Доступ к базам данных в двухзвенных моделях «клиент-сервер»

В простых двухзвенных моделях клиент-сервер, где несколько баз данных обслуживают ограниченное число пользователей настольных ПК, в роли встроенного ПО доступа к данным могут выступать обычные ODBC-драйверы.

Необходимость в более сложных решениях возникает в больших, разнородных многозвенных системах, где множество приложений в параллельном режиме осуществляет доступ к разнообразным источникам данных, включая разнотипные СУБД и хранилища данных. В таких системах между клиентами и серверами баз данных размещается промежуточное звено – SQL-шлюз, который представляет собой набор общих API, позволяющих разработчику строить унифицированные запросы к разнородным данным (в формате SQL или с помощью ODBC-интерфейса). SQL-шлюз выполняет синтаксический разбор такого запроса, анализирует и оптимизирует его и в конце концов выполняет преобразование в SQL-диалект нужной СУБД. ПО этого типа реализует синхронный механизм связи, когда выполнение приложения, сделавшего запрос, блокируется до момента получения данных.

Каждое приложение, построенное на основе архитектуры "клиент-сервер", включает, как минимум, две части:

- клиентскую часть, которая отвечает за целевую обработку данных и организацию взаимодействия с пользователем;

- серверную часть, которая собственно хранит данные, обрабатывает запросы и посылает результаты клиенту для специальной обработки.

В общем случае предполагается, что эти части приложения функционируют на отдельных компьютерах, т.е. к выделенному серверу БД с помощью сети подключены узлы - компьютеры пользователей (клиенты). При этом узел-клиент сам может быть СУБД.

Создается такое приложение обычно с использованием средств языков высокого уровня (например, C++, Pascal, Visual Basic), позволяющих реализовать эффективную целевую обработку данных и дружественный пользовательский интерфейс. В исходный текст программы включаются SQL-выражения, специфицирующие условия выборки или изменения данных в базе. Во время исполнения приложения эти выражения передаются серверу, который собственно и манипулирует данными. Данные, полученные в результате выполнения сервером SQL-запросов, возвращаются прикладной программе и размещаются в заранее определенных структурах для дальнейшей обработки в том числе корректировки записей.

Рассмотрим различные способы организации доступа прикладной программы к серверу базы данных в двухзвенной архитектуре.

 

Использование библиотек доступа и встраиваемого SQL (слайд 8)

Каждая СУБД помимо интерактивной SQL-утилиты обязательно имеет библиотеку процедур доступа и набор драйверов СУБД для различных операционных систем. Библиотека доступа содержит набор функций, позволяющих клиентскому приложению соединяться с базой данных, передавать запросы серверу и получать данные – результаты обработки запроса. Типичный набор функций такой библиотеки включает:

- соединение с базой данной;

- запрос к базе данных на выполнение SQL-выражения;

- запрос на извлечение данных;

- запрос на изменение данных;

- закрытие соединения с базой данных.

Обычно в библиотеке присутствуют также функции, позволяющие определить характеристики структуры набора результата (число, порядок и имена столбцов, число строк, номер текущей строки), передвигаться по этой структуре не только вперед, но и назад и т.д.

Библиотечные вызовы преобразуются драйвером базы данных в сетевые вызовы и передаются сетевым программным обеспечением на сервер. На сервере происходит обратный процесс преобразования сетевых пакетов в SQL-запросы, которые обрабатываются СУБД. Результаты обработки передаются клиенту.

Такой способ создания приложений достаточно гибок и позволяет реализовать практически любое приложение, однако имеет и недостатки:

- разработка клиентской программы возможна только для той операционной системы и на том языке программирования, в которых поддерживается библиотека;

- драйвер базы данных определяет допустимые типы сетевых интерфейсов;

- библиотечные функции обычно неунифицированы.

 

Некоторой модификацией данного способа является использование "встроенного" языка SQL. В этом случае текст программы на языке третьего поколения вместо вызовов функций библиотеки включает непосредственно предложения SQL, которые предваряются выражением "EXEC SQL". Перед компиляцией в машинный код такая программа обрабатывается препроцессором, который транслирует смесь операторов "собственного" языка СУБД и SQL-предложений в промежуточный "чистый" исходный код, а затем коды SQL замещаются вызовами соответствующих процедур из библиотек, поддерживающих конкретную СУБД. Такой подход позволяет несколько снизить степень привязанности к СУБД, например, при переключении прикладной программы на работу с другим сервером базы данных - достаточно указать новый сервер и заново перекомпилировать программу.