Реферат: Технологии программирования Web

При втором подходе гипертекстовая сеть определяется на множестве элементарных информационных объектов самими HTML-страницами, которые и выступают в роли гипертекстовых связей. Этот подход более продуктивен с точки зрения построения отображаемых страниц "на лету" из готовых компонентов.

При генерации страниц в Web возникает дилемма, связанная с архитектурой "клиент-сервер". Страницы можно генерировать как на стороне клиента, так и на стороне сервера. Последнее реализуется через механизм подстановок на стороне сервера (Server Site Includes). Компания Netscape распространила в 1995 году механизм управления страницами и на клиента, разработав язык программирования JavaScript.

Таким образом, JavaScript - это язык управления сценариями просмотра гипертекстовых страниц Web на стороне клиента. Если быть более точным, то JavaScript - это не только язык программирования на стороне клиента. Liveware, прародитель JavaScript, является средством подстановок на стороне сервера Netscape. Однако, наибольшую популярность JavaScript обеспечило программирование на стороне клиента.

К возможностям JavaScript можно, например, отнести следующее:

•   отображать изменяющиеся данные, такие как текущее время или дата;

• программировать переменное содержание в зависимости от даты, бро­узера пользователя или других условий;

•  изменять внешний вид элементов страницы, если пользователь щелк­нул мышью или провел курсор мыши над элементом.

Для языка высокого уровня JavaScript обладает довольно сильными возможно­стями. Он не позволяет работать на уровне машинных кодов, однако вы получаете доступ ко многим возможностям броузеров, Web-страниц, а иногда и системы, в которой работает броузер. В отличие от Java™ или С, программы на JavaScript об­ходятся без компиляции, а вашему броузеру не придется загружать виртуальную машину для выполнения программного кода. Программируй и загружай!

JavaScript также работает в объектно-ориентированной архитектуре, напоми­нающей Java или C++. Такие возможности языка, как конструкторы или насле­дование на базе прототипов, добавляют в схему разработки новый уровень абст­ракции, что способствует многократному использованию программного кода.

Одна из главных причин, по которой Web-разработчики приняли JavaScript, — возможность выполнения на стороне клиента многих функций, которые ранее выполнялись исключительно на стороне сервера. Лучшим примером является проверка форм. Программисты старой школы еще помнят, что несколько лет на­зад для проверки пользовательского ввода в формах HTML приходилось пере­сылать информацию на Web-сервер и передавать ее сценарию CGI, где и прохо­дила проверка введенных данных.

Если данные не содержали ошибок, сценарий CGI продолжал работу. Однако при обнаружении ошибок сценарий возвращал пользователю сообщение с опи­санием проблемы. Хотя это решение работает, представьте, сколько лишней ра­боты при этом происходит. Для передачи формы необходим специальный запрос HTTP от сервера. После пересылки данных в Сети приходится заново выполнять сценарий CGI. Этот процесс повторяется каждый раз, когда пользователь допус­кает ошибку при заполнении формы. Пользователь узнает об ошибке лишь пос­ле того, как сообщение об ошибке вернется к нему.

Но вот на сцене появляется JavaScript. Теперь элементы формы можно про­верить до того, как пользователь передаст информацию Web-серверу. Это приво­дит к уменьшению количества транзакций HTTP, а также заметному снижению вероятности ошибки при повторном заполнении формы. Кроме того, JavaScript позволяет читать и записывать cookie — когда-то эта операция выполнялась ис­ключительно средствами Web-сервера для работы с заголовками.

Коротко о некоторых особенностях JavaScript

Тэг <SCRIPT> сообщает броузеру, что внутри HTML размещен код JavaScript. Тэг </SCRIPT> отменяет действие. <!— и —> тэги сообщают броузерам, которые не могут интерпретировать <SCRIPT> и </SCRIPT>, что строки кода следует рассматривать как комментарии. Двойная косая черта (//) перед тэгом --> - знак комментария в языке JavaScript; без него JavaScript интерпретирует --> как ошибочный оператор.

Если вы забудете точку с запятой, JavaScript сам подставит ее в кон­це строки, но проблем будет меньше, если вы сами проследите за пунктуацией.

При строгой типизации данных каждая переменная имеет один и только один тип данных, который не может быть изменен. Объявлен­ное целым останется целым всегда, объявленное строкой останется строкой всегда. При слабой типизации данных, как в JavaScript, вы можете поместить любое значение в любую переменную, и переменная примет требуемый тип данных.

