Wyższa Szkoła Biznesu w Dąbrowie Górniczej. Wydział Zarządzania, Informatyki i Nauk Społecznych PRACA DYPLOMOWA INŻYNIERSKA. Konrad Szelągowski

Transkrypt

1 Wyższa Szkoła Biznesu w Dąbrowie Górniczej Wydział Zarządzania, Informatyki i Nauk Społecznych PRACA DYPLOMOWA INŻYNIERSKA Konrad Szelągowski Interfejs WWW dla biblioteki Infosel++ Praca licencjacka/inżynierska napisana pod kierunkiem: Dr inż. Marcina Blachnika w Katedrze Informatyki Dąbrowa Górnicza 2010 r. 1

2 Spis treści Spis treści Wstęp Cel i zakres pracy Infosel Co to jest Infosel Selekcja cech Algorytmy zaimplementowane w bibliotece Analiza technologii NET Framework ASP.NET PHP(Hypertext Preprocessor) Java Enterprice Edition(JEE) Java Server Pages(JSP) Serwlety Podsumowanie Bazy danych MySQL PostgreSQL Firebird Podsumowanie Struktura aplikacji Struktura bazy danych Struktura aplikacji Kontroler Model

3 Widok Działanie interfejsu graficznego aplikacji Podsumowanie i wnioski Wykaz rysunków i schematów Bibliografia

4 1. Wstęp Ze względu na rosnącą popularność serwisów WWW, oraz ogólnodostępność Internetu, co raz częściej spotykamy się z rozwiązaniem zdalnego dostępu do aplikacji poprzez przeglądarkę internetową. W Internecie można spotkać wiele takich rozwiązań, ze względu na ich łatwą obsługę, dostęp do aplikacji z każdego miejsca posiadającego łącze Internetowe, umiarkowane koszty utrzymania w porównaniu z możliwościami jakie oferują tego typu serwisy. Aby wyjść naprzeciw tego typu rozwiązaniom i zapewnić wygodny dostęp do możliwości jakie oferuje biblioteka Infosel++ oraz ułatwić jej obsługę, postanowiono stworzyć interfejs WWW dla tej biblioteki Cel i zakres pracy Celem pracy jest zaprojektowanie i implementacja interfejsu WWW do biblioteki Infosel++ umożliwiającej selekcję cech w problemach inteligencji obliczeniowej. Zakres pracy: Stworzenie projektu interfejsu WWW biblioteki Infosel++ Zaprojektowanie odpowiednich struktur danych oraz infrastruktury pozwalającej na realizację interfejsu WWW Założenia dotyczące funkcjonalności portalu: o Umożliwienie pracy użytkownikom posiadającym indywidualne konto w portalu (Logowanie, dodawanie nowych użytkowników) o Konfiguracja biblioteki w tym wybór metod dyskretyzacji, algorytmów selekcji cech wraz z ich parametrami o Wgrywanie na serwer plików z danymi o Dane zadanie selekcji cech może być realizowane niezależnie od trwania sesji użytkownika o Powiadomienie o zakończeniu procesu obliczeń za pośrednictwem poczty elektronicznej o Dostęp do danych wynikowych (wyników obliczeń) z poziomu portalu 4

5 2. Infosel Co to jest Infosel++ Biblioteka Infosel++ jest to zbiór algorytmów selekcji cech oraz algorytmów dyskretyzacji, które w praktyce umożliwiają przeprowadzenie badań na określonych zbiorach danych w tym wybór istotnych zmiennych niezbędnych w dalszym procesie eksploracji danych w tym do realizacji problemów klasyfikacji i regresji. Głównym zadaniem biblioteki jest możliwość testowania i porównywania wyników dla różnych algorytmów i różnych typów danych. Algorytmy zaimplementowane w bibliotece znajdują swoje zastosowanie w wielu dziedzinach nauki, ale przede wszystkim w dziedzinach opierających się na sztucznej inteligencji oraz uczeniu maszynowym. Oprogramowanie obejmuje algorytmy oparte na metodach wywodzących się z teorii informacji, współczynnikach korelacji oraz testach statystycznych t-studenta oraz F- Snedecora i kilku dodatkowych innych metodach dla szacunkowej oceny znaczenia atrybutów danych, które nie są łatwe do znalezienia w innych pakietach oprogramowania.[15] 2.3. Selekcja cech Proces selekcji cech w zastosowaniu do klasyfikacji obiektów jest działaniem, umożliwiającym redukcję liczby zmiennych opisujących pewnego zbioru danych poprzez wybranie podzbioru, który będzie reprezentatywnie odzwierciedlał oryginalny zbiór. Selekcję cech wykorzystuje się w sytuacjach, gdy: w dużym zbiorze danych nie jesteśmy w stanie wybrać cech, które będą dla nas istotne w zbiorze danych występują cechy zawierające informację redundantną (nadmiarową) Selekcja cech umożliwia wybranie ze zbiorów danych tych cech, które będą nieść istotne dla nas informacje. Metody selekcji cech możemy podzielić ze względu na relację z algorytmami nadrzędnymi na: Filtry - są to metody selekcji cech, które samodzielne podejmują decyzję na temat jakości poszczególnych zmiennych i ich przydatności, w późniejszym procesie uczenia. Decyzja podejmowana jest na podstawie współczynnika 5

