Логическая модель РБД. Бизнес-логика файл-серверной, клиент-серверной и N-уровневой архитектуры
Клиент-сервер с бизнес-логикой на клиенте
В данных системах хранение, выборка и поддержание непротиворечивости данных возлагается на сервер БД, а вся бизнес-логика и логика представления исполняются на клиентских машинах. Так как все операции по манипулированию данными осуществляются только через сервер, производительность и сохранность данных зависит только от сервера БД. Серверы БД изначально рассчитаны на многопользовательский режим работы, имеют эффективные алгоритмы кеширования данных. Современные серверы имеют хорошую масштабируемость.
Клиентская часть обменивается данными с сервером посредством SQL запросов. Обработка информации в клиент-серверных системах ведется на уровне множества кортежей.
Процесс разработки разделяется на создание БД и написание клиентской части с бизнес-логикой.
Достоинства
- Высокая производительность, стабильность и надежность при многопользовательской работе.
- Легко организуется защита данных (шифрование сетевого трафика SSH, SSL)
- Универсальность языка определения и манипулирования данными
Недостатки
- Более высокая цена СУБД. (сервер БД продается отдельно).
- Достаточно высокие требования к квалификации разработчиков
- Навыки администрирования сервера БД
- Повышенные требования к пропускной способности сети
- Повышенные требования к клиентским местам (на них выполняется слой бизнес- логики)
Выводы
При количестве пользователей от 2 до ~50 она является хорошим вариантом. С ростом числа пользователей начинает сказываться недостаточная пропускная способность сети.
Клиент-сервер с бизнес-логикой на сервере
Используется возможность современных серверов БД исполнять хранимые SQL процедуры на сервере, куда и переносится максимально возможная часть бизнес-логики. Требования к серверу БД возрастают, однако резко понижаются требования к клиентским машинам (за счет выноса с них бизнес-логики) и к пропускной способности сети (клиенту передаются только данные, необходимые пользователю).
Достоинства
- Пониженные, по сравнению с предыдущим классом систем, требования к пропускной способности сети и клиентским местам.
- Более простой процесс создания бизнес-логики.
Недостатки
- Повышенные требования к серверу БД.(каждый сеанс "съедает" память из расчета предельной загрузки)
- Невысокая переносимость (мобильность) системы на другие серверы БД.
Выводы
По сравнению с предыдущими классами, позволяет держать большую нагрузку.
N-уровневая архитектура
Основными элементами являются сервера БД, сервер(кластер) приложений и клиентская часть. Главная идея n-уровневой архитектуры заключается в максимальном упрощении клиента (тонкий клиент) , выносе всей бизнес-логики с клиента и сервера БД.
Тонкий клиент представляет собой некоторый терминал типа HTML-browser или эмуляторы X-терминала
Вся бизнес- логика оформляется в виде набора приложений, запускаемых на сервере приложений под управлением ОС типа UNIX.
Сервера БД занимаются только проблемами хранения, добавления, модификации и поддержания непротиворечивости данных.
Сервер приложений соединен с сервером БД при помощи отдельного высокоскоростного сегмента сети.
Достоинства
- Повышенная защищенность.
- Высокая производительность.
- Легкость развития и модификации.
- Легкость администрирования.
- Возможность создания системы с массовым параллелизмом (серверов БД может быть несколько, а сервером приложений могут служить несколько соединенных в кластер компьютеров).
Недостатки
- Высокая сложность.
- Высокая цена решения.
- В некоторых случаях уступает по производительности клиент-серверным системам с бизнес-логикой на сервере.
Выводы
Единственная альтернатива для создания ИС для очень большого количества пользователей.
Практические занятия
Постановка задачи. Проектирование данных на концептуальном и логическом уровнях. Нормализация отношений.
Презентация по ER-моделированию
Подготовка SQL скриптов генерации схемы отношений БД в ERwin. Разработка скрипта для ввода тестовой информации.
Видео-презентация (Для проигрывания требуется Windows Media Player)
Архитектура MS SQL Server 2005. Настройка и использование основных компонент среды. Создание учебной базы данных.
