверами приложений и др.
Рисунок 69 . Интерфейс главного окна Эклипс
Эклипс написана на Java, потому является платформо-независимым продуктом, за исключением библиотеки SWT, которая разрабатывается для всех распространённых платформ. Библиотека SWT используется вместо стандартной для Java библиотеки Swing. Она полностью опирается на нижележащую платформу (операционную систему), что обеспечивает быстроту и натуральный внешний вид пользовательского интерфейса, но иногда вызывает на разных платформах проблемы совместимости и устойчивости приложений.
Основой Eclipse является платформа расширенного клиента (RCP - от англ. rich client platform). Её компоненты:
OSGi (стандартная среда поставки комплектов (англ. bundles));
SWT (портируемый инструментарий виджетов);
JFace (файловые буферы, работа с текстом, текстовые редакторы);
Рабочая среда Эклипс (панели, редакторы, проекции, мастеры).
Другой популярной свободной ИСР является КДевелоп (http://www.kdevelop.org, рис. 70). КДевелоп (англ. KDevelop) - свободная среда разработки программного обеспечения для UNIX-подобных операционных систем. Проект стартовал в 1998 году. КДевелоп распространяется согласно лицензии GNU (General Public License).
Рисунок 70. Интерфейс KDevelop
KDevelop не включает в свой состав компилятор, вместо этого он использует любой компилятор для создания исполняемого кода.
Текущая стабильная версия поддерживает большое количество языков программирования, таких как Ада, Bash, C, C++, Фортран, Java, Pascal, Perl, PHP, Python, Ruby и SQL.
КДевелоп использует встроенный компонент – текстовый редактор – через технологию KParts. Основным редактором является Kate.
Функции КДевелоп:
Подсветка исходного кода с учетом синтаксиса используемого языка программирования, который определяется автоматически;
Менеджер проектов для проектов разного типа, таких как Automake, qmake для проектов базирующихся на технологиях Qt и Ant для проектов, базирующихся на Java;
Навигатор классов (Class Browser);
Front-end для GNU Compiler Collection;
Front-end для GNU Debugger;
Помощников для генерации и обновления определения классов и платформы (framework);
Автоматическая система завершения кода (Си/C++);
Встроенная поддержка системы документирования исходных кодов (Doxygen);
Одна из систем контроля версий: SCM, CVS, Subversion, Perforce и ClearCase;
Функция Quick Open позволяющая быстро перемещаться по файлам.
KDevelop представляет собой «подключаемую» архитектуру. Когда разработчик делает изменения, он должен лишь скомпилировать плагин. Предусмотрена возможность сохранения профилей, указывающих какие плагины должны быть загружены. KDevelop не поставляется со встроенным текстовым редактором, он подключается как плагин. KDevelop не зависит от языка программирования и от платформы, на которой он запускается, поддерживая KDE, GNOME и много других технологий (например, Qt, GTK+ и wxWidgets).
Встроенный отладчик KDevelop позволяет работать графически со всеми средствами отладки, такими как точки останова и трассировки. Он также может работать с динамически подгружаемыми плагинами, в отличие от консольного gdb.
На данный момент существует примерно от 50 до 100 плагинов для данной IDE. Среди наиболее полезных – persistent project-wide code bookmarks, Code abbreviations, позволяющие быстро разворачивать текст, Source formatter, который переформатирует текст для style guide до сохранения, поиск по регулярным выражениям и project-wide поиск/замена.
Последней рассматриваемой ИСР является Microsoft Visual Studio (Microsoft Visual Studio, рис. 71). По сути, Microsoft Visual Studio является линейкой продуктов компании «Майкрософт», включающих интегрированную среду разработки программного обеспечения и ряд других инструментальных средств.
Рисунок 71. Интерфейс Microsoft Visual Studio
Microsoft Visual Studio включает один или несколько компонентов из следующих: Visual Basic.NET, Visual C++, Visual C#, Visual F#, Microsoft SQL Server, Visual InterDev, Visual J++, Visual J#, Visual FoxPro, Visual Source Safe.
Одним из главных преимуществ Майкрософт Визуал Студия является высокое качество документирования процесса разработки и описания возможных проблем в MSDN Library. Однако наиболее интересная для профессионала часть, посвящённая тонкостям разработки, существует только на английском языке.
Также компания «Майкрософт» предлагает бесплатный аналог продукта Visual Studio Express.
Алексей Федоров, Наталия Елманова
Предыдущая статья настоящего цикла была посвящена рассмотрению логического и физического проектирования данных и инструментальным средствам, используемым в данном процессе. Мы убедились в том, что проектирование данных играет ключевую роль при разработке информационных систем - ведь от качества выполнения этой работы зависят затраты, связанные с созданием приложений для конечных пользователей, а также с последующим сопровождением и модернизацией созданного продукта. Результатом этого этапа является "пустая" база данных (то есть база данных, таблицы которой по большей части не содержат записей, за исключением, возможно, таблиц справочного характера типа списка субъектов Российской Федерации или телефонных кодов городов).
Следующий этап жизненного цикла информационной системы - разработка клиентских приложений. Результатом этого этапа является готовый продукт, состоящий из ряда приложений, позволяющих пользователям вводить данные в таблицы либо редактировать уже существующие данные, анализировать введенные данные и представлять их в более удобном для восприятия виде - графиков, сводных таблиц или отчетов (в том числе в виде "бумажных" документов).
Процесс проектирования данных для реляционных СУБД является до известной степени процессом логическим и подчиняется единой стандартной методологии. Это обусловливает низкую степень зависимости последовательности выполняемых при проектировании данных действий как от того, какое именно средство проектирования данных применяется, так и от того, применяется ли оно вообще. Собственно, именно поэтому средства проектирования данных в большей или меньшей степени сходны по своему интерфейсу, отражающему по существу процесс рисования моделей данных на бумаге.
Процесс же создания клиентских приложений, работающих с базами данных, достаточно сложно описать в виде подобной универсальной последовательности действий, поскольку логика конкретного приложения практически полностью зависит от логики моделируемого бизнес-процесса. Средства разработки приложений как категория программных продуктов существуют гораздо дольше, чем средства проектирования данных, и они более разнообразны - от компилятора, запускаемого из командной строки, до инструментов, где готовое приложение собирается "мышью" из готовых компонентов, а код генерируется автоматически. При таком разнообразии средств разработки их следует каким-то образом классифицировать, что мы и постараемся сделать в настоящей статье, попутно рассказав, какие из них удобно применять в том или ином случае.
Классификация средств разработки приложений
Классифицировать средства разработки можно с различных позиций, например исходя из поддерживаемого ими языка программирования, или работоспособности созданных приложений на той или иной платформе, или наличия в них тех или иных библиотек и визуальных средств. Мы же попробуем классифицировать средства разработки приложений, исходя из удобства их применения для создания продуктов, представляющих собой пользовательский интерфейс к базе данных.
Практически любое средство разработки, мало-мальски претендующее на универсальность, можно заставить работать с любой базой данных - достаточно поддержки применения в этом средстве разработки сторонних библиотек и наличия у этой базы данных набора клиентских интерфейсов (API) для платформы, на которой должны функционировать созданные приложения. Однако далеко не любая пара продуктов "средство разработки плюс СУБД" привлекательна с точки зрения трудозатрат, связанных с созданием подобных приложений. Можно написать полноценное приложение, вызывающее функции клиентского API и реализующего удобный пользовательский интерфейс с помощью компилятора языка С и простейшей графической библиотеки (например, позволяющей изменять цвет пикселов на экране) для той операционной системы, в которой будет работать данное приложение. Но затраты, связанные с реализацией подобного проекта, могут оказаться совершенно неоправданными - ведь в этом случае разработчикам придется реализовывать функции, которые уже содержатся в библиотеках классов и компонентов средств разработки, более глубоко ориентированных на создание приложений с базами данных или включающих поддержку создания таких приложений.
Средства разработки, ориентированные на конкретные СУБД
Лет десять-двадцать назад во многих приложениях, использующих базы данных, функции клиентского API вызывались из кода, написанного на одном из языков программирования, чаще всего на C. Достаточно взглянуть на описание API клиентской части почти любой серверной СУБД - и вы найдете немало примеров наиболее типичных фрагментов кода, например, для регистрации пользователя, выполнения запросов и т.п. Однако достаточно быстро разработчикам СУБД стало ясно, что трудозатраты, связанные с написанием подобного кода, можно существенно сократить, собрав в библиотеки наиболее типичные фрагменты кода и наиболее часто встречающиеся элементы пользовательского интерфейса (пусть даже и для алфавитно-цифровых терминалов), оформив эти библиотеки в виде отдельного продукта и добавив к нему среду разработки и утилиты проектирования пользовательских форм для просмотра и редактирования данных, а также отчетов. Именно так и появились первые средства разработки, ориентированные на конкретные СУБД, такие, например, как Oracle*Forms (предшественник нынешнего Oracle Forms Developer ).