6 niezależnego od klasyfikatora, takiego jak: informacja wzajemna, lub dywergencja Kullbacka-Leiblera. Schemat 1 Schemat działania filtrów cech Źródło: Zaletami filtrów są: o Uniwersalność umożliwiają użycie dowolnego klasyfikatora, ze względu na to, iż filtry są od nich niezależne o Wszechstronność algorytm ten może być wykorzystany do każdego problemu klasyfikacyjnego o Szybkość niezależność od klasyfikatora powoduje zmniejszenie złożoności obliczeniowej, co przekłada się na szybkość działania i wydajność filtra o Użyteczność dla pewnej klasy problemów jedyna istotna informacją jest podzbiór istotnych cech, a nie sam proces klasyfikacji, wówczas dzięki wszechstronności i uniwersalności filtry dostarczają pożądany podzbiór cech (np. analiza aktywności genów) Niestety jak każdy algorytm również metody filtrów posiadają wady: o Konieczność estymacji wielowymiarowych rozkładów prawdopodobieństwa o Mniejsza dokładność w porównaniu z metodami opakowanymi Metody opakowane (ang. wrappers) są to algorytmy zawierające sprzężenie zwrotne pomiędzy elementem decyzyjnym (klasyfikatorem) 6

7 stanowiącym funkcję oceny, a algorytmem przeszukiwania co umożliwia optymalizację podzbioru cech pod kątem właściwości danego klasyfikatora Schemat 2 Schemat działania metod opakowanych Źródło: Zaletami metod opakowanych są: o Wybrany podzbiór cech jest dostosowywany do wymagań lub charakteru algorytmu decyzyjnego o Większa dokładność niż metod filtrów Wady metod opakowanych: o Problem z rzetelną oceną dokładności klasyfikacji o Większa złożoność obliczeniowa wynikająca z konieczności przeprowadzania testu krzyżowego Kombinacja filtrów oraz metod opakowanych (ang. frappers) w tego typu algorytmach filtry wykorzystywane są do selekcji cech, a metody opakowane stosuje się do zmiany i dopasowania ich parametrów. 7

8 Schemat 3 Schemat działania fraperów Źródło: Zalety: o Szybkość szybsze od metod opakowanych o Uniwersalność może być wykorzystany do każdego problemu klasyfikacyjnego o Większa dokładność niż metod filtrów, lecz mniejsza niż metod opakowanych. Metody wbudowane - to taka grupa algorytmów które wykorzystują pewne cechy algorytmów uczenia dokonując automatycznej selekcji cech na etapie uczenia algorytmu decyzyjnego (np. drzewa decyzji). 8