Document.write - метод, который прописывает HTML в Web-страницу как при программировании вручную.

Каждый JavaScript-оператор должен заканчиваться точкой с запятой. Отсутствие точки с запятой JavaScript считает ошибкой. Логические вы­ражения должны быть заключены в круглые скобки, а блоки операторов — в фигурные скобки.

JavaScript использует знак == как логический оператор эквивалентнос­ти и знак = в качестве оператора присваивания. Попытка сравнения с использованием знака равенства (=) - вторая причина ошибок в JavaScript.

VBScript

В ответ на появление JavaScript Microsoft выпустила версию своего по­пулярного языка программирования Visual Basic. В целом VBScript де­лает то же самое, что JavaScript, только программный код очень похож на Visual Basic.

Visual Basic Script - подмножество языка Visual Basic. VBScript позволяет решать задачи, связанные с Internet, а именно создавать сценарии (или скрипты) управления объектами (кнопками, списками, ниспадающими меню и т. д.) на Web-страничках.  С помощью VBScript можно быстро создавать собственные страницы или даже писать игры. И все это размещается внутри HTML-документа.

Коротко о некоторых особенностях VBScript

VBScript отличается от JavaScript следующим:

•   в конце оператора не ставится точка с запятой;

•   знак равенства используется как для присвоения значений перемен­ным, так и для выполнения операции сравнения;

•   блоки операторов выделяются не фигурными скобками, а парами клю­чевых слов if...endif, do...loop, и while...wend.

Так же как в JavaScript, переменные вводятся по мере необходимости, а их тип определяется по контексту. VBScript поддерживает почти все встроенные функции Visual Basic. На Web-страницах VBScript выгля­дит следующим образом:

<script language="VBScript"> <!—

document.write("URL=" + document.location) —>

</script>

Тэги <SCRIPT> и </SCRIPT> практически такие же, как и раньше, а язык определяется как VBScript. Тэги <!— и —> - те же самые, но без знака комментариев //.

Основной недостаток VBScript состоит в том, что его поддерживает толь­ко Internet Explorer. Это уничтожает всякую надежду использовать одну и ту же страницу как для пользователей Netscape Navigator, так и для пользователей Internet Explorer. По этой причине использование VBScript для программирования на стороне клиента ограничено.

Java

Создание языка Java — один из самых значительных шагов вперед в области разработки сред программирования за последние 20 лет. Язык HTML был необходим для статического размещения страниц во “Всемирной паутине” WWW (World Wide Web). Язык Java потребовался для качественного скачка в создании интерактивных продуктов для сети Internet.

Три ключевых элемента объединились в технологии языка Java и сделали ее в корне отличной от всего, существующего на сегодняшний день.

• Java предоставляет для широкого использования свои апплеты (applets) — небольшие, надежные, динамичные, не зависящие от платформы активные сетевые приложения, встраиваемые в страницы Web. Апплеты Java могут настраиваться и распространяться потребителям с такой же легкостью, как любые документы HTML.
• Java высвобождает мощь объектно-ориентированной разработки приложений, сочетая простой и знакомый синтаксис с надежной и удобной в работе средой разработки. Это позволяет широкому кругу программистов быстро создавать новые программы и новые апплеты.
• Java предоставляет программисту богатый набор классов объектов для ясного абстрагирования многих системных функций, используемых при работе с окнами, сетью и для ввода-вывода. Ключевая черта этих классов заключается в том, что они обеспечивают создание независимых от используемой платформы абстракций для широкого спектра системных интерфейсов.

История создания

Язык Java зародился как часть проекта создания передового программного обеспечения (ПО) для различных бытовых приборов. Реализация проекта была начата на языке С++, но вскоре возник ряд проблем, наилучшим средством борьбы с которыми было изменение самого инструмента - языка программирования. Стало очевидным, что необходим платформо-независимый язык программирования, позволяющий создавать программы, которые не приходилось бы компилировать отдельно для каждой архитектуры и можно было бы использовать на различных процессорах под различными операционными системами.

Апплеты Java

Каждый апплет — это небольшая программа, динамически загружаемая по сети — точно так же, как картинка, звуковой файл или элемент мультипликации. Главная особенность апплетов заключается в том, что они являются настоящими программами, а не очередным форматом файлов для хранения мультфильмов или какой-либо другой информации. Апплет не просто проигрывает один и тот же сценарий, а реагирует на действия пользователя и может динамически менять свое поведение.

