Praktikum zur Vorlesung Datenbanken BAI und ISE

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1 Praktikum zur Vorlesung Datenbanken BAI und ISE Dipl.-Inform. Matthias Jordan Dipl.-Inform. Thomas Beckers Ioannis Karatassis Jens Landmann Wintersemester 2011/2012 Datum Team (Account) Passwort Aktuelle Informationen, Ansprechpartner, Materialien und Uploads unter: 1

2 Inhaltsverzeichnis 1 Block 0: Einführung in Linux 3 2 Block 1: Modellierung einer Datenbank für eine Musik- Informations-Website 4 3 Block 2: SQL mit DB2 5 4 Block 3: Implementierung einer Musik-Informations-Website 8 A Spezifikation der Website 9 A.1 Beschreibung der Mini-Welt A.2 Beschreibung der zu erstellenden Website A.2.1 Die Homepage A.2.2 Detail-Seite für Personen A.2.3 Detail-Seite für Bands A.2.4 Komplette Listen A.2.5 Detail-Seite für eine Aufnahme A.2.6 Playlist A.2.7 Neue Playlist anlegen A.2.8 Detail-Seite für ein Musikstück A.2.9 Detail-Seite für eine Kollektion

3 1 Block 0: Einführung in Linux keine Abgabe 1: Einrichten der Arbeitsumgebung (0 Punkte) Bereitet zunächst Eure Arbeitsumgebung vor, so dass Ihr in den nächsten Wochen damit komfortabel arbeiten könnt. Die meisten Einstellungen können über das Menü entweder direkt unter System Einstellungen oder über das GNOME-Kontrollzentrum (ebenfalls im System-Menü zu finden) vorgenommen werden. Eine andere nützliche Einstellung kann das Hinzufügen zusätzlicher Anwendungen (z.b. des Terminals oder eines Texteditors) in der Schnellstartleiste sein (enthält standardmäßig einen Web-Browser und ein -Programm). Mit einem Rechtsklick auf das obere Panel und der Option Zum Panel hinzufügen... erhaltet Ihr ein Menü, aus dem Ihr mit Anwendungsstarter... (zweite Option von oben) eine Anwendung aus dem Menü in die Schnellstartleiste legen könnt. Keine. 2: Linux-Umgebung (0 Punkte) Zur Eingewöhnung in die Arbeitsumgebung werden einige vom Praktikumsleiter vorgegebene, einfache Aufgaben bearbeitet. Am Ende der Aufgabe solltet Ihr in der Lage sein, mit der Linux-Shell Verzeichnisse zu navigieren, Verzeichnisse anzuzeigen und Dateien anzusehen. Ihr solltet wissen, wo Ihr einen Text-Editor, Dateibrowser oder Webbrowser aufrufen könnt und wie Ihr aus einer Textdatei ein PDF erzeugt. Keine. 3

4 2 Block 1: Modellierung einer Datenbank für eine Musik-Informations-Website Abgabe bis , 23:59:59 Uhr 3: Datenbank-Modellierung (6 Punkte) In diesem Semester soll eine Website für Musik-Informationen entwickelt werden. Dazu sollte als erstes die entsprechende Datenbank modelliert werden. Im Anhang dieses Dokuments (siehe Anhang A auf Seite 9) wird die generelle Funktionsweise der zu erstellenden Website vorgestellt. Es ist dringend anzuraten, vor dem Entwurf diese Spezifikation zu lesen und zu verstehen. EER-Diagramm 4: CREATE TABLE-Statements (4 Punkte) Gebt für die in Aufgabe 3 entworfene Datenbank entsprechende CREATE TABLE-Statements an, die die Datenbank-Tabellen in der DB2 anlegen. Enthalten sein sollen darin sinnvolle Integritätsbedingungen für alle Attribute ein Trigger, der bei Anlegen einer neuen Playlist automatisch alle Aufnahmen in die Playlist hinzufügt, deren Attribut Promotion den Wert 1 hat. CREATE TABLE-Statements 4

