Технология "клиент-сервер"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

1. Введение

2. Теоретическая часть

2.1 Введение

2.2 Определение сервера и клиента

2.3 Роль сервера и клиента в архитектуре клиент-сервер

2.4 Понятие прикладных протоколов

2.5 Представление данных в системах обработки данных

2.6 Основные принципы построения распределённых информационных систем

2.6.1 Основные принципы структурного подхода

2.6.2 Неоднородность ресурсов в распределенных системах

2.6.3 Концепции и принципы объектного подхода (Классы и объекты)

2.6.4 Особенности применения объектного подхода

Заключение

3. Практическая часть

3.1 Описание задачи

3.2 Алгоритм решения задания

4. Список использованной литературы

1. Введение

Как результат эволюции компьютерных технологий появились компьютерные сети. Само появление компьютерных сетей ознаменовало новый этап в компьютерной технологии.

Самые первые компьютерные сети были довольно примитивными - скорость работы такой сети была очень маленькой по сравнению с современными сетевыми технологиями, но для того времени и это было достижение.

С совершенствованием аппаратной части сетей совершенствовалось и сетевое программное обеспечение. Со временем потребовалось совершенствование самих технологий, а не только развитие аппаратуры и программного обеспечения. Были разработаны современные сетевые технологии. Одной из таких технологий является технология «клиент-сервер», позволяющая пользователям сети получать быстрый доступ к ресурсам. Об этой сетевой технологии мы и хотели подробно рассказать.

2. Теоретическая часть

2.1 Введение

В общем случае для организации работы пользователей сети с информационными ресурсами, распределенными по различным компьютерам, необходимы три составляющих:

-программа, установленная на компьютере пользователя, которая может осуществлять сетевой запрос с целью получения объекта, и предназначенная для его обработки (например, просмотра, изменения или печати документа);

-программа, установленная, как правило, на компьютере, где расположен информационный объект, которая может осуществлять по запросу поиск и пересылку объекта, а также упорядочивание доступа к нему нескольких пользователей;

-правила (протокол) взаимодействия между этими программами.

Технология взаимодействия, в которой одна программа запрашивает выполнение какой-либо совокупности действий ("запрашивает услугу"), а другая ее выполняет, называется технологией "клиент-сервер". Участники такого взаимодействия называются соответственно клиентом (client) и сервером (server). Достаточно часто клиентом (или сервером) называют компьютеры, на которых функционирует то или иное клиентское (или серверное) программное обеспечение.

Следует особо отметить, что набор действий, понимаемых как запрашиваемая услуга, - это не обязательно чтение (получение) объекта. В том числе это может быть сохранение (запись), пересылка объекта и т.д.

2.2 Определение сервера и клиента

При большом числе компьютеров (десятки, сотни и даже тысячи) предприятия чаще всего полагаются на сети модели «клиент-сервер». Упрощенно можно считать, что в такой сети отдельный компьютер подключается к одному или нескольким мощным компьютерам, которые называются серверами.

Сервер - это компьютер, или выполняющаяся на нём программа, которая предоставляет клиентам доступ к общим ресурсам и управляет этими ресурсами.

Клиент - пользователь (получатель) услуг и/или ресурсов, которые предоставляет сервер.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.1. Модель клиент-сервер.

В серверных сетях серверы оснащены процессорами типа Intel Pentium 4 и сетевой операционной системой.

2.3 Роль сервера и клиента в архитектуре клиент-сервер

Роль серверов состоит в обеспечение централизованной защиты и управлении трафиком, а так же в предоставление клиентам ресурсов: информации, приложений и доступа к устройствам совместного пользования (например, к принтерам). В клиент - серверной среде в роли клиентов выступают настольные ПК (именно ПК, а не неинтеллектуальные терминалы!) под управлением операционной системы типа Windows 95 или Windows NT Workstation. Как правило, клиент использует собственные вычислительные мощности для обработки информации, полученной от сервера, но полагается на сервер в части предоставления необходимых данных и приложений. Такое распределение ролей в обработке информации носит название клиентской (front - end) и серверной (back - end) обработки.

