Распределенные системы и приложения

Язык сценариев JavaScript

Урок 1. Модель клиент-сервер в Интернете

Распределенные системы и приложения

Распределенная система — это набор независимых компьютеров, представляющийся их пользователям единой объединенной системой.

В распределенной системе можно выделить два аспекта:

· первый — все компьютеры автономны;

· второй — для пользователей это единая система.

Распределенные приложения в Интернете чаще всего создаются на основе модели клиент-сервер — модели структурирования приложений или операционных систем путем разделения их на серверные процессы, каждый из которых предоставляет набор специализированных служб для клиентских процессов, причем каждый серверный процесс может взаимодействовать с одним или несколькими клиентскими процессами:

Один из главных вопросов — как точно разделить клиента и сервера. Анализ приложений типа клиент-сервер, предназначенных для организации доступа к базам данных, привел к их логическому разбиению на три уровня:

· уровень пользовательского интерфейса;

· уровень обработки;

· уровень данных.

Формы организации архитектуры клиент-сервер отличаются тем, какие задачи решаются клиентом и сервером:

Взаимодействие клиента и сервера в Интернете осуществляется с помощью запросов, посылаемых клиентом серверу, и ответов сервера на запрос клиента:

Суть распределенных систем — связь между процессами, реализующими не только взаимодействие компьютеров, но и частей (уровней) приложений. Взаимодействие частей приложений реализуется с помощью протоколов, описывающих состав и формат данных, пересылаемых соответствующими частями клиентских и серверных приложений друг другу для решения поставленной задачи. В Интернете разбиение приложений на части осуществляется на базе стека протоколов TCP/IP:

Первоначально в Интернете существовала только возможность пересылки файлов (протокол FTP), почтовых сообщений (e-mail) и подключение компьютера как удаленного терминала сервера (TELNET). Технология World Wide Web (WWW) и производство доступных для пользователей средств коммуникации (модемы) изменили Интернет и сделали его основным средством получения и опубликования информации.

Основу WWW составляет гипертекстовый документ, создаваемый с помощью языка разметки гипертекстовых документов (HTML), и протокол передачи гипертекстовых документов (HTTP).

Суть гипертекстового документа заключена в том, что весь документ разбит на части, которые могут храниться не обязательно на одном компьютере в сети, а в соответствующие части документа встроены гиперссылки на его другие части:

В настоящее время используется язык HTML версии 4.01, поддерживаемый организацией WWW-консорциум (http://www.w3.org).

Для передачи гипертекстовых документов применяется протокол HTTP версии 1.1 (RFC 2616).

Его основу составляют HTTP-сообщения, подразделяемые на:

· запрос (request) клиента к серверу;

· ответ (response) сервера клиенту.

HTTP-запрос

строка запроса: метод URI HTTP-версия

заголовки сообщения: имя: значение (их много, каждый в отдельной строке)

пустая строка:

тело сообщения: передаваемая информация

В строке запроса указывается адрес (URI) документа, запрашиваемого клиентом с сервера, а метод может указывать, каким образом передается информация, введенная пользователем в формах HTML, от клиента к серверу. Методом GET информация передается непосредственно в строке запроса, добавляясь после знака вопроса ? к адресу запрашиваемого документа (тело HTTP-запроса в этом случае пусто). Методом POST передаваемая информация помещается в тело запроса. Кроме указанных двух методов HTTP-запрос поддерживает и ряд других методов, позволяющих выполнить определенные действия на сервере.

Методы: OPTIONS запрос информации о доступных опциях

коммуникаций

GET получение информации, определенной в URI запроса

HEAD аналогичен GET, но информация не пересылается

POST запрос и пересылка информации, определенной в теле

запроса

PUT сохранение на сервере под указанным в запросе URI

пересылаемой в его теле информации

DELETE удаление на сервере документа с указанным в

запросе URI

TRACE определяет, что будет получено из концевой цепочки

запросов

CONNECT используется с прокси-сервером

Пример HTTP-запроса методом GET:

GET /search?keywords=servlets+jsp HTTP/1.1

Accept: image/gif, image/jpg, */*

Encoding: gzip, deflate

Accept-Language: en-us

Connection: Keep-Alive

Cookie: userID=id456578

Host: 212.250.238.67

Referer: http://www.somebookstore.com/findbooks.html

User_Agent: Mozilla/4.0 (compatible; MSIE 5.0; Windows XP)

HTTP-ответ

строка состояния: HTTP-версия код_состояния строка_причина

заголовки сообщения: имя: значение (их много, каждый в отдельной строке)

пустая строка:

тело сообщения: передаваемая информация

Пересылаемый в ответ на запрос клиента сервером документ всегда содержится в теле HTTP-ответа.

