Разработка WEB - интерфейса для анализа базы метеореологических данных

MS SQL Server 2000 поддерживает традиции отличного качества проектирования и разработки ПО для баз данных. Microsoft SQL Server 2000 является законченным решением в области управления базами данных и анализа данных, предназначенным для быстрого создания масштабируемых web-приложений. Являясь базовым компонентом семейства .NET Enterprise Servers, он значительно ускоряет выпуск приложений электронной коммерции, бизнес-приложений и хранилищ данных, в то же время обеспечивая уровень масштабируемости, необходимый для сред с наиболее жесткими требованиями. SQL Server 2000 включает развитые возможности поддержки языка XML и протокола HTTP, средства повышения быстродействия и доступности, позволяющие распределить нагрузку и увеличить время безотказной работы, а также усовершенствованные функции управления и настройки, обеспечивающие автоматизацию повседневных задач и снижение общей стоимости владения. Помимо этого сервер SQL Server 2000 полностью использует преимущества операционной системы Windows 2000 и более поздних версий Windows, включая поддержку службы Active Directory™ и возможность использования до 32 процессоров и 64 ГБ оперативной памяти.

 

 

 

Microsoft SQL Server в сетях  INTERNET/INTRANET

Далее будет рассказано об использовании Microsoft SQL Server в сети Internet и в т.н. интрасетях (Intranets)  внутрикорпоративных сетях, построенных на технологиях Internet. Рост этих категорий сетей за последнее время просто ошеломительный[12]. При этом количество узлов интрасетей растет быстрее, чем число узлов "большого" Internet. Мы не будем подробно останавливаться на самом феномене Internet  об этом уже достаточно много написано, и хотя будущее Internet пока еще достаточно туманно, можно констатировать, что Internet и World Wide Web представляют новую парадигму общения человека с компьютером. Эта "новая парадигма" характеризуется простотой и универсальностью доступа к самым различным информационным ресурсам: классическим Web-страницам, электронным офисным документам, электронной почте, базам данных. Именно на интеграции Internet с базами данных мы сегодня и остановимся.

 

Роль БД в Internet

Качественный рост Internet идет не меньшими темпами, чем количественный. Технологи развиваются в направлении от статических Web-страниц к интерактивным и динамическим, содержание которых формируется в зависимости от запроса пользователя. Возможность наполнять Web-страницы информацией из баз данных, или, другими словами, осуществлять доступ к базам данных из программы просмотра Web (Web-броузера) существенно повышает информационную насыщенность Internet, увеличивает привлекательность узлов Web для посетителей, а также открывает новые возможности для компаний по информационному обслуживанию своих клиентов и расширению сбыта своих услуг.

 

Intranet - новый вариант архитектуры клиент-сервер

Применение технологий Internet во внутренних сетях корпораций позволяет использовать все преимущества "новой парадигмы": простоту, интуитивность и универсальность доступа в тех приложениях, которые традиционно строились в архитектуре клиент-сервер (или пока не строились вообще). Замечание в скобках не случайно, т.к. большинство создаваемых на практике Intranet-приложений не заменяет существующие, а дополняет их. Пока что Intranet-приложения не способны, скорее всего, в полном объеме заменить классические клиент-серверные приложения, особенно те, где преобладают сложные пользовательские формы. Но в тех случаях, когда для решения поставленной задачи достаточно применения простых форм и несложных сценариев диалога  там технологии Intranet даже предпочтительнее классических  в силу их вышеперечисленных свойств. Время обучения работе с Intranet-приложением даже для начинающего пользователя ПК может не превышать одного часа.

Впрочем, нужно сделать оговорку. Утверждение, приведенное несколькими  строчками выше  о том, что "Пока что Intranet-приложения не способны" было бы справедливо несколько лет назад. Технологии Internet вообще и взаимодействия Internet с БД в частности, настолько бурно развиваются, что сегодня нам доступны инструменты, на порядок более мощные, чем несколько лет назад. А с помощью этих новых инструментов можно строить практически столь же сложные приложения, что и в классических клиент-серверных технологиях.

Итак, пора поговорить о том, как  могут взаимодействовать Microsoft SQL Server и Internet.

 

Варианты взаимодействия SQL Server с Internet

 

Рисунок 1 -  Методы взаимодействия SQL Server c Internet

Pull- и Push-модели

Можно публиковать на Web данные, хранящиеся на SQL Server, двумя принципиально разными путями: по инициативе клиента и по инициативе SQL Server. Первый путь условно называется Pull-моделью (клиент "тянет" на себя данные), второй - Push-моделью (SQL Server "толкает" данные на Web-страницу). Push-модель является более простой и менее гибкой, хотя и не лишенной определенных преимуществ. Pull-модель способна обеспечить очень сложные сценарии взаимодействия пользователя Web с SQL Server, но зато и более сложна в реализации.