Наряду с успешным функционированием в собственной «родной» среде, сети модели клиент - сервер могут работать с микрокомпьютерами и мэйнфреймами. Именно эта гибкость в сочетании достаточно низкой (по сравнению с традиционными решениями) стоимостью и составляет привлекательность клиент - серверных сетей. Работая в такой среде на компьютере - клиенте, можно «вкушать плоды» трех разных методов обработки информации: автономной работы, взаимодействия с другими ПК сети и подключения к серверу или мэйнфрейму для доступа к хранящейся там информации.

2.4 Понятие прикладных протоколов

Необходимо различать понятия сетевых приложений и протоколов прикладного уровня. Протоколы прикладного уровня являются частью (хотя и весьма большой) сетевых приложений. Рассмотрим два примера. Web является сетевым приложением, позволяющим пользователям получать web-документы по запросу и состоящим из множества компонентов, включая стандарт формата документов (HTML), браузеры (Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer и др.), web-серверы (например, Apache, Microsoft или Netscape), протоколы прикладного уровня. Протокол прикладного уровня для web носит название протокола передачи гипертекста (HyperText Transfer Protocol, HTTP) и описывает формат и порядок обмена сообщениями между клиентом и сервером (RFC 2646). Таким образом, HTTP является лишь частью web-приложения.

В качестве второго примера рассмотрим приложение электронной почты. Электронная почта Интернета также состоит из множества компонентов: почтовых серверов, содержащих почтовые ящики пользователей, программ для просмотра и создания электронных писем, стандартов, описывающих структуру электронных писем, протоколов прикладного уровня, регламентирующих порядок обмена сообщениями серверов между собой и с оконечными системами пользователей, а также интерпретацию полей, из которых состоят электронные письма. Основным протоколом прикладного уровня для электронной почты является протокол простой передачи сообщений (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP). Как мы видим, SMTP (RFC 2821) -- лишь часть (хотя и достаточно большая) структуры приложений электронной почты.

Как сказано выше, протоколы прикладного уровня определяют способ обмена сообщениями между двумя процессами, выполняющимися на разных оконечных системах. Обычно протокол определяет следующие элементы:

? типы используемых сообщений, например запросы и ответы;

? синтаксис каждого из типов сообщений, описывающий поля сообщения и их разделители;

? семантику полей, то есть смысл информации, содержащейся в каждом из полей сообщения;

? правила, описывающие события, которые вызывают генерацию сообщений.

Некоторые из протоколов прикладного доступа (HTTP, SMTP и др.) являются официально документированными в RFC. Это означает, что если разработчик нового браузера будет следовать стандарту, то браузер сможет получать документы с любого web-сервера, построенного по этому же стандарту. Тем не менее существует множество протоколов прикладного уровня, которые не стандартизированы и при этом используются для поддержки коммерческих продуктов. В частности, это характерно для Интернет-телефонии.

2.5 Представление данных в системах обработки данных

Уровни представления данных. СОД хранят и обрабатывают информацию об объектах реального мира. Некоторую совокупность информации, описывающую конкретный объект, называют логической записью или просто записью. Совокупность записей, охватывающих множество объектов определенного класса, называют информационным массивом. В реальном мире между объектами существуют определенные отношения и взаимосвязи, имеющие различную степень сложности. В процессе разработки в СОД эти отношения выявляются и отображаются путем структуризации записей и информационных массивов. Организация информационного массива, обеспечивающая определенные связи и отношения между данными, называется структурой данных. Любые манипуляции над данными в процессе их обработки на ЭВМ не должны разрушать структуру данных, поэтому ее необходимо все время поддерживать.

Существует 3 уровня представления данных: логический уровень,уровень хранения и физический уровень.

