تحقیق مقاله دستیابی داده در ASP.NET 2.0 ( بخش اول )

دستیابی داده در ASP.NET 2.0 ( بخش اول )  

دستیابی به داده از جمله عملیات مهم در زمان پیاده سازی هر نوع برنامه کامپیوتری است و برنامه های وب نیز از این قاعده مستثنی نمی باشند . امروزه صفحات وبی که در ارتباط با داده بوده و حاوی اطلاعاتی می باشند که از بانک های اطلاعاتی بازیابی و نمایش داده می شود به یکی از ارکان اصلی هر نوع برنامه تجاری تبدیل شده است .  پیاده کنندگان برنامه های کامپیوتری خصوصا" برنامه های وب همواره برای پیاده سازی برنامه هائی که در ارتباط با داده می باشند با چالش های خاص خود مواجه بوده و آرزو می نمایند که بتوانند با صرف کمترین زمان و  نوشتن حداقل کد لازم به اهداف خود نائل گردند . با ارائه ASP.NET 2.0 ، زمینه تحقق خواسته فوق برای ‌پیاده کنندگان برنامه های وب فراهم می گردد . چراکه در این نسخه از ASP.NET علاوه بر ارائه بیش از پنجاه کنترل جدید ،‌ امکانات متعددی به منظور  بهبود و تسهیل عملیات در ارتباط با  داده ارائه شده است .
پیاده کنندگان برنامه های وب که از ASP کلاسیک و یا ASP.NET 1.1 برای طراحی و پیاده سازی برنامه های خود استفاده می نمایند ، می بایست  پس از نوشتن کد لازم به منظور دستیابی و بازیابی داده از منابع ذخیره سازی ، یک قالب و یا فرمت مناسب جهت نمایش اطلاعات در مرورگر را نیز ایجاد نمایند . با این که ویژوال استودیو دارای برنامه های کمکی خاصی ( ویزارد ) در این رابطه می باشد ، ولی استفاده از  ویژگی های پیشرفته ای نظیر  Paging و مرتب سازی داده ها ،‌ همچنان مستلزم همگرائی بین کدهای نوشته شده در لایه back-end و اطلاعات مورد نظر جهت نمایش در لایه front-end است . در اغلب موارد نگهداری و یکسان سازی کدهای فوق نیز مشکل می باشد خصوصا" در مواردی که بانک اطلاعاتی تغییر می یابد و یا می بایست  اطلاعات اضافه ای  را بر روی یک صفحه خاص نمایش دهیم . علاوه بر موارد فوق ، استفاده از فایل های XML به عنوان منابع ذخیره سازی داده نیز ‌مستلزم نوشتن خطوط زیادی است  تا بتوان یک همگرائی خاص بین  منبع داده و منطق دستیابی داده را  ایجاد نمود .  
در ASP.NET 2.0  کد مورد نیاز به منظور دستیابی و نمایش داده  کاهش و از این طریق کارآئی و بهره وری برنامه های وب بطرز محسوسی افزایش می یابد . در این رابطه ، کنترل های جدیدی ارائه شده است که قدرت کنترل و انعطاف پیاده کنندگان به منظور انجام عملیات در ارتباط با داده را افزایش می دهد.  کنترل های داده جدید را می توان به همراه مجموعه وسیعی از منابع داده استفاده نمود ( از بانک های اطلاعاتی سنتی تا منابع داده جدید  XML ) . بدین ترتیب تمامی منابع داده یک رفتار همگن را خواهند داشت و به دنبال آن حجم و پیچیدگی برنامه های وب مبتنی بر داده ،‌ کاهش می یابد.

