Application Architecture

Говоря про консольные приложения стоит знать о стандартных потоках ввода/вывода данных.

Стандартные потоки ввода/вывода в системах типа UNIX (и некоторых других) — потоки процесса, имеющие номер (дескриптор), зарезервированный для выполнения некоторых «стандартных» функций. Как правило(хотя и не обязательно), эти дескрипторы открыты уже в момент запуска задачи (исполняемого файла).

Существует три стандартных потока ввода/вывода данных:

Вывод данных на экран и чтение их с клавиатуры происходит потому, что по умолчанию стандартные потоки ассоциированы с терминалом пользователя. Это не является обязательным — потоки можно подключать к чему угодно — к файлам, программам и даже устройствам.

Конвейер - некоторое множество процессов, для которых выполнено следующее перенаправление ввода-вывода: то, что выводит на поток стандартного вывода предыдущий процесс, попадает в поток стандартного ввода следующего процесса.

Другими словами, конвейер умеет передавать выходные данные из одной программы, как входные данные для другой. Т.е. выполняется команда, мы получаем результат и передаем эти данные далее на обработку другой программе.

Конвейер создаётся с помощью вызова pipe(), который возвращает два файловых дескриптора: один ссылается на вход конвейера, второй на выход и разделяются | (stdout/stderr | stdin).

Перенаправление ввода/вывода - изменения стандартных входных или выходных потоков и привязка к определенным условиям или файлам.

Перенаправление ввода/вывода означает работу с вышеописанными потоками и перенаправление данных туда, куда нужно программисту. Делается это с использованием символов > и < в различных комбинациях, применение которых зависит от того, куда, в итоге, должны попасть перенаправляемые данные.

Наиболее общий формат команд (в квадратные скобки помещены необязательные части):

Символ начала команды может быть самым разным, однако чаще всего для этой цели используется косая черта /. Если строка вводится без этого символа, выполняется некоторая базовая команда. Если же такой базовой команды нет, символ начала команды отсутствует вообще (как, например, в DOS).

Параметры команд могут иметь самый разный формат. В основном применяются следующие правила:

Client-server model или client-server architecture, представляет собой структуру распределенного приложения, разделяющую задачи между серверами и клиентами, которые либо находятся в одной системе, либо обмениваются данными через компьютерную сеть или Интернет. Клиент полагается на отправку запроса в другую программу, чтобы получить доступ к услуге, предоставляемой сервером. На сервере выполняется одна или несколько программ, которые совместно используют ресурсы и распределяют работу между клиентами.

Клиент и сервер физически представляют собой программы, например, клиентом может являться браузер, а сервером: Web server или Relational Database Management System.

Отношения client-server взаимодействуют согласно request–response messaging pattern и должны иметь общий протокол связи, который формально определяет используемые правила, язык и шаблоны requests и response. Связь между клиентом и сервером обычно осуществляется по набору протоколов TCP/IP.

В основе взаимодействия клиент-сервер лежит принцип того, что такое взаимодействие начинает клиент, сервер лишь отвечает клиенту и сообщает о том, может ли он предоставить услугу и, если может, то на каких условиях.

Клиентское и серверное программное обеспечение обычно установлено на разных машинах, но также они могут работать и на одном компьютере. Данная концепция взаимодействия была разработана для того, чтобы разделить нагрузку между участниками процесса обмена информацией, а также для того, чтобы разделить программный код поставщика и заказчика.

Видно, что к одному серверу может обращаться сразу несколько клиентов (на одном сайте может находиться несколько посетителей). Также стоит заметить, что количество одновременно взаимодействующих клиентов с сервером зависит от мощности сервера и от того, что хочет получить клиент от сервера.

Все клиенты в клиент-серверной архитектуре условно делятся на два подтипа: толстые клиенты и тонкие клиенты.