Именно броские Web-страницы с анимацией привлекли большинство ранних приверженцев языка Java. Поскольку пользователи не сразу смогли полностью освоить наиболее революционные аспекты Java, этот язык часто сравнивался с другими технологиями для загрузки динамических изображений и простого взаимодействия с Web-клиентами.

Революционный язык программирования

Разработчики Java с самого начала хорошо понимали, что язык, предназначенный для решения проблем гетерогенных сред, также должен быть

• простым - его должны с легкостью использовать все разработчики
• ясным - разработчики должны без больших усилий выучить Java
• объектно-ориентированным - он использует все преимущества современных методологий разработки ПО и подходит для написания распределенных клиент-серверных приложений
• многопоточным - для обеспечения высокой производительности приложений, выполняющих одновременно много действий (например, в мультимедийных системах)
• интерпретируемым - для переносимости и большей динамичности

Язык должен был воплощать следующие качества: простоту и мощь, безопасность, объектную ориентированность, надежность, интерактивность, архитектурную независимость, возможность интерпретации, высокую производительность и легкость в изучении. Даже если вы никогда не напишете ни одной строки на языке Java, знать о его возможностях весьма полезно, поскольку именно перечисленные выше свойства языка придают динамику страницам Всемирной паутины.

-     Простота и мощь

После освоения основных понятий объектно-ориентированного программирования вы быстро научитесь программировать на Java. В наши дни существует много систем программирования, гордящихся тем, что в них одной и той же цели можно достичь десятком различных способов. В языке Java изобилие решений отсутствует — для решения задачи у вас будет совсем немного вариантов. Стремление к простоте зачастую приводило к созданию неэффективных и невыразительных языков типа командных интерпретаторов. Java к числу таких языков не относится – для Вас вся мощность ООП и библиотек классов.

§    Безопасность

В популярной литературе наших дней, особенно если речь заходит об Internet, стало модной темой обсуждение вопросов безопасности. Люди уверены, что использование Internet в коммерческой деятельности равносильно написанию номера своей кредитной карточки на стенке телефонной будки. Один из ключевых принципов разработки языка Java заключался в обеспечении защиты от несанкционированного доступа. Программы на Java не могут вызывать глобальные функции и получать доступ к произвольным системным ресурсам, что обеспечивает в Java уровень безопасности, недоступный для других языков.

-     Объектная ориентированность

Забавно наблюдать, как многочисленные новые диалекты старых языков безапелляционно объявляются объектно-ориентированными. Поскольку при разработке языка отсутствовала тяжелая наследственность, для реализации объектов был избран удобный прагматичный подход. Разработчики Java старались выдержать разумный компромисс между моделью пуристов — “все является объектами”, и моделью хакеров — “уйди с моей дороги”. Объектная модель в Java проста и легко расширяется, в то же время, ради повышения производительности, числа и другие простые типы данных Java не являются объектами.

-     Надежность

Java ограничивает вас в нескольких ключевых областях и таким образом способствует обнаружению ошибок на ранних стадиях разработки программы. В то же время в ней отсутствуют многие источники ошибок, свойственных другим языкам программирования (строгая типизация, например). Большинство используемых сегодня программ “отказывают” в одной из двух ситуаций: при выделении памяти, либо при возникновении исключительных ситуаций. Java фактически снимает обе эти проблемы, используя сборщик мусора для освобождения незанятой памяти и встроенные объектно-ориентированные средства для обработки исключительных ситуаций.

-     Интерактивность

Java создавалась как средство, которое должно удовлетворить насущную потребность в создании интерактивных сетевых программ. В Java реализовано несколько интересных решений, позволяющих писать код, который выполняет одновременно массу различных функций и не забывает при этом следить за тем, что и когда должно произойти. В языке Java для решения проблемы синхронизации процессов применен наиболее элегантный из всех когда-либо изобретенных методов, который позволяет конструировать прекрасные интерактивные системы.

-     Независимость от архитектуры ЭВМ

Вопрос о долговечности и переносимости кода важнее религиозных войн между ПК и Макинтошами. Создатели Java наложили на язык и на среду времени выполнения несколько жестких требований, которые на деле, а не на словах позволяют, однажды написав, всегда запускать программу в любом месте и в любое время (где существует виртуальная Java-машина – броузеры на всех платформах, OS/2, Netware).