 

Рассмотрим сначала Push-модель. SQL

Internet Assistant

SQL Server "умеет" публиковать свои данные на Web-страницах при помощи входящего в его состав SQL Internet Assistant. Сам SQL Internet Assistant  это расширенная хранимая процедура с достаточно сложным набором параметров. Но Вам не обязательно изучать назначение этих параметров  для настройки SQL Internet Assistant имеется Мастер (Wizard), который предложит Вам ответить на несколько вопросов: указать, из какой таблицы или хранимой процедуры будут извлекаться данные, как форматировать результат выборки (можно использовать шаблон) и как следует организовать обновление получаемой Web-страницы: единовременно, по расписанию или по факту обновления данных на сервере (для этого Мастер создаст соответствующий триггер).

Преимущество этого метода перед интерактивными (когда данные на Web обновляются по запросу клиента) состоит в том, что каждый очередной запрос клиента всего лишь считывает Web-страницу, заранее сформированную SQL сервером. Это, несомненно, быстрее, чем выполнение запроса к БД при каждом обращении клиента к странице. Недостаток, как уже говорилось  в невысокой гибкости.

 

Рассмотрим теперь методы, относящиеся к Pull-модели.

Internet Database Connector (IDC) и классический HTML

Internet Database Connector - это расширение Internet Information Server (IIS), Internet-сервера фирмы  Microsoft. Принцип работы IDC достаточно прост. Если Вы хотите динамически заполнить Вашу страницу данными из БД, Вы используете не обычный файл с расширением ".htm", а специальный файл расширениеми ".idc", который содержит ссылку на ODBC-совместимый источник данных (например, БД на SQL Server) и текст запроса на языке SQL. Файлу с расширением ".idc" соответствует одноименный файл с расширением ".htx", содержащий шаблон (по сути  HTML-документ), в соответствии с которым будут отформатированы результаты выполнения запроса, содержащегося в ".idc"-файле. Отформатированные в соответствии с шаблоном результаты выполнения запроса попадут в Web-броузер клиента в таком же виде, как и стандартные HTML-страницы.

Используя для создания динамически связанных с БД Web-страниц средства стандартного языка HTML и те небольшие расширения, которые может содержать ".htx"-шаблон, можно строить достаточно функциональные Intranet-приложения, которые "умеют" не только считывать, но и вводить и обновлять серверные данные.

Явным недостатком такой  технологии являются очень скудные  возможности логического анализа и обработки данных на клиенте. Вся бизнес-логика приложения, и даже значительная часть функций формирования пользовательского интерфейса переносится на сервер. В этой технологии можно создавать только достаточно простые пользовательские формы, хотя серверная логика может быть сколь угодно сложной.

 

 

IDC, ActiveX и VB Script (активный клиент)

Web-броузер фирмы Microsoft  Internet Explorer, начиная с версии 3.0, поддерживает выполнение программ, написанных на языке Visual Basic Script (VB Script), а также позволяет встраивать в Web-страницу активные компоненты ActiveX. Использование VB Script и активных компонент позволяет буквально на порядок расширить возможности Web-клиента по работе с данными и формированию пользовательского интерфейса, т.к. теперь вместо текстового документа с некоторыми возможностями ввода и представления данных в Web-броузер загружается программа на достаточно развитом языке.

 

Active Server Pages и VBScript (активный  сервер)

Microsoft Internet Information Server 3.0 содержит компонент, называющийся Active Server Pages (ASP). Он является средой функционирования серверных объектов, которыми можно управлять из программ (скриптов) на VBScript, встроенных в Web-страницы (имеющие специальные расширения ".asp"). Серверный скрипт выполняется на сервере, управляет свойствами и методами серверных ActiveX-объектов, которые могут осуществлять самые разные функции, в том числе и доступ к SQL Server. Для этого служит набор объектов Active Data Objects, входящий в поставку Active Server Pages.

Наличие управляемых серверных  объектов создает еще один слой, в котором можно размещать  функции Internet-приложений. При этом в полном объеме можно использовать и клиентские скрипты, и ActiveX-компоненты. Фирма Microsoft позиционирует Active Server Pages как стратегический компонент Web-приложений и рекомендует именно его использовать для работы с базами данных.

 

3.2 Язык баз данных - язык SQL.

SQL (англ. Structured Query Language — язык структурированных запросов) — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных[15]. Вопреки существующим заблуждениям, SQL является информационно-логическим языком, а не языком программирования.SQL основывается на реляционной алгебре.

Язык SQL делится на три части:

• операторы определения данных (Data Definition Language, DDL)

• операторы манипуляции данными (Data Manipulation Language, DML)

• операторы определения доступа  к данным (Data Control Language, DCL)

 

 

Преимущества 

а)  Независимость от конкретной СУБД. Несмотря на наличие диалектов и различий в синтаксисе, в большинстве своём тексты SQL запросов, содержащие DDL и DML, могут быть достаточно легко перенесены из одной СУБД в другую. Существуют системы, разработчики которых изначально закладывались на применение по меньшей мере нескольких СУБД (например: система электронного документооборота Documentum может работать как с Oracle Database, так и с Microsoft SQL Server и IBM DB2)

б) Наличие стандартов и набора тестов для выявления совместимости и соответствия конкретной реализации SQL общепринятому стандарту только способствует «стабилизации» языка.

в) Полноценность как языка для управления данными. С помощью SQL программист или пользователь может просматривать, изменять и удалять данные, что является основой самого понятия СУБД.

Недостатки

а)  Нереляционность.Создатель реляционной модели данных Эдгар Кодд, Кристофер Дейт и их сторонники указывают на то, что SQL не является истинно реляционным языком. В частности они указывают на следующие проблемы SQL [1]:

•  Повторяющиеся строки

•  Неопределённые значения (nulls)

•  Явное указание порядка колонок  слева направо

•  Колонки без имени и  дублирующиеся имена колонок

•  Отсутствие поддержки свойства «=»

•  Использование указателей

•  Высокая избыточность

б)  Сложность. Хотя SQL и задумывался как средство работы конечного пользователя, в конце концов он стал настолько сложным, что превратился в инструмент программиста.

в)  Отступления от стандартов. Несмотря на наличие международного стандарта ANSI SQL-92, многие компании, занимающиеся разработкой СУБД (например, Oracle, Microsoft, MySQL AB, Borland), вносят изменения в язык SQL, применяемый в разрабатываемой СУБД, тем самым отступая от стандарта. Таким образом появляются специфичные для каждой конкретной СУБД диалекты языка SQL.

В частности, для управления планом выполнения запроса в некоторые  реализации SQL добавлены подсказки.

г) Сложность работы с иерархическими структурами

Система SQL не предлагает стандартного способа манипуляции древововидными структурами. Некоторые поставщики СУБД предлагают свои решения. Например Oracle использует выражение «CONNECT BY».

Типы данных SQL.

Символьные типы данных - содержат буквы, цифры и специальные символы.

CHAR или CHAR(n) -символьные строки фиксированной длины. Длина строки определяется параметром n. CHAR без параметра соответсвует CHAR(1). Для хранения таких данных всегда отводится n байт вне зависимости от реальной длины строки.

VARCHAR(n) - символьная строка переменной длины. Для хранения данных этого типа отводится число байт, соответствующее реальной длине строки.

Целые типы данных - поддерживают только целые числа (дробные части и  десятичные точки не допускаются). Над  этими типами разрешается выполнять  арифметические операции и применять  к ним агрегирующие функции (определение максимального, минимального, среднего и суммарного значения столбца реляционной таблицы).

INTEGER или INT- целое, для хранения которого отводится, как правило, 4 байта. (Замечание: число байт, отводимое для хранения того или иного числового типа данных зависит от используемой СУБД и аппаратной платформы, здесь приводятся наиболее "типичные" значения) Интервал значений от - 2147483647 до + 2147483648

SMALLINT - короткое целое (2 байта), интервал значений от - 32767 до +32768

Вещественные типы данных - описывают  числа с дробной частью.

FLOAT и SMALLFLOAT - числа с плавающей точкой (для хранения отводится обычно 8 и 4 байта соответсвенно).

DECIMAL(p) - тип данных аналогичный FLOAT с числом значащих цифр p.

DECIMAL(p,n) - аналогично предыдущему, p - общее количество десятичных цифр, n - количество цифр после десятичной запятой.

Денежные типы данных - описывают, естественно, денежные величины. Если в ваша система такого типа данных не поддерживает, то используйте DECIMAL(p,n).

MONEY(p,n) - все аналогично типу DECIMAL(p,n). Вводится только потому, что некоторые СУБД предусматривают для него специальные методы форматирования.

Дата и время - используются для хранения даты, времени и их комбинаций. Большинство СУБД умеет  определять интервал между двумя датами, а также уменьшать или увеличивать дату на определенное количество времени.

DATE - тип данных для хранения даты.

TIME - тип данных для хранения времени.

INTERVAL - тип данных для хранения верменного интервала.

DATETIME - тип данных для хранения моментов времени (год + месяц + день + часы + минуты + секунды + доли секунд).

Двоичные типы данных - позволяют  хранить данные любого объема в двоичном коде (оцифрованные изображения, исполняемые  файлы и т.д.). Определения этих типов наиболее сильно различаются от системы к системе, часто используются ключевые слова: