Перенос файл-серверных приложений в среду клиент-сервер

Перенос файл-серверных приложений в среду  клиент-сервер

Усложнение  информационных приложений, их интеграция в корпоративные сети, создание распределенных БД коллективного пользования требуют  новых инструментальных средств  и "истинно реляционных" СУБД. Традиционно используемые "персональные" СУБД типа Clipper и FoxPro не могут обеспечить требуемый уровень надежности и достоверности информации, особенно при работе в сетях. Подобные СУБД не поддерживают целостность баз данных и не имеют механизмов управления транзакциями, что существенно затрудняет обеспечение логической непротиворечивости информации при сбоях оборудования и программ.

Возросшим требованиям  удовлетворяет архитектура клиент-сервер, основанная на выделении одного узла сети под сервер БД с реляционной  СУБД, поддерживающей максимальный уровень  надежности хранения, ее актуальность и достоверность. До недавнего времени  создание приложений для таких СУБД было делом непростым и требовало  высокой квалификации, методика программирования на непроцедурном языке SQL не согласуется  с опытом разработки приложений для  СУБД на персональных компьютерах.

С другой стороны, накоплен большой опыт работы на системах семейства xBase, в частности, Clipper. Создано большое число прикладных программ, которые внедрены в эксплуатацию. При интеграции отдельных автоматизированных рабочих мест в корпоративные сети было бы желательно сохранить не только постановку задачи и применяемые алгоритмы, но и собственно программное обеспечение.

Существует  несколько подходов к интеграции и адаптации файл-серверных приложений к архитектуре клиент-сервер:

• использование библиотек доступа к серверам БД;
• связь с сервером БД через открытый протокол ODBC;
• укрупнение файл-серверных приложений.

Чтобы оценить  возможности этих способов, рассмотрим их несколько подробнее.

3.3.1. Библиотеки доступа к базам  данных

Библиотеки  доступа к серверам приложений удобно применять для адаптации файл-серверных  приложений, построенных на системах программирования типа Clipper или Clarion.

Система управления записями Clarion достаточно легко связывается с сервером баз данных Btrieve через библиотеку доступа. Нужно только заметить, что Btrieve не является SQL-сервером БД, что затрудняет программирование с использованием этого средства.

Приложения, построенные на Clipper, можно адаптировать с помощью программного интерфейса с выбранным сервером БД. Для примера рассмотрим библиотеку интерфейса Clipper-Oracle.

Интерфейс реализован в виде библиотеки функций, доступных  для их использования в прикладных программах, написанных на языке Clipper, и выполняющих все необходимые операции над базой данных Oracle. Функции написаны на языках Clipper и Си.

С помощью  функций этой библиотеки можно выполнять  следующие операции над таблицами  базы данных системы Oracle:

• подключиться к системе Oracle;
• вставить в базу данных новую строку;
• удалить существующую строку;
• произвести модификацию содержимого полей существующей строки;
• выполнить поиск строк по заданному точному значению полей;
• выполнить поиск строк по заданному шаблону значений полей;
• выполнить поиск строк по их относительному номеру в заданной группе;
• блокировать и разблокировать таблицы;
• обрабатывать транзакции, в том числе с возможностью установки контрольных точек внутри одной транзакции.

В то же время  для всех этих операций (кроме обработки  транзакций) имеются соответствующие  аналоги в системе Clipper, и все операции с базой данных системы Clipper могут быть реализованы с помощью функций предлагаемой библиотеки.

Кроме того, существует возможность прямого  использования языка SQL, который  является основным языком обработки  данных не только в системе Oracle, но и в большинстве других развитых СУБД.

Версия языка SQL, реализованная в Oracle, ориентирована на стандарт этого языка и содержит ряд ограничений. Например, оператор Fetch позволяет перемещаться по результирующей таблице только в одном направлении, исключая возвраты назад. Функции библиотеки снимают эти ограничения.

С помощью  функций библиотеки можно обрабатывать таблицы Oracle всех типов, в том числе виртуальные таблицы, кластеризованные таблицы, таблицы с индексами и без индексов. При этом обеспечивается преобразование форматов данных Oracle в форматы данных Clipper и наоборот.

Единицей  обмена между прикладной программой и базой данных является строка таблицы, которая с точки зрения Clipper является массивом. Каждый элемент массива соответствует одному полю таблицы. Аналогично представляются ключи и поля поиска.

