Einführung in die Programmierung

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1 1 Diese Vorlesung: Einführung in.net 2 Einführung in die Programmierung Sebastien Vaucouleur ETH Zurich Kurze (< 2 Stunden) Einführung in.net Was ist.net Geschichte von.net Mehrwert von.net Eiffel +.NET Weitere Informationen (Dokumentationen, Bücher, Webseiten) 21. Dezember 2004 Was bedeutet.net? 3 Zeitachse 4 Ein Framework Entwicklungumgebung für Konstruktion, Entwicklung, und Ausführung von Applikationen Eine Laufzeitumgebung (Ähnlichkeiten mit virtuellen Maschine von Java) Common Language Runtime (CLR). Ausführliche Menge von Bibliotheken: Eine Sammlung von Klassen. ASP.NET, Web Forms: ausführliche Lösungen für Web Entwicklungen und Web Services Benutzt Standards Internationale Standardisierung (ECMA): Microsoft, IBM, HP, Intel, Fujitsu, Eiffel Software, etc. Interoperabilität zwischen verschiedenen Programmiersprachen Windows 3.1 Microsoft unterstützt das Internet MS unterstützt Java Visual J++ Sun verklagt MS wegen Java Start des.net Projekt Einbeziehung externer Partner.NET angekündigt Erste öffentliche Beta Beta 2 letzte Vorveröffentlichung Veröffentlichung.NET V2 Interoperabilität, die Sicht von Sun 5 Eine Sprache, verschiedene Plattformen 6 Scott McNealy (Sun Microsystems), 1997: Denke in Java. Schreibe neue Applikationen in Java. Schreibe alte Applikationen mit Java nochmals Ich verstehen es nicht, wie irgendjemand überhaupt etwas nicht mit Java programmieren kann. Java Bezugssystem Solaris Windows Linux/BSD 1

2 Eine Plattform, viele Sprachen 7 Und dann? 8 C++ C# Eiffel C++ C# Eiffel Bezugssystem Bezugssystem Windows Solaris Windows Linux/BSD Rotor 9 Go Mono! 10 Microsoft Open Source Forschung SSCLI Shared Source Common Language Infrastructure Implementierung der CLI und C# Leute, die an Internals interessiert sind (GC, Optimierung etc.). Windows, FreeBSD, Mac OS X. Grosses Open Source Projekt.NET Laufzeit, C# Compiler, Klassenbibliothek etc. Läuft auf Linux, MacOs, Windows etc. Versucht Microsoft aufzuholen Kürzlich von Novell Unterstützung gekriegt.net Ausführungsmodell 11 Portable Executable File 12 Eiffel VB C++ C# Sprachen Compilers CIL Code + Metadaten.NET Sprachen.NET Assemblies: My_prog.exe My_library.dll Das PE Format Loader JIT + verifizieren Managed Code Unjitted Routine Call Ausführung 2

3 .NET Ausführungsmodell 13 CLI Code: Wie sieht er aus? 14 Eiffel VB C++ C# Sprachen compilers CIL Code + Metadaten Loader JIT + verifizieren Managed Code Unjitted Routine Call.NET Sprachen Eine intermediate Sprache! grundlegende Instruktionen: Parameter laden Routinen aufrufen Strings laden Objekte kreieren Auf Stack legen Vom Stapel nehmen Test & Jump! Etc.. Ausführung CLI: Stackmaschine 15.NET Ausführungsmodell 16 De Stackmaschine: Ein flüchtiger Blick! Eiffel VB C++ C#.NET Sprachen add(a: INTEGER; b: INTEGER) : INTEGER is do Result := a + b end Sprachen compilers CIL Code + Metadaten.method public hidebysig instance int32 'add'(int32 a, int32 b) cil managed { IL_0000: ldarg.1 IL_0001: ldarg.2 IL_0002: add IL_0003: ret } Loader JIT + verifizieren Managed Code Unjitted Routine Call Ausführung Volle Interoperabilität 17 Eine Uhr Applikation 18 Interoperabilität zwischen Sprachen.. Eiffel, C#, VB.NET, etc. Client/Supplier Beziehung.. Klassen können voneinander erben ungeachtet der Herkunftssprache Cross-language debugging session (VS.NET) Cross-language exceptions Ein Beispiel! Wie es aussehen könnte 3

4 Einfaches Beispiel 19 Client/Supplier Beziehung 20 Eiffel Class (client): class CLOCK {NONE} a_time: CURRENT_TIME end - class clock Produced by ClockCorp. C# class (supplier): public class CurrentTime { public int Hours() {} public int Minutes() {} public int TimeZone { get { } set { } } } // end class Produced by TimeCorp. Eiffel Client C# Supplier Einfaches Beispiel 21 Vererbung 22 Eiffel Class (client): class CLOCK {NONE} a_time: CURRENT_TIME end - class clock Produced by ClockCorp. C# class (supplier): public class CurrentTime { public int Hours() {} public int Minutes() {} public int TimeZone { get { } set { } } } // end class Produced by TimeCorp. Inheriting from a C# class: class CONTRACTED_CURRENT_TIME inherit CURRENT_TIME print_time is do end end -- class Einfaches Beispiel 23 Vererbung 24 Eiffel Class (client): class CLOCK {NONE} a_time: CURRENT_TIME end - class clock Produced by ClockCorp. C# class (supplier): public class CurrentTime { public int Hours() {} public int Minutes() {} public int TimeZone { get { } set { } } } // end class Produced by TimeCorp. Inheriting from a C# class: class CONTRACTED_CURRENT_TIME inherit CURRENT_TIME print_time is do end invariant hours_range: (0 >= hours) and (hours < 24) end -- class 4

5 Versionierung pre-.net 25.NET Versionierung 26 Stellen Sie sich vor, wir würden.net nicht benutzen TimeCorp.dll Alles funktioniert.. Sie installieren eine neu Software und dann.. -> Shared Libraries, Dynamic Linking Windows: DLL Hell Problem Linux & *nixes: bisschen besser, aber.. Revisionsidentifizierung: major.minor.build.revision beabsichtigte Semantik: major und minor bezeichnen die Kompatibilität build ist möglicherweise kompatibel revision für Bug fixes Konfigurationsfiles werden benutzt, um zu spezifizieren welche Version man benutzen soll: Nur diese Version, z.b Latest build, revision Last known good version Wizard 1/4 Neues.NET Projekt (EiffelStudio) Wizard 2/4 29 Wizard 3/4 30 5

6 Wizard 4/4 31.NET Projekt 32 Referenzierung von CurrentTime.dll 33 Ein neuer Cluster 34 Sicherheit 35 Digitale Signatur 36 Wie kann man sicher sein, dass die CurrentTime Komponente von TimeCorp. kommt? Wie kann man absichern, dass die Time Komponente mit meinem Datensystem nicht ein Chaos anrichtet? TimeCorp. wird seine Komponenten unterschreiben! Public Key / Private Key RSA Algorithmus Komponentenanbieter: Hash (CurrentTime.dll) = Hash Wert Signieren (Hash Value, Private Key) = Digitale Signatur Digitale Signatur eingebettet in der PE Datei. Public Key eingebettet in der PE Datei. Klient: DecDS( Digitale Signatur, Public Key) = Hash Wert Hash (CurrentTime.dll) = Hash Wert 6

7 Generierung eines Schlüsselpaares: EiffelStudio 37 Vertrauen? 38 Wieweit kannst du Deinem Anbieter vertrauen? Uuuups!!! 39.NET Erlaubnis 40 Wie weit kannst du Deinem Anbieter vertrauen? Security Policy Modell Policies auf verschiedenen Levels: Betrieb, Maschine etc. Rechte: Nichts, Ausführung,, Voller Zugriff Laufzeit errechnet die Rechte für ein Assembly Administrator kann die Security Policy konfigurieren. Rechte Daten lesen Daten lesen und schreiben Socket.. Ein neuer Cluster 41 Ändern des Eiffel Ace Files 42 7

8 Metadaten 43 Custom attributes 44 Menge von Tabellen, die das Assembly beschreiben Ziel: mache die.net Komponenten komplett selbst beschreibend! Wahrscheinlich einer der wichtigsten Punkte, was das Design angeht Manifest: Beschreibung des Assembly Name, Version, Culture Sicherheitseigenschaften: notwendige Rechte öffentlicher Schlüssel, falls vorhanden Abhängigkeiten von anderen Assemblies Liste der Klassen & Beschreibungen Jegliche ergänzende Information, die als Teil der Metadaten beibehalten werden soll Unbeschränkt Definiere Deine eigenen Attribute Erbe von.net Typ ATTRIBUT Eiffel Syntax: indexing metadata: create {AUTHOR}.make( Veronika ) end class TRAM_LINE [] Abbildung auf ein einzelnes Modell? 45 Eiffel in.net 46 Die Common Language Specification: Menge von Regeln um die Kompatibilität zu sichern. C++ C# Eiffel COMPILERS Objekt Modell Muss dem Objektmodell entsprechen Kann zu viel sein für einige (nicht-oo Sprachen) Schwierige Features: overloading Mehrfachvererbung Genericity (vor.net V.2) Design by Contract Plattform Eiffel in.net 47 Overloading : Eiffel Lösung 48 Overloading: Algorithmus um eindeutig zu machen.net:.net: public static void WriteLine (String format, Object arg0); public static void WriteLine (int value); public static void WriteLine (String value); public static void WriteLine (String format, Object arg0); public static void WriteLine (int value); public static void WriteLine (String value); Eiffel: write_line_string_object(format:system_string;arg0:system_object) write_line_integer (value: INTEGER) write_line_string (value: SYSTEM_STRING) 8

9 Eiffel in.net! 49 Hinweis 50 Eine der ersten Sprachen, die für.net vorhanden ist CLS-konform Voller Zugang zu Libraries in anderen.net Sprachen Ganze Eiffel Sprache mit Mehrfachvererbung, Genericity und Design by Contract EiffelStudio Ganz in Visual Studio.NET integriert Gratis für Studenten! Download EiffelStudio Download Envision (Visual Studio Plug-in) Wollen Sie mehr wissen.. Websites: Mehr Hinweise 51 Und noch mehr.. 52 Wollen Sie noch mehr wissen?! Bücher: Applied Microsoft.NET Framework Programming (Jeffrey Richter, Microsoft Press) Essential.NET (Don Box, Addison-Wesley) Pratique de.net et C# (Patrick Smacchia, O Reilly) Many others.. Für die Mutigen, der ECMA-Standard selbst: Ende 53 Schöne Ferien! 9

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