Файл: Особенности алгоритмизации при разработке WEB-приложений.pdf

Введение

За последние годы произошел резкий скачок в развитии компьютерной техники и программного обеспечения персональных компьютеров, а также наблюдается значительное расширение сферы применения компьютеров, которое коснулось практически всех видов человеческой деятельности. Первоначально компьютеры предназначались главным образом для выполнения сложных математических расчетов, в первую очередь для расчетов, связанных с созданием ракетной техники и ядерного оружия. Сегодня другой важнейшей функцией, выполняемой вычислительной техникой, стало накопление и обработка информации.

Развивается и широко используется мировая компьютерная сеть Интер-нет. Вместе с глобальным развитием сети Интернет в программировании все более отчетливо выделяется отдельная его отрасль - web-программирование. Необходимость в создании Web-приложений для различных компаний и организаций прямо пропорциональна уровню развития веб-технологий.

Веб-программирование - раздел программирования, ориентированный на разработку динамических Web-приложений. Языки веб-программирования - это, соответственно, языки, которые в основном предназначены для работы с интернет-технологиями. Развитие веб-программирования не стоит на месте, языки написания совершенствуются.

Цель данной курсовой работы – рассмотреть особенности программирования при разработке Web-приложений.

Задачи работы:

• описать типы Web-приложений,
• рассмотреть архитектурные шаблоны Web-приложений,
• описать принципы функционирования Web-приложений,
• рассмотреть особенности алгоритмизации на HTML при разработке Web-приложений и особенности алгоритмизации на JavaScript при разработке Web-приложений.

1. Основные определения Web-приложений

1.1 Типы Web-приложений

Развитие новых информационных технологий и возможностей сети Internet вызвало переворот в индустрии программных продуктов. Среди программных средств, используемых для получения информации из сети Internet, выделилась новая категория программ – Web-приложения, или Internet-приложения [4].

Информационные системы, построенные на основе Web-приложений, характеризуются многоуровневой архитектурой и позволяют использовать все достоинства сети Internet.

Приложения, реализующие технологию публикации баз данных в Internet, составляют отдельный класс Web-приложений, под которыми понимается совокупность Web-страниц, клиентских и серверных сценариев, расположенных на одном или нескольких компьютерах и выполняемых в рамках одной информационной системы (целевой задачи).

Web-приложение представляет собой Web-систему, которая позволяет пользователям реализовать доступ к бизнес-логике этих приложений через браузер. Под Web-системой в этом случае понимается система гипермедиа, так как все ее ресурсы будут связаны между собо?й.

Для разработки Web-приложений могут ис?пользоватьс?я различные комбинации рассмотренных те?хнологий. Web-?приложения, пуб?ликующие содержимое базы дан?ных, по свое?й архитектуре и орг?анизации р?аботы опираются на пр?инципы, за?ложенные в м?ногоуровне?вые клиент-сер?верные при?ложения. Одн?ако Web-пр?иложения и?меют свои особенности фу?нкционирования, заключающиеся в ор?ганизации р?аботы сети I?nternet. Р?азработчику Web-?приложения требуетс?я учитывать с?ледующие во?просы:

1. совместимость про?грамм-браузеров;
2. разграничение досту?па и обеспечение безо?пасности д?анных;
3. надежность л?иний связи.

Web-приложения, пуб?ликующие б?азы данных н?а Web-стра?ницах, выполняются н?а стороне сер?вера. Сервер обр?абатывает з?апросы обозре?вателя. За?просы к базе д?анных сервер пере?дает серверу пр?иложений и?ли серверу б?аз данных. Обр?аботав запрос, сер?вер базы д?анных пере?дает нужные д?анные Web-сер?веру, котор?ый формирует Web-?документ и отсыл?ает его обозре?вателю.

Функции обозре?вателя зак?лючаются в отобр?ажении Web-стр?аниц, сгенерированных сер?вером или мо?дулями рас?ширения, и от?правке запросо?в пользовате?ля Web-при?ложению. Обозре?ватель явл?яется связу?ющим звено?м между по?льзователе?м и Web-пр?иложением [6].

Выделяют чет?ыре типа Web-приложений:

1. Web-приложения, котор?ые работают н?а сервере, пере?давая через I?nternet да?нные на кл?иентские м?ашины. Для и?х применен?ия требуютс?я программы-браузеры, н?апример, Ope?ra, Internet Explore?r; Google C?hrome;
2. Web-сервисы, котор?ые позволяют пр?иложениям обр?абатывать их данные на сер?вере, но при этом пере?дача подле?жащих обработке да?нных на сервер и возвр?ат результ?атов осущест?вляется сре?дствами глоб?альной сети I?nternet;
3. приложения с по?ддержкой I?nternet авто?номные про?граммы со встроенными мех?анизмами, поз?воляющими и?х пользовате?лям регистр?ироваться, по?лучать обновления, а т?акже предост?авляющими досту?п к справоч?ной системе и дру?гим вспомо?гательным с?лужбам через I?nternet;
4. одноранговые пр?иложения авто?номные про?граммы, использующие I?nternet дл?я взаимодействия с дру?гими прогр?аммными про?дуктами это?го же типа.

1.2 Архитектурные шаблоны Web-приложений

Архитектура с?истемы – это в?ысокоуровне?вое предст?авление ар?хитектурно-значимых ко?мпонентов систе?мы. При это?м под компонентом по?нимается отдел?ьная сущност?ь с открыт?ым интерфе?йсом. К арх?итектурно-з?начимым компонент?ам относятс?я те, которые входят в пре?дставление системы на самом высоко?м уровне. Ч?аще всего эт?и компонент?ы или их н?абор нельз?я сгруппиро?вать или объе?динить в п?акет с другими анало?гичными. С?войства отдельных ко?мпонентов бу?дут зависет?ь от особе?нностей пре?дставления системы [4, 6].

В настоящее вре?мя существует много про?дуктов и те?хнологий, котор?ые могут р?ассматриват?ься как част?ь архитектур?ы Web-прило?жений. Арх?итектурный шаб?лон отражает фу?ндаменталь?ную структур?но-организ?ационную с?хему прогр?аммных систе?м. Он предст?авляет набор пре?допределен?ных подсистем, оп?исывает спе?ктр их обяз?анностей, а т?акже опреде?ляет прави?ла и рекомендации для ор?ганизации вз?аимодейств?ия между н?ими.

Выделяют с?ледующие ар?хитектурные шаблон?ы Web-прило?жений:

1. шаблон Thi?n Web Clie?nt (на основе «то?нкого» клие?нта) используется в бо?льшинстве пр?иложений I?nternet и пре?доставляет о?граниченные воз?можности по упр?авлению конфи?гурацией к?лиента. В распор?яжении клие?нта должен быть то?лько станд?артный браузер, по?ддерживающ?ий формы. Все о?перации, связа?нные с биз?нес-логико?й приложен?ия, выполняются н?а сервере. Этот ш?аблон больше все?го подходит д?ля Web-при?ложений, в котор?ых клиент обладает мин?имальными в?ычислитель?ными возмо?жностями и?ли не может у?правлять своей ко?нфигурацие?й;
2. шаблон Thick Web C?lient (на ос?нове «толстого» клиента) пре?дполагает, что зн?ачительная ч?асть бизнес-?логики выпо?лняется на к?лиентской машине. Обыч?но для выпо?лнения биз?нес-логики к?лиентом ис?пользуется D?HTML, аплет?ы Java или у?правляющие элементы Act?iveX. Взаи?модействие с сер?вером также про?исходит через протокол HTTP;
3. шаблон Web De?livery (на ос?нове механ?изма Web-дост?авки). При вз?аимодействии к?лиента и сер?вера, кроме прото?кола HTTP, ис?пользуются и другие протоко?лы, такие к?ак IOOP (I?nternet Inte?r-Orb Protoco?l) и DCOM, котор?ые могут пр?именяться д?ля поддерж?ки системы р?аспределен?ных объекто?в. В данно?м случае бр?аузер функционирует к?ак контейнер?ный модуль с?истемы рас?пределенных объектов.

1.3 Принципы функционирования Web-приложений

Программные сре?дства сете?й Internet / I?ntranet вк?лючают нову?ю категорию програ?мм – Web-пр?иложения. К Web-?приложения?м относят н?абор Web-стр?аниц, сцен?ариев и дру?гих програ?ммных средст?в, располо?женных на о?дном или нес?кольких ко?мпьютерах (?клиентских и сер?верных) и объединенных д?ля выполне?ния прикла?дной задач?и. Web-при?ложения, пуб?ликующие Б?Д в Internet, пре?дставляют отдельный к?ласс Web-пр?иложений [1, 4].

Современные и?нформацион?ные систем?ы в сетях I?nternet / I?ntranet, построенные н?а основе Web-?приложений, ис?пользующих б?азы данных, по с?воей архитектуре и ор?ганизации работ?ы опираютс?я на принц?ипы, заложе?нные в мно?гоуровневы?х клиент-сер?верных при?ложениях и пр?инципах фу?нкционирования Inte?rnet.

Web-приложения в?ыполняются н?а стороне Web-сер?вера, котор?ый находится на Web-уз?лах сети I?nternet. Web-сер?вер обрабат?ывает запрос?ы обозревателя на по?лучение Web-стр?аниц и отс?ылает требуе?мые данные обозре?вателю в формате Web-?документов.

Обмен данн?ыми в сети I?nternet осу?ществляетс?я на аппар?атном уров?не на осно?ве протоко?ла TCP/IP и прото?кола более в?ысокого ло?гического уро?вня HTTP. У?прощенная с?хема функц?ионировани?я Web-приложения пр?иведена на р?ис. 1.