На логическом уровне работают с логическими структурами данных, отражающими реальные отношения между объектами и их характеристиками.

При разработке логических структур данных учитывается также информационная потребность пользователей системы и характер задач, для решения которых редназначена СОД. Единицей информации на этом уровне является логическая запись. Каждый объект, описываемый соответствующей логической записью, характеризуется определенными признаками, являющимися атрибутами записи.

На логическом уровне устанавливается перечень признаков, полностью характеризующий описываемый класс объектов. Совокупность признаков и их взаимосвязь определяют внутреннюю структуру логической записи.

Логическая структура данных должна исчерпывающе характеризовать объекты, сведения о которых обрабатываются СОД, адекватно отражать реальные отношения между объектами и их характеристиками, обеспечивать удовлетворение информационных потребностей пользователей системы и решение задач приложений.

На логическом уровне представления данных не учитывается техническое и математическое обеспечение системы (тип ЭВМ, типы памяти, язык программирования, операционная система).

На уровне хранения оперируют со структурами хранения ? представлениями логической структуры данных в памяти ЭВМ. Структура хранения должна полностью отображать логическую структуру данных и поддерживать ее в процессе функционирования СОД. Единицей информации на этом уровне также является логическая запись.

При разработке или выборе структуры хранения должны учитываться особенности организации памяти ЭВМ. При этом устанавливается тип и формат данных, определяется способ поддержания логической структуры.

Известны различные способы представления данных в оперативной памяти и на внешних носителях, причем одна и та же логическая структура данных может быть реализована в памяти ЭВМ различными структурами хранения. Каждая структура хранения предоставляет определенный способ доступа к данным и определенные возможности манипулирования данными. Структура хранения характеризуется объемом памяти, необходимым для размещения данных.

От выбора структуры хранения непосредственно зависит эффективность обработки данных. Правильно выбранная структура хранения обеспечивает минимальный расход машинной памяти, быстрый поиск нужных данных, возможность добавления новых и удаления устаревших записей без разрушения логической структуры, а также возможность корректировки записей.

Поддержание структуры хранения осуществляется программными средствами. Для реализации структуры хранения требуются определенные языки программирования, возможности которых следует учитывать при разработке или выборе структуры хранения.

На физическом уровне представления данных оперируют с физическими структурами данных. На этом уровне решается задача реализации структуры хранения непосредственно в конкретной памяти конкретной ЭВМ. Единицей информации на этом уровне является физическая запись, представляющая собой участок носителя, на котором размещается одна или несколько логических записей. При разработке структур памяти анализируются параметры конкретных технических средств: тип и объем памяти, способ адресации, методы и время доступа. На этом же уровне решаются задачи по организации обмена данными между оперативной и внешней памятью ЭВМ.

При разработке структур данных всех уровней должен обеспечиваться принцип независимости данных. Физическая независимость данных означает, что изменения в физическом расположении данных и в техническом обеспечении системы не должны отражаться на логических структурах и прикладных программах, т.е. не должны вызывать их изменений. Логическая независимость данных означает, что изменения в структурах хранения не должны вызывать изменений в логических структурах данных и в прикладных программах. Кроме того, изменения, вносимые в логические структуры данных в связи с появлением новых пользователей и новых запросов, не должны отражаться на прикладных программах других пользователей системы.

2.6 Основные принципы построения распределённых информационных систем

2.6.1 Основные принципы структурного подхода

В основу функционально-модульного подхода положен принцип алгоритмической декомпозиции, в соответствии с которым производится разделение функций ИС на модули по функциональной принадлежности, когда каждый модуль системы реализует один из этапов общего процесса. Традиционный функционально-модульный подход к разработке ИС предусматривает строго последовательный порядок действий (так называемая "модель водопада"). По мнению Страуструпа [10], главный недостаток модели "водопада" заключается в склонности информации течь только в одну сторону. Если проблема оказывается "внизу по течению", то часто возникает сильный организационный и методический нажим с целью проводить лишь ограниченные исправления и разрешить проблему без воздействия на предыдущие стадии проекта. Такая недостаточная обратная связь приводит к проектированию, ущербному во многих отношениях, а ограниченные исправления ведут к деформированным реализациям. Изменение требований к системе может привести к ее полному перепроектированию, поэтому ошибки, заложенные на ранних этапах, сильно сказываются на времени и конечной цене разработки. Ориентация на такую последовательную модель увеличивает вероятность того, что будет утрачен контроль над решением возникающих проблем.

