Vorlesung Datenbank-programmierung

Präsentation zum Thema: "Vorlesung Datenbank-programmierung"—  Präsentation transkript:

1 Vorlesung Datenbank-programmierung
Wintersemester 06/07 Dipl.-Ing.(FH) David Schiffer Nicht verwandt!

2 Organisation Erst 3 x Vorlesung, dann Übungen Übungen am Rechner
2 Gruppen, abwechselnd 2 wöchentlich Übungsteams von 2 bis 3 Studenten Schein für Lösungen der Übungsaufgaben ca. 3 Übungsaufgaben im Semester Kontrolle durch Vorführen Wer will, kann alle Übungen in der 1. Übungsstunde vorführen

3 Regeln Wer Fragen hat fragt Wer quatschen will quatscht Aber draußen
Um den Schein zu bestehen müssen: ALLE Übungen vorgeführt werden! ALLE Übungen verstanden sein!

4 Inhaltsübersicht Datenbankprogrammierung
Einleitung Beziehung zu anderen Fächern Client-Server Prinzip Anwendungsentwicklung: Zugriff auf DBn, APIs JDBC ADO.NET embedded SQL ODBC Proprietäre Datenbankschnittstellen Zusatzprogramme in DB Stored Procedures Functions Trigger Objekt-relationale DBn Methoden Oracle 9i Evtl. Caché verwendete Datenbanken Oracle MySQL ? DB2 ? Access ??? Caché ???

5 Themen der Vorlesung (1)
Zugriff auf Datenbanken Über sog. API‘s

6 Themen der Vorlesung (2)
Zusatzprogramme innerhalb von Datenbanken Stored Procedures Stored Functions Trigger

7 Motivation für Datenbankprogrammierung

8 Beziehungen zu anderen Fächern
Programmieren Objektorientierte Programmierung Datenbanksysteme eBusiness Client-Server Datenbankprogrammierung Objektorientierte Datenbanken Middleware Internet 2

9 Bestandteile einer DB-Anwendung
Schichten-Modell Die Benutzerschnittstelle.   Die Anwendungs- / Geschäftslogik.   Die Datenbank-Schnittstelle.   Die Vermittlungssoftware.   Das Datenbank-Management-System.  Der Datenspeicher

10 Datenbank Architekturen
Zentralisierte Datenbank-Systeme Client-Server-Datenbanken Desktop-Datenbanken 3-Tier (Multitier) -Architektur

11 Zentralisierte DB & Client-Server

12 Beispiel einer Terminal-Applikation (zentralisierte DB)
Warenwirtschaftssystem auf AS400

13 3-Tier Architektur

14 Multitier => SOA

15 Fragestellung zu DB API‘s
Wie verwendet das Anwendungsprogramm die Funktionalität der Datenbank? Wie findet der Datenaustausch zwischen Anwendung und Datenbank statt? Wie wird eine Ergebnismenge der Datenbank an die Anwendung übergeben? Zu welchem Zeitpunkt findet welche Aktion der Datenbank statt? Wie kann man voll dynamische Abfragen an die Datenbank richten? Welche Art von Kopplung entsteht zwischen Anwendungsprogramm und Datenbank?

16 Coddschen Regeln (1) Regel 1: The Information Rule (Darstellung von Informationen): Regel 2: Guaranteed Access Rule (Zugriff auf Daten): Regel 3: Systematic Treatment of Null Values (Systematische Behandlung von Nullwerten): Regel 4: Dynamic On-line Catalog Based on the Relational Model (Forderung nach einem Online-Datenkatalog (data dictionary) in Form von Tabellen): Regel 5: Comprehensive Data Sublanguage Rule (Abfragesprache): Regel 6: View Updating Rule (Aktualisierung von Sichten):

17 Coddschen Regeln (2) Regel 7: High-level Insert, Update, and Delete (Abfragen und Bearbeiten ganzer Tabellen): Regel 8: Physical Data Independence (Physikalische Datenunabhängigkeit): Regel 9: Logical Data Independence (Logische Datenunabhängigkeit): Regel 10: Integrity Independence (Unabhängigkeit der Integrität): Regel 11: Distribution Independence (Verteilungsunabhängigkeit): Regel 12: Nonsubversion Rule (Kein Unterlaufen der Abfragesprache):

18 Impedance Missmatch vs. Objekte Relationen

19 Cursor Konzept Zur Umgehung des Impedance Missmatch

20 Verarbeitung einer SQL-Abfrage

21 Stored Procedures (1) Was sind SP‘s?
Gespeicherte Programmteile Datenbankobjekte Vom DB-Benutzer definiert Werden im DB-Server-Prozess ausgeführt Erweitern die Funktionalität des DBMS

22 Stored Procedures (2) Wozu dienen SP‘s?
Erweiterung der Funktionalität von DBMSn wenn die Möglichkeiten von SQL nicht genügen u. wenn eine Verarbeitung am Server sinnvoller ist Trigger um die DB konsistent zu halten um mehr semantische Information zu definieren Methoden von Objekten bei objekt-relationalen DBn

23 Stored Procedures (3) Wer bietet SP‘s?
Große DBMS bieten Stored Procedures, z. B. IBM DB2 Microsoft SQL-Server, Sybase Oracle Caché PostgreSQL, MySQL (eingeschränkt seit Version 5) ... Stored Procedures werden nicht unterstützt von File-Server Datenbanken (z. B. Access)

24 Stored Procedures (4) Wann SP‘s (nicht) verwenden?
Nur dann, wenn nur 1 DBMS-Typ unterstützt werden muss SP‘s können Performance bringen SP‘s können zur Entkopplung der Anwendung von der DB-Struktur genutzt werden Besser: DAO-Schicht einführen Die Verwendung von SP‘s ist eine grundsätzliche Designentscheidung - und eine Glaubensfrage

