Transcript The Application Model

The Application Model
A logical network of cooperative, distributed,
and reusable services that support a business
solution.
User Services
Business Services
Data Services
The Services-Based Application Model
The term service-based means that the functionality of an
application is specified as collections of services that meet specific
user need. A service-based application application is typically
comprised of three categories: user services, business services
and data service.
User services
Business services
Data services
Computer
Information
storage and
manipulation
Internet
Intranet
Rules,
Transactions
Database
User services provide an application with its user interface.
The user of a service can be a person or another service.
Therefore, the interface for a service can provide a graphical
user interface or a programmatic interface.
Business services enforce business rules and handle transactions.
These services may impose constraints or apply transformations
to change user input or raw database information into usable
business information.
Data services provide storage and low-level manipulation of data
in a database. Examples of data services include create, read,
update and delete, which are used by business services to modify
a database. A business service does not need to know where data
is located, how it is implemented, or how it is accessed. These
tasks are handled by data services.
Data Services
Provide storage and low-level manipulation of data in a database.
Examples of data services include create, read, update and delete, which
are used by business services to modify a database. A business service
does not need to know where data is located, how it is implemented, or
how it is accessed. These tasks are handled by data services.
ODBC Driver
Database
OLE DB Provider
Standard middle-ware such as Open Database
Connectivity (ODBC), have been developed for interfacing
of clients wit servers. ODBC is an application program
interface that allows clients to generate SQL statements
that are sent to a server.
Any client that uses the ODBC interface can
connect to any server that provides the interface.
In earlier-generation database systems, the lack of such
standards necessitated that the front-end and the back-end
be provided by the same software vendor.
Application Models
Over the past few decades, the architecture of applications,
especially large enterprise, have evolved from single-tier to n-tier
designs. The driving force for this change has been the following
general goals: scalability, separation and encapsulation of functionality, maintainability, multi-user support, and the ability to be
distributed.
Understanding Service Tiers
Tiers are a logical concept that provide a way to describe
how applications can be segmented into services, specially the
three types of services : user, business and data.
Single-Tier Applications
A single-tier application is simply a monolithic, stand-alone
program that runs on the user’s computer. It may communicate with
a database, but that database resides on the same computer
physical
logical
User services
Business services
Data services
Two-Tier Client/Server Applications
The simplest type of distributed computing is the two-tier client/server
application. In this type of application, the database is separated from the user
interface and business logic. Typically the database is placed on the other server.
Two-tier client/server applications are the most common type of
client/server applications built today. They offer significant benefits over
single-tier applications because data processing is centralized and becomes
a shared resource among potentially many users.
User services
Business services
Database
Server
Database server
Data services
Three-Tier Client/Server Applications
Over time it has become apparent that the
two-tier client/server model is simply not
flexible or powerful (scalable) enough to
to handle many larger applications.
Maintaining a dialog between each client
workstation and the central database
server can result in high network traffic
and poor performance, for example
when many users try to do simultaneous
access to a database.
Three-tier server applications help
address these issues by putting another
layer between the users and the database the application server
Physical
User services
Business services
Application server
Database
Server
Database server
Data services
N-Tier Client/Server Applications
(Web-Based Applications)
The two and three tier application models
leave a substantial part of the application
on the client workstation. Conversely,
applications designed for the World Wide
Web place as little of the application as
possible on the client, and keep all the
processing centralized on one or more
servers.
Physical
User services
Internet/Intranet
Web services
Web server
Business services
Application server
Database
Server
Database server
Data services
Logical Network of Cooperating Services
Application 1
User
Services
Business
Services
Data
Services
Application 2
Multitier Application Architecture
with Distributed Transactions
J2EE System Environment
สรุ ป Benefits of Services-Based Design
•
•
•
•
Added flexibility
Distributed services
Parallelism in the design process
Shared assets, resources, and skills
ื่ มต่อ
ระบบฐานข ้อมูลและการเชอ
Data Store and Data Services
• Separates business services from the
application’s data store.