Толстый клиент — клиент, выполняющий запрашиваемые со стороны пользователя манипуляции независимо от ведущего сервера. Основной сервер в такой вариации системной архитектуры может применяться как особое хранилище информации, обработка и конечное предоставление которых просто переносится на локальную машину пользователя.

Толстый клиент – это рабочая машина или ПК, которые функционируют на основе своей ОС и наполнены полноценным набором ПО для требуемых задач пользователя. Если взглянуть с программной точки зрения, понятными примерами толстых клиентов можно считать программы для совместной деятельности, если они изначально установлены на определенные вычислительные устройства. Например: Yahoo Messenger, Office 365, Microsoft Outlook.

Преимущества толстых клиентов:

Недостатки толстых клиентов:

Тонкий клиент — вид клиента, который может переносить выполнение задач по обработке информации на сервер, не применяя свои мощности по вычислению для их внедрения. Все вычислительные ресурсы подобного клиента максимально ограничены, важно, чтобы их хватало для старта нужного сетевого ПО, применяя, к примеру, веб-интерфейс.

Одним из наиболее распространенных примеров такого типа клиента считается ПК с заранее установленным веб-браузером, который применяется для работы с web-сервисами.

Характерная черта тонких клиентов — применение терминального режима функционирования. В такой ситуации, терминальный сервер применяется для процесса отправки и получения информации пользователя, что и является базовым отличием от процесса независимой обработки информации в толстых клиентах.

Плюсы тонкого клиента:

Недостатки тонкого клиента:

Базовые отличия между ними – это варианты обработки данных. Толстые клиенты работают с информацией на основе собственных аппаратных и программных возможностей, в то же время тонкие применяют ПО центрального сервера, только чтобы обработать данные, предоставляя системе лишь требуемый графический интерфейс для выполнения работы пользователем. Это значит, что в роли тонких клиентов иногда мы можем увидеть устаревшие или не очень производительные ПК.

Стоит выделить несколько tiers на которые обычно разделяют систему.

При обсуждении N-tier architecture, layer (уровень) часто используется взаимозаменяемо с tier (слой), что является не совсем верно, например, presentation layer или business logic layer.

Это не одно и то же. Layer относится к функциональному разделению программного обеспечения, а tier относится к функциональному разделению программного обеспечения, которое выполняется на разных инфраструктурных единицах, независимо от других. Приложение Контакты на телефоне, например, представляет собой three-layer application, но single-tier application, потому что все три layers работают на телефоне.

Разница важна, потому что layers не могут предложить те же преимущества, что и tiers.

Single-tier application AKA Standalone application

Single-tier architecture включает в себя все tiers, такие как presentation tier, application tier и data tier, в одном приложении. Приложения, которые включают в себя все три tiers, например, MP3-плеер, MS Office и т.д., являются single-tier application. Данные хранятся в локальной системе или на общем диске.

Two-tier architecture (двухзвенная архитектура, двухуровневая архитектура) - это классическая (т.е. первоначальная) client-server architecture, состоящая из presentation tier и data tier; бизнес-логика находится на presentation tier, data tier или на обоих tiers. В two-tier architecture presentation tier, а следовательно, конечный пользователь - имеет прямой доступ к data tier, а бизнес-логика часто ограничена. Простое приложение для управления бухгалтерией, в котором бухгалтеры могут фиксировать денежные операции в компании, является примером two-tier application.

Three-tier architecture (трехзвенная архитектура, трехуровневая архитектура) - это хорошо зарекомендовавшая себя архитектура программных приложений, которая объединяет приложения в три логических и физических вычислительных tiers:

На протяжении десятилетий three-tier architecture была преобладающей client-server architecture для приложений.

В web-разработке tiers имеют разные имена, но выполняют схожие функции:

N-tier architecture - также называемая multi-tier architecture - относится к любой архитектуре приложения с более чем одним tiers. Так же встречаются приложения с более чем тремя tiers. Например, где источником данных является другой multi-tier application.

Resources: