Загальний огляд програмного забезпечення для створення web-додатків

Пізніше Microsoft створила об’єкт XMLHttpRequest в Internet Explorer 5, що і став основою Ajax.

2.3 Переваги та недоліки Ajax

Переваги Ajax:

• Створення web-програм, що мають інтерфейс та багаті можливості, подібні до звичайних програм — при цьому, завдяки активній взаємодії з сервером, web-програм мають значні переваги над звичайними програмами.
• Економія трафіку — замість завантаження усієї сторінки достатньо завантажити відносно невелику частину, що змінилася.
• Зменшення навантаження на сервер — серверу не потрібно кожного разу генерувати усю сторінки, а лише ту частину, що змінилася.
• Прискорення реакції інтерфейсу — оскільки завантажується лише частина сторінки то користувач бачить результат своїх дій швидше.

Недоліки Ajax:

• Відсутня інтеграція із стандартними інструментами браузера — не працює кнопка «Назад», сторінку, згенеровану за допомогою Ajax не можна додати в закладки.
• Проблема з індексуванням сайту пошуковими роботами — у них відсутня підтримка JavaScript.
• Використання JavaScript та DOM, що мають різну реалізацію в різних браузерах та навіть різних версіях браузерів.

2.4 Мова JavaScript

JavaScript — назва реалізації мови програмування ECMAScript. Найпоширеніше і найвідоміше застосування мови — написання сценаріїв для Web-сторінок, але вона також використовується для впровадження сценаріїв керування об'єктами вбудованими в інші програми.

JavaScript за назвою дуже схожа на мову Java. Але це зовсім різні мови з різними сферами застосування. Права на назву JavaScript належать Sun Microsystems (розробник Java) але JavaScript розробляла зовсім інша компанія — Netscape для власного браузера Netscape Communications.

Зараз JavaScript підтримують всі основні двигунці браузерів — Trident (Internet Explorer), Presto (Opera), Gecko (Firefox, Mozilla, Netscape) та KHTML/WebKit (Konqueror, Safari).

JavaScript має низку властивостей  об'єктно-орієнтованих мов, але  завдяки концепції прототипів підтримка об'єктів в ній відрізняється від традиційних мов ООП. JavaScript має ряд властивостей, спільних з функціональними мовами, що додає мові додаткову гнучкість.

JavaScript має подібний  синтаксис, але має з нею  відмінності:

• об'єкти, з можливістю інтроспекції і динамічної зміни типу через механізм прототипів;
• функції як об'єкти першого классу;
• обробка винятків;
• автоматичне приведення типів;
• автоматичне прибирання сміття;
• анонімні функції.

Одна з популярних технологій, що дозволила зробити сторінки динамічнішими і забезпечити нові можливості — це динамічне завантаження і вставка даних в документ, що отримала назву AJAX.

При використанні в рамках технології DHTML JavaScript код включається  в HTML-код сторінки і виконується  інтерпретатором, вбудованим в браузер. Код JavaScript вставляється в теги <script></script> з обов'язковим за специфікацією HTML 4.01 атрибутом type="text/javascript", хоча в більшості браузерів мова сценаріїв по замовчуванюю саме JavaScript.

При розробці великих і нетривіальних Web-програм з використанням JavaScript дуже важлива наявність зручних та досконалих інструментів відладки. Оскільки браузери мають різні двигунці, які по різному інтерпретують JavaScript (та об’єктну модель документу), то потрібно мати налагоджувач для кожного з основних двигунців.

Проблема з налагодженням JavaScript сценаріїв є найбільшим недоліком  цієї мови. Спроба стандартизації у  вигляді ECMAScript не досягла успіху —  кожен двигунець має особливості  і, фактично, доводиться писати код  для різних двигунців одночасно.

Також JavaScipt має обмеження часу на завершення свого виконання (це може бути як фіксоване число у випадку  браузерів з двигунцем Gecko або  інше обмеження, наприклад максимальне  число елементарних операція у випадку  браузерів з двигунцем Trident).

2.5 Об'єктна  модель документа

Об'єктна модель документу  — специфікація прикладного програмного  інтерфейсу для роботи зі структурованими  документами (як правило з документами  в форматі XML та похідних форматах).

Об'єктна модель документу  визначає класи, методи та атрибути цих методів для аналізу структури документу та роботи із представленням документів у вигляді дерева. Це все призначено для того, щоб мати можливість доступу та динамічної модифікації структури, змісту та оформлення документу. Саме за допомогою об’єктної моделі документу в технології Ajax відбувається динамічна модифікація сторінки.

В перших браузерах з’явилися  різні, часом несумісні інтерфейси для роботи з HTML в двигунцях JavaScript. Потім World Wide Web Consortium (W3C) узгодив та визначив низку стандартів, що отримали назву «Об'єктна модель документу W3C». Специфікації W3C не залежать від платформи або мови програмування.