25 Stored Procedures (5) Bei Oracle
Programmiersprache PL/SQL C, C++ und JAVA sind auch möglich PL/SQL ist typenstrenge Programmiersprache Cursor verbinden SQL mit prozeduraler Verarbeitung Besondere Konstrukte für Datenzugriff for cursor loop Datensatztyp-Deklaration Collection-Typen

26 Stored Procedures (6) Bei Oracle - Aufbau
Deklarationsteil Deklaration von Variablen, Cursor, Collections, ... Ausführungsteil Programmierung des Algorithmus Transaktionssteuerung Ausnahmebehandlung Reaktionen auf Fehler werden hier zusammengefasst Damit wird GOTO vermieden

27 Stored Procedures (7) Beispiel: Deklarationsteil
create or replace function Leihe (resID in number) return varchar2 as varKundeID NUMBER; varModellID NUMBER; varBeginn DATE; varEnde DATE; varStartKm NUMBER; varKennzeichen CHAR(10); CURSOR curReservierung IS SELECT KundeID, ModellID, Beginn, Ende FROM Reservierung WHERE ID = resID;

28 Stored Procedures (8) Beispiel: Ausführungsteil
BEGIN /* Reservierung mit der ReservierungsID holen */ OPEN curReservierung; FETCH curReservierung INTO varKundeID, varModellID, varBeginn, varEnde; /* Prüfen ob die abgerufene Reservierung mit dem heutigen Datum übereinstimmt */ if to_char(varBeginn,'dd.mm.yyyy')=to_char(sysdate,'dd.mm.yyyy') then if curCar%rowcount <= 0 then return ('Kein freies Auto !!!'); end if; /* Auto ist verfügbar – reserv. in leihe umwandeln, Eintrag in Leihvertrag einfügen */ Insert Into leihvertrag (id, kundeid, autoid, beginn, ende, startkm) values(leihseq.nextval, varKundeID, varKennzeichen, varBeginn, varEnde, varStartKm); return varKennzeichen; else return ('Reservierung ist nicht von Heute !!!!'); END;

29 Stored Procedures (9) Beispiel: Ausnahmebehandlung
Benutzerdefinierte Ausnahmen declare ausnahme1 exception; ... begin ... raise ausnahme1 ... exception when ausnahme1 then <aktion> end; Daten-Ausnahmen (vordefiniert), z. B. when data_not_found when max_open_cursors

30 Vergleichbar mit Stored Procedure
Trigger (1) Aufbau Vergleichbar mit Stored Procedure CREATE [OR REPLACE] TRIGGER <trigger_name> {BEFORE|AFTER} {INSERT|DELETE|UPDATE} ON <table_name> [REFERENCING [NEW AS <new_row_name>] [OLD AS <old_row_name>]] [FOR EACH ROW [WHEN (<trigger_condition>)]] <trigger_body>

31 Trigger (2) Beispiel: Deklarationsteil
CREATE TRIGGER mitarbeiter_trig_gehalt_biu BEFORE INSERT OR UPDATE OF gehalt ON mitarbeiter FOR EACH ROW -- Triggername mitarbeiter_trig_gehalt_biu (_biu steht für B-efore I-nsert U-pdate ) -- Tabelle: MITARBEITER -- Trigger soll nur ziehen, wenn Gehalt kleiner 5000 ist oder Neues Gehalt kleiner altem Gehalt -- in der folgenden WHEN erfolgt der Zugriff auf :old und :new OHNE vorangestellte : WHEN (new.gehalt <= 5000 or new.gehalt < old.gehalt) DECLARE v_mitarbeiter_name VARCHAR2(255):=null; -- Cursor holt "Name, Vorname" von Mitarbeitertabelle -- Explizite Definition des Cursors hat -- Performance-Vorteile gegen "select into <variable>" im Trigger-Body cursor c_name is :select name||', '||vorname from mitarbeiter where mitarbeiternummer = :NEW.MITARBEITERNR;

32 Trigger (3) Beispiel: Ausführungsteil
BEGIN -- Mitarbeiter-Name ermitteln und in Variable v_mitarbeiter_name speichern open c_name; fetch c_name into v_mitarbeiter_name; close c_name; -- Bei Gehalt kleiner 5000 Exception auslösen --> Fehler wird in der Regel bis zur Anwendung hochgereicht -- Exception-Nr können selbst definiert werden IF :NEW.GEHALT <= 5000 THEN RAISE_APPLICATION_ERROR(-20901,'Manager Gehalt für Mitarbeiter‚ || v_mitarbeiter_name || ' zu klein!'); END IF; IF :NEW.GEHALT < :OLD_GEHALT THEN RAISE_APPLICATION_ERROR(-20902,'Gehaltskürzung für Mitarbeiter‚ || v_mitarbeiter_name || ' nicht erlaubt!'); END;

33 Embedded-SQL Beispiel
#include <stdio.h> EXEC SQL INCLUDE SQLCA; void main( void ) { EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; char Author[81]; char Title[81]; char ISBN[14]; EXEC SQL END DECLARE SECTION; EXEC SQL CONNECT TO "azamon" USER "dba" IDENTIFIED BY "sql"; strcpy( ISBN, " " ); EXEC SQL SELECT Author, Title, ISBN INTO :Author, :Title, :ISBN FROM Books WHERE ISBN = :ISBN; printf( "%s: %s ISBN %s\n", Author, Title, ISBN ); EXEC SQL DISCONNECT ALL; }

34 ODBC abstrahiert proprietäre API‘s

35 ODBC abstrahiert proprietäre API‘s

36 ODBC ein Bridge Pattern
Vgl. Software-Engineering (Design-Pattern / Entwurfsmuster)