Многоуровневая архитектура. 
Информационная система паспортного контроля на границе

Многоуровневая архитектура стала развитием архитектуры клиент-сервер и в классической форме состоит из трех уровней (см. рис. 3.2).

— нижний уровень представляет собой приложения клиентов, выделенные для выполнения функций и логики представлений PS и PL и имеющие программный интерфейс для вызова приложения на среднем уровне;

• — средний уровень представляет собой сервер приложений, на котором выполняется прикладная логика BL и с которого логика обработки данных DL вызывает операции с базой данных DS;
• — верхний уровень представляет собой удаленный специализированный сервер базы данных, выделенный для услуг обработки данных DS и файловых операций FS (без использования хранимых процедур).

Подобную концепцию обработки данных пропагандируют, в частности, фирмы Oracle, Sun, Borland и др.

Трехуровневая архитектура позволяет еще больше сбалансировать нагрузку на разные узлы и сеть, а также способствует специализации инструментов для разработки приложений и устраняет недостатки двухуровневой модели клиент-сервер.

Рис. 3.2 Классический вариант многоуровневой информационной системы

Централизация логики приложения упрощает администрирование и сопровождение. Четко разделяются платформы и инструменты для реализации интерфейса и прикладной логики, что позволяет с наибольшей отдачей реализовывать их специалистами узкого профиля. Наконец, изменения прикладной логики не затрагивают интерфейс, и наоборот. Но поскольку границы между компонентами PL, BL и DL размыты, прикладная логика может появиться на всех трех уровнях. Сервер приложений с помощью монитора транзакций обеспечивает интерфейс с клиентами и другими серверами, может управлять транзакциями и гарантировать целостность распределенной базы данных. Средства удаленного вызова процедур наиболее соответствуют идее распределенных вычислений: они обеспечивают из любого узла сети вызов прикладной процедуры, расположенной на другом узле, передачу параметров, удаленную обработку и возврат результатов.

С ростом систем клиент-сервер необходимость трех уровней становится все более очевидн…

Весьма привлекательной особенностью Designer/2000 является возможность генерации форм Oracle Developer/2000, проектов Visual Basic, классов C++, отчетов Oracle Reports, приложений для Oracle Web Application Server.

ERwin (Computer Associates).

ERwin разработан компанией Logic Works, которая в 1988 году была приобретена фирмой Platinum Technologies, а ее, в свою очередь, приобрела компания Computer Associates. Этот продукт в течение последних десяти лет занимает лидирующие позиции среди средств проектирования данных.

ERwin представляет собой специализированное средство проектирования данных. Его применение предполагает, что моделирование бизнес-процессов и потоков данных производится с помощью других продуктов (например, BPwin), c которыми можно осуществлять обмен сведениями о моделях.

ERwin не ориентирован на какую-то конкретную СУБД и поддерживает более 20 типов СУБД, включая СУБД всех ведущих производителей серверов баз данных (Oracle, Sybase, Microsoft, IBM, Informix), а также все популярные форматы настольных СУБД (включая dBase, Clipper, FoxPro, Access, Paradox), кроме, возможно, самых последних версий. Дело в том, что новые версии ERwin не выпускались уже довольно давнокак минимум год не было обновлений имеющейся версии и более двух лет не выпускались новые версии этого продукта. Поэтому при использовании ERwin с последними версиями некоторых СУБД могут возникнуть проблемы (например, некоторые типы данных SQL Server 7.0 это CASE-средство поддерживает не совсем корректно). Тем не менее, ERwin остается одним из самых популярных в мире продуктов этого класса благодаря поддержке большого количества платформ, простоте интерфейса и, что немаловажно, поддержке специфических особенностей организации физической памяти наиболее популярных серверных СУБД. Например, для СУБД Oracle, Microsoft SQL Server, Sybase этот продукт позволяет изменять местоположение и параметры хранения индексов, почти для всех популярных серверных СУБД создавать кластеризованные индексы и для многих из них — указывать характеристики табличных пространств и сегментов отката.

ERwin обладает встроенным макроязыком для написания в процессе логического проектирования не зависящих от СУБД шаблонов серверного кода, а также готовыми шаблонами для генерации триггеров, реализующих стандартные действия (например, каскадное удаление). При необходимости можно создавать и свои шаблоны триггеров, используя этот язык, причем каждая таблица может иметь свой набор шаблонов. При создании физической модели шаблоны преобразуются в код на процедурном расширении SQL того сервера, для которого создается физическая модель. Логическая и физическая модели ERwin хранятся в одном файле.

ERwin поддерживает обмен моделями с репозитарием Designer/2000 и Microsoft Repository, а также генерацию клиентских приложений для Visual Basic и Power Builder.

Помимо однопользовательской работы ERwin может выступать в роли клиентского приложения для другого CASE-средства — Model Mart, которое позволяет организовать коллективную разработку моделей данных, предоставляя для этой цели разделяемый репозитарий, хранящийся в одной из серверных СУБД.