9 Zaletami metod wbudowanych są: o Szybkość - selekcja cech wykonywana jest podczas procesu uczenia dzięki czemu nie musimy dokonywać żadnych dodatkowych obliczeń o Dokładność metody projektowane dla konkretnych algorytmów Wady: o Brak uniwersalności metody wykorzystywane jedynie dla dedykowanego algorytmu We wszystkich wyżej wymienionych algorytmach spotkaliśmy się z określeniem strategii przeszukiwania. Są to metody przeszukujące zbiór danych i wybierające dany podzbiór cech w celu późniejszej pracy nad tym podzbiorem przez algorytmy selekcji cech. Dwa najczęściej stosowane algorytmy przeszukiwania to: algorytm selekcji w przód, algorytm selekcji w tył, oraz metoda rankingowa. Algorytm selekcji w przód rozpoczyna swoją prace z pustym zbiorem danych i po kolei wybiera dane cechy do sprawdzenia. Gdy wszystkie cechy zostały sprawdzone pojedynczo i zostały wybrane najbardziej istotne cechy, algorytm dodaje do pierwszej najlepszej cechy kolejną i przekazuje do sprawdzenia, aż do momentu przeszukania wszystkich kombinacji. Algorytm selekcji w tył rozpoczyna prace z pełnym zbiorem danych i przekazuje do funkcji oceniającej. Algorytm usuwa z pełnego zbioru danych najmniej istotne cechy i sprawdza pozostałe szukając w dalszym ciągu najmniej istotnej cechy z pozostałych, aż do uzyskania satysfakcjonującego wyniku. Metody rankingowe bazują na niezależnej ocenie każdej ze zmiennych, a następnie w oparciu o wyznaczone współczynniki dokonują uszeregowania zmiennych w kolejności od najbardziej do najmniej istotnych. Niezależnie od opisanych powyżej strategii przeszukiwania w problemach selekcji cech stosuje się techniki usprawniające redukcję wymiarowości poprzez analizę redundancji. Tego typu techniki bazują na wzajemnej analizie par zmiennych celem weryfikacji możliwego wystąpienia nadmiarowości np. poprzez analizę korelacji. Tego typu rozwiązania znacząco wpływają na redukcje złożoności obliczeniowej algorytmu nadzorując i redukując przestrzeń przeszukiwania oraz wskazując jej kierunki. 9

10 2.3. Algorytmy zaimplementowane w bibliotece Biblioteka Infosel++ z założeń projektowana była jak zbiór filtrów cech i udostępnia gamę algorytmów podzielonych na cztery kategorie: Metody rankingowe Współczynnik korelacji Pearson s Statystyka t Statystyka F Statystyka 2 Informacja wzajemna (MI) Symetryczny współczynnik niepewności (ang. Symmetrical Uncertainly Coefficient, SUC) Zysk informacyjny, (ang. Information Gain, IG) Względny zysk informacyjny (ang. Information Gain Ratio, IGR) Filtry redundancji Szybki filtr korelacyjny (ang. Fast Correlation Based Filter) Filtr korelacyjny Komołgorowa-Smirnowa (ang. Kolmogorov-Smirnov Correlation-Based Filter) Etykietowany filtr korelacyjny Komołgorowa-Smirnowa (ang. Kolmogorov-Smirnov Class Correlation-Based Filter) Filtr redundancji Pearsona (ang. Pearson Redundancy Based Filter) Metody bazujące na przeszukiwaniu kompletnym i heurystycznym Selekcja w przód i w tył w oparciu o powyżej zdefiniowane współczynniki rankingowe Selekcja k- wprzód j- wstecz z wykorzystanie ww współczynnikami Algorytm przeszukiwania całkowitego z w/w współczynnikami MIFS przy jednostajnym rozkładzie informacji Adaptacyjny algorytm MIFS Mutual Information Difference inne Aproksymacja nakryciami Markova (ang Markov Blanket approximation) GD-distance ranking 10

11 3. Analiza technologii Postępujący rozwój technologii internetowych, oraz intensywny rozwój Internetu, spowodowały zmiany w wykorzystywaniu stron internetowych. Statyczne strony WWW, ze względu na to, że nie niosły ze sobą żadnej innej funkcji jak tylko przekaz informacji odeszły w niepamięć. Dziś strona internetowa musi być atrakcyjna dla użytkownika. Musi mieć odpowiednią, przejrzystą szatę graficzną i oferować coś więcej a niżeli tylko statyczny tekst. Rozwiązaniem tego problemu są dynamiczne strony WWW, które zarazem są środkiem przekazu istotnych informacji oraz oferują interaktywną współpracę z użytkownikiem. Technologie tworzenia interaktywnych stron internetowych możemy podzielić na dwie kategorie: strony z dynamiczną zawartością działającą po stronie klienta(ang. client-side), oraz strony z generowaną dynamiczną zawartością po stronie serwera(ang. Server-side). Przykładem technologii działających po stronie klienta są: DHTML, Java Script, aplety Java, oraz technologia AJAX. W tym rozdziale zostaną opisane technologie tworzenia dynamicznych stron WWW działające po stronie serwera. Na rynku dostępnych jest wiele technologii tworzenia tego typu stron. Najpopularniejszymi z nich są: platforma Microsoftu -.NET, platforma firmy Sun Java Enterprise Edition, oraz technologia PHP. Wszystkie te technologie mają swoje wady i zalety, które zostaną przedstawione w poniższych rodziałach NET Framework Platforma programistyczna stworzona przez firmę Microsoft, zawierająca środowisko uruchomieniowe, oraz biblioteki klas, które zapewniają podstawową funkcjonalność tworzonym aplikacjom. Platforma umożliwia pisanie oprogramowania w kilkunastu językach, takich jak: C++/CLI, C#, J#, Delphi, Visual Basic.NET. itd..net Framework umożliwia pisane aplikacji internetowych, działających na serwerach stron internetowych (IIS), jak również aplikacji okienkowych na systemy dla których istnieje implementacja tej platformy.[5] Jednak rekomendowaną platformą docelową dla tworzonych aplikacji są produkty firmy Microsoft. 11