Рис. 1. Упрощенн?ая схема фу?нкциониров?ания Web-пр?иложений

Под Web-до?кументом (Web-стр?аницей) по?нимают доку?менты, испо?льзуемые в сет?и Internet в фор?матах HTML, X?ML, шаблон?ы в формата?х ASP, HTX и т.?д.

Для доступ?а к Web-стр?аницам испо?льзуются с?пециальные к?лиентские про?граммы – обозре?ватели Web, н?аходящиеся н?а компьютер?ах пользователей сет?и Internet. Обозре?ватель фор?мирует запрос на по?лучение требуе?мой страницы или дру?гого ресурс?а с помощь?ю адреса U?RL. Функци?и обозревате?ля заключа?ются в отобр?ажении Web-стр?аниц, сгенер?ированных сервером или мо?дулями рас?ширения, и от?правке запросо?в пользовате?ля Web-при?ложению. Обозре?ватель явл?яется связу?ющим звено?м между по?льзователем и Web-?приложение?м. При это?м Web-обозре?ватель уст?анавливает сое?динение с требуемым Web-уз?лом, испол?ьзуя различ?ные протоко?лы передачи дан?ных.

2. Особенности алгоритмизации на HTML при разработке Web-приложений

2.1 Обзор возможностей языка HTML

Термин HTM?L (HyperTe?xt Markup L?anguage) оз?начает "яз?ык разметк?и гипертексто?в", с помо?щью которо?го верстаютс?я Web-стра?ницы [1, 2, 4]. В самом н?ачале разв?ития WWW ре?гулировать ст?андарты разр?аботки был?а призвана между?народная об?щественная ор?ганизация, в?ключающая в себ?я представителей ф?ирм-разработч?иков и исследов?ательских и?нститутов - W3C (World W?ide Web Co?nsortium).

Язык HTML б?ыл разработ?ан британс?ким ученым Т?имом Бернерсо?м-Ли прибл?изительно в 1?989–1991 г?г. в стена?х Европейского со?вета по ядер?ным исследованиям в Же?неве. HTML соз?давался ка?к язык для обме?на научной и те?хнической докуме?нтацией, пр?игодный дл?я использо?вания людь?ми, не являющимися с?пециалиста?ми в област?и верстки. HT?ML успешно справл?ялся с проб?лемой сложности SGML путе?м определе?ния неболь?шого набор?а структурных и семант?ических эле?ментов - дескрипторо?в. Дескриптор?ы также часто называ?ют «тегами». С по?мощью HTML мо?жно легко соз?дать относ?ительно простой, но кр?асиво офор?мленный доку?мент. Поми?мо упрощен?ия структуры докуме?нта, в HTM?L внесена по?ддержка ги?пертекста. Му?льтимедийн?ые возможности б?ыли добавле?ны позже.

Изначально яз?ык HTML бы?л задуман и соз?дан как сре?дство стру?ктурирования и фор?матировани?я документо?в без их пр?ивязки к сре?дствам вос?произведения (отобр?ажения). В и?деале текст с р?азметкой HT?ML должен б?ыл без стилистических и стру?ктурных ис?кажений вос?производит?ься на обору?довании с различной тех?нической ос?нащенность?ю (цветной э?кран совре?менного ко?мпьютера, мо?нохромный э?кран орган?айзера, огр?аниченный по р?азмерам экр?ан мобильно?го телефон?а или устро?йства и про?граммы голосо?вого воспроизведения те?кстов). Од?нако совре?менное при?менение HT?ML очень далеко от е?го изначал?ьной задачи. С тече?нием време?ни основна?я идея платфор?монезависимости яз?ыка HTML б?ыла отдана в с?воеобразну?ю жертву со?временным потребностям в му?льтимедийном и гр?афическом офор?млении.

Текстовые до?кументы, со?держащие р?азметку на яз?ыке HTML (т?акие документы трад?иционно име?ют расшире?ние .html и?ли .htm), обр?абатываютс?я специальными прило?жениями, котор?ые отображ?ают докуме?нт в его фор?матированном в?иде. Такие пр?иложения, н?азываемые «бр?аузерами» и?ли «интернет-обозревателями», об?ычно предост?авляют пол?ьзователю у?добный интерфейс для з?апроса веб-стр?аниц, их прос?мотра и вывода на ин?ые внешние устро?йства и, пр?и необходи?мости, отправки вве?денных пол?ьзователем д?анных на сервер.

Все что необ?ходимо, чтоб?ы прочитат?ь HTML-доку?мент - это Web-бр?аузер, котор?ый интерпрет?ирует элеме?нты HTML и вос?производит н?а экране до?кумент в в?иде, котор?ый ему при?дает автор. Ос?новное пре?имущество HT?ML заключаетс?я в том, что до?кумент может б?ыть просмотре?н на Web-бр?аузерах раз?личных типов и на р?азличных п?латформах.