Пример HTTP-ответа сервера:

HTTP/1.1 200 OK

Server: Microsoft-IIS/5.0

Connection: Keep-Alive

Date: Thu, 8 Jul 1999 10:27:16 GMT

Content-Type: text/html

Accept-Ranges: bytes

Content-Length: 2964

Last-Modified: Thu, 8 Jul 1999 10:27:16 GMT

Cookie: userID=id456578

<HTML>

. . .

</HTML>

Предложенная первоначально технология WWW с ее гипертекстовыми документами позволяла получать статические страницы HTML. Но с введением в HTML 2.0 форм, позволяющих получать от пользователя и передавать на сервер информацию, возникла необходимость в создании приложений, которые могут обрабатывать эту вводимую в поля формы пользователем информацию. Для сервера был разработан специальный интерфейс Common Gateway Interface (CGI) (стандарт), доступный приложениям, выполняемым на машине сервера (используются языки C, Perl).

Каждое обращение клиента к CGI-сценарию выполняется в собственном процессе, создаваемом операционной системой. Получение передаваемой и отсылаемой информации реализовано через стандартные потоки ввода/вывода — stdin и stdout. Следует отметить, что выполнение серверных CGI-сценариев обычно достаточно медленное, даже если они и реализованы в виде выполнимых exe-файлов, так как в этой технологии всегда приходится организовывать межпроцессное взаимодействие.

Компания Microsoft для своего сервера IIS реализовала кроме CGI-интерфейса дополнительный интерфейс ISAPI — Internet Server Application Programming Interface (компания Netscape для своего сервера реализовала интерфейс NSAPI). Этот интерфейс позволяет создавать серверные приложения, выполняющиеся в том же процессе, в котором выполняется и программа самого сервера, а также он позволяет создавать сценарии, обладающие дополнительными возможностями взаимодействия сервера и сценария.

Одним из недостатков CGI-технологии является то, что страница HTML формируется полностью с нуля при каждом запросе к CGI-сценарию. Компания Microsoft, разработав технологию IDC (Internet Database Connector), уже в ней реализовала идею шаблона — документа HTML, в определенные места которого вставлялись данные по запросу пользователя из базы данных. Эта технология была реализована через ISAPI.

Дальнейшее развитие серверных технологий привело к появлению технологии ASP — Active Server Pages, в которой совмещены наилучшие стороны всех рассмотренных технологий. Страница ASP — это заготовка документа HTML, в который кроме кода HTML встроен выполняемый во время обработки до отсылки клиенту код, написанный на одном из двух, поддерживаемых в ASP языков сценариев, — JavaScript (JScript) или VBScript. Кроме этого в ASP были реализованы специальные компоненты, выполняющие наиболее часто встречающие задачи: определение характеристик программы просмотра Интернета и операционной системы клиента, взаимодействие с БД и т.п. Таким образом, приложение на основе технологии ASP представляет собой трехуровневую архитектуру:

Исследования работы приложений Интернета показали, что в 70% случаев для выполнения определенных действий пользователя нет необходимости обращаться к серверу — эти действия можно реализовать на клиенте, если бы он позволял каким-то образом их запрограммировать. Так появился встроенный в программу просмотра Интернета язык JavaScript, который расширил возможности языка разметки HTML, предоставляя разработчику возможность встраивать в документ HTML код программы, выполняющейся на клиенте.

Урок 2. Сценарии JavaScript в документах HTML

Языки сценариев

Язык сценариев — это язык программирования, используемый для выполнения функций настройки и автоматизации работы какой-либо существующей системы (например, программы просмотра Интернета, Интернет-сервера, операционной системы). Обычно в подобных системах их функциональность уже доступна через интерфейс пользователя. Языки сценариев раскрывают ее для программного управления. При этом немаловажно то, что сама система обеспечивает специальную среду, обычно состоящую из объектов и подпрограмм, которая дополняет возможности языка сценариев.

В операционной системе Windows имеется средство Windows Scripting Host (WSH), предназначенное для программной настройки системы, которое создает специальную среду со специальными объектами, позволяющими программно настраивать операционную систему, создавая файлы сценариев. В этой среде методы автоматически создаваемого объекта WScript позволяют организовать диалог с пользователем, а также создавать объекты из иерархической модели объектов этой среды (например, объект Shell соответствует оболочке операционной системы, в семействе Environment которого хранятся значения всех переменных среды). В качестве языка сценария в WSH можно использовать либо JScript (реализация компанией Microsoft языка JavaScript) или поддерживаемый и разрабатываемый ею же собственный сценарный язык VBScript. Сценарий пишется на любом из указанных языков и сохраняется соответственно в файле с расширением .js или .vbs. Запуск сценария WSH осуществляется двойным щелчком на файле в проводнике Windows.

