Файл: Технология «клиент-сервер» (Реализация работы с БД в системе «1С: Предприятие»).pdf

ВВЕДЕНИЕ

В данной работе представлена информация об использовании различных архитектур Системы управления базами данных (СУБД) на разных версиях системы 1С: Предприятие.

1С: Предприятие — программный продукт компании 1С, предназначенный для быстрой разработки прикладных решений.

Технологическая платформа «1С: Предприятие» не является программным продуктом для использования конечными пользователями, которые обычно работают с одним из многих прикладных решений (конфигураций), использующих единую технологическую платформу.

Платформа и прикладные решения, разработанные на её основе, образуют систему программ «1С: Предприятие», которая предназначена для автоматизации различных видов деятельности, включая решение задач автоматизации учёта и управления на предприятии (КИС).

Средства быстрой разработки представлены визуальным «конфигурированием», которое позволяет разработчику сосредоточиться на создании бизнес-логики приложения и не заниматься технологическими подробностями, такими, как организация взаимодействия с базой данных, обработка транзакционных блокировок, нюансы программирования экранных форм и т. п.

Конфигурирование частично заменяет кодирование и, таким образом, снижает требования к квалификации разработчиков 1С. Тем не менее, имеет встроенный язык для реализации произвольной бизнес-логики.

ГЛАВА 1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ

В начале стоит дать определение СУБД:

Система управления базами данных (СУБД) — совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

Основные функции СУБД:

• управление данными во внешней памяти (на дисках);
• управление данными в оперативной памяти с использованием дискового кэша;
• журнализация изменений, резервное копирование и восстановление базы данных СУБД после сбоев;
• поддержка языков баз данных (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Обычно современная СУБД содержит следующие компоненты:

• ядро, которое отвечает за управление данными во внешней и оперативной памяти, и журнализацию,
• процессор языка базы данных, обеспечивающий оптимизацию запросов на извлечение и изменение данных и создание, как правило, машинно-независимого исполняемого внутреннего кода,
• подсистему поддержки времени исполнения, которая интерпретирует программы манипуляции данными, создающие пользовательский интерфейс с СУБД
• а также сервисные программы (внешние утилиты), обеспечивающие ряд дополнительных возможностей по обслуживанию информационной системы.

1.1 Типы архитектур построения Баз Данных (БД)

Существует несколько различных типов построения баз данных, но в этой работе будут рассмотрены технологии, которые реализованы в системе 1С: Предприятие, а именно:

• архитектура «файл-сервер»;
• архитектура «клиент-сервер»;
• трехзвенная (многозвенная) архитектура «клиент-сервер».

1.1.1 Технология с сетью и файловым сервером (архитектура «файл-сервер»)

Увеличение сложности задач, появление персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей явились предпосылками появления новой архитектуры файл-сервер.

Эта архитектура баз данных с сетевым доступом предполагает назначение одного из компьютеров сети в качестве выделенного сервера, на котором будут храниться файлы базы данных.

В соответствии с запросами пользователей файлы с файл-сервера передаются на рабочие станции пользователей, где и осуществляется основная часть обработки данных.

Центральный сервер выполняет в основном только роль хранилища файлов, не участвуя в обработке самих данных (рис. 1 Архитектура «файл-сервер»).

Рисунок 1 Архитектура «файл-сервер»

Работа построена следующим образом:

• База данных в виде набора файлов находится на жестком диске специально выделенного компьютера (файлового сервера).
• Существует локальная сеть, состоящая из клиентских компьютеров, на каждом из которых установлены СУБД и приложение для работы с БД.
• На каждом из клиентских компьютеров пользователи имеют возможность запустить приложение. Используя предоставляемый приложением пользовательский интерфейс, он инициирует обращение к БД на выборку/обновление информации.
• Все обращения к БД идут через СУБД, которая инкапсулирует внутри себя все сведения о физической структуре БД, расположенной на файловом сервере.
• СУБД инициирует обращения к данным, находящимся на файловом сервере, в результате которых часть файлов БД копируется на клиентский компьютер и обрабатывается, что обеспечивает выполнение запросов пользователя.
• При необходимости (в случае изменения данных) данные отправляются назад на файловый сервер с целью обновления БД.
• Результат СУБД возвращает в приложение.
• Приложение, используя пользовательский интерфейс, отображает результат выполнения запросов.

В рамках архитектуры «файл-сервер» были выполнены первые версии популярных так называемых настольных СУБД, таких, как dBase и Microsoft Access.

В литературе указываются следующие основные недостатки данной архитектуры:

• При одновременном обращении множества пользователей к одним и тем же данным производительность работы резко падает, т.к. необходимо дождаться пока пользователь, работающий с данными, завершит свою работу. В противном случае возможно затирание исправлений, сделанных одними пользователями, изменениями других пользователей.
• Вся тяжесть вычислительной нагрузки при доступе к БД ложится на приложение клиента, так как при выдаче запроса на выборку информации из таблицы вся таблица БД копируется на клиентскую машину и выборка осуществляется на клиенте. Таким образом, неоптимально расходуются ресурсы клиентского компьютера и сети. В результате возрастает сетевой трафик и увеличиваются требования к аппаратным мощностям пользовательского компьютера.
• Как правило, используется навигационный подход, ориентированный на работу с отдельными записями.
• В БД на файл-сервере гораздо проще вносить изменения в отдельные таблицы, минуя приложения, непосредственно из инструментальных средств; подобная возможность облегчается тем обстоятельством, что фактически у таких СУБД база данных – понятие более логическое, чем физическое, поскольку под БД понимается набор отдельных таблиц, сосуществующих в отдельном каталоге на диске. Все это позволяет говорить о низком уровне безопасности – как с точки зрения хищения и нанесения вреда, так и с точки зрения внесения ошибочных изменений.
• Недостаточно развитый аппарат транзакций служит потенциальным источником ошибок в плане нарушения смысловой и ссылочной целостности информации при одновременном внесении изменений в одну и ту же запись.

1.1.2 Технология «клиент – сервер»

Использование технологии «клиент – сервер» предполагает наличие некоторого количества компьютеров, объединенных в сеть, один из которых выполняет особые управляющие функции (является сервером сети).

Так, архитектура «клиент – сервер» разделяет функции приложения пользователя (называемого клиентом) и сервера.

Приложение-клиент формирует запрос к серверу, на котором расположена БД, на структурном языке запросов SQL (Structured Query Languague), являющемся промышленным стандартом в мире реляционных БД.

Удаленный сервер принимает запрос и переадресует его SQL-серверу БД. SQL-сервер – специальная программа, управляющая удаленной базой данных. SQL-сервер обеспечивает интерпретацию запроса, его выполнение в базе данных, формирование результата выполнения запроса и выдачу его приложению-клиенту.

При этом ресурсы клиентского компьютера не участвуют в физическом выполнении запроса; клиентский компьютер лишь отсылает запрос к серверной БД и получает результат, после чего интерпретирует его необходимым образом и представляет пользователю.

Так как клиентскому приложению посылается результат выполнения запроса, по сети «путешествуют» только те данные, которые необходимы клиенту.

В итоге снижается нагрузка на сеть.

Поскольку выполнение запроса происходит там же, где хранятся данные (на сервере), нет необходимости в пересылке больших пакетов данных.

Кроме того, SQL-сервер, если это возможно, оптимизирует полученный запрос таким образом, чтобы он был выполнен в минимальное время с наименьшими накладными расходами.

Рисунок 2. Архитектура «клиент – сервер»

программный архитектура база сервер

Все это повышает быстродействие системы и снижает время ожидания результата запроса.

При выполнении запросов сервером существенно повышается степень безопасности данных, поскольку правила целостности данных определяются в базе данных на сервере и являются едиными для всех приложений, использующих эту БД.

Таким образом, исключается возможность определения противоречивых правил поддержания целостности.

Мощный аппарат транзакций, поддерживаемый SQL-серверами, позволяет исключить одновременное изменение одних и тех же данных различными пользователями и предоставляет возможность откатов к первоначальным значениям при внесении в БД изменений, закончившихся аварийно.

Итак, в результате работа построена следующим образом:

• База данных в виде набора файлов находится на жестком диске специально выделенного компьютера (сервера сети).
• СУБД располагается также на сервере сети.
• Существует локальная сеть, состоящая из клиентских компьютеров, на каждом из которых установлено клиентское приложение для работы с БД.
• На каждом из клиентских компьютеров пользователи имеют возможность запустить приложение. Используя предоставляемый приложением пользовательский интерфейс, он инициирует обращение к СУБД, расположенной на сервере, на выборку/обновление информации. Для общения используется специальный язык запросов SQL, т.е. по сети от клиента к серверу передается лишь текст запроса.
• СУБД инкапсулирует внутри себя все сведения о физической структуре БД, расположенной на сервере.
• СУБД инициирует обращения к данным, находящимся на сервере, в результате которых на сервере осуществляется вся обработка данных и лишь результат выполнения запроса копируется на клиентский компьютер. Таким образом, СУБД возвращает результат в приложение.
• Приложение, используя пользовательский интерфейс, отображает результат выполнения запросов.

Рассмотрим, как выглядит разграничение функций между сервером и клиентом.

• Функции приложения-клиента:
• Посылка запросов серверу.
• Интерпретация результатов запросов, полученных от сервера.
• Представление результатов пользователю в некоторой форме (интерфейс пользователя).
• Функции серверной части:
• Прием запросов от приложений-клиентов.
• Интерпретация запросов.
• Оптимизация и выполнение запросов к БД.
• Отправка результатов приложению-клиенту.
• Обеспечение системы безопасности и разграничение доступа.
• Управление целостностью БД.

Реализация стабильности многопользовательского режима работы. В архитектуре «клиент – сервер» работают так называемые «промышленные» СУБД. Промышленными они называются из-за того, что именно СУБД этого класса могут обеспечить работу информационных систем масштаба среднего и крупного предприятия, организации, банка. К разряду промышленных СУБД принадлежат MS SQL Server, Oracle, Gupta, Informix, Sybase, DB2, InterBase и ряд других.

Как правило, SQL-сервер обслуживается отдельным сотрудником или группой сотрудников (администраторы SQL-сервера). Они управляют физическими характеристиками баз данных, производят оптимизацию, настройку и переопределение различных компонентов БД, создают новые БД, изменяют существующие и т.д., а также выдают привилегии (разрешения на доступ определенного уровня к конкретным БД, SQL-серверу) различным пользователям.

Рассмотрим основные достоинства данной архитектуры по сравнению с архитектурой «файл-сервер»:

• Существенно уменьшается сетевой трафик.
• Уменьшается сложность клиентских приложений (большая часть нагрузки ложится на серверную часть), а, следовательно, снижаются требования к аппаратным мощностям клиентских компьютеров.
• Наличие специального программного средства – SQL-сервера – приводит к тому, что существенная часть проектных и программистских задач становится уже решенной.
• Существенно повышается целостность и безопасность БД.

К числу недостатков можно отнести более высокие финансовые затраты на аппаратное и программное обеспечение, а также то, что большое количество клиентских компьютеров, расположенных в разных местах, вызывает определенные трудности со своевременным обновлением клиентских приложений на всех компьютерах-клиентах.

Тем не менее, архитектура "клиент – сервер" хорошо зарекомендовала себя на практике, в настоящий момент существует и функционирует большое количество БД, построенных в соответствии с данной архитектурой.