Продукты этого класса на рынке средств разработки имеются и сегодня. Почти все производители серверных СУБД производят и средства разработки приложений. В подавляющем большинстве случаев современные версии этих средств разработки поддерживают доступ к СУБД других производителей как минимум с помощью одного из универсальных механизмов доступа к данным (ODBC, OLE DB, BDE). Однако доступ к "своей" СУБД обычно осуществляется максимально эффективным способом, то есть с помощью клиентских API, объектов, содержащихся в библиотеках клиентской части серверных СУБД, специальных классов для доступа к данным этой СУБД либо за счет реализации драйверов для универсальных механизмов доступа к данным, способной учитывать специфические особенности данной СУБД.
В отдельную категорию можно выделить среды разработки настольных СУБД. В статье данного цикла, посвященной настольным СУБД, мы уже отмечали, что подавляющее большинство настольных СУБД, доживших до сегодняшнего дня, таких как Microsoft Visual FoxPro , Microsoft Access, Corel Paradox, Visual dBase, поддерживают доступ к серверным СУБД, как минимум, с помощью универсальных механизмов доступа к данным, что позволяет условно отнести их и к категории средств разработки. Отметим, однако, что в настоящее время создание приложений в архитектуре "клиент-сервер" с их помощью - явление нечастое. Исключение, пожалуй, составляют пары Microsoft Access - MSDE, Microsoft Access - Microsoft SQL Server и Microsoft Visual FoxPro - Microsoft SQL Server. Здесь налицо результат грамотной политики Microsoft, стремящейся к максимальной совместимости своих продуктов и обеспечивающей наиболее безболезненную для пользователей замену своих настольных СУБД собственными же серверами баз данных (Access->MSDE->Microsoft SQL Server, FoxPro->Visual FoxPro->Microsoft SQL Server).
Средства разработки, универсальные по отношению к СУБД
Средства разработки, универсальные по отношению к СУБД (или претендующие на подобную универсальность), как правило, являются последователями обычных средств разработки приложений, не имеющих прямого отношения к базам данных. Типичные примеры таких средств разработки - Borland Pascal, Borland C++, Microsoft QuickC. Способные использовать библиотеки сторонних производителей, эти средства позволяли обращаться к функциям клиентских API, а с развитием универсальных механизмов доступа к данным (таких как ODBC) - и к функциям API библиотек, реализующих такие механизмы. Отметим, что нередко с помощью этих средств разработки создавались среды настольных СУБД (таких как dBase, FoxBase) или псевдокомпиляторы для языков семейства xBase (например, Clipper).
Более поздние версии означенных средств разработки приобрели библиотеки функций и классов, предназначенных для доступа к данным с помощью тех или иных универсальных механизмов. Дальнейшее развитие средств разработки привело к появлению двух категорий продуктов подобного назначения.
К первой категории относятся средства разработки, обладающие обширными библиотеками классов, большим количеством "мастеров" и кодогенераторов, но ориентированные на "ручное" создание кода и довольно редко применяемые для создания "стандартных" приложений для работы с базами данных (здесь под словосочетанием "стандартное приложение" мы подразумеваем приложение, имеющее непосредственный доступ к базе данных, с которым взаимодействует пользователь, то есть являющееся "классическим" клиентом серверной СУБД). Типичным (и единственным действительно популярным на рынке программного обеспечения) представителем этого класса продуктов является Microsoft Visual C++ . С помощью Microsoft Visual C++ и библиотеки MFC (Microsoft Foundation Classes) можно создавать любые приложения, если вы обладаете навыком, знаниями, умением и временем. Тем не менее приложения, обладающие сложным пользовательским интерфейсом (например, использующие базы данных), с его помощью разрабатывают не так часто (хотя примеры подобного его использования можно найти даже в отечественной литературе). В основном этот продукт применяется для создания клиентских приложений в случае предъявления к ним особых требований, таких, например, как высокая производительность, способность осуществлять какие-либо нестандартные операции и пр.