دستیابی داده در برنامه های وب
درفریمورک دات نت ، دستیابی داده با استفاده از ADO.NET انجام می شود . ADO.NET در حقیقت یک رابط و یا اینترفیس برنامه نویسی است که مجموعه امکانات لازم به منظور کار با بانک های اطلاعاتی را در اختیار پیاده کنندگان برنامه های وب قرار می دهد . اینترفیس فوق  با ایجاد یک لایه اضافه ، جزئیات و پیچیدگی های موجود به منظور دستیابی به داده را از دید پیاده کنندگان مخفی نگه می دارد .
برنامه های وب نوشته شده با استفاده از ASP.NET 2.0  از پتانسیل های ارائه شده توسط ADO.NET  نظیر :  ارتباط اتوماتیک با انواع متفاوتی از  منابع داده  ، ایجاد کنترل های کاربر در ارتباط با داده  و سایر موارد دیگر استفاده می نمایند . بدین ترتیب حجم کد مورد نیاز برای نوشتن برنامه های وب مبتنی بر داده کاهش یافته و نگهداری و پشتیبانی از این نوع برنامه ها شرایط مطلوب تری را پیدا خواهد کرد .

معماری دستیابی داده
دستیابی داده در برنامه های وب دات نت براساس یک ساختار و یا معماری دو لایه ای انجام می شود (دو لایه جداگانه ) . اولین لایه ،‌ شامل عناصر ضروری فریمورک  به منظور دستیابی به داده است . دومین لایه ، شامل APIs و کنترل هائی است که قابلیت های دستیابی به داده را در اختیار برنامه نویسان قرار می دهد .
دستیابی به داده مستلزم بکارگیری چهار عنصر اساسی زیر است :

برنامه وب ( ASP.NET )

لایه داده ( ADO.NET )

ارائه دهنده داده ( Data Provider )

منبع داده  ( Data Source)

 ارتباط بین عناصر فوق، زیرساخت و یا فونداسیون لازم برای تمامی برنامه های وب مبتنی بر داده را ارائه می نماید .
 شکل زیر عناصر و معماری دستیابی به داده را نشان می دهد .

شکل 1 :  معماری دستیابی داده
منبع : MSDN
 

در ادامه جایگاه هر یک از عناصر فوق را از پائین به بالا بررسی می نمائیم .

منابع ذخیره سازی داده 
منابع ذخیره سازی داده ، نقطه نهائی در معماری دستیابی داده بوده که بدون وجود آنان اصل مسئله دستیابی داده زیر سوال می رود . با استفاده از ADO.NET 2.0 و کنترل های جدید ارائه شده در ASP.NET 2.0 ، یک برنامه وب قادر به دستیابی داده از منابع داده متنوعی نظیر :  بانک های اطلاعاتی رابطه ای ، فایل های XML ، سرویس های وب ، فایل های متنی و یا داده های موجود در فایل های Excel  می باشد .
بخاطر داشته باشید که منابع ذخیره سازی داده  با این که دارای جایگاه خاص خود می باشند ولی از آن مهمتر ،  مکانیزم هائی می باشند که با استفاده از آنان به منابع داده متصل و عملیات مرتبط با داده را انجام خواهیم داد .

Data providers
ADO.NET ،‌ به منظور ارتباط با منابع داده متفاوت از مجموعه ای کلاس و دستور استفاده می نماید که آنان را مدیون Provider model است . در واقع Provider ،‌ مجموعه ای از اینترفیس ها و کلاس های لازم به منظور ذخیره و بازیابی داده در ارتباط با یک منبع داده خاص را ارائه می نماید. بدیهی است مهمترین دستاورد رویکرد فوق ، انعطاف لازم به منظور نوشتن کد مورد نیاز برای دستیابی به داده ( استفاده از ADO.NET   ) از  چندین نوع منبع داده می باشد .
در ASP.NET 2.0 ، همچنان از Provider model  به منظور انجام عملیات مختلف در ارتباط با دستیابی داده استفاده می گردد .
جدول زیر چهار شی اساسی تشکیل دهنده  ساختار عملیاتی یک provider را نشان می دهد :

عملکرد

شی

 ایجاد یک اتصال به منبع و یا منابع مشخص شده

 Connection

 اجرای یک دستور در ارتباط با یک منبع داده 

 Command

 خواندن داده ها  از یک منبع داده بر اساس یک ساختار با ویژگی فقط خواندنی و صرفا" به سمت جلو

 DataReader

 نشر یک DataSet و بهنگام سازی آن با منبع داده

 DataAdapter

ADO.NET API
ADO.NET API  ، شامل امکاناتی است که با استفاده و بکارگیری آنان تمامی منابع داده یکسان بنظر می آیند .صرفنظر از منبع داده ، پردازش لازم به منظور بازیابی و استخراج اطلاعات ،‌ مستلزم استفاده از کلاس های کلیدی و عملیات مشابهی است . دربخش دوم با این لایه و امکانات آن بشتر آشنا خواهیم شد. 

لایه برنامه وب
ASP.NET ( بالاترین لایه ) با ارائه مجموعه ای از کنترل ها و امکانات باعث  کاهش حجم کد مورد نیاز به منظور دستیابی به داده می گردد. مثلا" پیاده کنندگان برنامه های وب می توانند  از برنامه کمکی ( ویزارد) منبع داده برای ایجاد و پیکربندی اتوماتیک یک منبع داده  استفاده نمایند و در ادامه با اجرای query دلخواه خود ،نتایج مورد نظر را بازیابی نمایند . علاوه بر این ، می توان کنترل های متفاوتی را به یک منبع داده نسبت داد . بدین ترتیب شکل ظاهری و محتوی کنترل می تواند به صورت اتوماتیک مقداردهی گردد ( بر اساس اطلاعات بازیابی شده از منبع داده ) .
کنترل های فوق در اشکال و اندازه های متفاوتی ارائه شده اند ( نظیر Grids ,Trees,Menus و lists ) . برای نسبت دهی یک کنترل به یک منبع داده از خصلت DataSourceID استفاده می شود که می توان آن را در زمان طراحی و یا اجراء تعریف نمود .
کنترل های منبع داده از طریق امکانات ارائه شده توسط یک provider به یک منبع داده نسبت داده می شوند.  مهمترین مزیت یک کنترل منبع داده،‌ امکان استفاده از آنان در صفحات مورد نیاز است. علاوه بر این ، برای انجام عملیاتی نظیر paging ،‌ مرتب سازی و بهنگام سازی ضرورتی به نوشتن حتی یک خط کد نخواهد بود .

در بخش دوم با تمرکز بر روی لایه دوم (  ADO.NET API ) با امکانات موجود به منظور کار با  ADO.NET  ، کنترل های ASP.NET و providers بشتر آشنا خواهیم شد .

دستیابی داده در ASP.NET 2.0 ( بخش دوم )  

در بخش اول به مدل دستیابی داده در فریمورک دات نت اشاره  و با عناصر اساسی در این معماری آشنا شدیم . در بخش دوم با تمرکز بر روی لایه دوم (  ADO.NET API ) به بررسی امکانات موجود به منظور کار با  ADO.NET  ، کنترل های ASP.NET و providers  خواهیم پرداخت .

Data Access APIs
لایه دوم در معماری دستیابی داده  ، مکانیزم های لازم برای کار با ADO.NET ، کنترل های ASP.NET و providers را ارائه می نماید. از امکانات ارائه شده در این لایه می توان به منظور انجام مجموعه ای از عملیات و فرآیندهای متداول استفاده نمود . با استفاده از کنترل های متنوع منبع داده و نسبت دهی داده در ASP.NET 2.0 ،  حجم کد مورد نیاز به منظور حمایت از عملیات در ارتباط با داده  کاهش و در مواردی نیز حذف می گردد .

 Connection و Commands
ADO.NET از چندین Data Provider  متفاوت برای  اتصال به بانک های اطلاعاتی ، اجرای دستورات و بازیابی نتایج استفاده  می نماید . در ADO.NET  از شی Connection برای اتصال به یک منبع داده خاص استفاده می گردد . مثلا" در صورت استفاده از  بانک اطلاعاتی SQL Server 2000 ، می توان از شی SQLConnection به منظور اتصال به بانک اطلاعاتی استفاده نمود . کد زیر روش انجام این کار را نشان می دهد :

[Visual Basic]
Dim nwindConn As SqlConnection = _
New SqlConnection("Data Source=localhost;Integrated Security=SSPI;" _
"Initial Catalog=northwind")
nwindConn.Open()

[C#]
SqlConnection nwindConn =
new SqlConnection("Data Source=localhost; Integrated Security=SSPI;"
"Initial Catalog=northwind");
nwindConn.Open();

پس از اتصال به یک منبع داده ،‌ می توان  از شی Command  به منظور اجرای دستورات و برگرداندن نتایج مورد نظر استفاده نمود  .شی Command  از طریق Command constructor که یک query و یا عبارت SQL را دریافت می نماید ، ایجاد می گردد . پس از ایجاد شی Command با استفاده از خصلت CommandText می توان عبارات SQL را ویرایش کرد .