12 Schemat 4 Architektura platformy.net Źródło: ASP.NET Jest to technologia tworzenia dynamicznych stron WWW, korzystająca ze wszystkich możliwości jakie daje platforma.net Framework, czyli środowiska uruchomieniowego CLR oraz całej jego funkcjonalności. Poprzednikiem ASP.NET była technologia ASP(Active Server Pages) wprowadzona przez firmę Microsoft jako funkcję serwera IIS 3.0 w 1996 roku.[6] Głównym zadaniem podczas tworzenia ASP.NET było uproszczenie tworzenia dynamicznych stron WWW. Dzięki temu założeniu podczas procesu tworzenia aplikacji internetowej programista może użyć jednego z wielu języków programowania jakie obsługuje środowisko CLR(m.in. C#, Visual Basic.NET, C++/CLI, J#, JScript.NET). Daje to możliwość pisania poszczególnych klas w różnych językach, a następnie połączenie ich w jedną aplikacje internetową, czyli uniezależnia aplikacje od języka programowania.[6] 12

13 Schemat 5 Generowanie strony w technologii ASP.NET Źródło: Kompilacja kodu w technologii ASP.NET opiera się na dwóch podstawowych czynnościach[23]: Przekształcenie kodu aplikacji na język pośredni CIL(Common Intermediate Language), który zawiera implementacje klas i metod pisanej aplikacji Przekształcenie pośredniego języka CIL(Common Intermediate Language) na kod języka maszynowego, zrozumiałego dla procesora i zależnego od systemu operacyjnego Kompilatory wykorzystane w drugim etapie kompilacji nazywane są JIT(Just-intime), które umożliwiają kompilację programu w momencie wystąpienia zapotrzebowania na dany fragment kodu wykonywalnego. ASP.NET pozwala oddzielić logikę biznesową od części prezentacyjnej za pomocą tzw. kodu schowanego(code-behind). Dzięki temu rozwiązaniu zamiast łączenia kodu HTML z kodem biznesowym dostajemy możliwość przechowywania 13

14 kodu właściwego aplikacji w osobnych plikach, do których strony.aspx odwołują się dzięki odsyłaczom[23]. Program ASP.NET korzysta z tekstowego, hierarchicznego systemu konfiguracyjnego, który upraszcza stosowanie ustawień do aplikacji sieci Web i środowiska serwera. Ponieważ informacje konfiguracyjne są przechowywane w postaci zwykłego tekstu, nowe ustawienia mogą być stosowane bez pomocy lokalnych narzędzi administracyjnych. Wszystkie zmiany wprowadzone w plikach konfiguracyjnych są automatycznie wykrywane i stosowane do aplikacji.[25] Bezpieczeństwo stron WWW zapewnia jedna z 4 zaimplementowanych i gotowych do użycia metod[25]: Windows: podstawowe, szyfrowane oraz zintegrowane uwierzytelnianie systemu Windows (przy użyciu protokołu NTLM lub Kerberos) Uwierzytelnianie za pomocą usługi Microsoft Passport Uwierzytelnianie formularzy Uwierzytelnianie certyfikatów klientów Gotowe aplikacje umieszcza się na serwerze za pomocą zwykłego kopiowania plików, co umożliwia korzystanie z nich bez potrzeby ponownego uruchamiania serwera. Do zalet możemy zaliczyć system buforowania, dzięki któremu możemy buforować całe strony, bądź ich fragmenty. Kolejną zaletą jest obsługa dowolnych przeglądarek internetowych, zarówno tych w komputerach stacjonarnych jak i urządzeniach przenośnych.[25] Jednak największą wadą produktu Microsoftu jest jego teoretyczna przenaszalność i zależność od platformy systemowej. Platforma.NET jest produktem jednego dostawcy, mimo iż cześć mechanizmów została objęta standaryzacją(cil ang.common Intermediate Language, CLI ang.common Language Infrastructure), to większość z mechanizmów niezbędnych do tworzenia aplikacji uzależniona jest od produktów Microsoftu. Mechanizmy objęte standaryzacją umożliwiają tylko współprace produktów Microsoftu z innymi produktami. Pomimo tego, że maszyna wirtualna i system CLR są dostępne dla innych systemów operacyjnych, to w dalszym ciągu pozostają produkty Microsoftu, które nie mają swoich odpowiedników w konkurencyjnych systemach operacyjnych. Mowa tu o: komponentach interfejsu użytkownika, dostępie do bazy danych przez ADO.NET, 14

