Содержание 

     Введение

    В настоящее время Интернет стал неотъемлемой частью жизни в большинстве развитых и развивающихся стран. За период в пять лет аудитория всемирной паутины перевалила за 50 миллионов пользователей и продолжает неуклонно возрастать [1].

    Как отметил Александр Ложечкин, директор департамента стратегических технологий Microsoft в России, – "Веб уже давно  прочно вошел в жизнь каждого  из нас. Сегодня веб-приложения и  сервисы доступны не только через  ПК, но и мобильное устройство. Компании самого разного объема бизнеса все активней используют Веб для повышения эффективности, начиная с корпоративных порталов и порталов совместной работы и заканчивая облачной инфраструктурой. Веб является социально-значимым: он объединяет огромное сообщество и предоставляет самые широкие возможности, чтобы начать свой бизнес". [2]

    Вследствие  удешевления программного и аппаратного  обеспечения для создания и поддержки  сайтов, их число в сети возрастает лавинообразно. Можно сказать, что веб-сайты – это любые программные комплексы, имеющие Интернет-интерфейс, в полном соответствии с названием: "web site" – место в паутине. Все меньше становится программных комплексов, которые не имеют (или в ближайшие годы не будут иметь) этот самый Интернет-интерфейс. Поэтому локальные программы консолидируются с вебсайтами, а грань между веб-программированием и собственно прикладным программированием становятся все тоньше.

    В данном реферате будут описаны основные технологии и языки, используемые в настоящее время при создании веб-приложений.

     1. Архитектура веб-приложений и технологии их создания

    Обычно  Веб-приложения создаются как приложения в архитектуре "клиент-сервер", однако серверная часть при этом может иметь различные архитектурные решения [3].

    Схематически  такая архитектура представлена на рис.1.

Рисунок 1 – Архитектура веб-приложений 

    Изначально World Wide Web (WWW) представлялась ее создателям как "пространство для обмена информацией, в котором люди и компьютеры могут общаться между собой" [4]. Поэтому первые Веб-приложения базировались на простой файл-серверной архитектуре, т.е. просто возвращали по запросу пользователей статические HTML-страницы. Таким образом, Веб начиналась как простая документо-ориентированная среда.

    Следующий этап развития Веб связан с появлением уже приложений, которые базировались на таких интерфейсах, как CGI (или FastCGI), а в дальнейшем – на ISAPI. Common Gateway Interface (CGI) [5, 6] – это стандартный интерфейс работы с серверами, позволяющий выполнять серверные приложения, вызываемые через URL. Входной информацией для таких приложений служило содержимое HTTP-заголовка (и тело запроса при использовании протокола POST). CGI-приложения генерировали HTML-код, который и возвращался браузеру. Однако основной проблемой CGI-приложений стало то, что при каждом новом клиентском запросе сервер заново выполнял CGI-программу в реальном времени, загружая ее в отдельное адресное пространство сервера.

    Появление Internet Server API (ISAPI) [4, 7] позволило не только решить проблемы производительности, связанные с использованием CGI-приложений, но и предоставить в распоряжение разработчиков расширенный программный интерфейс. ISAPI DLL могли уже ассоциироваться с расширениями имен файлов через специальную мета-базу. Именно эти два механизма (CGI и ISAPI) и послужили основой для создания первого типа Веб-приложений, в которых, в зависимости от каких-либо клиентских действий, выполнялся серверный код. Это дало возможность динамически генерировать содержимое Веб-страниц, благодаря чему Веб-контент перестал быть чисто статическим.

    Интерфейс ISAPI является особенностью Microsoft Internet Information Server. ISAPI-приложения представляют собой динамические загружаемые библиотеки (DLL), которые исполняются в адресном пространстве Веб-сервера. Через некоторое время на Веб-серверах других разработчиков также была реализована возможность выполнения приложений с помощью динамических библиотек. Для веб-серверов Netscape этот программный интерфейс назывался NSAPI (Netscape Server API). У наиболее популярного Веб-сервера Apache также имеется возможность выполнять Веб-приложения при помощи механизма Apache DSO (Dynamic Shared Objects).

