Лабораторная работа № 6

Изучение возможностей субд Cache

по созданию и ведению баз данных

1. Цель работы

Целью работы является изучение возможностей СУБД Cache по созданию и ведению баз данных.

2. Задачи

Задачами лабораторной работы являются овладение навыками работы с классами объектно-ориентированной СУБД Cache, управления экземплярами классов, освоение программных технологий доступа к базам данных Cache на основе технологии Cache Server Pages.

3. Теоретическая часть

Объектный подход. Наряду с реляционным подходом к разработке информационных приложений для баз данных все большее распространение получает объектный подход. Это связано с ограниченностью самой реляционной модели, например, при описании и манипулировании сложными структурами данных, усложнением запросов при выборках данных из нескольких таблиц, снижением производительности при соединениях больших таблиц и др.

Объектный подход дает такие преимущества как: естественное представление данных; возможность разработки структур любого уровня сложности; высокую производительность процесса разработки; использование объектно-ориентированных CASE-средств проектирования и разработки приложений.

Классы. В объектных системах объекты одного типа принято объединять в классы объектов. Отдельные сущности этих классов – индивидуальные объекты – называют экземплярами класса. Например, с точки зрения объектной технологии, каждый человеческий индивидуум – это экземпляр класса «Человек».

Класс объектов определяет свойства и методы, то есть тот интерфейс, который является единым для всех его экземпляров. Экземпляры одного класса могут отличаться лишь значениями своих свойств, но не своими методами. Методы устанавливаются для всех экземпляров при определении класса.

О наследовании говорят, когда класс объектов порождается из другого класса. Порожденный класс (подкласс) находится со своим родительским классов (суперклассом) в отношении «подкласс есть суперкласс» и наследует все его свойства и методы. Далее подкласс конкретизируется путем добавления новых свойств и методов, отсутствующих в суперклассе. Кроме того, переписывая унаследованные методы, можно изменять поведение подкласса по сравнению с его суперклассом.

Классы, которые могут служить лишь основой для определения подклассов, называются абстрактными и не допускают создания своих экземпляров. Классы, от которых нельзя порождать подклассы, называются финальными.

Когда за неким общим интерфейсом скрывается различный образ действий, говорят о полиморфизме.

Единая архитектура данных. В рамках этой архитектуры существует единое описание объектов и таблиц, отображаемых непосредственно в многомерные структуры ядра базы данных, ориентированного на обработку транзакций. Имеющиеся серверы Cache Objects и Cache SQL предоставляют в распоряжение разработчика все наиболее популярные интерфейсы, посредством которых и унаследованные реляционные, и новые объектно-ориентированные прикладные системы получают равноправный доступ к данным.

Объектная модель Cache соответствует стандарту ODMG (Object Data Management Group). При этом основные операции Cache Objects базируются на определении классов объектов в Cache Studio (или непосредственно на языке CDL) и последующей компиляции в исполняемый код (Run-Time).

Важнейшее свойство объектной базы данных – хранимость: объекты длительное время хранятся в дисковой памяти и при необходимости могут оттуда извлекаться.

СУБД Cache. Высокопроизводительная постреляционная СУБД Cache появилась в 1997 году, фирмой-разработчиком является компания InterSystems. Эта СУБД позиционируется как постреляционная. Она поддерживает как объектную модель данных, ориентирующуюся на стандарт ODMG 2.0, так и реляционную модель данных, ориентирующуюся на стандарт SQL-92. Обе эти модели опираются непосредственно на оригинальную многомерную структуру данных и максимально синхронизированы. Это отличает идеологию построения СУБД Cache от идеологии построения так называемых объектно-реляционных систем, в которых объектная абстракция опирается на реляционную модель данных.

Главные свойства Cache – развитая объектная технология, быстрота разработки Web-приложений, усовершенствованная база SQL и уникальная технология получения данных – позволяют достичь такого высокого уровня производительности и масштабируемости, который был недоступен в рамках реляционной технологии.

Среда разработки Cache. Для разработки приложений и работы с базами данных система Cache предлагает следующий набор утилит:

• Редактор конфигурации

• Studio

• Terminal

• Проводник

• Панель управления

• SQL-менеджер

Все утилиты запускаются из Cache-куба, который располагается в правой части экрана, щелчком правой кнопки мыши.