15 czy też transakcjach rozproszonych. Bez których ciężko jest tworzyć zaawansowane aplikacje internetowe PHP(Hypertext Preprocessor) Jest to skryptowy język programowania, którego składnia wywodzi się z trzech języków: C, Perl i Java. Kod napisany w tym języku jest wykonywany przez interpretator PHP. Język z założenia przeznaczony do tworzenia dynamicznych stron WWW, lecz wykorzystywany również do pisania aplikacji dla systemu operacyjnego. Jako jeden z niewielu języków umożliwia wybór pomiędzy programowaniem zorientowanym obiektowo, a programowaniem strukturalnym. [19] PHP jest projektem open-source na licencji GNU GPL(ang. General Public Licence ), co znaczy, że każdy może pobrać go za darmo, zainstalować i używać bez ograniczeń.[19] Swobodny dostęp do kodu źródłowego gwarantuje pomoc doświadczonych użytkowników w pracach nad udoskonalaniem kolejnych wersji języka, nowych modyfikacji i modułów. Dzięki temu język ten rozwija się bardzo dynamicznie. Ogromna ilość prywatnych stron internetowych, jak również poważnych serwisów WWW dostępnych w Internecie jest napisana właśnie w tym języku. W wersji oferuje możliwości zbliżone do konkurencyjnych języków tworzenia stron WWW takich jak ASP czy JSP. PHP jest językiem, który pracuje po stronie serwera WWW, ma on budowę modułową, a jądro zapewnia obsługę wszystkich elementów języka oraz dostęp do podstawowych funkcji. Aby dodać większą ilość funkcji należy zainstalować dodatkowe moduły. Cześć modułów jest oficjalna i dołączona do każdej dystrybucji a reszta zgrupowana jest w tzw. Repozytorium PECL. PHP dzięki otwartości kodu pracuje na niemal każdym 32-bitowym systemie operacyjnym.[19] W wersji 5.1 oferuje użytkownikom m.in.:[19] Łatwa komunikacje z popularnymi bazami danych Obsługę wielu popularnych protokołów sieciowych (SSL, IMAP, SMTP, IRC) Wsparcie standardu XML Funkcje obróbki tekstu Wyrażenia regularne Elastyczne tablice o mieszanych kluczach Wsparcie dla usług sieciowych (SOAP, XML-RPC) 15

16 Zaawansowany model programowania obiektowego Obsługę obiektów COM w Windows Funkcję kryptograficzne, konwersji kodowań Algorytmy kompresji PHP umożliwia definiowanie i tworzenie własnych funkcji, co daje mu ogromne możliwości, jest proste do nauczenia się, darmowe i oparte o zasadę otwartego oprogramowania. PHP jest niezależne od platformy i pracuje z wieloma serwerami, umożliwia obsługę wielu baz danych, bardzo popularne i stale rozwijane. Jednak uzyskanie tego samego efektu w PHP jest możliwe na kilka różnych sposobów, programista jest zmuszony testować kilka rozwiązań w celu wyboru najlepszego. PHP nie wymaga ścisłego stosowania składni. Oferuje niską wydajność w przypadku aplikacji o większej ilości kodu, gdyż skrypty PHP są za każdym razem interpretowane, a nie kompilowane. Brak możliwości oddzielenia kodu odpowiadającego za logikę biznesową aplikacji, od statycznych treści tworzących warstwę widoku, wymusza mieszanie kodu generującego dynamiczną zawartość z kodem statycznym, co sprawia, iż kod jest mało przejrzysty i obniża bezpieczeństwo aplikacji Java Enterprice Edition(JEE) Platforma programistyczna stworzona przez firmę Sun Microsystems, umożliwiająca tworzenie aplikacji za pomocą jednego z najpopularniejszych języków programowania i jakim jest język Java. JEE jest zbiorem specyfikacji i wytycznych projektowych w procesie tworzenia aplikacji. W skład Java Enterprise Edition nie zalicza się żadne konkretne oprogramowanie czy też sprzęt komputerowy, jest to standard tworzenia nowoczesnych, wydajnych, w pełni skalowalnych aplikacji. Definiuje model aplikacji oraz określa standardy procesu tworzenia określonych zadań.[24] 16

17 Technologie i standardy składające się na specyfikację platformy JEE dzielą się na cztery podstawowe kategorie[13]: Usługi internetowe: o RESTful o XML-Based o XML Binding o XML-Based RPC o SOAP(SAAJ) o XML Registries Aplikacje internetowe o Java Servlet o Java Server Faces(JSF) o Java Server Pages(JSP) o Java Standard Tag Library(JSTL) Aplikacje korporacyjne o Enterprise Java Beans o Java EE Connector Architecture o Java Message Service o Java Transaction(JTA) o Java Beans Activation Framework(JAF) o Java Mail Zarządzanie i bezpieczeństwo o Java Authentication Service Provider Interface o Java Authorization Contract o Java EE Application Deployment o J2EE Managment 17

18 Wykorzystanie technologii JEE podczas tworzenia aplikacji umożliwia programiście stworzenie poszczególnych oddzielnych warstw odpowiadających za konkretne usługi[1]. Warstwy te można podzielić na[29]: Warstwa prezentacji Warstwa dynamicznie generowanych prezentacji Warstwa logiki biznesowej Warstwa dostępu do danych Warstwa integracji z systemem Taki model aplikacji oferuje wysoką jej skalowalność i pozwala na skupieniu się podczas jej tworzenia na konkretnych zadaniach, jakie ma pełnić. Najważniejszymi koncepcjami w specyfikacji JEE są wielowarstwowość, komponentowy model programowania oraz menadżer zasobów [24]: Wielowarstwowość zapewnia oddzielenie warstwy prezentacji, logiki biznesowej oraz warstwy dostępu do danych. Zaletą tego rozwiązania jest możliwość podzielenia aplikacji na niezależne części odpowiadające za konkretny fragment funkcjonalności aplikacji. Komponentowy model programowania. Komponent jest kawałkiem kodu, fragmentem logiki programu, który samodzielnie nie stanowi aplikacji. Jest to model programowania oparty o zasadę składania aplikacji z oddzielnych klocków, co umożliwia powtórne wykorzystanie kodu. Menadżer zasobów. Organizacja dostępu do danych za pomocą odpowiedniego menadżera, który odpowiada za właściwy protokół komunikacyjny, udostępniając dane konkretnego systemu przechowywania. 18

19 Schemat 6 Architektura platformy JEE Źródło: Główną zaletą technologii JEE jest jej niezależność od platformy. Aplikacje oparte o ten standard można uruchomić na każdym systemie operacyjnym, dla którego istnieje implementacja wirtualnej maszyny Javy. Obecnie maszyna wirtualna Javy oferowana jest na większość systemów operacyjnych. Wygoda i szybkość tworzenia aplikacji, są kolejnymi atutami tej technologii. Dzięki zaimplementowanym rozwiązaniom oraz dostarczonym standardowym bibliotekom pisanie aplikacji w standardzie JEE jest dużo prostsze oraz szybsze.[24] Platforma jest ciągle udoskonalanym rozwiązaniem firmy Sun Microsystems. Umożliwia tworzenie zaawansowanych technicznie, wydajnych i bezpiecznych aplikacji. Ułatwia ich budowę, zarządzanie i wdrażanie, zapewniając przy tym niezależność od platformy, skalowalność 19

20 Java Server Pages(JSP) Jest to technologia tworzenia dynamicznych stron WWW, oparta o język Java, umożliwiająca łączenie statycznego kodu HTML ze skryptami zawartymi w specjalnych znacznikach, generującymi dynamiczną zawartość. Kod plików JSP jest konwertowany do postaci binarnej (postaci serwletu), a następnie uruchamiany przez serwer. Inaczej niż ma to miejsce w przypadku technologii PHP, gdzie kod czytany jest linia po linii. Strony JSP przetwarzane i kompilowane są tylko przy pierwszym uruchomieniu, bądź też po zmianie ich zawartości[27]. Schemat 7 Generowanie strony w technologii JSP Źródło: Strony JSP wykorzystywane są przede wszystkim do oddzielenia warstwy prezentacji od logiki aplikacji. JSP stosowane jest w sytuacji, gdy ilość kodu generującego dynamiczną zawartość jest znikoma w porównaniu z ilością statycznego kodu HTML. 20