4Пример 1. Сценарий Windows Scripting Host

Создадим в любом текстовом редакторе представленный ниже сценарий WSH на языке JScript и сохраним его в файле с расширением .js. После чего запустим его на выполнение двойным щелчком в проводнике Windows. Со всеми действиями этого сценария можно ознакомиться, прочитав внедренные в текст сценария комментарии.

// Отображение диалогового окна с приветствием

WScript.Echo("Привет!");

text = "";

// Создание объекта Shell

shell = WScript.CreateObject("WScript.Shell")

// Присоединение к семейству WScript.Shell.Environment

// итератора для организации перебора элементов семейства

e = new Enumerator(shell.Environment);

// Перебор элементов семейства Environment

// и сохранение их значений в переменной text

for ( ; !e.atEnd(); e.moveNext()){

text += e.item() + "\n";

}

// Отображение полученных значений в диалоговом окне

WScript.Echo(text)

Встроенный в документ HTML сценарий JavaScript имеет доступ к объектной модели обозревателя, в котором этот документ отображается (при условии, конечно, поддержки обозревателем языка сценариев JavaScript и раскрытия своей модели объектов), а также к объектной модели (DOM) самого документа (опять-таки при ее реализации в обозревателе).

4Пример 2. Сценарий JavaScript в обозревателе Internet Explorer

Создадим приведенный ниже документ HTML и отобразим его в обозревателе Internet Explorer. Каждый щелчок на кнопке Новое окно документа будет приводить к отображению еще одного окна обозревателя размером 300´50 пикселей, но без строки меню, полос прокрутки, строки состояния, панели инструментов и адресной строки.

<SCRIPT>

function f(){

newWind = window.open("", "", "width=300,height=50")

}

</script>

<BODY>

<FORM>

<INPUT TYPE="button" VALUE="Новое окно" onclick='f()'>

</FORM>

</BODY>

Язык JavaScript

Первый язык сценариев, интерпретируемый в среде программы просмотра Интернета (для краткости будет подобную программу иногда называть браузер — от английского browser, используемого для обозначения подобных программ), был разработан в компании Netscape Communications. Встроенный в документ HTML сценарий на этом языке выполнялся в среде браузера Netscape Navigator 2.0, разработанного этой же компанией. Первоначально он назывался LiveScript, отражая его важнейшую функциональность, — встроенный в документ HTML сценарий позволял пользователю в интерактивном режиме "общаться" с отображаемой в браузере страницей. Впоследствии для привлечения внимания к своему детищу компания переименовала его в JavaScript, так как в то время язык Java приобрел такую популярность, что в Сети только о нем и говорили. Сразу же подчеркнем, что с языком Java этот язык не имеет ничего общего, разве лишь синтаксис и семантика операторов принятия решения и цикла. Эти языки разработаны для решения разных задач. Чтобы подчеркнуть этот факт следует сказать, что впоследствии компания Netscape разработала и внедрила в свой язык специальное средство для взаимодействия апплетов Java, встраиваемых в страницу HTML небольших программок, написанных на языке Java и интерпретируемых под управлением виртуальной машины Java, и сценария на языке JavaScript. В процессе своего существования язык JavaScript компании Netscape Communications постоянно изменялся, что отражалось в выпуске очередных версий, приуроченных к выпуску очередной версии браузера этой компании:

Поддержка JavaScript в браузерах Netscape

Не желая отставать от своего тогдашнего конкурента компания Microsoft выпустила собственный вариант языка JavaScript под названием JScript. Он также прошел ряд версий, соответствие которых браузеру этой компании представлено в следующей таблице:

Поддержка JavaScript в браузерах Internet Explorer

Следует отметить, что свой язык JScript компания Microsoft использовала не только в браузере, но и в других своих продуктах.

Разработка языков происходила без какого-либо взаимодействия двух компаний в режиме соревнований, что привело к известной "войне браузеров". Однако впоследствии здравомыслие восторжествовало и в 1996 году компании договорились о разработке единого стандарта под эгидой Европейской ассоциации производителей компьютеров (ECMA). И в июле 1997 года появился новый язык, получивший название ECMAScript. Сегодняшние последние версии языков JavaScript компаний Netscape Communications и Microsoft полностью соответствуют последнему стандарту языка ECMAScript, известному под названием ECMA-262, редакция 3 от 1999 г.

Задачи, решаемые с помощью встроенных в документ HTML сценариев JavaScript:

· динамическое создание содержимого документа HTML во время его загрузки в браузер;

· оперативная проверка достоверности заполняемых пользователем полей форм HTML до передачи их на сервер;

· создание динамических страниц HTML совместно с каскадными таблицами стилей и объектной моделью документа;

· взаимодействие с пользователем при решении "локальных" задач, реализуемых приложением JavaScript, встроенном в страницу HTML.