2.6.2 Неоднородность ресурсов в распределенных системах

Следующей проблемой, на которую необходимо обратить внимание, является разнородность информационных ресурсов, используемых в корпоративных системах.

Проблема разнородности требует решения в виде методики интеграции ресурсов ИС. Такая методика должна определять системную архитектуру, позволяющую обеспечить взаимодействие компонентов ИС. В силу организационных и технических причин подобная интеграционная архитектура должна базироваться на распределенной модели вычислений, так как ни одна другая модель не соответствует реалиям информационных систем масштаба корпорации. В свою очередь, наиболее естественным применительно к проектированию и реализации разнородных распределенных систем представляется объектно-ориентированный подход, являющийся предметом настоящей статьи.

2.6.3 Концепции и принципы объектного подхода (Классы и объекты)

Основные понятия объектно-ориентированного подхода - объект, класс и экземпляр.

Объект - это абстракция множества предметов реального мира, обладающих одинаковыми характеристиками и законами поведения. Объект представляет собой типичный неопределенный элемент такого множества. Экземпляр объекта - это конкретный определенный элемент множества. Например, в банковском деле объектом является некоторый лицевой счет, а экземпляром этого объекта - лицевой счет #123.

Класс - это множество предметов реального мира, связанных общностью структуры и поведением. Элемент класса - это конкретный элемент данного множества. Например, в сфере банковской деятельности существует класс расчетно-денежных документов.

Таким образом, объект - это типичный представитель класса, а термины "экземпляр объекта" и "элемент класса" равнозначны.

С точки зрения объектного моделирования понятия "описание класса" и "описание объекта" эквивалентны, так как для определения множества схожих элементов, образующих класс, достаточно описать его типичного представителя, то есть объект.

Следующую группу важнейших понятий объектного подхода составляют инкапсуляция, наследование и полиморфизм.

Объектный подход предполагает, что собственные ресурсы, которыми могут манипулировать только методы самого объекта, скрыты от внешних компонентов. Сокрытие данных и методов в качестве собственных ресурсов объекта получило название инкапсуляции.

Понятие полиморфизма может быть интерпретировано как способность объекта принадлежать более чем одному типу. Существуют и другие виды полиморфизма, такие как перегрузка и параметрический полиморфизм. С помощью перегрузки имена, обозначающие названия методов, могут быть использованы для указания различающихся реализаций. Для разрешения конфликтов применяется контекстная информация. Наиболее распространенная форма параметрического полиморфизма в большинстве языков программирования состоит в возможности использования типов в качестве параметров программных единиц.

Наследование означает построение новых классов на основе существующих с возможностью добавления или переопределения данных и методов.

2.6.4 Особенности применения объектного подхода

Объекты - сущности, инкапсулирующие данные, - это основные элементы, моделирующие реальный мир. В отличие от структурного подхода, где основное внимание уделяется функциональной декомпозиции, в объектном подходе предметная область разбивается на некоторое множество относительно независимых сущностей - объектов [5]. Объектная декомпозиция, отраженная в спецификациях и кодах приложений, есть главное отличие объектного подхода. Например, объект "Покупатель" может представлять собой структуру данных, хранящую детализированную информацию о покупателе: его имя, адрес и состояние банковского счета.

Класс объектов, кроме структур данных, определяет функции (методы), применимые к этим структурам.