Існують декілька версій об’єктної моделі даних W3C, що мають  назву рівнів. Кожен рівень складається  з декількох обов’язкових та необов’язкових модулів. В 2005 році рівні 1, 2, а також деякі модулі 3-го рівня визнано як рекомендації W3C, що означає, що вони набули кінцевої форми.

Існують такі рівні об’єктної  моделі даних W3C:

Нульовий рівень —  не був стандартизований, але став основою першого рівня об’єктної  моделі даних W3C. Прикладом є реалізація об’єктної моделі даних в ранніх версіях браузера Netscape.

Перший рівень — обхід  структури (дерева) документу та модифікація  вмісту (додавання, видалення та зміну  елементів). Має повну підтримку  сучасними браузерами.

Другий рівень — підтримка  простору імен XML, фільтрованих представлень та подій. Має майже повну підтримку сучасними браузерами.

Третій рівень — складається  з 6 модулів, статус рекомендацій W3C мають  лише 3 (Ядро, Збереження та Завантаження а також Верифікація) інші 3 мають  статус чернеток W3C (Представлення та формати, Xpath та Вимоги). Має часткову підтримку сучасними браузерами.

Не зважаючи на стандартизацію, браузери не мають повної сумісності їх об’єктної моделі даних.

2.6 Аналіз механізмів  вазаємодії у Web 2.0

В попередньому розділі  була описана проблема розробки та налагодження web-програм, пов’язана з специфікою мови JavaScript. За весь час її існування було представлено декілька способів вирішення проблем несумісності:

Базовий набiр засобiв JavaScript — проблеми несумісності вирішуються  розробниками базового набору засобів, але для розробки сценарію JavaScript потрібно використовувати певний рівень абстракції а не оригінальну мову.

Приклади — jQuery, Prototype, MooTools.

Недоліком цього способу  є обмеження базових наборів  засобів та їх не універсальність, хоча для деяких задач це може бути вдалим рішенням.

Також, через використання абстракції та врахування недоліків  різних двигунців, у JavaScript сценаріїв, написаних  за допомогою базових наборів  засобів, збільшується час виконання  та навантаження на комп’ютер (у порівнянні з використанням «чистого» JavaScript).

Базовий набір засобів JavaScript з використанням інших мов  програмування — подібне до попереднього, але є і відмінності — для  отримання сумісного JavaScript-коду необхідно  використовувати іншу, більш досконалу, мову програмування (найчастіше це Java) і за допомогою спеціального базового набору засобів генерувати JavaScript-код.

Недоліки подібні до попереднього методу, хоча деякі компанії успішно його використовують. Приклади — Google Web Toolkit та сервіси, побудовані за його допомогою — Google Mail, Google Maps та інші.

Розробка подібного  базового набору є доволі складною справою (потрібно знати недоліки та особливості обох мов а також  особливості та недоліки різних двигунців), а наявні базові набори не є універсальними (а досить часто навіть специфічними) тому цей метод не є оптимальним.

Використовувати інші Web-технології (а JavaScript використовувати лише для  зв’язку цих технологій з HTML). Такими технологіями можуть бути Adobe Flash, Microsoft Silverlight, Java Апплети та інші.

3. Опис основ технологій створення Web–додатків

3.1 Технологія Adobe Flash

Основою Flash є 2 речі:

• Векторний морфінг, тобто поступове «перетікання» одного кадру в інший. Це дозволяє робити складну анімацію та графічні ефекти.
• Програмування за допомогою ActionScript, що є мовою, схожою на JavaScript. Її остання версія (3.0) є повноцінною об'єктно-орієнтованою мовою програмування.

На відміну від JavaScript, ActionScript не має проблеми із сумісністю — єдина реалізація це Adobe Flash Player, що підключається як плагін в усі популярні браузери.

При створенні Web-додатку є можливість використовувати відео, звукові та графічні файли, створювати інтерактивні користувацькі інтерфейси та повноцінні Web-додатки з використанням XML та PHP (або будь-яких інших технологій, що працюють на стороні сервера).

Flash-файл має розширення .swf і виконується за допомогою спеціальної програми — Flash Player, що може бути встановлена в браузера як розширення.

Adobe Flash — це середовище для створення застосунків під Flash платформу (Flash Platform), разом з нею існують і інші інструменти (середовіща): Adobe Flex Builder, Flash Development Tool (FDT), та інші.

Другий «кит» Flash'а — повна програмованість. Flash використовує мову програмування ActionScript, яка по синтаксисі є схожою із JavaScript. Остання версія мови (ActionScript 3.0) є повноцінною об'єктно-орієнтованою мовою.

Flash-Файли мають розширення .swf і для перегляду вимагають  наявності Adobe Flash Player, що може бути встановлений як плагін у браузер. Flash Player поширюється безплатно через сайт Adobe. Вихідні файли з розширенням .fla створюються в середовищі розробки Macromedia Flash, а потім компілюються в зрозумілий для Flash Player формат — .swf.

 «Adobe Flash (раніше Shockwave Flash і Macromedia Flash) - це набір мультимедійних технологій, що розробляються та розповсюджуються компанією Adobe Systems (спочатку створених Macromedia). З моменту своєї появи на світ у 1996 році технологія Flash стала популярним методом створення анімаційних та інтерактивних елементів для веб-сайтів.

Flash використовують для  розробки анімації, оголошень і  різних компонентів сторінок, для  інтеграції відео і з недавніх  пір - збагачених інтернет-додатків».

Завдяки розробкам компанії Adobe Systems, багато програмні модулі на порталах мають графічний користувальницький інтерфейс, створений на основі технології Adobe Flash. На розглянутому порталі для розробки спеціальних програмних модулів буде використовуватися також графічний користувальницький інтерфейс, створений на основі технології Adobe Flash. Розробники вбудованих систем, що використовуються в промисловості, медицині, автомобілі, теж починають звертати увагу на Flash-технологию оскільки з її допомогою можна скоротити час на розробку ДПІ майже на 50%. Раніше команди розробників ПЗ мали переводити наявні у них прототипи ДПІ на мову С, С + + або Java - трудомісткий процес, що займає багато тижні і місяці. Зараз же можна за допомогою високорівневих інструментів технології Flash проектувати, створювати, і запускати компоненти ДПІ безпосередньо на вбудованих Flash-плейер, без необхідності писати графічні коди.

Технологія Adobe Flash стала  завойовувати популярність серед розробників  вбудованих систем з кількох причин:

• Понад мільйон розробників  графічних додатків по всьому світу використовують авторські розробки інструментальних засобів технології Flash, які складають зараз великий фонд накопиченого досвіду, який можуть запозичити інші розробники. Більш того, тисячі існуючих Flash-компонентів для ринку настільних систем і мобільних телефонів можна легко інтегрувати в свої розробки;

• У порівнянні з Flash-плейери  для настільних систем вбудовувані Flash-плеєри від Adobe (наприклад, Flash Lite 3) вимагають  менше пам'яті й забезпечують більш швидке відтворення графіки з меншою загрузкой ЦПУ;

• ЦПУ і графічні мікросхеми для вбудованих систем зараз підтримують  частоти зміни кадрів, необхідні  для відтворення Flash-розробок на дисплеях VGA і на дисплеях більшого розміру. Наприклад, для того, щоб отримати плавне відтворення анімаційної картинки на частоті 10 кадрів в секунду, в системі необхідно мати ЦПУ, що працює на швидкості 100 мільйонів команд в секунду (MIPS) - це значно менше пропонованого зараз значення в 300 MIPS або трохи більше для більшості ЦПУ вбудованих систем.Для переходу на Flash-технологию розробники промислових систем управління можуть зробити для себе вибір серед великого набору інструментальних засобів, багато з яких вони вже використовували раніше. Наприклад, для створення Flash-контенту можна скористатися інструментами CAD і текстовими процесорами для настільних систем, за допомогою спеціальних утиліт можна конвертувати різноманітні презентаційні формати у формат Flash. Розробники можуть також скористатися Flash-компонентами, які інтегрують Flash-контент та елементи керування ActiveX. Різноманітність засобів підтримки для створення Flash-контенту та управління екраном спрощує перехід до інтерфейсів користувача, що базується на Flash-технології.

Традиційно Flash-плеєр  запускається у веб-браузері або  в оконной системі. Однак, розробка ДПІ може бути значно спрощено, якщо цю модель повернути з ніг на голову і зробити головною Flash-середовище, де будуть запускатися всі графічні програми незалежно від того, зроблені вони во Flash-технології, чи ні. Тоді Flash-технологія бере на себе роль адміністратора екрана, надаючи можливість розробнику графіки здійснювати детальний контроль над переміщеннями по меню і над звуковими ефектами. В такому середовищі простіше виконується адаптація під потреби користувача за рахунок більш вільного позиціювання, зміни розмірів і конфігурування графічних компонентів.На рис. 1 дан приклад використання Flash-технології в якості адміністратора екрана. Програма ліворуч - це Flash-плейер, за допомогою якого безпосередньо в простір програми були завантажені два компоненти: графічна 2D-бібліотека і графічний драйвер, який управляє графічним обладнанням. Завантаживши драйвер таким шляхом, виявляється можливим здійснювати безпосереднє управління графічним обладнанням безпосередньо з програми, а, отже, підвищується продуктивність системи. Справа «рідна» програма ОС малює тривимірну картинку засобами OpenGL ES, стандартного інтерфейсу API для тривимірних додатків у вбудованих системах. Як і Flash-програма, інтерфейс API також безпосередньо управляє графічним обладнанням, забезпечуючи високу продуктивність виводу.