Недавно компанией Computer Associates был выпущен новый продуктERwin Examiner, представляющий собой инструмент проверки баз данных и DDL-скриптов с целью выявления ошибок проектирования данных, сказывающихся на целостности данных и производительности сервера, таких, например, как ошибки нормализации, противоречивые ключи и т. д. В результате проверки ERwin Examiner предлагает способы устранения найденных ошибок, генерируя соответствующие DDL-скрипты.

Power Designer (Sybase).

Power Designer (бывший S-Designor, принадлежавший компании Power Soft) представляет собой инструмент, в состав которого входят средство создания концептуальных (то есть логических) моделей, средство создания физических моделей и средство объектно-ориентированного моделирования, используемое при генерации клиентских приложений. Средство создания физических моделей представляет собой отдельный продукт — Power Designer Physical Architect. В состав продукта Power Designer Data Architect входят средства создания концептуальных и физических моделей, в состав Power Designer Developer — средства объектно-ориентированного моделирования и создания физических моделей, а в состав Power Designer Object Architect — все три средства.

Физические и концептуальные модели в PowerDesignerDataArchitect хранятся в разных файлах, однако возможна генерация как физической модели на основе модели концептуальной, так и наоборот.

Помимо серверных СУБД производства Sybase (Adaptive Serve rEnterprise 12.0, Sybase SQL Anywhere) Power Designer Data Architect способен работать с любыми ODBC-источниками. Как и ERwin, он поддерживает генерацию триггеров серверных СУБД, осуществляющих стандартную обработку событий, связанных с нарушениями ссылочной целостности.

Power Designer Developer и Power Designer Object Architect могут генерировать код клиентских приложений для Power Builder, а также классы Java и компоненты Java Beans. Возможно и обратное проектирование диаграмм классов из исходных текстов Java, байт-кодов и архивов Java. Поддерживается также генерация кода Web-приложений и объектов для Sybase Enterprise Application Server на основе физической модели.

Power Designer Data Architect может импортировать логические и физические модели ERwin.

Power Designer Data Architect может хранить свои модели данных в коллективно разделяемом репозитарии, управляемом с помощью средства Power Designer Meta Works и доступном как дополнительный модуль в составе любого из перечисленных выше продуктов.

Отметим, что Power Designer Data Architect весьма популярен на российском рынке, причем не только среди пользователей СУБД и средств разработки Sybase.

ER/Studio (Embarcadero Technologies).

ER/Studio менее известен в нашей стране, чем Erwin и Power Designer Data Architect. Однако возможности этого продукта также заслуживают внимания.

По своему назначению этот продукт сходен с ERwinон представляет собой специализированное средство проектирования данных и не содержит в своем составе инструментов для объектно-ориентированного моделирования или моделирования бизнес-процессов. Список поддерживаемых СУБД у этого продукта достаточно широк и включает все наиболее популярные серверные и настольные СУБД. В отличие от ERwin последняя версия этого продукта корректно поддерживает новые типы данных SQL Server 7.

ER/Studio поддерживает написание макросов на SAX Basic (клон Visual Basic for Applications). Этот язык позволяет создавать макросы для выполнения однотипных операций, например добавления стандартных полей к вновь создаваемым сущностям. С помощью этого же языка можно генерировать стандартные триггеры и хранимые процедуры для вставки, удаления, изменения записей. Код на этом языке можно даже отлаживать и обращаться к свойствам сущностей для конструирования серверного кода. Однако, в отличие от ERwin, ER/Studio не позволяет добавить к каждой таблице свои шаблоны триггеров или просмотреть код конкретного триггера в процессе разработки модели — чтобы получить код одного триггера, нужно сгенерировать скрипт для всей модели.

Модели ER/Studio можно сохранить не только в виде DDL-скрипта, но и в формате XML. Можно также создать репозитарий для их хранения в любой серверной СУБД. ER/Studio может импортировать модели ERwin, но при импорте теряются связи шаблонов серверного кода с конкретными таблицами, и не все макросы ERwin корректно преобразуются в макросы SAX Basic.

ER/Studio позволяет сгенерировать Java-классы для клиентских приложений.

Отметим, что ER/Studio является COM-сервером, что позволяет использовать его в других приложениях, предоставляя им возможность просмотра и редактирования моделей данных, а также создавать другие решения на его основе.

System Architect (Popkin Software).

System Architect 2001 представляет собой универсальное CASE-средство, позволяющее осуществить не только проектирование данных, но и структурное моделирование. Средство проектирования данных и создания ER-диаграмм является одной из составных частей этого продукта.

Этот продукт поддерживает СУБД практически всех ведущих производителей, включая Oracle (Oracle 8), Sybase, DB2, SQL Server, IBM (AS400, DB2), Informix, Sybase, Access, dBASE, Paradox и др.

В процессе логического моделирования можно проверить модель на соответствие правилам проектирования данных (например, на соответствие ее первой, второй или третьей нормальным формам). При генерации DDL-скрипта можно сгенерировать триггеры (в том числе и нестандартные).

Все компоненты System Architect позволяют документировать процесс работы над проектом, включая техническое задание, план тестирования и др.

Модели System Architect 2001, как и в случае других CASE-средств, можно сохранять в репозитарии. Однако в отличие от традиционных репозитариев, обладающих более или менее стандартной структурой хранимых данных, репозитарийSystemArchitect является настраиваемым — к сохраняемым объектам можно добавлять дополнительные свойства, определенные пользователем.

System Architect обладает встроенным Visual Basicfor Application, что позволяет создавать разнообразные решения на базе этого продукта, включая автоматическую генерацию моделей и проектной документации.

System Architect 2001 позволяет генерировать код клиентских приложений для Visua Basic, Delphi и Power Builder (на сегодняшний день это практически единственное CASE-средство, поддерживающее генерацию кода Delphi), классы C++, а также код и текстовые экранные формы COBOL.

Visible Analyst (Visible Systems Corporation).

Visible Analyst — весьма популярный продукт компании Visible Systems Corporation. Широко известны также ранее производимые этой компанией CASE-средства EasyER и Easy CASE — предшественники Visible Analyst.

Этот продукт выпускается в трех редакциях: VisibleAnalyst DB Engineer, который включает средства проектирования данных, Visible Analyst Standard, который кроме проектирования данных позволяет осуществлять структурное моделирование, и Visible Analyst Corporate, который помимо указанных выше возможностей позволяет осуществлять также объектно-ориентированное моделирование.

Visible Analyst поддерживает довольно широкий спектр СУБД с точки зрения генерации серверного кода, включая Oracle 7, Sybase SQL Server (System 10 и 4. x); Informix, DB2, Ingres. Последние версии многих серверных СУБД (Oracle 8, Microsoft SQL Server 6.5/7/2000, последние версии серверов Sybase) в этом списке пока отсутствуют.

Для Informix и DB2 указанный продукт позволяет генерировать DDL-скрипты, учитывающие специфические особенности организации физической памяти наиболее популярных серверных СУБД, такие как управление табличным пространством, размером экстентов, режимами блокировки данных, степенью заполнения данными (fillfactor), а также создавать кластеризованные индексы и генерировать триггеры для выполнения стандартных операций. Из этих же СУБД можно производить непосредственно обратное проектирование. Помимо этих двух СУБД обратное проектирование можно производить также из DDL-скриптов, сгенерированных для других СУБД, а также на основе кода COBOL.

Модели Visible Analyst можно сохранять в многопользовательском репозитарии, созданном в одной из серверных СУБД.

Кроме того, Visible Analyst позволяет на оcнове созданных моделей генерировать код для Visual Basic, С++ и COBOL.

Отметим, что продукты семейства Visible Analyst имеют относительно невысокую стоимость, что также является их весьма привлекательной чертой.

Visio Enterprise (Microsoft).

Продукт под названием Visio, приобретенный в январе 2000 года корпорацией Microsoft вместе с его разработчиком — компанией Visio Corporation, позиционировался на рынке как одно из самых популярных средств создания схем и диаграмм. То, что один из членов семейства Microsoft Visio 2000 — Visio 2000 Enterprise — содержит в своем составе полноценное CASE-средство, было в определенной степени сюрпризом для пользователей CASE-инструментов. Однако, если вдуматься, появление своих средств проектирования данных, моделирования бизнес-процессов и объектно-ориентированного моделирования у Microsoft — шаг вполне закономерный, поскольку такие средства появляются рано или поздно у большинства производителей популярных серверных СУБД и средств разработки, каковым Microsoft является уже довольно давно.

Как и подавляющее большинство средств проектирования данных, Visio Enterprise позволяет производить прямое и обратное проектирование данных, преобразовывать логическую модель в физическую. Этим средством поддерживаются все ODBCи OLE DB-источники данных. С его помощью можно создавать триггеры для стандартной обработки нарушений ссылочной целостности в случае, если DDL-скрипт создается для Microsoft SQL Server, и серверные ограничения, если скрипт создается для другой СУБД. Отметим, что Visio при генерации скриптов позволяет указывать параметры организации физической памяти Oracle, Informix, Microsoft SQL Server, DB2 и некоторых других СУБД.

Отметим, что помимо средств проектирования данных Visio включает средства объектно-ориентированного моделирования и генерации кода приложений Visual Basic 6, а также классов C++ и Java. Модели Visio можно сохранять в Microsoft Repository.

Visio, в отличие от специализированных средств проектирования данных, не обладает скриптовым языком, позволяющим создавать серверный код, не связанный с конкретной СУБД. При использовании этого продукта такой код нужно создавать на этапе физического проектирования в уже созданном скрипте. Однако справедливости ради заметим, что и стоимость Visio Enterprise по сравнению с ERwin или Power Designer Data Architect невысока, тем более что Visio в целом представляет собой продукт более широкого назначения, нежели другие рассмотренные выше средства проектирования данных. К тому же этот продукт является сервером автоматизации, обладает весьма обширной объектной моделью и встроенным средством разработки — Visual Basic for Applications, что позволяет, в частности, создавать на его базе разнообразные решения, в том числе и автоматизировать разработку моделей данных.

Вывод: Так как ErWin очень хорошо взаимодействует с программой BPwin, выбранной ранее, и еще соответствует всем необходимым критериям для данной разработки, то принимаем решение использовать именно эту программу для моделирования баз данных.