Ко второй категории относятся средства разработки с развитыми визуальными инструментами, позволяющие буквально "рисовать" пользовательский интерфейс, частично стирая различия между работой программиста и пользователя и удешевляя конечный продукт за счет привлечения к проектированию интерфейса разработчиков, обладающих не самой высокой квалификацией (если внимательно изучить программы курсов учебных центров, специализирующихся на обучении средствам разработки Microsoft, Borland и Sybase, то можно обнаружить, что продолжительность курса обучения, прослушав который обычный пользователь Windows должен научиться создавать клиентские приложения для серверных СУБД, составляет от 5 до 10 рабочих дней).
Именно эта категория средств разработки наиболее часто применяется при создании клиентских приложений. К наиболее популярным продуктам подобного класса следует отнести Microsoft Visual Basic , Borland Delphi , Sybase PowerBuilder и Borland C++ Builder . Среды разработки подобных продуктов весьма схожи внешне (с точностью до расположения окон на экране, устанавливаемого "по умолчанию"): как правило, среда разработки такого продукта содержит "заготовку" проектируемой формы (аналога окна), отдельную панель с пиктограммами элементов пользовательского интерфейса и иных используемых в приложении объектов, которые можно выбирать и помещать на форму, окно, в котором отображаются и редактируются свойства одного из выбранных на форме элементов (а иногда и список событий, на которые реагирует данный элемент), окно редактора кода, где можно вводить фрагменты кода, связанные с обработкой тех или иных событий, а также код, реализующий логику работы данного приложения. Как правило, современные средства разработки такого класса позволяют создавать простейшие приложения для редактирования данных практически без написания кода.
В последнее время очень популярным стало также создание приложений, использующих доступ к базам данных, но расположенных внутри обычных документов. В основу средств разработки подобных приложений положены макроязыки соответствующих редакторов. Наиболее типичным и практически единственным популярным представителем средств разработки этой категории является Visual Basic for Applications, сходный с перечисленными выше визуальными средствами разработки и отличающийся от них тем, что созданные с его помощью приложения содержатся внутри документов Microsoft Office и не отчуждаются от них.
Отметим, однако, что приведенное деление средств разработки на эти два класса весьма условно. Как мы уже говорили выше, практически все средства разработки приложений с базами данных, в том числе и ориентированные на конкретные СУБД, поддерживают как минимум один из универсальных механизмов доступа к данным. И практически все "универсальные" средства разработки приложений, если они принадлежат производителю каких-либо серверных СУБД, поддерживают "свои" СУБД лучше, чем СУБД сторонних производителей (это может выражаться, например, в особых библиотеках классов или компонентов для доступа к данному серверу, а также в наличии общих репозитариев объектов и моделей данных, а иногда и общих с клиентской частью серверной СУБД редакторов параметров доступа к данным или схем данных)
Классификация приложений, использующих базы данных
Приложения в архитектуре "клиент-сервер"
В предыдущих статьях данного цикла мы уже говорили о том, что представляет собой архитектура "клиент-сервер" в традиционном понимании. Поэтому мы лишь кратко напомним, что информационные системы, созданные в такой архитектуре, представляют собой сервер баз данных, манипулирующий данными, и клиентское приложение, обращающееся к нему и использующее для этого либо клиентские API (или инкапсулирующие их вызовы классы и компоненты), либо один из универсальных механизмов доступа к данным. Обычно при использовании такой архитектуры приложений на сервер баз данных возлагается также контроль соблюдения бизнес-правил, реализованных в виде хранимых процедур, триггеров, серверных ограничений и иных объектов базы данных.
Для создания клиентских приложений в этом случае чаще всего применяются средства разработки, обладающие развитыми визуальными инструментами, такие как Microsoft Visual Basic, Borland Delphi, Sybase PowerBuilder, Borland C++Builder.
Отметим, однако, что выбор архитектур современных приложений в настоящее время достаточно широк и не исчерпывается "классической" архитектурой "клиент-сервер", подразумевающей, что приложение состоит из сервера баз данных и клиентских приложений, взаимодействующих с этим сервером. Поэтому ниже мы обсудим, какие средства разработки удобно применять при создании распределенных приложений.