[Visual Basic]
Dim catCMD As SqlCommand = _
New SqlCommand("SELECT CategoryID, CategoryName FROM Categories",nwindConn)

[C#]
SqlCommand catCMD =
new SqlCommand("SELECT CategoryID, CategoryName FROM Categories", nwindConn);

شی Command چندین متد Execute را به منظور  اجرای Stored Procedure ، query و یا عبارات  غیر query نظیر Update و Insert ، ارائه نموده است :

متد ExecuteReader : داده را به عنوان یک شی DataReader برمی گرداند . از متد فوق می توان در ارتباط با هر نوع query که داده ئی را برمی گرداند ،‌استفاده نمود .

متد ExecuteScalar :  متد فوق یک مقدار نظیر تعداد رکوردهائی که با شرایط ذکر شده در یک query خاص مطابقت می نمایند و یا نتایج حاصل از فراخوانی یک تابع بانک اطلاعاتی  را برمی گرداند .

متد ExecuteNonQuery : متد فوق ،‌ دستوراتی را که سطرهائی را برنمی گردانند ( نظیر Sored procedure ، update و insert ) ،‌ اجراء می نماید .

در زمان مقداردهی اولیه شی Command می بایست با توجه به شرایط موجود ،‌ متد مورد نظر را انتخاب نمود .

متد ExecuteReader ، نتایج را از طریق یک DataReader برمی گرداند . DataReader یک ساختار داده ئی متصل گراء ، فقط به سمت جلو و فقط خواندنی از داده های حاصل از اجرای یک query را برمی گرداند . پس از اجرای query ، اولین رکورد به DataReader  برگردانده می شود . در این حالت ارتباط با بانک اطلاعاتی همچنان وجود داشته و امکان برگرداندن رکورد بعدی وجود خواهد داشت . در ساختمان داده فوق، صرفا" امکان خواندن رکوردها وجود داشته و نمی توان رکوردهای موجود را ویرایش نمود .

DataAdapters و DataSets
با این که DataReader برای برنامه های متصل گرا کافی به نظر می آید ، ولی این ساختمان داده قادر به حمایت از مدل غیرمتصل برای دستیابی به بانک های اطلاعاتی نمی باشد . بدین منظور  از کلاس های  DataAdapter و DataSet  ،‌استفاده می گردد .
DataSet مهمترین ابزار ذخیره سازی داده در معماری غیرمتصل ADO.NET است . DataSet مستقیما"  و از طریق یک شی Connection با بانک اطلاعاتی ارتباط برقرار نمی نماید . برای استقرار داده در یک  DataSet می بایست یک DataAdapter ایجاد گردد . مسئولیت DataAdapter ارتباط با بانک اطلاعاتی ، اجرای query و استقرار داده در DataSet  می باشد . پس از فراخوانی متد Fill و یا  Update توسط DataAdapter ، تمامی عملیات انتقال داده در DataSet به صورت اتوماتیک انجام خواهد شد  . هر provider ارائه شده در فریمورک دات نت دارای یک شی DataAdapter است .
DataSet ،  مجموعه ای کامل از داده شامل جداول ، محدودیت ها و ارتباط بین جداول را در خود نگهداری می نماید و می تواند شامل داده های محلی ( داده هائی که از طریق کد ایجاد شده اند ) و یا داده هائی از چندین منبع داده باشد . 
ارتباط با منابع داده موجود توسط DataAdapter کنترل می گردد . DataAdapter همچنین تغییرات ایجاد شده در DataSet  را به منبع داده منتقل می نماید .
کد زیر سناریوی استفاده از یک DataSet را نشان می دهد :

[Visual Basic]

