Допустить к защите в гак заведующий кафедрой кандидат физико-математических наук, доцент Ю. В. Кольцов 2015г. Выпускная квалификационная работа бакалавра информационная система для мобильных устройств

1.6 Программные решения доступа к данным

мобильный операционный передача данные
MongoDB (от англ. humongous - огромный) - документо-ориентированная система управления базами данных (СУБД) с открытым исходным кодом, не требующая описания схемы таблиц. Написана на языке C++.
Основные возможности: документо-ориентированное хранение (JSON-подобная схема данных), достаточно гибкий язык для формирования запросов, динамические запросы, поддержка индексов, профилирование запросов, быстрые обновления «на месте», эффективное хранение двоичных данных больших объёмов, например, фото и видео, журналирование операций, модифицирующих данные в базе данных, поддержка отказоустойчивости и масштабируемости: асинхронная репликация, набор реплик и распределения базы данных на узлы, может работать в соответствии с парадигмой MapReduce, полнотекстовый поиск, в том числе на русском языке, с поддержкой морфологии[5].
СУБД управляет наборами JSON-подобных документов, хранимых в двоичном виде в формате BSON. Хранение и поиск файлов в MongoDB происходит благодаря вызовам протокола GridFS. Подобно другим документо-ориентированным СУБД (CouchDB и др.), MongoDB не является реляционной СУБД. В СУБД нет такого понятия, как «транзакция». Атомарность гарантируется только на уровне целого документа, то есть частичного обновления документа произойти не может. Также отсутствует понятие «изоляции». Любые данные, которые считываются одним клиентом, могут параллельно изменяться другим клиентом.
В MongoDB реализована асинхронная репликация в конфигурации «ведущий - ведомый» (англ. master - slave), основанная на передаче журнала изменений с ведущего узла на ведомые. Поддерживается автоматическое восстановление в случае выхода из строя ведущего узла. Серверы с запущенным процессом mongod должны образовать кворум, чтобы произошло автоматическое определение нового ведущего узла. Таким образом, если не используется специальный процесс-арбитр (процесс mongod, только участвующий в установке кворума, но не хранящий никаких данных), количество запущенных реплик должно быть нечётным[13].
июня 2012 года компания-разработчик MongoDB 10gen начала длительное сотрудничество с корпорацией Microsoft, предоставив MongoDB её облаку Microsoft Azure. В результате этого партнёрства разработчики получили простой установщик для запуска MongoDB на виртуальных машинах Microsoft Azure. В дополнение к расширению опций облака и хостинга, доступных разработчикам MongoDB, этот шаг объединяет возможности ведущей базы данных NoSQL с технологиями Microsoft, включая Microsoft Azure, .NET и другие технологии с открытым исходным кодом, которые поддерживает Microsoft[5].
JSON (англ. JavaScript Object Notation) - текстовый формат обмена данными, основанный на JavaScript и обычно используемый именно с этим языком. Как и многие другие текстовые форматы, JSON легко читается людьми[5].
Несмотря на происхождение от JavaScript (точнее, от подмножества языка стандарта ECMA-262 1999 года), формат считается языконезависимым и может использоваться практически с любым языком программирования. Для многих языков существует готовый код для создания и обработки данных в формате JSON.
За счёт своей лаконичности по сравнению с XML, формат JSON может быть более подходящим для сериализации сложных структур. Если говорить о веб-приложениях, в таком ключе он уместен в задачах обмена данными как между браузером и сервером (AJAX), так и между самими серверами (программные HTTP-интерфейсы).
Поскольку формат JSON является подмножеством синтаксиса языка JavaScript, то он может быть быстро десериализован встроенной функцией eval(). Кроме того, возможна вставка вполне работоспособных JavaScript-функций. В языке PHP, начиная с версии 5.2.0, поддержка JSON включена в ядро в виде функций json_decode() и json_encode(), которые сами преобразуют типы данных JSON в соответствующие типы PHP и наоборот[5].
Twig - компилирующий обработчик шаблонов с открытым исходным кодом, написанный на языке программирования PHP. Armin Ronacher написал Twig в 2008 году для платформы блогов Chyrp. Но больше не возвращался к разработке и больше занимался разработкой на Python. Синтаксис языка шаблонов Twig берёт начало от движков шаблонов Jinja и Django, также созданных им. Идею данного шаблонизатора развивает и поддерживает Fabien Potencier, ведущий разработчик и идеолог фреймворка Symfony, в котором Twig используется по умолчанию[5].
Node или Node.js - программная платформа, основанная на движке V8 (транслирующем JavaScript в машинный код), превращающая JavaScript из узкоспециализированного языка в язык общего назначения. Node.js добавляет возможность JavaScript взаимодействовать с устройствами ввода-вывода через свой API (написанный на C++), подключать другие внешние библиотеки, написанные на разных языках, обеспечивая вызовы к ним из JavaScript-кода. Node.js применяется преимущественно на сервере, выполняя роль веб-сервера, но есть возможность разрабатывать на Node.js и десктопные оконные приложения (при помощи node-webkit и AppJS для Linux, Windows и Mac OS) и даже программировать микроконтроллеры (например, tessel и espruino). В основе Node.js лежит событийно-ориентированное и асинхронное (или реактивное) программирование с неблокирующим вводом/выводом[5].