    Поскольку при использовании как CGI-, так и ISAPI-приложений разработчики в основном решали одни и те же задачи, то следующим естественным шагом стало появление нового, высокоуровневого интерфейса, благодаря которому упростилась генерация HTML-кода, появилась возможность обращения к компонентам и базам данных. Таким интерфейсом стала объектная модель Active Server Pages (ASP) [8], построенная на основе ISAPI-фильтра.

    Основной  идеей ASP с точки зрения создания интерфейса приложения заключается в том, что на Веб-странице присутствуют фрагменты кода, интерпретируемые Веб-сервером, а пользователь получает уже конечный результат выполнения этих фрагментов кода.

    Вслед за ASP были созданы и другие технологии, реализующие идею размещения внутри Веб-страницы кода, выполняемого Веб-сервером. Наиболее известной из них на сегодняшний день является технология JSP (Java Server Pages). Основная идея данной технологии заключается в однократной компиляция Java-кода (т.н. сервлета) при первом обращении к нему, выполнение методов этого сервлета и помещение результатов выполнения этих методов в набор данных, отправляемых в браузер.

    Новейшая  версия технологии Active Server Pages – это ASP.NET [9], являющаяся ключевой в архитектуре Microsoft .NET Framework. При помощи ASP.NET можно создавать как Веб-приложения, так и Веб-сервисы, которые позволяют реализовать не только динамическую генерацию HTML-страниц, но и дают возможность интеграции с серверными компонентами и могут использоваться для решения широкого круга бизнес-задач, возникающих перед разработчиками современных Веб-приложений.

    В наше время клиентом Веб-сервера может быть уже не только персональный компьютер, оснащенный обычным Веб-браузером. Одновременно с широким распространением мобильных устройств появилась и задача предоставления Веб-серверами данных, которые могут быть интерпретированы этими устройствами. Поскольку характеристики мобильных устройств скромнее в сравнении с характеристиками ПК (ограниченный размер экрана, меньший объем памяти, для старых моделей – возможность работы только в текстовом режиме), то для них существуют и другие протоколы передачи данных (WAP – Wireless Access Protocol) и соответствующие языки разметки (WML – Wireless Markup Language, СHTML – Compact HTML и т.п. [10]). При этом передача данных на мобильное устройство производится или в соответствующем формате (путем создания специальных версий сайтов), либо, что более удобно, происходит опознание типа устройства в момент его обращения к серверу и преобразование исходного документа (например, в формате XML) в формат, требующийся данному мобильному устройству (например, с помощью XSLT-преобразования).

    Другим  способом поддержки различных типов  клиентов является создание "разумных" серверных компонентов, которые  способны генерировать различный код  в зависимости от типа клиента (как это реализовано в Microsoft ASP.NET).

    Другим  направлением развития клиентских частей Веб-приложений стало размещение некоторой части логики приложения (такой как проверка корректности вводимых данных) в самом Веб-браузере. В частности, современные Веб-браузеры способны интерпретировать скриптовые языки (VBScript, JavaScript), код на которых, как и ASP-код, внедряется в Веб-страницу, но интерпретируется не Веб-сервером, а браузером и соответственно выполняется на клиентском устройстве. Кроме того, современные браузеры способны отображать и выполнять Java-аплеты – специальные Java-приложения, которые пользователь получает в составе Веб-страницы, а некоторые из браузеров могут также служить контейнерами для элементов управления ActiveX, которые выполняются в адресном пространстве браузера специальных COM-серверов, также получаемых в составе Веб-страницы. Посредством Java-аплетов и элементов управления ActiveX можно реализовать практически любую функциональность.

