Übungen zu Datenbanksysteme

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1 Institut für Informatik Universität Osnabrück, Prof. Dr. Oliver Vornberger Nils Haldenwang, M.Sc. Testat bis , 14:00 Uhr Übungen zu Datenbanksysteme Sommersemester 2015 Blatt 6: Datenbank-Applikationen mit JDBC und CouchDB Aufgabe 6.1: JDBC-Konsolenanwendung (20 Punkte) Auf diesem Aufgabenblatt sollen Sie sich mit Datenbankanwendungen beschäftigen. Hierzu soll in dieser und der folgenden Aufgaben eine Chat-Anwendung implementiert werden. Mit Hilfe der Applikation soll es möglich sein, als authentifizierter Nutzer Kurznachrichten zu senden, die in einer zentralen Datenbank vorgehalten werden. Die Datenbank für diese Anwendung ist auf dem Server dbs2.informatik.uos.de als chat angelegt. Eine Datenbankverbindung können Sie mit dem Nutzernamen chat und dem Passwort chat herstellen. Zum Authentifizieren eines Nutzers können Sie die Stored Function auth_token(nutzername,passwort) verwenden, die ein (jeweils neues) Authentifizierungs- Token als String im Erfolgsfall liefert, bei falschen Eingaben -1. Für Sie ist ein Nutzer mit ihrem RZ-Login und Ihrer Matrikelnummer als Passwort voreingetragen. Mit der Stored Function change_pw(nutzername,altes_passwort,neues_passwort) können Sie Ihr Passwort ändern. Die Rechte auf den Tabellen sind eingeschränkt, so dass sich beispielsweise keine Nachrichten löschen oder nachträglich ändern lassen. Zum Posten einer neuen Nachricht können Sie ebenfalls kein Insert-Statement verwenden, sondern müssen die Stored Procedure post(auth_token,nachricht,result) aufrufen. result ist dabei eine OUT-Variable, in der eine 0 zurückgeliefert wird, wenn das Schreiben geklappt hat und eine 1 sonst. Implementieren Sie in dieser Aufgabe eine einfache JDBC-Java-Konsolenapplikation, die den Nutzer zunächst nach seinem Nutzernamen und seinem Passwort fragt. Verbinden Sie sich mit der Datenbank und überprüfen Sie, ob die Daten korrekt sind. Falls ja, liefern Sie die letzten 50 Nachrichten in der Form wwacker vor 2 Stunden: Bin gerade in der Vorlesung! zurück. Für diesen Aufgabenteil können Sie streng prozedural vorgehen: im Grunde reicht für die Umsetzung die main()-methode aus. Musterlösung: import java.sql.*; import java.util.scanner;

2 /** * Chat für die Konsole, Aufgabe 8.1 */ public class ChatKonsole { /** * Startet Chat * args * Kommandoparamter */ public static void main(string[] args) { // Verbindungsdaten String url = "jdbc:mysql://dbs2.informatik.uos.de/chat"; String user = "chat"; String passwd = "chat"; // Lade Treiber try { Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver"); catch (ClassNotFoundException e) { System.err.println("Konnte Treiber nicht laden."); return; // Baue Verbindung auf Connection con = null; try { con = DriverManager.getConnection(url, user, passwd); catch (SQLException e) { System.err.println("Konnte keine Verbindung aufbauen."); return; // Fange SQL-Exceptions ab try { String nutzername = null; String passwort = null; // Verlange Authentifizierung Scanner sc = new Scanner(System.in); String auth_token = null; do { System.out.println("Willkommen im Chat.\nBitte den Nutzernamen: "); 2

3 nutzername = sc.nextline(); System.out.println("Passwort: "); passwort = sc.nextline(); Statement stmt = con.createstatement(); String auth_query = "select auth_token( " + nutzername + ", " + passwort + " );"; ResultSet rs = stmt.executequery(auth_query); // Ergebnis ist 1-wertig rs.next(); auth_token = rs.getstring(1); if(auth_token.equals("-1")) { System.err.println("Falsche Angaben! Neuer Versuch:"); stmt.close(); while (auth_token.equals("-1")); // Authentifiziert, lade alle Nachrichten Statement stmt = con.createstatement(); String nachrichten_query = "select message.*, TIMESTAMPDIFF(HOUR,time,now()) as ze ResultSet rs = stmt.executequery(nachrichten_query); while (rs.next()) { System.out.println(rs.getString("username") + " vor " + rs.getint("zeitdiff") + " Stunden: " + rs.getstring("message")); stmt.close(); con.close(); catch (SQLException e) { System.err.println("Fehler: " + e.getmessage()); return; Aufgabe 6.2: ORM mit Java (40 Punkte) Schreiben Sie eine erweiterte JDBC-Java-Applikation mit einer objektorientierten Abstraktions- 3

4 schicht für die Verbindung zur Datenbank. Implementieren Sie hierzu eine Klasse User und eine Klasse Message. Die Klasse User soll einen Konstruktor erhalten, der eine Connection sowie den Nutzernamen und das Passwort des Nutzers erhält und diese vorhält. Außerdem soll die Klasse das Interface ChatUser.java implementieren, achten Sie auf die Kommentare der Methoden. Die Klasse Message soll einen Konstruktor erhalten, der eine Connection und eine Nachrichtenid erhält, sowie einen Konstruktor, der eine Connection und einen Nachrichtentext bekommt. Schließlich soll die Klasse Message das Interface ChatMessage implementieren, achten Sie auch hier auf die Methodenkommentare. Versehen Sie Klasse Message weiterhin mit einer Methode public static List<Message> getnewestmessages(int anzahl, Connection con) throws SQLException, die die anzahl neusten Nachrichten in einer Liste zurückliefert. Schreiben Sie eine Java-Applikation, die zur Kommunikation mit der Datenbank die oben genannten Klassen verwendet. Ob Sie eine weitere Konsolen-Applikation oder eine GUI-Anwendung schreiben, bleibt Ihnen überlassen. Achten Sie darauf, dass Ihre Applikation übersichtlich und gut kommentiert ist. Die Applikation selbst soll es ermöglichen, sich als Nutzer anzumelden, Nachrichten zu schreiben und aktualisierbar Nachrichten zu lesen. Musterlösung: Siehe angehängtes Paket ChatUI.jar. Aufgabe 6.3: CouchDB (20 Punkte) Auf dem Rechner dbs.informatik.uos.de ist unter Port 5984 eine CouchDB-Instanz installiert. Sie haben dort mit Ihrem RZ-Login und Ihrer Matrikelnummer als Passwort Zugriff auf eine Datenbank die ebenfalls auf Ihren RZ-Login lautet. Für die Bearbeitung der Aufgabe können Sie die Weboberfläche unter nutzen. In der Datenbank sind Dokumente gespeichert, die Studenten darstellen und die von Ihnen gehörten Vorlesungen samt Abschlussnote beinhalten. 1. Erstellen Sie mit Hilfe geeigneter Map/Reduce-Funktionen eine View, die für jede Vorlesungen angibt, wie viele Studenten diese jemals gehört haben. 2. Erstellen eine weitere View, die pro Vorlesung die Anzahl der jemals durchgefallenen Studenten anzeigt. 3. Erstellen Sie schließlich eine View, die die von den Teilnehmern erreichte durchschnittliche Note einer Vorlesung anzeigt. Achten Sie auf den rereduce-parameter Ihrer reduce-funktion. Musterlösung: 1. map: function(doc) { doc.vorlesungen.foreach(function (elem) { for(vlname in elem) { 4

5 emit(vlname, 1); ); reduce: function(keys, values, rereduce) { return sum(values); 2. map: function(doc) { doc.vorlesungen.foreach(function (elem) { for(vlname in elem) { if(elem[vlname] == 5.0) emit(vlname, 1); ); reduce: function(keys, values, rereduce) { return sum(values); 3. map: function(doc) { doc.vorlesungen.foreach(function (elem) { for(vlname in elem) { emit(vlname, elem[vlname]); ); reduce: function (key, values, rereduce) { if(rereduce) { var average_sum = 0; var total_length = 0; values.foreach(function(ary) { average_sum += ary[0] * ary[1]; total_length += ary[1]; ); return [average_sum * 1.0 / total_length, total_length]; else { var average_sum = 0; values.foreach(function(value) { average_sum += value ); return [average_sum * 1.0 / values.length, values.length]; 5

6 Aufgabe 6.4: Fragen zur Veranstaltung (20 Punkte) Beantworten Sie Ihrer Tutorin/Ihrem Tutor Fragen zur Veranstaltung. 6