В состав библиотеки входят следующие функции:

INIT ()   подключение к Oracle;

OPEN ()   открытие таблицы;

INSERT () добавление  строки;

UPDATE () корректировка  строки;

DELETE () удаление  строки;

SELECT () поиск строки;

NEXT ()   чтение следующей строки;

SET ()    чтение строки по относительному  номеру;

SKIP ()   пропуск строк;

FILTER () выбор  строк по условию;

GETIND () сохранение  индекса;

SETIND () установка  индекса;

COMMIT () конец  транзакции;

SAVE ()   установка контрольной точки;

ROLL ()   откат транзакции;

LOCK ()   блокировка таблицы;

SQL ()    выполнение оператора SQL;

CLOSE ()  закрытие  таблицы;

STOP ()   отключение от Oracle.

Предлагаемые  функции не препятствуют использованию  собственных средств управления данными Clipper, что позволяет совместно обрабатывать разнородные базы данных. Так, в качестве центральной может использоваться база данных Oracle на большой, мини- или персональной ЭВМ, а в качестве локальной может использоваться база данных Clipper на персональном компьютере пользователя.

В состав интерфейсных средств включен специальный модуль для автономной отладки прикладных программ без системы Oracle. Этот модуль выполняет все функции интерфейса на DBF-файлах, что позволяет разрабатывать и полностью отлаживать программы, используя только систему Clipper на обычном персональном компьютере. Кроме того, эта возможность позволяет разрабатывать прикладные программы сразу в двух вариантах - сетевом и автономном.

Такой подход позволяет сохранить ранее разработанное  и внедренное программное обеспечение, обеспечить преемственность при  разработке новых прикладных систем, поддержать единую технологию программирования.

3.3.2. Протокол ODBC и его реализации

Интерфейс прикладного  программирования ODBC API предоставляет  общие методы доступа на основе языка  баз данных SQL как к реляционным, так и к нереляционным (ISAM) источникам данных.

Наиболее  современный стандарт ANSI SQL (фактически, это часть разрабатываемого стандарта SQL-3) включает спецификацию интерфейса на уровне вызовов (CLI - Call-Level Interface), на которую опирается ODBC для обеспечения доступа и работы с данными во многих системах управления базами данных. Интерфейс CLI соответствует требованиям, установленным в 1996 году комитетом SQL Access Group и определяющим общий синтаксис SQL и интерфейса API. Иметь общий метод доступа к источникам данных удобно потому, что тогда база данных на сервере становится прозрачной для приложений, которые написаны в соответствии со специфицированным уровнем совместимости ODBC.

Интерфейс ODBC API реализован как набор расслоенных DLL-функций для Windows. Динамическая библиотека ODBC.DLL - это основная библиотека управления драйверами ODBC, которая содержит функции вызовов специализированных драйверов для разных поддерживаемых системой баз данных. Каждый драйвер совместим со своим уровнем CLI и относится к одной из двух категорий: одноуровневые или многоуровневые драйверы.

Одноуровневые драйверы предназначены для использования  при работе с теми источниками  данных, которые не могут быть прямо  обработаны с использованием ANSI SQL. Обычно это локальные базы данных на персональных компьютерах, такие  как dBase, Paradox, FoxPro и Excel. Драйверы, соответствующие этим базам данных, производят компиляцию ANSI SQL в наборы инструкций более низкого уровня, которые непосредственно обрабатывают составляющие базу данных файлы.

Многоуровневые  драйверы используют сервер РСУБД для  обработки SQL-предложений и предназначены  для работы в среде клиент-сервер. Помимо обработки ANSI SQL, они также  могут поддерживать и собственные  конструкции конкретной РСУБД, поскольку ODBC может без трансляции передавать SQL-операторы источникам данных (механизм "passthrough"). Драйверы ODBC для баз данных, поддерживаемым в технологии клиент-сервер реализованы для Oracle V 6.0 и Oracle V 7, а также Informix, Microsoft и Sybase SQL Server, Rdb, DB2, Ingres, HP/Image и An SQL. Драйверы можно приобрести в фирмах Microsoft, Intersolv, Visigenic и Openlink, причем только Microsoft и Intersolv выпускают и 32-х, и 16-ти разрядные драйверы.

Существует 4 важных этапа (шага) процедуры запроса  данных через ODBC API.