В примере с объектом "Покупатель" класс может содержать такие функции (методы), как проверить кредитоспособность, выставить счет и т. д. Класс - это ключевой элемент, обеспечивающий модульность в проектных спецификациях ИС и программных решениях.

Объектно-ориентированная система изначально строится с учетом ее эволюции. Ключевые элементы объектного подхода - наследование и полиморфизм - обеспечивают возможность определения новой функциональности классов объектов с помощью создания производных классов - потомков базовых классов. Потомки наследуют характеристики родительских классов без изменения их первоначального описания и добавляют при необходимости собственные структуры данных и методы. Определение производных классов, при котором задаются только различия или уточнения, в огромной степени экономит время и усилия при производстве и использовании спецификаций и программного кода.

Третьим важным качеством объектного подхода является согласованность моделей системы от стадии анализа до программных модулей. Требование согласованности моделей выполняется благодаря возможности применения абстрагирования, модульности, полиморфизма на всех стадиях разработки. Модели анализа могут быть непосредственно подвергнуты сравнению с моделями реализации. По объектным моделям может быть прослежено отображение реальных сущностей моделируемой предметной области в объекты и классы информационной системы.

сервер клиент данные объектный

Заключение

Наиболее бурно развивающимся направлением в области информационных технологий в последние годы стала разработка программного обеспечения на основе архитектуры клиент-сервер, связанного с сетью Internet и системами Intranet, опирающегося на Web-технологию и язык Java. Объектные, распределенные технологии консорциумов OMG и ODMG интегрируются в общие тенденции, расширяя и обобщая их. Примечательно, что все ведущие производители систем Internet/Intranet, включая Sun, IBM, Netscape, Microsoft, встраивают в свои продукты поддержку КС совместимых протоколов.

Технология клиент-сервер развивается уже давно. За это время она прошела путь от академических исследований до промышленных, стандартизованных решений, позволяющих создавать по-настоящему большие, распределенные корпоративные системы, способные эволюционировать экономически эффективным образом. Можно предположить, что консолидация современных сетевых, реляционных и объектно-ориентированных технологий позволит выйти на еще более высокий уровень интеграции и качества информационных систем.

3. Практическая часть

3.1 Описание задачи

Пользуясь ППП и ПК, на основание сведений о наличие и движение товаров в магазине, хранящихся в таблице данных ТОВАРОВ (структура данных этой таблицы представлена на рис. 3.1), необходимо сформировать:

· оборотную ведомость по движению товара в магазине за отчетный период (рис. 3.2)

· ведомость остатков товаров в магазине (рис. 3.3)

Назначение поля	Имя поля	Тип данных	Кол-во десятичных знаков
Наименование товара Артикул товара Единица измерения Цена за единицу товара Остаток на начало отч. периода Кол-во поступившего товара Кол-во проданного товара	Товар Артикул Единица Цена Остаток Приход Расход	Текстовый Текстовый Текстовый Денежный Числовой Числовой Числовой	2

Рис. 3.1 Структура данных таблицы ТОВАР

Наименование товара	Цена	Остаток на начало месяца	Поступило	Продано	Остаток на конец месяца
		Кол-во	Сумма	Кол-во	Сумма	Кол-во	Сумма	Кол-во	Сумма
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

Рис. 3.2 Оборотная ведомость по движению товаров в магазине

Наименование товара	Артикул	Единица измерения	Цена товара	Количество	Сумма
1	2	3	4	5	6

Рис. 3.3 Ведомость остатков товаров в магазине

Введите текущее значение даты между таблицей и ее значением. По данным таблиц постройте гистограмму с заголовком, названием осей координат и легендой.

3.2 Алгоритм решения задания

1) Запустить табличный процессор MS Exсel.

2) Создать книгу с именем «Ведомость».

3) Лист первый переименовать в «Оборотная ведомость».

4) Лист второй переименовать в «Ведомость остатков».