5 3 Block 2: SQL mit DB2 Abgabe bis , 23:59:59 Uhr 5: Katalogisieren (1 Punkt) In diesem Praktikum werden wir die DB2 aus der Kommandozeile heraus ansprechen. Es gibt auch grafische, Java-basierte Werkzeuge, auf die wir jedoch hier verzichten. Macht Euch kurz mit den unterschiedlichen Modi vertraut, die in den Unterlagen beschrieben werden. Katalogisiert dann die Instanz dbmaster auf dem Rechner bijou.is.inf.uni-due.de mit Server-Port Katalogisiert die Datenbank imdb lokal unter einem Alias. Lasst Euch das Node Directory und das Database Directory anzeigen. Einträge für Instanz und Datenbank 6: Arbeiten mit Schema und Tabellen (2 Punkte) Verbindet Euch mit der neukatalogisierten Datenbank und lasst Euch anzeigen, welche Tabellen existieren. Das Schema der Tabellen ist dbmaster. Schaut Euch zu verschiedenen Tabellen an, wie diese definiert sind. Experimentiert mit einigen einfachen SQL-Anfragen auf der Beispieldatenbank. eine Liste der Tabellen in imdb die Liste der Attribute der Tabelle title Anzahl der Tupel in der Tabelle title Anzahl unterschiedlicher Produktions-Jahre (production_year) in der Tabelle title 7: Sichten (2 Punkte) Erstellt eine Sicht, die eine symmetrische Relation von allen Paaren von Schauspielern des Films Inception enthält. D.h. zu Schauspielern A und B, die mitspielen, soll die Tabelle zwei Tupel (A,B) und (B,A) enthalten. SQL-Anweisung 8: Verwendung von Sichten (2 Punkte) Legt die Sicht aus Aufgabe 7 mit dem Namen dbpxxx.inceptionactors an und benutzt die Sicht, um die Anzahl der Paare zu ermitteln. Die SQL-Anweisung incl. der Ausgabe 5

6 9: SQL-Anfragen (6 Punkte) Bei den nun folgenden Aufgaben sind SQL- Anfragen gesucht. Bitte achtet bei Euren Anfragen darauf, dass Ihr keine Abkürzungen benutzt, indem Ihr für bestimmte Werte Zwischenwerte ermittelt. Wenn z.b. nach den Filmen eines Schauspielers ( actor ) gefragt wird, dürft Ihr nicht die ID der Rolle actor ermitteln (sagen wir mal 100 ) und dann in Eurer SQL-Anfrage den ermittelten Wert von 100 verwenden in der Form... WHERE role_id=100. Die SQL-Anfragen sollen also so formuliert sein, dass als Auswahlkriterien nur die jeweiligen Stichwörter aus der Aufgabe eingehen. Formuliert folgende Anfragen in SQL: (a) Wie viele Filme sind mit dem Schlagwort love getagged? (b) Ermittle für jedes der 30 häufigsten Schlagworte (keyword), wie oft es in den Filmen der Jahre 1941 bis 1945 vorkam und sortiere die Liste nach absteigender Vorkommenshäufigkeit. (c) Wie viele Folgen (episode) gibt es in der 5. Staffel (season) der Serie (kind_id) The X Files? (d) Ermittle die Namen und Produktions-Jahre aller Filme (kind_type= movie ), die Kevin Bacon (I) produziert hat (role= producer ). Dabei steht die I im Namen für den Wert im Feld imdb_index. Dieses Feld wird benutzt, um mehrere Personen gleichen Namens in der Datenbank zu unterscheiden. (e) Ermittle, in welchem Land (Ländercode reicht) die meisten Filme produziert werden. (Filme werden von Firmen produziert, die den Typ production companies haben. Für Firmen kennt die Datenbank den Ländercode.) Ordne die Liste absteigend nach Anzahl der Filme. (f) Ermittle die Namen und Produktions-Jahre der Filme, in denen Chuck Norris und Dolph Lundgren zusammen auftreten. SQL-Anweisungen 10: rekursive Anfragen (2 Punkte) Das Spiel Six Degrees of Kevin Bacon geht so (Beschreibung von The object of the game is to start with any actor or actress who has been in a movie and connect them to Kevin Bacon in the smallest number of links possible. Two people are linked if they ve been in a movie together. We do not consider links through television shows, made-for-tv movies, writers, producers, directors, etc. For example, you might wonder how Alfred Hitchcock can be connected to Kevin Bacon. One answer is that: Alfred Hitchcock was in Show Business at War (1943) with Orson Welles, and Orson Welles was in A Safe Place (1971) with Jack Nicholson, and Jack Nicholson was in A Few Good Men (1992) with Kevin Bacon! Then we can count how many links were necessary and assign the actor or actress a Bacon number. 6