Видео-презентация (Для проигрывания требуется Windows Media Player)
Работа с СУБД MS SQL Server 2005, ORACLE 10g. Примеры соединений с БД, технологии разработки клиенского приложения
Использование технологии Java Database Connectivity (JDBC) для работы с базами данных
Примеры к презентации
SQL-скрипты, проект и исходные коды
package org.mai806.jdbcsample; import java.sql.*; public class QuerySample { public static void main(String[] args) throws Exception { /* ======== Подключение к MS SQL Server ===== */ // Загрузка драйвера Class.forName("com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver"); // Соединение с базой данных Connection connection = DriverManager.getConnection( "jdbc:sqlserver://localhost:1433;databaseName=o01;", // localhost - сервер СУБД, o01 - имя базы данных "sa", "123"); // пользователь, пароль /* ======== Подключение к Oracle ============ // Загрузка драйвера Class.forName("oracle.jdbc.OracleDriver"); // Соединение с базой данных Connection connection = DriverManager.getConnection( "jdbc:oracle:thin:@localhost:1521:orcl", // localhost - сервер СУБД, orcl - SID базы оракла "o01", "o01"); // пользователь, пароль // Создание Statement PreparedStatement stmt = connection.prepareStatement ("select ID, NAME from PERSON where NAME like ?"); stmt.setString(1, "%S%"); // Выполнение запроса ResultSet rs = stmt.executeQuery(); // Перебор результата выполнения запроса while(rs.next()) { // Пример выбора параметра по номеру или по имени System.out.println("ID: " + rs.getLong(1) + "; NAME="+ rs.getString("NAME")); } // закрытие использованных ресурсов БД rs.close(); stmt.close(); connection.close(); } }Листинг P.1. Выполнение запроса: QuerySample.java
package org.mai806.jdbcsample; import java.sql.*; import java.util.ResourceBundle; public class StoredProcedureSample { private static Connection connection = null; public static void main(String[] args) throws Exception { // Получение соединения из значений параметров в файле properties ResourceBundle properties = ResourceBundle.getBundle("database"); Class.forName(properties.getString("driver")); connection = DriverManager.getConnection( properties.getString("url"), properties.getString("user"), properties.getString("password")); transferAmount(1,2,100.0); connection.close(); } /** * Переводит указанную сумму с одного счета на другой * @param from счет плательщика * @param to счет получателя * @param amount сумма */ public static void transferAmount(long from, long to, double amount) throws Exception { // Создание Statement CallableStatement stmt = connection.prepareCall("{call TransferAmount(?,?,?)}"); // Установка параметров stmt.setLong(1, from); stmt.setLong(2, to); stmt.setDouble(3, amount); // Выполнение процедуры stmt.execute(); } }Листинг P.2. Выполнение хранимой процедуры: StoredProcedureSample.java
package org.mai806.jdbcsample; import java.sql.*; import java.util.ResourceBundle; public class TransactionalSample { private static Connection connection = null; public static void main(String[] args) throws Exception { // Получение соединения из значений параметров в файле properties ResourceBundle properties = ResourceBundle.getBundle("database"); Class.forName(properties.getString("driver")); connection = DriverManager.getConnection( properties.getString("url"), properties.getString("user"), properties.getString("password")); // Ручное управление транзакциями connection.setAutoCommit(false); try { transferAmount(2, 1, 10.0); } finally { connection.close(); } } /** * Переводит указанную сумму с одного счета на другой * @param from счет плательщика * @param to счет получателя * @param amount сумма */ public static void transferAmount(long from, long to, double amount) throws Exception { PreparedStatement stmt = null; Statement query = null; try { stmt = connection.prepareStatement ("update ACCOUNT set AMOUNT=AMOUNT+? where ID=?"); // Забираем сумму со счета плательщика stmt.setDouble(1, -amount); stmt.setLong(2, from); stmt.execute(); // Добавляем сумму на счет получателя stmt.setDouble(1, amount); stmt.setLong(2, to); stmt.execute(); // Пост-проверка: отрицательность счета плательщика query = connection.createStatement(); ResultSet rs = query.executeQuery( "select AMOUNT from ACCOUNT where ID="+from+" and AMOUNT<0"); if (rs.next()) { throw new Exception("На счете №"+from+" недосточно средств ["+(amount+rs.getDouble(1))+"] для снятия суммы ["+amount+"]"); } connection.commit(); System.out.println("Перечисление средств успешно выполнено"); } catch(Exception e) { e.printStackTrace(); connection.rollback(); } finally { if (stmt!=null) stmt.close(); if (query!=null) query.close(); } } }Листинг P.3. Работа с транзакциями: TransactionalSample.java