5) Лист третий переименовываем в «Структура данных таблицы товар».

6) На рабочем листе «Структура данных таблицы товар» формируем таблицу «Реестр основных средств по источникам получения» (рис. 3.4) .

Рис. 3.4 Структура данных таблицы товар

7) На листе «Оборотная ведомость» формируем таблицу «Оборотная ведомость по движению товара в магазине» (рис. 3.5)



Рис. 3.5 Оборотная ведомость по движению товара в магазине

8) На листе «Ведомость остатков» формируем таблицу «Ведомость остатков товаров в магазине» (рис. 3.6).

Рис. 3.6 Ведомость остатков товара в магазине

9) Редактируем тип данных в ячейках таблицы «Оборотная ведомость по движению товара в магазине» опираясь на таблицу «Структура данных таблицы товар». Столбцу «Наименование товара» - задаём тип данных текстовый, столбцу «Цена» - задаём тип данных денежный, столбцам «Остаток на начало месяца», «Поступило», «Продано», «Остаток на конец месяца» - задаём тип данных числовой учитывая, что количество десятичных знаков должно быть равно 2 (рис. 3.7).



Рис. 3.7 Смена типа данных

10) Редактируем тип данных в ячейках таблицы «Ведомость остатков» опираясь на таблицу «Структура данных таблицы товар». Столбцам «Наименование товара», «Артикул», «Единица измерения» - задаём тип данных текстовый, столбцу «Цена товара» - задаём тип данных денежный, столбцам «Количество», «Сумма» - задаём тип данных числовой учитывая, что количество десятичных знаков должно быть равно 2 (рис. 3.8) .



Рис. 3.8 Смена типа данных

11) Введём текущее значение даты между таблицей и её названием. Для этого в ячейках J2 листа «Оборотная ведомость» введём формулу =СЕГОДНЯ() (рис. 3.9).

Рис. 3.9 Ввод значения даты

12) Введём текущее значение даты между таблицей и её названием. Для этого в ячейках F2 листа «Ведомость остатков» введём формулу =СЕГОДНЯ() (рис. 3.10).

Рис. 3.10 Ввод значения даты

13) Создадим ещё один лист, на котором будем вводить данные. Назовем его «Данные».

14) Построим на листе «Данные» таблицу «Данные для продолжения» (рис. 3.11) .

Рис. 3.11. Данные для продолжения

15) Заполним по этим данным таблицы «Оборотная ведомость по движению товара в магазине». Для этого в ячейку В6 запишем формулу, =Данные!D4, в ячейку С6 формулу =Данные!D4, в ячейку D6 формулу =C6*B6. Теми же приёмами воспользуемся для заполнения других ячеек. Кроме ячейки I6, туда поместим формулу =C6+E6-G6 и размножим до I7 (рис. 3.12) .

Рис. 3.12 Оборотная ведомость по движению товара в магазине

16. Заполним таблицу «Ведомость остатков товаров в магазине». Для этого будем использовать функцию =ПРОСМОТР(). В ячейку В5 помести формулу =ПРОСМОТР(A5;Данные!A4:A5;Данные!B4:B5). Аналогично заполним остальные ячейки (рис. 3.13).

Рис. 3.13 Ведомость остатков товаров в магазине

17. По таблице «Оборотная ведомость по движению товара в магазине», построим гистограмму (рис. 3.14).

Рис. 3.14 Гистограмма

4. Список использованной литературы

1. Л. Калиниченко. Стандарт систем управления объектными базами данных ODMG 93: краткий обзор и оценка состояния. - СУБД, 1, 1996.

2. Д. Брюхов, В. Задорожный, Л. Калиниченко и др. Интероперабельные информационные системы: архитектуры и технологии. - СУБД, 4, 1995.

3. Вудворд Дж. «Технология совместной работы»

4. Волков В.Б. Понятный самоучитель работы в Windows XP, СПб, Питер, 2004

Размещено на Allbest.ru