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22. April 2010 | Fachbereich 13 | Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen | Puyan Abolghasemzadeh, M.Sc. | 1
Informatik im Bauwesen II
SS 2010
1. Hörsaalübung1. Hörsaalübung
Relationale Datenbanken / WebanwendungenRelationale Datenbanken / Webanwendungen
Prof. Dr.-Ing. Uwe RüppelPuyan Abolghasemzadeh, M.Sc.
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Über mich
Puyan Abolghasemzadeh, M.Sc.
L501 / Raum 225a
Sprechstunde: Nur nach Vereinbarung!
06151/16-3644
Datenbanken für
Ingenieuranwendungen (DFI)
Informatik im Bauwesen I & II
Lernplattform BauKommPro
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Forschungsthemen
Entfluchtungssimulationen
BIM basierte Modellierungen
Immersive Ingenieurmethoden (Virtual Reality)
Parallel Computing
Serious Gaming
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Learning by doing
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Einführung in BauKommPro (http://www.baukommpro.de)
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Gliederung
Was wollen wir machen?
JavaRelationale DatenbankenERM
RD
SQL
MySQLJDBC
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Java vs. Python
http://twistedmatrix.com/users/glyph/rant/python-vs-java.html
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Was wollen wir machen?
Webbasierte Anwendung
Teil 1Java, relationale Datenbanken, JDBC
Teil 2HTML, dynamische Webseiten (Java Server Pages, Java Beans)
Internet
Server
RelationaleDatenbank
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Inhalte der Hörsaalübung
Java Kurze Auffrischung
MySQL Erstellen einer relationalen Datenbank
SQL-Abfragen
JDBC Verarbeiten von SQL-Queries
HTML Grundstruktur einer WWW-Seite
Java Server Pages / Java Beans WWW-Seiten mit dynamischem Inhalt
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Hilfsmittel zur 1. Hausübung
Thinking in Java, 4th Editionvon Bruce Eckel http://www.mindviewinc.com/Books
http://www.mindview.net/Books/DownloadSites
http://www.galileocomputing.de/ http://www.galileocomputing.de/katalog/openbook/
Java ist auch eine Insel http://openbook.galileocomputing.de/javainsel8/
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Java: ... und noch mehr Bücher und Quellen
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Java: ?
James Gosling,
Sun MicroSystems, 1990
Entwicklung fortschrittlicher Software für Unterhaltungselektronik
und elektronische Kleingeräte
Ideal für Programmierung im Internet
Entwicklung von
eigenständigen Programmen (Stand alone Applications)
Webbasierte Anwendungen: browserbasierte Programmfragmente (Applets)
serverseitige Programmierung (Servlets / JSP)
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Java: Write Once, Run Everywhere
QuelltextJava
CompilerBytecode
JavaInterpreter
plattformspezifischeAnweisungen
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Java „Plattform“
Java Runtime Environment
Java Programm
Win32 BetriebssystemWin32 Betriebssystem API
Java API
Java Runtime Environment
SUN Solaris Betriebssystem
SUN Solaris Betriebssystem API
Java API
Java Programm
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Java: Die erste Tasse Java
/** * The HelloWorldApp class implements an application that * simply displays "Hello World!" to the standard output. */
class HelloWorldApp { public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!"); //Display the string}
}
/** * The HelloWorldApp class implements an application that * simply displays "Hello World!" to the standard output. */
class HelloWorldApp { public static void main(String[] args) {
System.out.println("Hello World!"); //Display the string}
}
Namenskonvention:
• Dateiname ist gleich Klassenname
• Groß- und Kleinschreibung ist wichtig (case sensitive)
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Java: Compilieren / Ausführen
Überprüfen der Java-Umgebung(Pfad zu Java-Entwicklungswerkzeugen z.B: C:\j2sdk1.4\bin)
Schreiben des Quelltextes (Editor: TextPad, NotePad++, ...) Übersetzen des Quelltextes in Bytecode (Java-Compiler: javac) Ausführen der Java-Anwendung (java HelloWorldApp)
Übersetzen: javac HelloWorldApp.java
Ausführen: java –cp . HelloWorldApp
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Entwicklungsumgebungen – IDEs
Features
Codevervollständigung
Syntaxkontrolle
Kompilieren, Ausführen, Debuggen
GUI Builder (viele IDEs auch ohne)
Beispiele
NetBeans, Eclipse, jDeveloper
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Java Projekt mit NetBeans
http://www.iib.bauing.tu-darmstadt.de/lehre/bauinfo3/download/HU1.avi
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Relationale Datenbanken
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Relationale Datenbanken
Was sind relationale Datenbanken (Vorlesung)
SQL (Hörsaalübung+Vorlesung)
MySQL
MySQL Spezifika
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Konzept
DatenbankentwurfDatenbankentwurf(mit ERM)
DatenbankDatenbank
GUIGUI
Umsetzung (mit relationales
Datenmodell)
Interaktion(mit SQL)
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ERM – Entity-Relationship-Model
Grafisches Hilfsmittel für den Datenbankentwurf, das von einem bestimmten Datenmodell unabhängig ist
Hauptelemente des ModellsEntitäten (Entities)
Beziehungen (Relationships)
Eigenschaften (Attribute)
Entity
Attribute
Relationship
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ERM → relationales Datenmodell: m:n-Beziehung
Beispiel
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SQL (Structured Query Language)
Ist eine Datenbanksprache zur Definition, Abfrage und Manipulation von Daten in relationalen Datenbanken.
Entwickelt von IBM (1970er Jahren)Standardisiert von ANSI und ISO (1986)Wird von den meisten Datenbank-Management-Systemen (DBMS) unterstützt z.B. Oracel, MySQL
Sprachumfang Erstellen von Datenbanken, Tabellen und Indizes
Abfragen von Daten
Anlegen, Ändern und Löschen von Datensätzen
Anlegen von Benutzern und Vergabe von Zugriffsrechten
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SQL (Structured Query Language)
SQL ist eine Structured Query Language:Kann mit SELECT-Anweisung unterschiedliche Abfragen
(Queries) durchführen.
SQL ist Data Manipulation Language (DML):Kann mit INSERT INTO-Anweisung neue Datensetze (Tupel) in
Datenbank einfügen.
Kann mit UPDATE-Anweisung die Daten in der Datenbank aktualisieren.
Kann mit DELETE-Anweisung die Daten aus der Datenbank löschen.
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SQL – Datentypen
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Weitere Tabellenparameter
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Vorgehensweise bei Erstellung einer DB
1. Datenbank anlegen (Container für Tabellen und andere Datenbankobjekte)
2. Erstellen der Tabellen (Spalten und Datentypen)
3. Füllen der Tabellen mit Daten
4. Auswertung der Daten (Abfragen) und Löschen/Ändern der Daten
Unternehmen
Attribut Datentyp
U.-Nr. Zahl
U.-Name Text
DatenbankDatenbank
SQL
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Datenbank erstellen
MySQL
CREATE DATABASE [IF NOT EXISTS] datenbankname;
DB auswählen
USE datenbankname;
Existierende Datenbanken anzeigen
SHOW DATABASES;
Datenbank löschen
DROP DATABASE [IF EXISTS] datenbankname
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SQL – Tabellen erstellen
CREATE TABLE
Syntax (mit Fremdschlüssel und automatische Aufzählung für ID)
CREATE TABLE tabellenname(
tab_ID INTEGER NOT NULL AUTO_INCREMENT,
datenfeld1 datentyp1, ……
datenfeldX datentypX,
PRIMARY KEY(PKname),
FOREIGN KEY(FKname)
REFERENCES tabellenname(PKname)
);
Primärschlüssel
Fremdschlüssel
Primärschlüsselvon Tabelle 2
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SQL – Tabellen erstellen – Beispiel
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Fremdschlüsselparameter
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Fremdschlüsselparameter
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Tabellen mit m:n-Beziehung verknüpfen
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Datensätze eingeben
INSERT INTO
Beispiel
INSERT INTO
tabellenname(datenfeld1,…,datenfeldX)
VALUES(wert1,...,wertX);
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Verändern existierender Datensätze
UPDATE
Beispiel
UPDATE tabellenname
SET feld1=wert1,…,feldX=wertX
[WHERE bedingung];
UPDATE Projekt
SET Proj_Name="DBtower",Proj_beg="01.08.2008",Proj_Kst="984034,00"
WHERE Proj_Nr=2;
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Löschen von Datensätzen
DELETE
Beispiel
DELETE FROM tabellenname [WHERE bedingung];
DELETE FROM Projekt WHERE Proj_Kst<3000000;
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SQL – Datensätze abfragen
SELECT
Beispiel
Beispiel
SELECT [DISTINCT] feldX | * FROM tabellenname
[WHERE bedingung] [ORDER BY fildX [ASC|DESC]];
SELECT * FROM Projekt WHERE Proj_Kst>1000000;
SELECT * FROM Projekt ORDER BY Proj_Name;
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Graphviz - Graph Visualization Software
http://www.graphviz.org/
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MySQL
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MySQL
Frei verfügbarer DatenbankserverHat im Gegensatz zu MS Access keine Benutzeroberflächewww.mysql.com Ausführliche Dokumentation online verfügbar
http://dev.mysql.com/doc/
HRZ-Handbuch:
SQL, Grundlagen und Datenbankdesign, HRZ
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Benutzung von MySQL
Starten des DatenbankserversStarten der MySQL-Benutzerschnittstelle von der
Kommandozeile: MySQL –u <benutzername> -p
Beispiel: MySQL –u –root -p
Befehle zur Datenbankverwaltung SHOW DATABASES;
CREATE DATABASE <meine_datenbank>;
USE <meine_datenbank>;
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Benutzung von MySQL
Befehle zur Verwaltung von TabellenSHOW TABLES;SHOW COLUMNS FROM <tabellen_name>;Standard SQL Z.B. SELECT
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Benutzung der Kommandozeile
Alle SQL – Statements sollen dokumentiert und mit abgegeben werden
Die Eingabe von SQL – Statements muss evtl. wiederholt oder korrigiert werden
Die Statements sollten daher in einer Textdatei gespeichert werden
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SQL-Batchdateien
Mehrere SQL-Befehle können über Textdatei MySQL
übergeben werden
1. Anlegen einer Textdatei z.B. befehlsliste.sql
2. Befüllen der Textdatei mit SQL-Befehlen (Semikolon nicht
vergessen!)
3. Übergabe der Datei an MySQL mit dem Kommando:
MySQL –u root –p < befehlsliste.sql
Allgemein: MySQL –u benutzername < textdatei
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Datenbank sichern/ wiederherstellen
Nutzung des Programms MySQLdumpSichern der Datenbank kunden in der Datei kundenbackup.sql:
MySQLdump –u root –p --opt kunden > kundenbackup.sql
allgemein:
MySQLdump –u benutzername –p --opt db_name > db_sicherungsdatei
Wiederherstellen der Datenbank kunden aus der Datei kundenbackup.sql:
MySQL –u root –p < kundenbackup.sql
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Besonderheiten des MySQL - SQL
Bei der Verwendung von Fremdschlüsseln müssen in MySQL bei der Erstellung von Tabellen 2 Besonderheiten beachtet werden.
CREATE TABLE parent(id INT NOT NULL, PRIMARY KEY (id)) TYPE=INNODB;
CREATE TABLE child(id INT, parent_id INT,FOREIGN KEY (parent_id) REFERENCES parent(id) ON DELETE SET
NULL, INDEX par_ind (parent_id)) TYPE=INNODB;
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JDBC
RelationaleDatenbank
Anwendung
SQL-Schnittstelle(z.B. ODBC, ADO,
DAO, JDBC)
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JDBC – Schnittstelle
Ist realisiert durch einen JDBC Treiber (speziell für die MySQL Datenbank)
Der Treiber besteht aus einem Satz von Klassen, die die Datenbankoperationen zwischen Applikation und Datenbank vermitteln
Treiberpaket: MySQL-connector-java-5.0.6-bin.jar Laden des Datenbanktreibers und Erstellen einer Connection
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JDBC – Schnittstelle
Weitere Klassen zum Arbeiten mit der Datenbank und mit SQL – Statements aus dem Package java.sql.*;
DriverManager: Baut die Verbindung auf
Connection: Verbindung zur Datenbank
Statement: Kapsel SQL - Statements
ResultSet: Ergebnismenge einer Datenbankabfrage
ResultSetMetaData: Metadaten zur Ergebnissmenge
SQLException
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Ende
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Einführung in Java
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Aufbau einer Klasse
Klassenkörper
Klassenkopf
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Deklaration von Attributen
Deklaration von Attributen
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Deklaration und Definition von Methoden
Methodenkörper
Methodenkopf
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main – Methode
Ist eine Klassenmethode (nicht global)Einstiegspunkt in jede Java-ApplicationJava Interpreter java sucht nach dieser MethodeÜbergabeparameter der Kommandozeile an die main-Methode im Array: String[] args
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Aufbau einer Klasse – Beispiel
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Konstruktor
Konstruktoraufrufen:
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Ausnahmebehandlung
Ausnahmebehandlung (Exception Handling) zum Abfangen und Protokollieren
eines fehlerhaften Programmverhaltens
try leitet einen Block ein, in dem eine Ausnahme auftreten kann.
catch leitet einen Block ein, der eine bestimmte Ausnahme behandeln kann.
finally leitet einen Block ein, der in jedem Fall (also unabhängig
davon, ob eine Ausnahme aufgetreten ist oder nicht)
ausgeführt wird.
try {tuEtwas_WasBoeseEndenKann;
} catch (AusnahmeTyp variable) {behandelnDerAusnahme;
} finally {wirdImmerAusgefuehrt;
}
try {tuEtwas_WasBoeseEndenKann;
} catch (AusnahmeTyp variable) {behandelnDerAusnahme;
} finally {wirdImmerAusgefuehrt;
}
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Ausnahmebehandlung - Beispiel
Es gibt 2 Methoden, mit Exceptions umzugehen (Behandeln oder Weiterreichen)
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Packages
Zugriff auf eine Klasse aus einem Package
● Die import Anweisung
● Die import Anweisung mit Wildcard● Alle Klassen aus diesem Package können verwendet werden
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Die Klassenbibliothek von Java (Java-API)
Wird im JDK mitgeliefertKlassen sind in Pakete (packages) unterteilt, die hierarchisch
geordnet sind z.B. java.math.BigInteger, org.gjt.mm.MySQL.Driver
Standard API Für alltägliche Programmierarbeit
Klassen für Stringverarbeitung, Dateizugriffe, GUI – Erstellung, etc.
Weitere APIs für spezielle Aufgaben 2D, 3D – Grafik, Datenbankzugriffe, etc.
Dokumentation des Java – API Einem einheitlichen Format folgend
Zu eigenen Klassen können mit Hilfe von Werkzeugen im gleichen Format Dokumentationen erstellt werden
auch im Internet: http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/api/
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Java API: Screenshot
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Nutzung der Klassenbibliothek
Standard API kann einfach genutzt werdenWeiter Pakete können wie folgt eingebunden werdenKopieren der entsprechenden Pakete nach java_home\jre\lib\ext
Oder einbinden externer Ressourcen Kommandozeile: Option –cp (classpath) beim Ausführen java –cp d:\meine_bib Test
IDEs Verschiedene Mechanismen zum Einbinden von externen Ressourcen