Iib2 hu1 ss2010_java-db

Informatik im Bauwesen II
SS 2010

1. Hörsaalübung
Relationale Datenbanken / Webanwendungen

Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel
Puyan Abolghasemzadeh, M.Sc.

22. April 2010 | Fachbereich 13 | Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen | Puyan Abolghasemzadeh, M.Sc. | 1

Über mich

 Puyan Abolghasemzadeh, M.Sc.

 L501 / Raum 225a
 Sprechstunde: Nur nach Vereinbarung!
 06151/16-3644
 puyan@iib.tu-darmstadt.de

 Datenbanken für
 Ingenieuranwendungen (DFI)
 Informatik im Bauwesen I & II
 Lernplattform BauKommPro


Forschungsthemen

 Entfluchtungssimulationen
 BIM basierte Modellierungen
 Immersive Ingenieurmethoden (Virtual Reality)
 Parallel Computing
 Serious Gaming


Learning by doing


Einführung in BauKommPro (http://www.baukommpro.de)


Gliederung

 Was wollen wir machen?

 Java
 Relationale Datenbanken
 ERM
 RD
 SQL
 MySQL
 JDBC


Java vs. Python

http://twistedmatrix.com/users/glyph/rant/python-vs-java.html


Was wollen wir machen?

 Webbasierte Anwendung
Server

Relationale Internet
Datenbank

 Teil 1
 Java, relationale Datenbanken, JDBC
 Teil 2
 HTML, dynamische Webseiten (Java Server Pages, Java Beans)

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


Hilfsmittel zur 1. Hausübung

 Thinking in Java, 4th Edition
von 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/


Java: ... und noch mehr Bücher und Quellen


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)


Java: Write Once, Run Everywhere

Java Java plattformspezifische
Quelltext Bytecode
Compiler Interpreter Anweisungen


Java „Plattform“

Java Programm

Java Runtime Environment Java API

Win32
Win32 Betriebssystem Betriebssystem API

Java Programm

Java API
Java Runtime Environment

SUN Solaris
Betriebssystem API
SUN Solaris Betriebssystem


Java: Die erste Tasse Java

/**
/**
* *The HelloWorldApp class implements an application that
The HelloWorldApp class implements an application that
* *simply displays "Hello World!" to the standard output.
simply displays "Hello World!" to the standard output.
*/*/
class HelloWorldApp {{
class HelloWorldApp
public static void main(String[] args) {{
public static void main(String[] args)
System.out.println("Hello World!"); //Display the string
System.out.println("Hello World!"); //Display the string
}}
}}

Namenskonvention:
• Dateiname ist gleich Klassenname
• Groß- und Kleinschreibung ist wichtig
(case sensitive)


Java: Compilieren / Ausführen

 Überprüfen der Java-Umgebung
(Pfad zu Java-Entwicklungswerkzeugen z.B: C:j2sdk1.4bin)
 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

Entwicklungsumgebungen – IDEs

 Features
 Codevervollständigung

 Syntaxkontrolle

 Kompilieren, Ausführen, Debuggen

 GUI Builder (viele IDEs auch ohne)

 Beispiele
 NetBeans, Eclipse, jDeveloper


Java Projekt mit NetBeans

http://www.iib.bauing.tu-
darmstadt.de/lehre/bauinfo3/downl
oad/HU1.avi


Relationale Datenbanken


Relationale Datenbanken

 Was sind relationale Datenbanken (Vorlesung)
 SQL (Hörsaalübung+Vorlesung)
 MySQL
 MySQL Spezifika


Konzept

GUI

Datenbank

Datenbankentwurf
(mit ERM) Interaktion
(mit SQL)

Umsetzung
(mit relationales
Datenmodell)


ERM – Entity-Relationship-Model

 Grafisches Hilfsmittel für den Datenbankentwurf,
das von einem bestimmten Datenmodell
unabhängig ist

 Hauptelemente des Modells
 Entitäten (Entities)
Entity
 Beziehungen (Relationships)
Relationship
 Eigenschaften (Attribute)

Attribute

ERM → relationales Datenmodell: m:n-
Beziehung

Beispiel


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


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.


SQL – Datentypen


Weitere Tabellenparameter


Vorgehensweise bei Erstellung einer DB

1. Datenbank anlegen
(Container für Tabellen und andere Datenbank
Datenbank
Datenbankobjekte)

2. Erstellen der Tabellen (Spalten und Datentypen)
Unternehmen

Attribut Datentyp

3. Füllen der Tabellen mit Daten U.-Nr. Zahl

U.-Name Text

4. Auswertung der Daten (Abfragen) und
Löschen/Ändern der Daten
SQL


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


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), Primärschlüssel
FOREIGN KEY(FKname) Fremdschlüssel
REFERENCES tabellenname(PKname) Primärschlüssel
); von Tabelle 2


SQL – Tabellen erstellen – Beispiel


Fremdschlüsselparameter


Tabellen mit m:n-Beziehung verknüpfen


Datensätze eingeben

 INSERT INTO
INSERT INTO
tabellenname(datenfeld1,…,datenfeldX)
VALUES(wert1,...,wertX);

Beispiel


Verändern existierender Datensätze

 UPDATE

UPDATE tabellenname
SET feld1=wert1,…,feldX=wertX
[WHERE bedingung];

Beispiel
UPDATE Projekt
SET Proj_Name="DBtower",Proj_beg="01.08.2008",Proj_Kst="984034,00"
WHERE Proj_Nr=2;


Löschen von Datensätzen

 DELETE
DELETE FROM tabellenname [WHERE bedingung];

Beispiel
DELETE FROM Projekt WHERE Proj_Kst<3000000;


SQL – Datensätze abfragen

 SELECT
SELECT [DISTINCT] feldX | * FROM tabellenname
[WHERE bedingung] [ORDER BY fildX [ASC|DESC]];

Beispiel
SELECT * FROM Projekt WHERE Proj_Kst>1000000;

Beispiel
SELECT * FROM Projekt ORDER BY Proj_Name;


Graphviz - Graph Visualization Software

 http://www.graphviz.org/


MySQL


MySQL

 Frei verfügbarer Datenbankserver
 Hat im Gegensatz zu MS Access keine Benutzeroberfläche
 www.mysql.com
 Ausführliche Dokumentation online verfügbar
http://dev.mysql.com/doc/

 HRZ-Handbuch:
SQL, Grundlagen und Datenbankdesign, HRZ


Benutzung von MySQL

 Starten des Datenbankservers
 Starten 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>;


Benutzung von MySQL

 Befehle zur Verwaltung von Tabellen
 SHOW TABLES;
 SHOW COLUMNS FROM <tabellen_name>;
 Standard SQL
 Z.B. SELECT


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


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


Datenbank sichern/ wiederherstellen

 Nutzung des Programms MySQLdump
 Sichern 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

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;

JDBC

Anwendung

SQL-Schnittstelle Relationale
(z.B. ODBC, ADO, Datenbank
DAO, JDBC)


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


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


Ende


Einführung in Java


Aufbau einer Klasse

Klassenkopf

Klassenkörper


Deklaration von Attributen

Deklaration von
Attributen


Deklaration und Definition von Methoden

Methodenkopf
Methodenkörper


main – Methode

 Ist eine Klassenmethode (nicht global)
 Einstiegspunkt in jede Java-Application
 Java Interpreter java sucht nach dieser Methode
 Übergabeparameter der Kommandozeile an die main-
Methode im Array: String[] args


Aufbau einer Klasse – Beispiel


Konstruktor

Konstruktor
aufrufen:


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 {
try {
tuEtwas_WasBoeseEndenKann;
tuEtwas_WasBoeseEndenKann;
} catch (AusnahmeTyp variable) {
} catch (AusnahmeTyp variable) {
behandelnDerAusnahme;
behandelnDerAusnahme;
} finally {
} finally {
wirdImmerAusgefuehrt;
wirdImmerAusgefuehrt;
}}


Ausnahmebehandlung - Beispiel

 Es gibt 2 Methoden, mit Exceptions umzugehen (Behandeln oder Weiterreichen)


Packages

 Zugriff auf eine Klasse aus einem Package

●
Die import Anweisung

●
Die import Anweisung mit Wildcard
●
Alle Klassen aus diesem Package können verwendet werden


Die Klassenbibliothek von Java (Java-API)

 Wird im JDK mitgeliefert
 Klassen 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/


Java API: Screenshot


Nutzung der Klassenbibliothek

 Standard API kann einfach genutzt werden
 Weiter Pakete können wie folgt eingebunden
werden
 Kopieren der entsprechenden Pakete nach java_homejrelibext
 Oder einbinden externer Ressourcen
 Kommandozeile:
 Option –cp (classpath) beim Ausführen
 java –cp d:meine_bib Test
 IDEs
 Verschiedene Mechanismen zum Einbinden von externen Ressourcen


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