Praktikum Datenbanken und verteilte Systeme SoSe2008. Aufgabenbeschreibung

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1 SoSe2008 Aufgabenbeschreibung

2 1. Einführung: Aufgabenbeschreibung Für die Olympischen Spiele soll für einen Anbieter ein Tippsystem erstellt werden. Bei einem solchen Tippsystem handelt es sich allgemein um ein System, welches es Nutzern ermöglicht, an einem öffentlichen Tippspiel teilzunehmen. Diese können zu den Ausgängen der einzelnen olympischen Veranstaltungen Tipps auf das Siegerland abgeben und sich die Ergebnisse der bereits beendeten Veranstaltungen anzeigen lassen. Zudem werden alle Teilnehmer entsprechend der Richtigkeit ihrer bisherigen Tipps in einer Rangliste geführt. Anhand dieser Rangliste ergibt sich nach Ende der Olympischen Spiele ein Gewinner. Dabei soll eine Spielteilnahme, ohne umfassende Kenntnisse von Internet-Technologien, möglich sein. Der Spielanbieter möchte den Nutzern über ein Web-Portal alle notwendigen Mittel zum Tippen zur Verfügung stellen. Der Inhalt dieses Portals besteht aus einer Anzeige aller olympischen Veranstaltungen, einer Tippabgabe, welche je Tipp eine Veranstaltung und ein getipptes Siegerland erfordert, und einer Anzeige der aktuellen Tipp- Rangliste. Tipps können dabei nur auf noch nicht gestartete Disziplinen abgegeben werden. Ist eine Disziplin beendet, lässt sich zudem ihr Ergebnis auslesen. Bei dem Tippsystem wird zwischen verschiedenen Nutzergruppen unterschieden: Am Tippspiel sollen nur registrierte Nutzer teilnehmen dürfen. Unregistrierte Nutzer (Gäste) können sich lediglich die olympischen Veranstaltungen samt Ergebnisse und die Tipp-Rangliste ansehen. Administratoren sollen hingegen Zugriff auf das gesamte System haben, insbesondere untersteht Ihnen die Benutzerverwaltung, d.h. sie sollen neue Benutzer anlegen und verwalten können. Für die technische Realisierung des Tippsystems sieht der Anbieter die in Abbildung 1 dargestellte modulare Architektur vor: Für die Präsentation der Veranstaltungen, Tipps, Ergebnisse und der Rangliste über das Web-Portal soll ein Webserver eingesetzt werden, der die Inhalte für die Nutzer in einem ansprechenden Layout graphisch aufbereitet. Die Administratoren sollen über eine separate Anwendung (Verwaltungssystem) auf die Daten zugreifen können. Eine Ticker-Funktion für olympische Neuigkeiten (News) wird über ein Tool angeboten, welches alle berechtigten Nutzer von der Portalseite herunterladen und lokal ausführen können. Alle Daten des Systems sollen persistent in einer zentralen Datenbank gespeichert werden. News - Ticker Verwaltungs - modul Web-Portal Datenbank Tippsystem Abbildung 1 2

3 2. Fachliche Anforderungen 2.1 Anforderungen an zu verwaltende Objekte Im Tippsystem existieren verschiedene Objekte mit speziellen Eigenschaften, die der Anbieter bei der Modellierung berücksichtigen möchte: Veranstaltung: - Sportart - Disziplin - Zeitstempel des Starts - Ergebnis Tipps: - Veranstaltung - Siegerland - Zeitstempel der Tippabgabe - Tipper Benutzer: - Login + Passwort - Name - Adresse - Rolle: Gast, Registrierter Nutzer, Administrator Neuigkeiten: - Datum - Verfasser - Thema - Text 2.2 Anforderungen an die Geschäftslogik des Tippsystems Anhand der abgegebenen Tipps und der Ergebnisse bei den einzelnen Veranstaltungen ist stets eine aktuelle Rangliste zu erstellen. Um diese Rangliste zu bestimmen, ist ein geeignetes Wertungsverfahren zu entwickeln. Der Anbieter des Tippsystems hat für die Ausgestaltung der Wertungslogik nur die Anforderung, dass nicht um Geld gespielt werden soll, sondern dass die Bewertung Punkte-basiert erfolgen soll. Auf jeden Fall müssen die Regeln dokumentiert werden und auch für alle Tippspieler verfügbar sein. Bei der Realisierung des Tippsystems ist darauf zu achten, dass sich Ergebnisse auch im Nachhinein noch ändern können, z.b. durch Disqualifizierungen wegen Doping. Die Rangliste muss stets die aktuellen Ergebnisse widerspiegeln. 3

4 2.3 Anforderungen an Berechtigungen der einzelnen Rollen Der Anbieter möchte die verschiedenen Nutzer- und Anwendungsgruppen seines Systems mit unterschiedlichen Rechten ausstatten, die bei der Modellierung des Tippsystems berücksichtigt werden müssen: Gäste: Anzeige der freigegebenen Inhalte (z.b. Veranstaltungen, Ergebnisse, Spielregeln) jedoch keine Möglichkeit zur Ansicht und Abgabe von Tipps und Ranglisten. Registrierte Benutzer: Anzeige aller Inhalte, Möglichkeit zur Ansicht und Abgabe von eigenen Tipps, Download des News-Ticker-Clients. Administratoren: alle Funktionen von Verwaltungssystem und Web-Portal, außerdem Sperren und Freischalten von Benutzern, die durch Fehlverhalten aufgefallen sind. 2.4 Anforderungen an die graphische Benutzerschnittstelle Web-Portal Für das Web-Portal gibt der Anbieter eine grobe Seitenstruktur vor: Alle Seiten: Auf allen Seiten soll eine Navigationsleiste mit den verfügbaren Funktionen wie Tippabgabe, Tippeinsicht, Veranstaltungsanzeige und Ranglisten-Anzeige zugänglich sein. Durch Auswahl einer bestimmten Funktion gelangt der Nutzer zur jeweiligen Seite. Die Navigationsleiste soll außerdem Zugang zu einer Downloadseite bieten. Zudem soll jede Seite die Möglichkeit bieten, sich als registrierter Benutzer ein- und auszuloggen. Ist ein registrierter Benutzer einmal korrekt angemeldet, werden ihm alle Seiten des Portals angezeigt. Weiterhin soll auf jeder Seite des Portals oben ein Logo des Anbieters und unten das aktuelle Datum mit Uhrzeit angezeigt werden. Startseite: Die Startseite soll eine Übersicht der nächsten startenden Veranstaltungen bieten. Zusätzlich sollen die Top-10-Veranstaltungen (sortiert nach der Anzahl der abgegebenen Tipps) als Liste angezeigt werden. Die Startseite soll allen Nutzern des Systems angezeigt werden können. Veranstaltungsseite: Die Veranstaltungsseite stellt eine Übersicht aller olympischen Veranstaltungen bereit. Über die einzelnen Veranstaltungen lassen sich die jeweiligen Ergebnisse einsehen. Die Veranstaltungsseite ist für alle Nutzer sichtbar. Tippseite: Die Tippseite ist nutzerspezifisch und zeigt alle bisherigen Tipps eines Benutzers an. Zudem soll die Möglichkeit zur Eingabe von neuen Tipps bestehen. Die Tippseiten sind persönliche Seiten der jeweiligen Nutzer und nur für diese sichtbar. Ranglistenseite: Die Ranglistenseite zeigt die Rangliste aller registrierten Nutzer nach den bis dato ausgewerteten Tipps. Die Ranglistenseite ist für alle Nutzer sichtbar. Downloadseite: Auf einer separaten Downloadseite soll das Tool für den News- Ticker von olympischen Neuigkeiten heruntergeladen werden können. Der Download steht nur registrierten Nutzern zur Verfügung. 4

5 Registrierungsseite: Die Registrierungsseite soll es Gästen ermöglichen, ein Antragsformular für die Aufnahme in das Tippspiel auszufüllen Verwaltungssystem Das Verwaltungssystem wird von Administratoren benutzt, um Tipps, Ergebnisse und Benutzer zu verwalten. Der Anbieter gibt eine Reihe von Funktionalitäten vor, die durch das Verwaltungssystem realisiert werden sollen. Allgemeines: Beim Start der Anwendung sollen sich alle Benutzer durch Angabe ihres Benutzernamens und ihres Passworts authentifizieren. Nur berechtigten Benutzern (Administratoren) ist eine Benutzung des Verwaltungssystems zu erlauben. Es soll eine zentrale Auswahlmöglichkeit zwischen Benutzerverwaltung, Veranstaltungsverwaltung und News-Eingabe geschaffen werden. Benutzerverwaltung: Die Benutzerverwaltung soll alle im System registrierten Benutzer als Liste anzeigen. Wird ein Benutzer ausgewählt, sollen alle gespeicherten Details zu ihm angezeigt werden. Außerdem soll die Möglichkeit zur Neuanlage eines Benutzers angeboten werden. Für bereits bestehende Benutzer soll die Möglichkeit zur Änderung ihrer aktuellen Eigenschaften bestehen. Weiterhin sollen Administratoren durch die Benutzerverwaltung in der Lage sein, Benutzer zu sperren oder gesperrte Benutzer wieder freizugeben. Zudem soll ihnen das Löschen von Benutzern möglich sein. Veranstaltungsverwaltung: Die Veranstaltungsverwaltung soll alle im System befindlichen Veranstaltungen nach den zugehörigen Disziplinen sortiert als Liste anzeigen. Wird eine Veranstaltung ausgewählt, so werden seine Details angezeigt. Neue Ergebnisse sollen eingetragen werden können, bestehende Ergebnisse sollen bei Bedarf geändert oder gelöscht werden können. Außerdem soll die Möglichkeit bestehen, eine neue Veranstaltung anzulegen und mit den entsprechenden Informationen zu füllen. News-Eingabe: Die News-Eingabe soll eine Übersicht über alle bestehenden Nachrichten zeigen. Es sollen weiterhin neue Nachrichten eingeben werden können, und existierende Nachrichten geändert oder gelöscht werden News-Server Der News-Ticker soll registrierten Nutzern den zeitnahen Bezug von olympischen Neuigkeiten erlauben. Das Tool stellt dazu eine eigene Anwendung dar, die auf den Rechner des Benutzers übertragen und dort ausgeführt werden kann. Sie soll eine kleine graphische Oberfläche bieten, die eine Übersicht über die aktuellen Neuigkeiten bietet. Einfache Filterfunktionen sollen die angezeigten Neuigkeiten einschränken (z.b. nach Sportart, Alter, ). Die Ergebnisse sollen automatisch in Zeitabständen von 30 Sekunden automatisch aktualisiert werden. Da nicht allen Nutzern die News-Ticker- Funktionalität zur Verfügung stehen soll, wird weiterhin eine Möglichkeit zum Anmelden registrierter Benutzer benötigt. 5

6 3. Technische Anforderungen und Systembeschreibung Die nachfolgende Abbildung 2 beschreibt eine Übersicht über die gewünschte Gesamtarchitektur des Tippsystems. Diese Architektur spiegelt die oben genannten funktionalen Komponenten Web-Portal, Verwaltungssystem und Export-Tool wieder. Java - Anwendung Export - Client Browser RMI HTTP Export - Server Java - Anwendung Verwaltungs - modul Java- Anwendung Web-Portal JSP + Servlets JDBC JDBC JDBC Datenbank Tippsystem Abbildung 2 Web-Portal: Da das Abgeben der Tipps ohne vorherige Client-Installation von überall möglich sein soll, sollen die Inhalte des Tippsystems in einem Web-Portal veröffentlicht und so den Benutzern über einen Web-Browser zugänglich gemacht werden. Der Browser ruft die Inhalte mittels HTTP vom Web-Portal ab. Das Web-Portal soll mit Hilfe der Technologien Java Server Pages (JSP) und Servlets realisiert werden. Das Web-Portal ist dabei über JDBC an die zentrale Datenbank angebunden, welche alle Tipp-, Veranstaltungs- und Benutzerdaten enthält. Da später komplexe Erweiterungen am Tippsystem geplant sind, ist darauf zu achten, dass die graphische Repräsentation sauber von der dahinter stehenden Anwendungslogik getrennt wird. Hierzu soll im Rahmen des Model-View-Controller Pattern eine Servlet-Centric-Architecture verwendet werden. Die Korrektheit der soll mit Hilfe von geeigneten Testszenarien überprüft werden. Verwaltungssystem: Den Administratoren steht eine Java-Anwendung zur Verfügung, um Tipps, Ergebnisse und Benutzer zu verwalten. Die graphische Benutzeroberfläche dieser Anwendung soll mit Hilfe der Java-Swing-Bibliothek realisiert werden. Auch hier soll die Anbindung an die Datenbank mittels JDBC erfolgen. Um zwecks späterer Erweiterbarkeit die graphische Darstellung angemessen von der Geschäftslogik 6

7 loszulösen, soll auch hier das Model-View-Controller Pattern umgesetzt werden. Die Korrektheit der soll mit Hilfe von JUnit-Tests überprüft werden. News-Ticker: Der News-Ticker besteht aus einer Client- und einer Server- Komponente. Beide Komponenten sind als Java-Anwendung zu realisieren. Die Kommunikation zwischen der Client- und der Server-Komponente erfolgt über Java-RMI. Dabei soll die Client-Komponente nicht direkt auf die Datenbank zugreifen; nur die Server-Komponente soll über JDBC an die Datenbank angebunden werden. Sie liefert die angeforderten Newsdaten an die Client-Komponente, welche dann (lokal) die Anziege der Neuigkeiten übernimmt. Die Korrektheit der soll mit Hilfe von JUnit-Tests überprüft werden. Datenbank: Als Datenbank wird eine IBM DB2 verwendet. Alle Komponenten sollen hierbei das gleiche Schema verwenden und auf die gleichen Datenbestände zurückgreifen. Beim Schema-Design soll ausschließlich das relationale Datenmodell verwendet werden (und nicht das objektrelationale Datenmodell). 4. Vorgehensweise Die Systementwicklung soll nach dem so genannten Wasserfallmodell erfolgen. Das Wasserfallmodell ist ein Modell zur strukturierten, prozessorientierten Entwicklung großer Software. Nach diesem Modell ist die Systementwicklung in sequentielle Phasen eingeteilt (Analyse und Definition, Entwurf,, Test, Einsatz und Wartung), wobei jede Phase stets abgeschlossen sein soll, bevor mit der darauf folgenden Phase begonnen wird. Ein Rückgriff auf frühere Phasen der Entwicklung ist im Einzelfall erlaubt, jedoch nicht eingeplant. Zudem produziert jede Phase der Systementwicklung ein Dokument bzw. ein Programm. Wichtige Dokumente sind zum Beispiel die Anforderungsdefinition als Ergebnis der Analyse, die System- und Entwurfsspezifikation als Ergebnisdokument von Grob- und Feinentwurf sowie die Programmkomponenten und das integrierte Programmsystem als Ergebnis der Programmierung. Im Wasserfallmodell werden dabei jeweils die Ergebnisse der Vorphase übernommen und nach Abschluss der eigenen Arbeit die Ergebnisse an die nächste Phase übergeben. Daneben bringt auch der Entwicklungsprozess selbst mehrere Dokumente hervor, wie zum Beispiel diverse Checklisten, Fehler- und Änderungsprotokolle. 5. Präsentation von Teilergebnissen Um die Fortschritte der Entwicklerteams kontrollieren zu können, möchte der Anbieter in regelmäßigen Abständen einen Einblick in die aktuellen Teilergebnisse der Systementwicklung erhalten. Anforderungsanalyse: In einem ersten internen Entwurfsvorschlag soll die Aufgabenstellung des Anbieters konkretisiert und in technischer Form, z.b. als Use-Case-Diagramme, Seitenablaufskizzen, Komponentenmodelle oder in anderer geeigneter Form visualisiert und beschrieben werden. Durch eine Spezifikation benötigter und gewünschter Features soll 7

8 dabei ein kurzer Überblick über die Zielsetzung der einzelnen Komponenten gegeben werden. Die auszuführenden Arbeiten sollen in die Kategorien "must", "should" und "nice to have" untergliedert werden und sind mit dem Anbieter abzustimmen. Grobentwurf: Die Ergebnisse und die Präsentation des Grobentwurfs sollen mindestens die folgenden Aspekte beinhalten: Web-Portal: Verwaltungssystem: News-Ticker: Datenbank: - geplante Servlet-Klassen und JSPs - grobes Layout der Benutzeroberflächen - Modellierung von Testszenarien - UML-Klassendiagramm (vereinfachte Darstellung) - grobes Layout der Benutzeroberflächen - Modellierung von Testszenarien - UML-Klassendiagramm (vereinfachte Darstellung) - ggf. grobes Layout der Benutzeroberflächen und des PDFs - Modellierung von Testszenarien - Entity-Relationship-Diagramm Feinentwurf: Die Ergebnisse und die Präsentation des Feinentwurfs sollen mindestens die folgenden Aspekte beinhalten: Web-Portal: Verwaltungssystem: Export-Tool: Datenbank: - Auswahl eines geeigneten Diagrammtyps zur Beschreibung der Interaktionen (z.b. UML-Sequenzdiagramm) - Testspezifikation - Auswahl eines geeigneten Diagrammtyps zur Beschreibung der Abläufe (z.b. Flussdiagramm) - UML-Klassendiagramme (detaillierte Darstellung) - Testspezifikation - Auswahl eines geeigneten Diagrammtyps zur Beschreibung der Interaktionen (z.b. UML-Sequenzdiagramm) - UML-Klassendiagramme (detaillierte Darstellung) - Schnittstellenbeschreibung der Server-Komponente - Testspezifikation - vollständiges Datenbankschema 8

9 und Integration: Ergebnis der ist die Auslieferung und die Präsentation des integrierten prototypischen Tippsystems. Es ist zudem eine vollständige Dokumentation des Systems im JavaDoc-Format abzugeben. Abnahme-Test: Nachdem die und Integration der einzelnen Komponenten abgeschlossen ist, soll das prototypische Tippsystem durch Gutachter aus mindestens einem anderen Entwicklerteam nach den oben angegebenen Anforderungen und einem daraus spezifizierten Testfallkatalog getestet und abgenommen werden. Der Abnahme-Test der Gutachter anderer Entwicklerteams soll in einem Testbericht festgehalten werden. Systemerweiterung: Spätestens bis zum Abschluss der Abnahmetests sollen alle Entwicklerteams Vorschläge für eine sinnvolle funktionale Erweiterung des Tippsystems ausarbeiten. Zusätzlich zu der Anfertigung der eigentlichen Spezifikationen sind für die Deliverables Grobentwurf und Feinentwurf die wichtigsten Ergebnisse in Form einer Kurzpräsentation vorzustellen. Zu den entsprechenden Meilensteinen ist daher ein geeigneter Foliensatz vorzubereiten, der dann von den Team-Mitgliedern präsentiert wird. Für die Präsentation der soll neben der Vorstellung der verwendeten Konzepte eine Live-Demo des Tippsystems durchgeführt werden. Hierfür sind natürlich entsprechende Testdaten (z.b. eine Reihe von Tipps, Ergebnissen und Benutzern) erforderlich. Zudem sollen Testberichte (z.b. Testabdeckung, Probleme und Erfahrungen) vorgestellt werden. Die Präsentation von Source-Code ist höchstens für die Darstellung besonders interessanter programmiersprachlicher Realisierungen vorzusehen. 6. Projektplan Die Planung für die Umsetzung des Tippsystems soll sich grob in zwei Phasen gliedern: Während der ersten Phase soll die Basisfunktionalität der oben genannten Komponenten mit den oben spezifizierten Anforderungen realisiert werden. Die zweite Phase umfasst die funktionale Erweiterung des Systems, wobei das konkrete Thema und die Art der Zusatzfunktionalität von den einzelnen Entwicklerteams mitbestimmt werden soll. Jede der beiden Phasen gliedert sich in die vier Abschnitte "Grobentwurf", "Feinentwurf", "" und "Test". Die folgende Tabelle zeigt den hierfür festgelegten Zeitrahmen: 9

10 Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag :00-12:00: Gruppeneinteilung, Vorstellung der Aufgabe, Einführung 13:00-17:00 Tutorial und eigenständige Einarbeitung 9:00-12:00 Tutorial und eigenständige Einarbeitung 13:00-17:00 Anforderungsanalyse und -definition, Identifikation benötigter Technologien System- Grobentwurf Vorstellung des Grobentwurfs System- Feinentwurf System- Feinentwurf Vorstellung des Feinentwurfs , Vorbereitung der Zwischenpräsentation Grobentwurf einer Systemerweiterung Zwischen- Präsentation Feinentwurf einer Systemerweiterung einer Systemerweiterung Systemerweiterung einer Systemerweiterung, Integration 10:00-12:00: Abschlusspräsentation / Kolloquium einer Systemerweiterung Systemerweiterung einer Systemerweiterung Test, Vorbereitung der Abschlusspräsentation 10

11 7. Weitere Hinweise: Direkter Zugriff auf die Datenbank: Eine Möglichkeit zur graphischen Darstellung von Tabellen und ihrer Beziehungen zueinander bietet die Anwendung SQuirreL SQL Client. Zusätzlich können hiermit über das Absetzen von SQL-Statements Datensätze eingegeben und manipuliert werden. Versionsverwaltung: Zur Verwaltung der während des Projekts anfallenden Daten und Programmfragmente soll das Open-Source-Versionsverwaltungssystem Subversion genutzt werden. Infrastruktur: Einloggen mit dem persönlichen InfRZ-Account. In der folgenden Beschreibung ersetzen Sie bitte XX durch ihre Gruppennummer. Die Passwörter werden Ihnen zu Beginn der Veranstaltung mitgeteilt. DB-Server: vsisdb1.informatik.uni-hamburg.de:50000 Datenbank: duvs Treiberdateien: db2jcc.jar, db2jcc_license_cu.jar Treiberklasse: com.ibm.db2.jcc.db2driver Benutzeraccounts: duvsxx SVN: Server: vsisls5.informatik.uni-hamburg.de Pfad: /home/svn/lehre/duvsss08/duvs01... duvs10 App-Server User Port: App-Server Admin Port : Arbeitsordner (Linux): Arbeitsordner (Windows): /informatik/duvs/duvsxx \\rzfilesrv1\duvs\duvsxx VPN-Einwahl Um das Arbeiten von zu Hause zu vereinfachen, wurden alle Teilnehmer des DuVS- Praktikums für das VPN freigeschaltet. Eine Einwahl in das VPN ist die Voraussetzung für die Verbindung zur Datenbank und auf die VSIS-Pool-Rechner. Im ersten Schritt richten Sie daher einen VPN-Zugang ein. Eine Anleitung hierzu finden Sie auf den Seiten des Rechenzentrums unter folgender URL: Seite für Aufgabenstellung, Dokumentation und Ressourcen: 11