Распределенные приложения
Распределенные (или многозвенные) приложения обычно состоят из презентационных сервисов (или "тонких" клиентов, с которыми обычно взаимодействуют конечные пользователи), сервисов бизнес-логики, реализуемых в виде бизнес-объектов (или сервисов промежуточного слоя - middle tier; нередко для описания совокупности таких сервисов применяется термин middleware), и сервисов данных (обычно состоящих из сервера баз данных и механизмов доступа к данным). Сервисы бизнес-логики предназначены для получения введенных пользователем данных от презентационных сервисов, взаимодействия с сервисами данных для выполнения бизнес-операций (например, обработки заказов или расчета бухгалтерского баланса) и возврата результатов этих операций презентационным сервисам.
В отличие от обычных приложений в архитектуре "клиент-сервер", в многозвенных системах "тонкие" клиенты, как правило, не имеют непосредственного доступа к данным. Вместо этого клиенты посылают запросы к специально предназначенным для этой цели бизнес-объектам. Те, в свою очередь, могут выполнять запрошенные клиентом бизнес-операции (такие как обработка заказа, выполнение банковской транзакции и т.д.).
Некоторые из бизнес-объектов могут обращаться к сервисам данных, используя те или иные механизмы доступа к данным. Поскольку конечный пользователь не взаимодействует непосредственно с бизнес-объектами, последние обычно не обладают пользовательским интерфейсом в привычном понимании. Физически бизнес-объекты могут быть реализованы в виде сервисов операционной системы, консольных приложений либо Windows-приложений, а также в виде библиотек, загружаемых в адресное пространство специально предназначенного для этой цели серверного приложения (Web-сервера, сервера приложений, монитора транзакций и др.). Нередко один бизнес-объект обслуживает множество клиентов.
Для создания бизнес-объектов применяются как средства разработки с развитыми визуальными инструментами, так и средства разработки, ориентированные на "ручное" создание кода приложений (такие как Visual C++). Отметим, что новейшие версии почти всех наиболее популярных средств разработки Windows-приложений (Microsoft Visual Basic, Visual FoxPro и Visual C++, Borland Delphi и C++Builder, Sybase PowerBuilder) поддерживают создание различных типов бизнес-объектов (Web-приложений, ASP-объектов, COM-серверов и др.), за исключением, пожалуй, Microsoft Access - этот продукт рассчитан скорее на квалифицированных пользователей, нежели на разработчиков распределенных систем. Нередко для этой цели используются и средства создания Java-приложений (такие как Borland JBuilder).
Отметим, что, кроме перечисленных выше "универсальных" средств создания как приложений в архитектуре "клиент-сервер", так и бизнес-объектов для распределенных систем, на рынке средств разработки имеются и специализированные средства, предназначенные именно для создания бизнес-объектов (как правило, Web-приложений). Из средств разработки такого класса для платформы Windows наиболее популярен Microsoft Visual InterDev , первая версия которого появилась в 1998 году. Можно также упомянуть еще один интересный продукт, относящийся к той же категории средств разработки, - Borland IntraBuilder, появившийся двумя годами раньше, но почему-то, несмотря на растущую потребность в продуктах такого класса, не получивший дальнейшего развития. Средства разработки подобного класса, как правило, позволяют создавать приложения, динамически генерирующие HTML-код либо код на одном из скриптовых языков (VBScript или JavaScript), который передается Web-сервером в браузер пользователя в составе Web-страницы, и воспринимающие данные, введенные пользователем в HTML-форме и переданные браузером Web-серверу.
Заключение
В настоящей статье мы обсудили процесс создания приложений, использующих базы данных, а также различные категории средств, применяемых при их разработке. Мы убедились, что средства разработки можно условно разделить, с одной стороны, на инструменты, ориентированные на применение конкретных СУБД, инструменты, универсальные по отношению к СУБД, и среды настольных СУБД, применяемые для разработки приложений. С другой стороны, их можно разделить на средства, ориентированные на визуальное проектирование пользовательского интерфейса (к этой категории относятся Microsoft Visual Basic, Borland Delphi, Sybase PowerBuilder, Borland C++Builder), и на средства, ориентированные на написание кода приложения (Visual C++).
Рассмотрев несколько наиболее популярных средств разработки приложений, мы убедились, что большинство подобных продуктов, как правило, поддерживают:
- как минимум один из универсальных механизмов доступа к данным, что позволяет использовать в создаваемых приложениях данные различных СУБД;
- создание нескольких типов распределенных приложений;
- автоматическую генерацию кода приложений на основе моделей, созданных с помощью наиболее популярных средств проектирования данных и моделирования бизнес-процессов.