-     Интерпретация плюс высокая производительность

Необычайная способность Java исполнять свой код на любой из поддерживаемых платформ достигается тем, что ее программы транслируются в некое промежуточное представление, называемое байт-кодом (bytecode). Байт-код, в свою очередь, может интерпретироваться в любой системе, в которой есть среда времени выполнения Java. Большинство ранних систем, в которых пытались обеспечить независимость от платформы, обладало огромным недостатком — потерей производительности (Basic, Perl). Несмотря на то, что в Java используется интерпретатор, байт-код легко переводится непосредственно в “родные” машинные коды (Just In Time compilers) “на лету”. При этом достигается очень высокая производительность (Symantec JIT встроен в Netscape Navigator).

-     Простота изучения

Язык Java, хотя и более сложный чем языки командных интерпретаторов, все же неизмеримо проще для изучения, чем другие другие языки программирования, например C++. Черты языка станут казаться вам естественным путем для решения тех или иных задач и будут способствовать отработке хорошего стиля программирования. Поскольку объектная модель в Java одновременно проста и выразительна, вы скоро освоитесь с объектно-ориентированным стилем создания программ.

-     Богатая объектная среда

Среда Java — это нечто гораздо большее, чем просто язык программирования. В нее встроен набор ключевых классов, содержащих основные абстракции реального мира, с которым придется иметь дело вашим программам. Основой популярности Java являются встроенные классы-абстракции, сделавшие его языком, действительно независимым от платформы. Библиотеки, подобные MFC/COM, OWL, VCL, NeXTStep, Motif и OpenDoc прекрасно работают на своих платформах, однако сегодня главной платформой становится Internet.

VRML

Язык VRML (Virtual Realty Modelling Languagy) предназначен для описания трехмерных изображений и оперирует объектами, описывающими геометрические фигуры и их расположение в пространстве.

Vrml-файл представляет собой обычный текстовый файл, интерпретируемый браузером. Поскольку большинство браузеров не имеет встроенных средств поддержки vrml, для просмотра Vrml-документов необходимо подключить вспомогательную программу - Vrml-браузер, например, Live3D или Cosmo Player.

Как и в случае с HTML, один и тот же vrml-документ может выглядеть по-разному в разных VRML-браузерах. Кроме того, многие разработчики VRML-браузеров добавляют нестандартные расширения VRML в свой браузер.

Существует немало VRML-редакторов, делающих удобней и быстрее процесс создания Vrml-документов, однако несложные модели, рассматриваемые в данной статье, можно создать при помощи самого простого текстового редактора.

Языки программирования серверов

С помощью сценариев для сервера можно получить доступ к файлам, ба­зам данных и другим ресурсам, хранимым на сервере, а также к центра­лизованным ресурсам сервера, таким как электронная почта или факс-служба.

Функционирование в непротиворечивой и управляемой среде - еще одно преимущество выполнения сценариев на сервере. Ваш код выполняется только на одной версии единственного сервера, а не на множестве версий множества броузеров.

Однако и для использования сценариев на стороне сервера имеется три основных препятствия.

•    Запуск скриптов на сервере зачастую требует получения специаль­ных прав от Web-мастера или системного администратора.

•   Для взаимодействия со сценариями, выполняющимися на сервере, пользователь должен щелкнуть мышкой на ссылке или на кнопке на странице, а затем ожидать, когда сервер выполнит сценарий и пере­шлет ответ. Взаимодействие с использованием динамического HTML происходит быстрее.

•   Для тестирования сценариев для сервера требуется иметь собствен­ный WWW-сервер, предпочтительно того же типа, что и промышлен­ный вариант.

Программирование на стороне сервера в настоящее время является необходимым условием для решения широкого спектра задач. Оно позволяет:

a)    получать и обрабатывать на сервере данные, введенные пользователем при помощи формы;

b)    динамически создавать web-документы, не зависящие ни от платформы, ни от браузера клиента;

c)    обеспечивать динамический доступ к данным, находящимся на сервере, в частности, к серверным базам данных (при таком способе доступа HTML-документ автоматически изменится, как только изменятся хранящиеся на сервере данные);

d)   использовать серверные компоненты, предназначенные для решения типовых задач (таких, например, как циклическая смена рекламных баннеров и др.);

e)    осуществлять аутентификацию пользователя;

f)    получать информацию о браузере клиента;

g)    создавать и читать ключики на стороне клиента;

CGI: Технология «клиент-сервер»

Большое количество World Wide Web приложений основано на использовании внешних программ, управляемых Web сервером. Использование данных программ позволяет строить Web приложения с динамически обновляемой информацией, хранящейся в базах данных или генерирующейся в зависимости от бизнес-правил решаемых задач. Для связи между Web сервером и вызываемыми программами широко используется Common Gateway Interface (CGI), имеющий реализации как для Windows-ориентированных программ, так и для приложений, функционирующих в среде Unix.

CGI - Common Gateway Interface является стандартом интерфейса (связи) внешней прикладной программы с информационным сервером типа HTTP, Web сервер.
Обычно гипертекстовые документы, извлекаемые из WWW серверов, содержат статические данные. С помощью CGI можно создавать CGI-программы, называемые шлюзами, которые во взаимодействии с такими прикладными системами, как система управления базой данных, электронная таблица, деловая графика и др., смогут выдать на экран пользователя динамическую информацию.

Т.о., программа-шлюз запускается WWW сервером в реальном масштабе времени. WWW сервер обеспечивает передачу запроса пользователя шлюзу, а она в свою очередь, используя средства прикладной системы, возвращает результат обработки запроса на экран пользователя. Программа-шлюз может быть закодирована на языках C/C++, Fortran, Perl, TCL, Unix Schell, Visual Basic, Apple Script. Как выполнимый модуль, она обычно записывается в поддиректорий с именем cgi-bin WWW сервера.

Интернет вообще и WWW в частности работает по техно­логии «клиент-сервер», то есть все программное обеспечение разделяется на клиентскую и на серверную части. Также между ними разделены и функцио­нальные обязанности. Важным для понимания моментом является то, что кли­ент не знает и не обязан знать принципы работы и реализацию внутренних алго­ритмов сервера, а сервер не вмешивается в дела клиента. Для взаимодействия этих частей разработан специальный протокол (в частном случае — протокол HTTP), и все взаимодействие между клиентом и сервером осуществляется исключительно в рамках данного протокола. Вашему броузеру все равно, какое программное обеспечение стоит на сервере, какая там операционная система, где физически лежат запрашиваемые документы на сервере (и лежат ли вообще, ведь они могут и генерироваться на лету специальными программами). Сервер тоже не вмешивается в дела вашего броузера, серверу абсолютно все равно, что сделает клиент с переданной информацией, как он ее будет отображать, сохранит на диске или проигнорирует — серверу до этого дела нет. Взаимодействие клиента и сервера происходит по принципу «запрос-ответ». Клиент посылает запрос, сервер обрабатывает его и посылает ответ (рис. 1.1-1):

Рассмотрим более детально все этапы соединения по протоколу HTTP:

1.  Формирование запроса клиентом. (Броузер формирует запрос из URL, набранного пользователем, из щелчка на ссылке либо из данных формы.)

2.  Установка соединения с сервером. (Если установить соединение не удается, то на этом HTTP-транзакция закончится и клиент выдаст пользователю сообщение об ошибке.)

3.  Посылка запроса и ожидание ответа от сервера. (Все, что требуется от клиента, это чтобы запрос был в корректном формате.)

4.  Сервер принимает запрос. (Об этом и следующем этапе клиенту ничего не известно.)

5.  Сервер обрабатывает запрос.

6.  Генерация ответа.

7.  Прием ответа клиентом.

8.  Разрыв соединения.

9.   Обработка данных клиентом. (Вывод или сохранение данных.)

Обычно под запросом к серверу понимается URL (это унифицированная форма «заказа» данных на сервере). К собственно URL могут еще «прилагаться» неко­торые данные, чаще всего это данные форм (вспомните, как вы вводите ключе­вое слово в поисковике). Формирование HTTP-запроса будет детально рассмот­рено в одном из следующих уроков.

При установке соединения с сервером сначала происходит трансляция символь­ного доменного имени, такого, как www.siemens.com, в IP-адрес, а затем осуществ­ляется непосредственно создание TCP/IP-соединения с данным IP. Когда данные HTTP-запроса посланы серверу, клиент просто ожидает, пока не придет ответ.

Пока нет обращений от клиентов, сам HTTP-сервер просто «спит» в ожидании запросов. Когда клиент устанавливает соединение, сервер «просыпается» и, при­няв данные запроса, приступает к их обработке. Что именно сервер делает с за­просом — известно только самому серверу. Единственный резуль­тат всех хитрых манипуляций — это выдача ответа, которого и ожидает клиент.

Страницы: 1, 2, 3, 4