Dim nwindConn As SqlConnection = _
New SqlConnection("Data Source=localhost;" & _
"Integrated_Security=SSPI;Initial Catalog=northwind")

Dim selectCMD As SqlCommand = _
New SqlCommand("SELECT CustomerID, CompanyName FROM " & _
"Customers", nwindConn)
selectCMD.CommandTimeout = 30

Dim custDA As SqlDataAdapter = New SqlDataAdapter
custDA.SelectCommand = selectCMD
Dim custDS As DataSet = New DataSet
custDA.Fill(custDS, "Customers")
nwindConn.Close()

[C#]
SqlConnection nwindConn =
new SqlConnection("Data Source=localhost;" +
"IntegratedSecurity=SSPI;Initial Catalog=northwind");
SqlCommand selectCMD =
new SqlCommand("SELECT CustomerID, CompanyName FROM Customers",
nwindConn);
selectCMD.CommandTimeout = 30;

SqlDataAdapter custDA = new SqlDataAdapter();
custDA.SelectCommand = selectCMD;
nwindConn.Open();
DataSet custDS = new DataSet();
custDA.Fill(custDS, "Customers");
nwindConn.Close();

 

در کد فوق :

به منظور اتصال به بانک اطلاعاتی SQL Server یک SQLConnection ایجاد  شده است .

برای اجرای query مورد نظر در ارتباط با جدول Customers یک SQLCommand ایجاد شده است .

برای ایجاد SQLCommand یک DataAdapter ایجاد شده است ( ارتباط با بانک اطلاعاتی  ) . 

از طریق DataAdapter یک DataSet ایجاد شده است .DataSet بخش غیر متصل عملیات داده بوده و می تواند به مجموعه وسیعی از کنترل های وب ASP.NET 2.0 نسبت داده شود .

در زمان استفاده از یک DataSet می توان آن را به هر نوع کنترل داده نسبت داد . بدین منظور از خصلت DataSource  و متد DataBind استفاده می گردد . در صورتی که داده های موجود در بانک اطلاعاتی تغییر نمایند ،‌ تغییرات به صورت اتوماتیک در DataSet اعمال نمی شود و می بایست مجددا" از متد DataBind استفاده گردد . ( زمان و محل استفاده از متد DataBind از چالش های پیاده کنندگان برنامه های وب در ASP.NET 1.x است ) .
در ASP.NET 2.0 تمامی فرآیندهای مربوط به ایجاد یک DataSet ، نسبت دهی داده ، نگهداری و یکسان سازی داده با ارائه مفهوم جدید منابع داده بهبود و  تسهیلات ویژه ای در اختیار پیاده کنندگان برنامه های وب قرار می گیرد.

ASP.NET 2.0
در  ASP.NET 2.0 اغلب عملیات و یا فرآیندهای مورد نیاز به منظور ایجاد یک SQLCommand ، تولید یک DataAdapter و استقرار داده در یک DataSet توسط بکارگیری DataSource از دید پیاده کنندگان برنامه های وب مخفی نگه داشته می گردد . در چنین مواردی می توان با استفاده از برنامه کمکی ( ویزارد ) نسبت دهی داده ، عملیات اشاره شده را به صورت اتوماتیک نیز انجام داد . برنامه کمکی Configure DataSource ،‌ کدمورد نیاز به منظور اتصال به منابع ذخیره سازی داده ( نظیر بانک های اطلاعاتی ، فایل های معمولی ، فایل هار XML ) را تولید و  query مورد نظر را ایجاد  می نماید .
با داشتن یک منبع ذخیره سازی داده ،‌ می توان  در ادامه منبع داده را به یک کنترل نسبت داد . ارتباط برقرار شده بین منبع داده و کنترل مورد نظر ، Data Binding نامیده می شود . مقادیر استخراج شده از منبع داده را می توان به خصلت های مربوط به هر کنترل نسبت و یا از آنان در جداول ، لیست ها و یا grid بدون نیاز به نوشتن کد خاصی استفاده نمود .

در بخش سوم به بررسی کنترل های جدید معرفی شده در ASP.NET 2.0 برای دستیابی داده خواهیم پرداخت .