Мы также обсудили, чем приложения в архитектуре "клиент-сервер" отличаются от распределенных систем и какие средства разработки можно применять при создании обоих типов приложений.
Жизненный цикл информационной системы не завершается разработкой приложений. После создания их полагается тестировать, внедрять, обучать пользователей их применению, и наконец, эксплуатировать их в течение ряда лет. В результате подобной эксплуатации накапливаются данные, которые, как правило, являются гораздо более ценными, чем собственно приложения. Эти данные нередко представляют собой необходимый для принятия важных управленческих решений материал, поэтому важно уметь преобразовывать их к виду, пригодному для подобной цели. Для этого существуют средства, относящиеся к категории Business Intelligence - генераторы отчетов, средства аналитической обработки данных и поиска закономерностей. О них мы поговорим в следующей статье данного цикла.
Для оптимальной разработки среды программного средства необходимо комбинировать различные языки программирования, так как каждый из них направлен на выполнение определенных целей и задач. Как, например, несколько команд PHP позволяют создать целую Web-страницу, но на практике почти всегда скрипт используется совместно с HTML, и обычно исходный текст скрипта содержит большое количество строк. Но, не смотря на это, следует отметить, что код на PHP может находиться в любом месте HTML-документа, однако он не обязательно должен использовать HTML. Необходимо лишь обеспечить, чтобы PHP-код создавал корректный HTML-код, который затем будет правильно отображен Web-браузером.
HTML - гипертекстовый язык разметки, который используется для создания документов в Интернет. С помощью него создается необходимая структура и сетка страницы, внешний вид которой в дальнейшем совершенствуется CSS и JavaScript. В настоящий момент последней версией является HTML5, которой предшествовала HTML4.01. Большинство Web-ресурсов построены на основе именно этого языка.
В отличие от HTML 4, у которого 3 валидатора, у HTML 5 валидатор один: . HTML 5 поддерживает MathML и SVG.
Новые теги: section, article, aside, hgroup, header, footer, nav, dialog, figure, video, audio, source, embed для вставки контента с плагином(только), mark, progress, meter, time, ruby, rt, rp, canvas, command, detailes, datalist, keygen, output.
Новые типы input: tel, search, url, email, datetime, date, month, week, time, datetime-local, number, range, color.
Новые атрибуты для тегов: атрибуты ping media для a и area и т. д.
Исчезновение некоторых тегов, по причине того, что их можно заменить CSS: basefont, big, center, font, s, strike, tt, u.
Исчезновение фреймов из-за негативного влияния на всю страницу
Исчезновение некоторых тегов, замененных в обновленной спецификации на более актуальные: acronym(используется abbr), applet(используется object), isindex, dir.
Не поддерживаются некоторые атрибуты у тегов из-за отсутствия необходимости: rev и charset у link и a, shape и coords у a и т. д.
Не поддерживаются некоторые атрибуты у тегов по причине того, что при использовании CSS достигается лучший эффект: align у всех тегов, alink, link, text, vlink у body и так далее.
Новые API: рисование 2D-картинок в реальном времени; контроль над проигрыванием медиафайлов; хранение данных в браузере; редактирование; Drag-and-drop; работа с сетью; MIME; новые элементы в DOM.
CSS - формальный язык описания внешнего вида документа, написанного с помощью языка разметки. CSS это акроним для Cascading Style Sheets/Каскадных таблиц стилей. CSS это язык стилей, определяющий отображение HTML-документов. Например, CSS работает с шрифтами, цветом, полями, строками, высотой, шириной, фоновыми изображениями, позиционированием элементов и многими другими вещами. HTML может использоваться для оформления Web-сайтов, но CSS предоставляет большие возможности и более точен и проработан. CSS, на сегодняшний день, поддерживается всеми браузерами.
HTML используется для структурирования содержимого страницы. CSS используется для форматирования этого структурированного содержимого. По мере развития Web дизайнеры начали искать возможности форматирования онлайновых документов. Чтобы удовлетворить возросшим требованиям потребителей, производители браузеров (тогда - Netscape и Microsoft) изобрели новые HTML-тэги, такие, например, как , которые отличались от оригинальных HTML-тэгов тем, что они определяли внешний вид, а не структуру. Это также привело к тому, что оригинальные тэги структурирования, такие как , стали все больше применяться для дизайна страниц вместо структурирования текста. Многие новые тэги дизайна, такие как