Cache Studio. Классы в Cache обычно определяются с помощью интегрированной среды разработки классов Cache Studio. Благодаря единой архитектуре данных, определения классов с их свойствами и методами автоматически превращаются в таблицы со столбцами и ключевыми полями. Полное определение класса формируется на языке CDL (Class Definition Language) и сохраняется в базе данных во внутреннем представлении.

Элементы определения класса Cache:

• Имя класса. Имя класса состоит из пакета (package) и собственно имени, разделенных точкой, например, Book.Reader.

• Ключевые слова. Определение класса может быть изменено посредством ключевых слов. Все ключевые слова не обязательны и имеют стандартные значения на тот случай, если они не заданы.

• Свойства класса. Данные, хранимые в объектах. Свойства могут быть константами, встроенными объектами, ссылками на хранимые объекты. Классы типов данных не содержат свойств.

• Методы класса. Программный код Cache ObjectScript, реализующий те или иные функции.

• Параметры класса. Значения, которые используются при компиляции класса для его настройки. Например, параметр PROPERTYVALIDATION=2 указывает на то, что проверку значений свойств надо производить при сохранении объекта.

• Запросы класса. Подбор множества объектов с заданными свойствами.

• Индексы класса. Структуры, оптимизирующие доступ к объектам.

Каждый элемент класса должен иметь отличное от других имя. Имя case-чувствительно, но должна сохраняться однозначность имен при написании их прописными (большими) буквами. Имена, начинающиеся со знака процент (%) зарезервированы за элементами системных классов.

Расширенные типы данных. Коллекция – многократно повторяемое свойство. Поток данных (Binary Large Objects – BLOBs) – большие неструктурированные множества данных. Встроенный объект – класс в классе.

Утилита Cache Terminal может быть использована для отладки программ, процедур, функций, проверки работы отдельных операторов. Работа ведется в режиме командной строки. Утилита чрезвычайно проста. После приглашения набирается команда и нажимается ENTER. Здесь же выводится результат выполнения команды.

Cache ObjectScript. В СУБД Cache реализован собственный язык программирования Cache Object Script (COS). COS – это расширенная и переработанная версия языка программирования M (ANSI MUMPS). В первую очередь, COS предназначен для написания исходного кода методов класса. Кроме этого, в Cache вводится понятие Cache-программы. Cache-программа не является составной частью классов и предназначена для написания прикладного программного обеспечения для текстовых терминальных систем.

Веб-программирование в Cache. Базовой технологией, используемой для организации веб-доступа к базам данных Cache, является технология Cache Server Pages (CSP – серверные страницы Cache). Технология CSP предлагает изящные средства для создания ыстродействующих, хорошо масштабируемых веб-приложений за короткое время. Она также упрощает дальнейшее сопровождение и развитие таких приложений.

Технология CSP позволяет создавать динамическое веб-содержимое в зависимости от времени, отношений между сохраненными данными и т. д. В ее основе лежат HTML-страницы – так называемые CSP- страницы – содержащие специальные теги, которые выполняются на сервере Cache каждый раз, когда происходит обращение к ним, и возвращают индивидуальное содержимое. Технология CSP может быть интегрирована не только с HTML, но также и с XML, графическими и другими двоичными файлами.

CSP-страницы могут быть созданы двумя различными путями:

– как HTML/XML-файлы с внедренными CSP-тегами и другими элементами CSP (тег-ориентированная разработка);

– непосредственно как классы Cache, унаследованные от %CSP.Page (код-ориентированная разработка).

Чтобы сервер Cache и веб-сервер могли работать вместе, нужно инсталлировать на веб-сервере интерфейс (шлюз) с Cache – шлюз CSP. Cache предоставляет такие шлюзы для Microsoft IIS и Apache Web Server, а также для некоторых других веб-серверов.

После установки это шлюз сможет перенаправлять запросы браузера в Cache. Основываясь на расширениях файлов, шлюз определяет, предназначен ли запрос веб-серверу или Cache.

Данные, отправленные браузером, интерпретируются сервером Cache. В зависимости от этих данных приложение Cache генерирует код HTML (или код другого типа, например, XML), который возвращается через веб-сервер для отображения в браузере клиента.

Веб-сервер не является обязательным компонентом среды разработки, именно поэтому Cache поставляется со встроенным веб-сервером. Однако использовать его рекомендуется только для целей отладки в однопользовательской среде, поскольку в нем реализована минимальная часть протокола HTTP. Веб-сервер Cache устанавливается автоматически при инсталляции Cache и может быть использован через порт с номером 1972.