• Шаг 1 - установление соединения. Первый шаг состоит в размещении указателей (handle) среды ODBC, которые выделяют оперативную память под ODBC драйверы и библиотеки. Затем происходит выделение памяти для указателей соединения, и соединение устанавливается.
• Шаг 2 - выполнение оператора SQL. Выделяется указатель оператора, локальные переменные связываются со столбцами в SQL-выражении (это необязательное действие), и выражение представляется главному ODBC-драйверу для обработки.
• Шаг 3 - извлечение данных. Перед извлечением данных возвращается информация о результирующем наборе, в частности, число столбцов в наборе. Исходя из этого числа, результирующий набор помещается в буфер записей, выполняется цикл его просмотра и содержимое каждого столбца помещается в соответствующую локальную переменную. Этот шаг необязателен, если используется связывание столбцов с локальными переменными.
• Шаг 4 - освобождение ресурсов. После того, как данные получены, ресурсы освобождаются путем вызова функций освобождения указателей оператора, соединения и среды. Указатели оператора и соединения могут быть использованы в процессе обработки.

Технология ODBC разрабатывалась как общий, независимый  от источников данных, способ доступа  к данным. Применение технологии должно было также обеспечить переносимость  приложений в среду различных  баз данных без потребности переработки  самих приложений. В этом смысле технология ODBC уже стала промышленным стандартом, ее поддерживают практически  все производители СУБД и средств  разработки.

Однако универсальность  стоит дорого. Если при разработке приложений одним из основных критериев  является переносимость на различные  СУБД, то использование ODBC является оправданным. Для увеличения производительности и эффективности приложения активно  применяют специфические для  данной СУБД расширения языка SQL, используют хранимые на сервере процедуры и  функции. В этом случае теряется роль ODBC как общего метода доступа к  данным. Тем более, что для разных СУБД драйверы ODBC поддерживают разные уровни совместимости. Поэтому многие производители средств разработки, помимо поддержки ODBC, поставляют "прямые" драйверы к основным СУБД.

3.3.3. Укрупнение приложений (Upsigsing)

Пакет Microsoft Access Upsizing Tools позволяет автоматизировать процесс перехода от настольных баз данных к архитектуре клиент-сервер, в данном случае - от Microsoft Access к Microsoft SQL Server для Windows NT. Данный продукт добавляет к Access такие модули, как Upsizing Wizard и SQL Server Browser. Upsizing Wizard позволяет задать все параметры процесса переноса данных с помощью серии диалогов, а затем создает саму базу данных, журнал транзакций, таблицы, индексы, правила проверок значений данных, отношения между таблицами и поля типа timestamp (временная метка). Browser позволяет управлять объектами Access Server с помощью Access-подобного интерфейса. В комплект поставки также входит дискета с ODBC 2.0 и ODBC-драйвером для Microsoft SQL Server. База данных Access (файл с расширением .MDB) содержит таблицы данных и индексы, а также компоненты управления данными (запросы, макросы, модули, формы и отчеты).

Применение  Microsoft Access Upsizing Tools основывается на концепции прозрачного для пользователя размещения данных: перенос информации в базу данных SQL Server при сохранении в исходном виде остальной части Access MDB. Access способен работать в качестве клиента в архитектуре клиент-сервер, поэтому разработчикам, переносящим приложения с помощью этого инструмента, не нужно отказываться от Access. Запросы, отчеты и прочие объекты остаются в неизменном виде, так как Upsizing Wizard перенаправляет их на экспортированные таблицы, переименовывая при этом локальные таблицы.

Upsizing Wizard учитывает при переносе ряд архитектурных различий между Microsoft Access и SQL Server для Windows NT. Он экспортирует таблицы и их свойства, такие как правила проверок, значения по умолчанию и индексы. Он выполняет такие операции, как добавление поля типа timestamp, преобразование отношений между таблицами Access в триггеры, поддерживающие ссылочную целостность, и даже создание INSERT-триггеров для аналогов автоинкрементируемых полей Access типа Counter. Upsizing Wizard не экспортирует из базы данных Access сведения о пользователях, группах и правах доступа, поэтому администратор базы данных должен устанавливать права доступа вручную. Upsizing Wizard создает подробный отчет, содержащий имена баз данных и размеры, параметры переноса, триггеры, таблицы (старые и новые), а также информацию об ошибках, возникших в процессе работы.