Рисунок 2 – Трехзвенная архитектура веб-приложений 

    Стоит отметить, что с ростом объема используемых данных и числа посетителей Веб-сайтов возрастают и требования к надежности, производительности и масштабируемости Веб-приложений. Следующим этапом эволюции подобных приложений стало отделение бизнес-логики, реализованной в Веб-приложении, а нередко и сервисов обработки данных и реализации транзакций от его интерфейса. В этом случае в самом Веб-приложении обычно остается так называемая презентационная часть, а бизнес-логика, обработка данных и реализация транзакций переносятся в сервер приложений в виде бизнес-объектов. В зависимости от типа сервера приложений такие бизнес-объекты могут быть выполняющимися самостоятельно COM-серверами, CORBA-серверами, а также объектами COM+, выполняющимися с помощью служб компонентов MS Windows, или объектами EJB (Enterprise Java Beans), исполняемыми сервером приложений, поддерживающим спецификацию J2EE (Java 2 Enterprise Edition). В качестве механизма доступа к данным подобные объекты обычно используют OLE DB, ODBC, JDBC (в зависимости от архитектурной реализации самого бизнес-объекта).

    Следует сказать, что являясь составной частью подобного решения, Веб-сервер должен уметь не только выполнять приложения и взаимодействовать с сервером приложений, но также использовать сервисы интеграции, сервисы управления приложениями и данными, а также сервисы для разработчиков.

    Следующим шагом эволюции Веб-приложений, помимо доступа к корпоративным данным и данным партнеров, стало получение  доступа к корпоративным приложениям. Для решения этой задачи интеграции Веб-приложений с внутренними информационными системами предприятий и с приложениями, обеспечивающими взаимодействие с клиентами и партнерами, используются специальные решения, называемые корпоративными порталами.

    Хронология  развития веб-технологий отражена на рис.3.

Рисунок 3 – Хронология развития веб-технологий

    Обобщая вышесказанное можно выделить основные особенности веб-архитектуры [11]:

• отсутствие необходимости использовать дополнительное ПО на стороне клиента, что позволяет реализовать кросс-платформенную клиентскую часть;
• возможность подключения практически неограниченного количества клиентов;
• объем хранимых и обрабатываемых данных ограничивается лишь пропускной способностью каналов связи и мощностью веб-серверов;
• благодаря единственному месту хранения данных и наличия системы управления базами данных обеспечиваются простота администрирования;
• доступность зависит от работоспособности сервера и каналов передачи данных;
• более низкая скорость отклика Веб-сервера и каналов передачи данных (сравнительно с локальной сетью);

    2. Языки веб-программирования

    Таким образом, веб-программирование (веб-разработка) – наиболее бурно развивающийся  в настоящее время раздел программирования, ориентированный на создание динамических Интернет-приложений [12].

    Языки, используемые для веб-программирования, можно разделить на две группы: клиентские и серверные.

    2.1. Клиентские языки

    Приложения, написанные с использованием данной технологии, обрабатываются на стороне  пользователя (в основном браузером).

    Преимуществом использования клиентского языка  состоит в том, что обработка  скриптов производится до отправки на сервер, т.е. проверяется корректность ввода данных и при необходимости  выводится сообщение об ошибках. Отсюда вытекает ограничение, что при помощи клиентского языка невозможно записать данные на сервер.

    Кроме того, обработка скрипта полностью зависит от настроек и типа используемого интернет-обозревателя. Браузеры старых версий могут не поддерживать те или иные возможности, заложенные в новых версиях языков, на которые опирался разработчик. Также пользователь может вообще отключить поддержку выполнения скриптов.

    HTML

    HyperText Markup Language ("язык разметки гипертекста") – стандартный язык разметки документов во Всемирной паутине [13]. Большинство веб-страниц создаются при помощи HTML. Хотя HTML интерпретируется браузером и отображается в виде документа, в удобной для человека форме, он не является языком программирования в стандартном понимании этого слова. HTML (как и его продолжения xHTML/DHTML, XML) является приложением SGML (стандартного обобщенного языка разметки) и соответствует международному стандарту ISO 8879.

    HTML создавался как язык для обмена научной и технической документацией, пригодный для использования людьми, не являющимися специалистами в области верстки. HTML успешно справлялся с проблемой сложности SGML путем определения небольшого набора структурных и семантических элементов – дескрипторов. Дескрипторы также называют "тегами". С помощью HTML можно легко создать относительно простой, но красиво оформленный документ. Помимо упрощения структуры документа, в HTML внесена поддержка гипертекста. Позднее были добавлены мультимедийные возможности. Изначально язык HTML был задуман и создан как средство структурирования и форматирования документов без их привязки к средствам воспроизведения (отображения).