21 Technologia JSP udostępnia cztery typy konstrukcji[2]: Elementy skryptowe tworzenie dynamicznego kodu w języku Java, który będzie częścią serwletu wynikowego Deklaracje znaczniki umożliwiające deklarowanie zmiennych Dyrektywy zawierają informacje kontrolujące strukturę dokumentu Akcje dostęp do metod serwera i komponentów Wyrażenia wartościowanie wyrażeń i wyświetlanie wartości wynikowych Cykl życia dokumentu JSP składa się z trzech faz[14]: Inicjalizacji Obsługi żądań Zniszczenia Obiekty predefiniowane dostępne w technologii JSP[14]: Request udostępnia parametry żądania strony JSP Response obiekt odpowiedzi wysyłanej do klienta Out obiekt odpowiedzialny za prezentacje strony Session sesja http Application obiekt ServletContext Config konfiguracja serwletu PageContext kontekst strony Page reprezentuje bieżącą stronę JSP Serwlety Sertwlet to program działający po stronie serwera WWW napisany w języku Java, działający w modelu klient-serwer, najczęściej wraz z protokołem HTTP. Głównym zadaniem serwletów w aplikacjach internetowych jest oddzielenie od siebie warstw logiki, prezentacji i danych. Kolejną rolą serwletu jest przetwarzanie i przesyłanie danych pochodzących od użytkownika za pomocą metod POST i GET protokołu HTTP lub danych pochodzących z apletów Javy, bądź innego programu korzystającego z protokołu http[3]. 21

22 Schemat 8 Działanie serwletu Źródło: Serwlety wykorzystywane są również do odczytywania wszystkich informacji zawartych w żądaniach klienckich, jak również do generacji i przetwarzania tych danych. Umożliwiają wymianę informacji z bazami danych, operacje na danych uzyskanych z wszelakich źródeł, uruchamianie odrębnych aplikacji, formatowanie wyników, czyli przygotowanie ich i przekazanie do strony prezentującej. Ustawianie parametrów odpowiedzi HTTP, takich jak: pliki cookies, typ przesyłanego dokumentu itp. Zarządzenie parametrami działania przeglądarki klienta.[3] Serwlety to nic innego jak klasy Javy działające na serwerze WWW, jednocześnie rozszerzając jego możliwości o interaktywną komunikację z przeglądarką. Są alternatywą dla interfejsu CGI (ang. Common Gateway Interface), o podobnych zasadach działania. Uruchamiane w środowisku serwera aplikacji (np. GlassFish), bądź kontenera internetowego(np. Apache Tomcat). Główne zalety serwletów[3]: Efektywność ciągłość pracy wirtualnej maszyny Javy, umożliwia nieprzerwaną obsługę wszystkich przychodzących żądań, wykorzystując wątki Javy. W przeciwieństwie do procesów systemowych, które wykorzystują znaczną cześć zasobów, wątki Javy korzystają ze znacznie mniejszej ich ilości. W przypadki kilku 22

23 żądań HTTP wirtualna maszyna Javy dla każdego żądania wygeneruje nowy wątek, lecz tylko raz załaduje do pamięci klasę serwletu, co wpływa pozytywnie na efektywność aplikacji. Atutem wynikającym z tego jest fakt, iż serwet pozostaje w pamięci po zakończeniu obsługi żądań, dzięki czemu korzystanie z danych żądań jest w dalszym ciągu możliwe. Wygoda i duże możliwości serwlety korzystają z całego dobrodziejstwa platformy Java, co daje ogromne możliwości podczas tworzenia aplikacji internetowych. Ogromna liczba bibliotek oraz ogólnodostępnych rozwiązań opisanych w Internecie sprawia, iż technologia ta jest dużą konkurencją na rynku informatycznym. Współdzielenie zasobów i danych, również jest możliwe. Serwlety potrafią wymieniać informacje z serwerami WWW, co ułatwia tłumaczenie względnych adresów URL, na ścieżki dostępu do plików. Serwlety mogą współużytkować dane, co upraszcza problem wykorzystywania połączeń z bazą danych. Możliwość przechowywania danych z poprzednich żądań ułatwia obsługę sesji oraz przechowywania obliczeń. Przenośność wiele z zaimplementowanych serwletów może być bez problemu uruchamiana na różnych serwerach, bez konieczności wprowadzania jakichkolwiek zmian w kodzie. Wiele serwerów umożliwia obsługę serwletów bezpośrednio bądź za pomocą niewielkich dodatków. Bezpieczeństwo zaimplementowane narzędzia programistyczne umożliwiają wykrywanie ewentualnych podstawowych błędów programistycznych, jakimi są buffer overflow, lub kwestia połączeń baz danych i SQL Injection. Narzędzia wspomagające śledzenie sesji, obsługi plików cookie, sprawdzanie zakresów, ochrony pamięci oraz zaimplementowane biblioteki zarządzające bezpieczeństwem sprawiają, iż aplikacje pisane za pomocą serwletów mają wysoki poziom bezpieczeństwa. Koszty zagraniczni usługodawcy oferują niedrogie lub czasem nawet darmowe serwery obsługujące technologie JEE, doskonale nadające się na aplikacje o niewielkim natężeniu ruchu. Do uruchamiania niewielkich aplikacji możemy wykorzystać darmowe kontenery serwletów takie jak: Tomcat, Jetty. Do większych aplikacji możemy wykorzystać serwery: Apache Geronimo, GlassFish, Oracle AS itd. 23

24 3.4. Podsumowanie Zalety przemawiające za platformami.net oraz J2EE sprawiły, iż wybór zawęził się do tych dwóch technologii, jednak nie okazał się on łatwy. Architektury tych dwóch systemów nie różnią się od siebie znacząco, jednak niektóre cechy technologii.net przemawiają na jej niekorzyść. Należy tu wymienić: zależność od platformy systemowej, słaba przenaszalność kodu (brak wsparcia dla części bibliotek w platformach alternatywnych takich jak Mono), uzależnienie rozszerzeń od jednego producenta, które przemawiają za konkurencyjną technologia. Atutami platformy JEE jest jej całkowita niezależność od platformy, znaczna popularność, duża ilość gotowych darmowych rozwiązań, kilka bardzo znaczących i darmowych rozszerzeń dostępnych w Internecie, wsparcie innych użytkowników tej technologii. Dostarczenie przez promotora klasy napisanej w języku Java obsługującej bibliotekę Infosel++ było decydującym atutem wyboru technologii Java. 24

25 4. Bazy danych Z rozwojem technologii tworzenia dynamicznych stron WWW ściśle związany jest problem sposobu przechowywania dużych zbiorów informacji, z których to strony te korzystają. Rozwiązaniem tego problemu okazują się serwery baz danych oraz systemy zarządzania ich treścią. Bazy danych są to zbiory informacji, które można przetwarzać za pomocą odpowiednich programów komputerowych, czyli tzw. systemów zarządzania bazami danych. Dzięki rozwojowi tej technologii mamy możliwość przechowywania dużych zbiorów danych, przeszukiwania ich oraz edycji informacji w nich zawartych. Większość stron internetowych, które odwiedzamy, na co dzień w Internecie współpracują z bazami danych. Jedne wykorzystują je do przechowywania informacji na temat użytkowników, inne na tematy związane z samą strona internetową, czyli artykuły, dane multimedialne itp. Ogromny rozwój tej technologii spowodował, iż dostępna jest duża ilość tego typu rozwiązań. Zaczynając od projektów komercyjnych firm tworzących technologie internetowe, takich jak Microsoft czy też Sun Microsystems, kończąc na systemach w pełni darmowych i ogólnodostępnych. W tym rozdziale opisane zostały trzy systemy zarządzania relacyjnymi bazami danych MySQL, PostgreSQL, oraz Firebird. Każdy z tych trzech systemów jest oprogramowaniem wolno dostępnym, opartymi o różne zasady licencyjne, lecz darmowym MySQL MySQL to system zarządzania relacyjnymi bazami danych. Został stworzony przez szwajcarską firmę MySQL AB, wykupioną później przez Sun Microsystems, która od stycznia 2010 roku stała się własnością firmy Oracle.[17] MySQL jest ogólnodostępnym oprogramowaniem open source na licencji GNU(GENERAL PUBLIC LICENSE), co zapewnia jej ogólnodostępność i bezpłatność, oraz nieograniczony dostęp do kodu źródłowego. Dzięki takiemu rozwiązaniu MySQL jest ciągle udoskonalany. Najważniejszym aspektem podczas tworzenia systemu MySQL była jego szybkość, a nie kompatybilność ze standardem SQL. Na początku MySQL nie obsługiwał transakcji, lecz obecnie obsługuje on większą cześć standardu ANSI/ISO SQL. W najnowszych wersjach serwera zaimplementowano nowe rozszerzenia oraz 25