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Vorlesung Datenbank-programmierung
Wintersemester 06/07
Dipl.-Ing.(FH) David Schiffer
Nicht verwandt!
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
Regeln
Wer Fragen hat fragt Wer quatschen will quatscht
Um den Schein zu bestehen müssen:ALLE Übungen vorgeführt werden!ALLE Übungen verstanden sein!
Aber draußen
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 ???
Themen der Vorlesung (1)Zugriff auf DatenbankenÜber sog. API‘s
Themen der Vorlesung (2)Zusatzprogramme innerhalb von Datenbanken
•Stored Procedures
•Stored Functions
•Trigger
Motivation für Datenbankprogrammierung
Beziehungen zu anderen FächernProgrammieren Objektorientierte
ProgrammierungDatenbanksysteme
Datenbankprogrammierung
Internet 2 MiddlewareObjektorientierteDatenbanken
Client-ServereBusiness
Bestandteile einer DB-Anwendung
Schichten-ModellDie Benutzerschnittstelle. Die Anwendungs- / Geschäftslogik. Die Datenbank-Schnittstelle. Die Vermittlungssoftware. Das Datenbank-Management-System. Der Datenspeicher
Datenbank Architekturen
Zentralisierte Datenbank-Systeme Client-Server-Datenbanken Desktop-Datenbanken 3-Tier (Multitier) -Architektur
Zentralisierte DB & Client-Server
Beispiel einer Terminal-Applikation(zentralisierte DB)
Warenwirtschaftssystem auf AS400
3-Tier Architektur
Multitier => SOA
Fragestellung zu DB API‘s1) Wie verwendet das Anwendungsprogramm die
Funktionalität der Datenbank?2) Wie findet der Datenaustausch zwischen Anwendung
und Datenbank statt? 3) Wie wird eine Ergebnismenge der Datenbank an die
Anwendung übergeben?4) Zu welchem Zeitpunkt findet welche Aktion der
Datenbank statt? 5) Wie kann man voll dynamische Abfragen an die
Datenbank richten? 6) Welche Art von Kopplung entsteht zwischen
Anwendungsprogramm und Datenbank?
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):
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):
Impedance Missmatch
Objekte
vs.
Relationen
Cursor Konzept
Zur Umgehung des Impedance Missmatch
Verarbeitung einer SQL-Abfrage
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
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
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)
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
Stored Procedures (5)Bei OracleProgrammiersprache PL/SQLC, C++ und JAVA sind auch möglichPL/SQL ist typenstrenge ProgrammierspracheCursor verbinden SQL mit prozeduraler VerarbeitungBesondere Konstrukte für Datenzugriff
for cursor loopDatensatztyp-DeklarationCollection-Typen
Stored Procedures (6)Bei Oracle - AufbauDeklarationsteil
Deklaration von Variablen, Cursor, Collections, ...Ausführungsteil
Programmierung des AlgorithmusTransaktionssteuerung
AusnahmebehandlungReaktionen auf Fehler werden hier zusammengefasstDamit wird GOTO vermieden
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;
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 if;END;
Stored Procedures (9)Beispiel: AusnahmebehandlungBenutzerdefinierte Ausnahmendeclare ausnahme1 exception; ... begin ... raise ausnahme1 ...exception
when ausnahme1 then <aktion>end;
Daten-Ausnahmen (vordefiniert), z. B. when data_not_foundwhen max_open_cursors
Trigger (1)Aufbau
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>
Vergleichbar mit Stored Procedure
Trigger (2)Beispiel: Deklarationsteil
CREATE TRIGGER mitarbeiter_trig_gehalt_biuBEFORE INSERT OR UPDATE OF gehalt ON mitarbeiterFOR 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;
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 -20000 - -29999 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 IF;END;
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, "0-87930-480-4" );EXEC SQL SELECT Author, Title, ISBN
INTO :Author, :Title, :ISBNFROM BooksWHERE ISBN = :ISBN;
printf( "%s: %s ISBN %s\n", Author, Title, ISBN );EXEC SQL DISCONNECT ALL;
}
ODBC abstrahiert proprietäre API‘s
proprietär
ODBC abstrahiert proprietäre API‘s
ODBC
ODBC ein Bridge Pattern
Vgl. Software-Engineering (Design-Pattern / Entwurfsmuster)