Node разработал Райан Дал (англ. Ryan Dahl) в 2009 году после двух лет экспериментирования над созданием серверных веб-компонентов. В ходе своих исследований он пришёл к выводу, что вместо традиционной модели параллелизма на основе потоков следует обратиться к событийно-ориентированным системам. Эта модель была выбрана из-за простоты, низких накладных расходов (по сравнению с идеологией «один поток на каждое соединение») и быстродействия. Целью Node является предложить «простой способ построения масштабируемых сетевых серверов»[5].
Разработка Node.js спонсируется компанией Joyent. В декабре 2014 года был создан форк io.js[5].
REST (сокр. от англ. Representational State Transfer - «передача репрезентативного состояния») - метод взаимодействия компонентов распределённого приложения в сети Интернет, при котором вызов удаленной процедуры представляет собой обычный HTTP-запрос (обычно GET или POST; такой запрос называют REST-запрос), а необходимые данные передаются в качестве параметров запроса. Этот способ является альтернативой более сложным методам, таким как SOAP, CORBA и RPC[14].
В широком смысле REST означает концепцию построения распределённого приложения, при которой компоненты взаимодействуют наподобие взаимодействия клиентов и серверов во Всемирной паутине[14].
Хотя данная концепция лежит в самой основе Всемирной паутины, термин REST был введён Роем Филдингом (англ. Roy Fielding), одним из создателей протокола HTTP, лишь в 2000 году. В своей диссертации в Калифорнийском университете в Ирвайне он подвёл теоретическую основу под метод взаимодействия клиентов и серверов во Всемирной паутине, абстрагировав его и назвав «передачей репрезентативного состояния». Филдинг описал концепцию построения распределённого приложения, при которой каждый запрос (REST-запрос) клиента к серверу содержит в себе исчерпывающую информацию о желаемом ответе сервера (желаемом репрезентативном состоянии), и сервер не обязан сохранять информацию о состоянии клиента («клиентской сессии»)[14].
Технология Push (англ. push, дословно - «проталкивание») - один из способов распространения информации (контента) в Интернете, когда данные поступают от сервера к клиенту на основе ряда параметров, установленных клиентом, где запрос на передачу информации происходит по инициативе центрального сервера[5].
Обычный пользователь может подписаться на различные темы, информацию от поставщика информационных услуг, и каждый раз, когда новое обновление формируется на сервере, это обновление доставляется на компьютер пользователя. Противоположностью Push-технологии является технология Pull, где запрос инициирует клиентское программное обеспечение[5].
Push-технологии приобрели известность благодаря продукту PointCast, популярному в 90-е годы. Сеть PointCast занималась доставкой новостей и данных фондового рынка, содержала агрегатор с собственным форматом, отдалённо напоминавшим телевидение, с текстом и рисунками, вместо видео. Влияние СМИ было значительным, так что Netscape и Microsoft в разгар браузерной войны решили включить эту технологию в свое браузеры Netscape Navigator и Internet Explorer соответственно. Однако в большинстве случаев пользователи имели низкую скорость подключения, поэтому популярность сервиса была низкой, а позже сошла на нет, вытесненная pull-технологией RSS в начале 2000-х[5].
AngularJS - JavaScript-фреймворк с открытым исходным кодом. Предназначен для разработки одностраничных приложений. Его цель - расширение браузерных приложений на основе MVC шаблона, а также упрощение тестирования и разработки[5].
Фреймворк работает с HTML, содержащим дополнительные пользовательские атрибуты, которые описываются директивами, и связывает ввод или вывод области страницы с моделью, представляющей собой обычные переменные JavaScript. Значения этих переменных задаются вручную или извлекаются из статических или динамических JSON-данных[5].
AngularJS был первоначально разработан в 2009 году Мишко Хевери и Адамом Абронсом как программное обеспечение позади сервиса хранения JSON-данных, измеряющихся мегабайтами, для облегчения разработки приложений организациями. Сервис располагался на домене «GetAngular.com» и имел нескольких зарегистрированных пользователей, прежде чем они решили отказаться от идеи бизнеса и выпустить Angular как библиотеку с открытым исходным кодом[5].
Абронс покинул проект, но Хевери, работающий в Google, продолжает развивать и поддерживать библиотеку с другими сотрудниками Google Игорем Минаром и Войта Джином[5].
AngularJS спроектирован с убеждением, что декларативное программирование лучше всего подходит для построения пользовательских интерфейсов и описания программных компонентов, в то время как императивное программирование отлично подходит для описания бизнес-логики. Фреймворк адаптирует и расширяет традиционный HTML, чтобы обеспечить двустороннюю привязку данных для динамического контента, что позволяет автоматически синхронизировать модель и представление. В результате AngularJS уменьшает роль DOM-манипуляций и улучшает тестируемость[5].
MEAN.js - это полноценный стек технологий для создания одностраничных веб-приложений. Аббревиатура расшифровывается как MongoDB (NoSQL-СУБД) + Express.js (веб-фреймворк на JavaScript) + Angular.js (фреймворк для создания front-end части) + Node.js (платформа для запуска серверного кода на JavaScript).


2. Клиент-серверное приложение для управления расписанием