• Provides basic create, retrieve , update
and delete capabilities.
•Performs data aggregation.
• Provides data integrity.
User Interface
User Services
Business Services
Data Services
Data Store
สถาปัตยกรรมระบบ
Application server : สว่ นการจัดการ
้
Dynamic Link Library เพือ
่ ใชในการ
ประมวลผลตาม business Logic ต่างๆ
ของระบบงาน
3-Tiers Client/Server application
้
ั่
เหมาะสาหรับองค์กรทีม
่ ผ
ี ู ้ใชแอพพลิ
เคชน
จานวนมาก โดยใช ้ Database server หนึง่
้
server หรือมากกว่า และต ้องการให ้ใชงาน
ได ้ทัง้ ในระบบ LAN, WAN หรือ Internet
ข ้อได ้เปรียบข ้อสถาปั ตยกรรม ได ้แก่
ิ ธิภาพ ความยือหยุน
ประสท
่ ในการรองรับ
้
จานวนผู ้ใชมากๆและเพิ
ม
่ ขึน
้ การจัดการ
และการดูแลระบบทาได ้ง่าย (ถ ้าเป็ น web
application) ไม่มก
ี ารติดตัง้ business logic
้
กับเครือ
่ งลูกข่าย และนาโค ้ดกลับมาใชใหม่
ได ้ง่าย
ี คือยากในการออกแบบ รายละเอียดมาก
ข ้อเสย
้
ใชงบประมาณ
และเวลามาก และผู ้พัฒนา
ต ้องมีความชานาญ
้
Com Component (.dll) เป็ นซอฟท์แวร์ทใี่ ชในการเก็
บรวบรวม COM Component (.dll) ต่าง ๆ
ทีไ่ ด ้ทาการพัฒนาขึน
้ โดยทาการเก็บอยูใ่ นเครือ
่ งทีเ่ ป็ นแม่ขา่ ย เพือ
่ ให ้เป็ นศูนย์รวมของการประมวลผล
ตาม business logic ต่าง ๆ นอกจากนัน
้ ยังเป็ นตัวชว่ ยในการทาแคชของการประมวลผลต่าง ๆ เพือ
่ ให ้
้
้ ้อม ๆ กันได ้มากขึน
สามารถรองรับการใชงานของผู
้ใชพร
้ จึงสง่ ผลให ้การทางานของตัวระบบงานยังคง
ิ ธิภาพเชน
่ เดิมถึงแม ้ว่าจะมีผู ้ใชที
้ เ่ พิม
มีประสท
่ มากขึน
้ ก็ตาม เนือ
่ งจากเป็ นการแยกสว่ นกันของการ
่ ารลดปั ญหาคอขวดของเครือข่ายได ้
ระมวลผลระหว่างเครือ
่ งลูกข่ายและเครือ
่ งแม่ขา่ ยจึงนาไปสูก
Stored Procedures
การประมวลผลเมือ
่ มีการใช ้ query เพือ
่ ค ้นหาข ้อมูลนัน
้ จะต ้องมี
การแปลคาสงั่ ต่าง ๆ ตามไวยกรณ์ทก
ุ ครัง้ ทีม
่ ก
ี ารรัน query แต่หาก
ได ้มีการนา queries เหล่านัน
้ มาสร ้างเป็ น Store Procedures ซงึ่
้
เป็ น object ตัวหนึง่ ของฐานข ้อมูล โดยก่อนการใชงาน
ระบบจะทา
การ compile เพือ
่ โหลดเข ้าไปยัง cache memory (server side)
ี ก่อน เป็ นผลให ้สามารถทางานได ้อย่างรวดเร็ว และมีประสท
ิ ธิภาพ
เสย
ทีด
่ ก
ี ว่าการ Query ธรรมดามาก
The first time the stored procedure is executed, a query
execution plan is created and compiled. The compiled plan
stays in memory on the server until it is forced out by other
memory needs. This means that subsequent calls to the
stored procedure result is much better performance than
re-creating the same SQL command each time it is needed.
ข้อดีของ Stored Procedures
ั ซอนซ
้
• สามารถทางานทีซ
่ บ
งึ่ ไม่สามารถกระทาจาก transact-SQL
โดยตรงได ้
ิ ธิภาพในการใชงาน
้
• ชว่ ยเพิม
่ ประสท
เนือ
่ งจากได ้มีการคอมไพล์กอ
่ น
การใช ้ และในครัง้ แรกของการรัน จะมีการเตรียม query execution
plan เพือ
่ โหลดคาสงั่ ต่าง ๆ ไปยัง cache memory ชว่ ยให ้การ
งานรวดเร็วยิง่ ขึน
้
้
• ชว่ ยลดจราจลบนระบบเน็ ตเวิรค
์ เพราะเป็ นการเรียกใชงานชุ
ดคาสงั่
่ ไม่ให ้มี user
• ชว่ ยในเรือ
่ งกลไกของระบบรักษาความปลอดภัย เชน
ิ ธิให ้
ใดสามารถเข ้าถึงข ้อมูลจากตารางโดยตรงได ้ แต่จะกาหนดสท
สามารถรัน stored procedure เพือ
่ แก ้ไขข ้อมูลในตารางตามที่
กาหนดไว ้ได ้แทน เป็ นต ้น
• Accept parameters.
• Return values of parameters to a calling procedure or client.
• Return a status value that indicates success or failure,
as well as the reason for the failure.
• Call other stored procedures.
• Encapsulate business functionality so that all applications
can use and perform the procedures consistently.
• Make execution faster and more efficient. Once they are
compiled no syntax checking is required when they are
executed.
• Store the compiled version on the server and use it for
subsequent calls, thus reducing network traffic.
• Be called from different client applications.
รูจ
้ ัก Batch
Batch คือกลุม
่ คาสงั่ ของ transact-SQL ซงึ่ จะถูกแปลความไป
่
พร ้อมกัน เชน
Use Engineer
Select stuID, stuName, stuAVG From student
Insert student (stuID, stuName, stuAVG)
values (46507912, Jittas, 3.89)
Select lecture.lectID, lectName, Subject_code
from lecturer,subject
where lecture.lectID = subject.lectID
GO
ประเภทของ Stored Procedures
Stored Procedures แบ่งออกเป็ น System Stored Procedure,
และ User Stored Procedures
CREATE PROCEDURE up_Suppliers
AS Select CompanyName, ContactName, ContacTitle
FROM Suppliers
ORDER BY CompanyName
clsUsers
clsBhd12RL
Bhd12RL
clsPosMoney
PosMoney
clsSpeAddAll
SpeAddAll
clsNewRateGetID
clsBhd12RL
-
-
Bhd12RL
clsSpeAddAll
SpeAddAll
clsPosMoney
PosMoney
Deployment Diagrams
Client
Application Server
dllSalaryList
Printer
dllSalaryList
Database Server
The Component of data
Bit
Byte
Word
Field
Record
File
Database
0 or 1
1 byte is constructed from 8 bits to represent 1
character.
1 word is constructed from 2 or more consecutive
bytes
column boundary of specific data
relation of the value in each field to represent one
object (or one thing or one person)
A collection of several records of the same type.
A collection of interrelated data files.
File Processing & Database Processing
File Processing
Salary Information System
Salary Files
Personal Information System
Personal Files
Seminar Information System
Seminar Files
Database Management System
Salary Information System
Personal Information System
Seminar Information System
DBMS
Data Base
DBMS: Database Management System
DBMS consists of a collection of interrelated data and a set of programs
to access those data. The primary goal of DBMS is to provide an
environment that is both convenient and efficient to use in retrieving
and storing database information. DBMS acts as the interface software
between users and data stored in the database by hiding the detail of
internal
สถาปัตยกรรมของระบบฐานข้ อมูล
External
View 1
External
View 2
Conceptual
Level
Physical Level
External
View 3
Billing
Application
Load Research
Application
Billing & Research
Data Model
Maintenance
Application
Maintenance
Data Model
Information Services Data Model
Database Management System
Service
Databases
Logical User Views
Data elements and relationships
needed for Billing, Load Research,
or Maintenance processing
Data elements and relationships
(the schema) needed for the
support of all information services.
Software Interface
The DBMS provides access to the
information services databases
Physical Data Views
Organization and location of data on
the storage media.
Instance และ Schema
Instance ของฐานข้ อมูล : เหล่าข้ อมูลทีถ่ ูกจัดเก็บในฐานข้ อมูล
ในขณะใดขณะหนึ่ง ดังนั้น Instance จึงเปรียบเสมือนกับค่ าของตัว
แปรในขณะใดขณะหนึ่งใน Programming Language
การ
เปลีย่ นแปลงข้ อมูลในระบบฐานข้ อมูล มีสาเหตุมาจากการทีข่ ้ อมูลมีการ
Insert, Delete หรื อ Update เกิดขึน้ ตลอดเวลา
Schema : เค้าร่ าง (โครงสร้ าง) ทีไ่ ด้ จากการออกแบบฐานข้ อมูล
โดยรวม เช่ นการกาหนดว่ า ระบบฐานข้ อมูลควรประกอบด้ วย
ไฟล์อะไรบ้ าง และไฟล์เหล่านั้นมีความสั มพันธ์ กนั อย่ างไร แต่ ละไฟล์
ควรประกอบด้ วยฟิ ลด์ (fields) อะไรบ้ าง
Data Definition Language (DDL)
การทีจ่ ะกาหนดเค้ าโครง หรื อ Scheme ของฐานข้ อมูล สามารถ
กระทาได้ โดยการใช้ ภาษาพิเศษ ทีเ่ รียกว่ า ภาษาสาหรับนิยามข้ อมูล
ตัวอย่ าง ภาษา DDL
CREATE TABLE
ALTER TABLE
DROP TABLE
เช่ น
CREATE VIEW CREATE INDEX
DROP VIEW
DROP INDEX
CREATE TABLE S
( S#
Char(5) Not Null,
Sname Char(20)
Not Null,
Status SmallInt Not Null,
City
Char(15)
Not Null,
PRIMARY KEY (S#) );
ผลจากการคอมไพล์ ประโยคทีเ่ ขียนด้ วย DDL (DDL Interpreter)
จะทาให้ เกิดตารางทีจ่ ะจัดเก็บในไฟล์ ชนิดหนึ่งทีเ่ รียกว่ า พจนานุกรม
ข้ อมูล (Data Dictionary) ซึ่งเก็บข้ อมูลทีเ่ กีย่ วกับ โครงสร้ างทีไ่ ด้ จากการออกแบบ
ฐานข้ อมูลนั้น ๆ และถ้ ามีการเปลีย่ นแปลงแก้ไข หรื อ
เรียกใช้ ข้อมูล DBMS ต้ องอาศัยข้ อมูลของโครงสร้ างจากไฟล์ นีเ้ สมอ
Data Manipulation Language (DML)
การใช้ ข้อมูลในระบบฐานข้ อมูล อาจจาแนกได้ เป็ น
- การเรียกดูข้อมูล (RetrieveData)
- การเพิม่ ข้ อมูลใหม่ (Insert Records)
- การลบข้ อมูลเดิม (Delete Records)
- การเปลีย่ นแปลงแก้ ไขข้ อมูลเดิม (Update Fields)
การใช้ ข้อมูลในระดับของผู้ใช้ น้ัน สามารถกระทาได้ โดยผ่ านทาง DBMS
ซึ่งได้ เตรีมภาษาสาหรับการใช้ ข้อมูล (DML is a language that enables
users to access or manipulate data as ornagized by the appropriate
data model.)
การเขียนแอปพลิเคชั่นด้ วย Host Language เพื่อร้ องขอ (request)
ข้ อมูลจากระบบฐานข้ อมูล ทาได้ โดยการใช้ คาสั่ ง DML ภายใน Host
Language นั้น แต่ เนื่องจาก DML Syntax แตกต่ างไปจาก Syntax
ของ Host Language ทัว่ ไป ดังนั้นโปรแกรมจัดการระบบฐานข้ อมูล
(DBMS) จึงต้ องมี Query Processor ซึ่งประกอบด้ วย
Embedded DML Precompiler
DML Compiler
Query Evaluation Engine
DDL Interpreter
Embedded DML Precompiler :
แปลง (convert) ประโยคคาสั่ ง DML ให้ เป็ นโมดุลหนึ่ง
(procedure call) ภายในแอ็ปพลิเคชั่นที่สร้ างด้ วย host language
ภาษาใด ภาษาหนึ่ง ซึ่งมีผลทาให้ แอ็ปพลิเคชั่น สามารถถูก Compile ได้ ด้ วยตัว
Compiler ปกติของภาษานั้น และสามารถ
ประมวลผล object ของ Database (เช่ น object ทีเ่ ป็ น relation) ได้
DML Compiler :
แปล (translate) ประโยคคาสั่ ง DML ไปเป็ น low-level
instructions ที่ Query Evaluation Engine สามารถเข้ าใจได้
Embedded DML Precompiler ต้ องติดต่ อกับ DML Compiler เพื่อ
สร้ าง Object Code ทีเ่ หมาะสม
DDL Interpreter :
แปลประโยคคาสั่ งที่เขียนด้ วย DDL
Query Evaluation Engine :
เมื่อ DML Compiler สร้ าง Object Code ทีเ่ ป็ น Low-level
Instructions ขึน้ มาแล้ว ก็จะส่ งต่ อให้ กบั Query Evaluation Engine
ทาการประมวลผลต่ อไป
Data Consumers
Visual Basic Application
Visual C++ Application
ASP page
Other Applications
ADO Connection
Service Components
Cursor Engine
Data Providers
ODBC Provider
ODBC
Database
Server
DML Compiler
DDL Interpreter
Embedded DML Precompiler
Query Evaluation Engine
Query Processor
Simple Data Provider
Mainframe
Data
Non
Relation
Data
How Database Represent Information
A database management system (DBMS) is a combination of software
and data:
• The physical database :
a collection of files that contain the data content.
•The schema:
a specification of the information content of the physical database
•The database engine:
software that supports access to and modification of the contents of the database
•The data definition and manipulation language:
programming languages that support schema definition and database access.
Overall System Structure
Query processor components
• DML compiler
• Embedded DML precompiler
• DDL interpreter
• Query evaluation engine
Storage manager components : provides the interface between the low level data stored
in the database and the application programs and queries submitted to the system
• Authorization and integrity manager : tests for the satisfaction of integrity constraints
and checks the authority of users to access data.
• Transaction manager : ensures that the database remains in a consistent state
despite system failures and that concurrent transaction executions proceed without
conflicting.
• File manager : manages the allocation of space on disk storage and the data
structures used to represent information stored on disk.
• Buffer manager : responsible for fetching data from disk storage into main memory.
• Data files : store the database itself.
•Data dictionary : stores metadata about the structure of the database.
The data dictionary is used heavily. Therefore, great emphasis
should be placed on developing a good design and efficient
implementation of the dictionary.
• Indices : provide fast access to data items that hold particular values.
Naïve users
use
Application
programmers
write
Application interfaces
Sophisticated
users
Database
administrator
use
use
Application programs
Application programs
object code
Transaction
manager
database
scheme
query
Embedded DML precompiler
DML compiler
Query evaluation
engine
File
manager
Data files
Buffer
manager
Indices
users
DDL
interpreter
Authorization
and integrity
manager
Data dictionary
query
procesor
Storage
manager
Disk storage
Database Processing Advantages
 Data redundancy (Repetition of data) can be reduced.
 Data inconsistency can be avoided.
 Data can be shared.
 Standard of data can be controlled.
 Concurrent-access to database can be provided.
 Data Integrity and data security can be maintained.