7 Findet alle Schauspieler und Schauspielerinnen mit einer maximalen Bacon- Nummer von 4. Als Gedankenübung schreibt ein rekursives SQL-Statement, dass die Schauspieler und Schauspielerinnen für beliebige Bacon-Nummern findet. Tipp: In SELECT-Statements kann man sich das Ergebnis von Berechnungen zurückliefern lassen. Beispiel: SELECT 1+3 FROM title;. SQL-Anweisung 7

8 4 Block 3: Implementierung einer Musik- Informations-Website Fertigstellung bis , 23:59:59 Uhr 11: Korrektur des Entwurfs (0 Punkte) Wenn Ihr die Korrekturen zu Eurem ER-Modell erhalten habt, überarbeitet Euren Entwurf und beseitigt evtl. Fehler und Probleme. Alternativ könnt Ihr auch die Musterlösung benutzen, die auf der Veranstaltungs-Webseite veröffentlicht wird. Keine. 12: Implementierung (20 Punkte) Wenn Ihr ggf. Euer ER-Modell korrigiert habt, entwickelt eine Web-Anwendung in Java, die die beschriebenen Anforderungen (siehe Beschreibung im Anhang A) umsetzt. Folgende Anforderungen sind dabei zu beachten: Verwendung der DB2 1 korrekte Verwendung von Transaktionen Schließen von DB-Resourcen an sinnvollen Stellen Verhinderung von SQL-Injection Keine. Die Webapp wird bei einem separaten Abnahme-Termin zusammen mit den Veranstaltern vorgestellt und überprüft. 1 Mit anderen Worten: andere Datenbanken, die nicht die IBM DB2 sind, sind nicht zugelassen und führen bei Verwendung zum Nichtbestehen. 8

9 A Spezifikation der Website A.1 Beschreibung der Mini-Welt Alle Künstler haben einen Namen. 2 Alle Künstler sind entweder eine Person oder eine Gruppe (auch Band genannt). Personen können in einem Zeitraum (von Datum... bis Datum) Mitglied einer Gruppe sein. Musikstücke haben einen Titel. Musikstücke können miteinander verwandt sein. Das Verwandschaftsverhältnis soll durch eine Notiz beschrieben werden können (z.b. Ice Ice Baby (Musikstück) benutzt dieselbe Baseline wie (Beschreibung) Under Pressure (Musikstück)). Aufnahmen haben eine Länge, ein Veröffentlichungsjahr und einen -Ort sowie eine Audiodatei. Aufnahmen sind Aufführungen von Musikstücken. Eine Aufnahme kann mehrere Musikstücke enthalten (Medley, etc.). In diesem Fall wird die Startzeit des jeweiligen Musikstücks innerhalb der Aufnahme festgehalten. Beispiel: Ein Medley enthält ab Sekunde 0 das Musikstück Strong Enough und ab Sekunde 33 das Stück The Goldfish Song etc. pp. Jede Aufnahme enthält aber mindestens ein Musikstück. Kollektionen (z.b. CD, LP, etc.) haben ein Veröffentlichungsdatum, einen Namen und ein Cover-Bild. Kollektionen enthalten mehrere Aufnahmen. Zu jeder Aufnahmen wird die fortlaufende Nummer des jeweiligen Stückes in der Kollektion festgehalten. Aufnahmen können in mehreren Kollektionen enthalten sein (Original- Album, Best-Of, etc.) Rollen haben einen Namen. Künstler können in bestimmten Rollen an Musikstücken beteiligt sein. Instrumente haben einen Namen. Z.B. voc, p, tb oder Gesang, Piano, Posaune etc. Künstler können an Aufnahmen beteiligt sein, in denen sie von einer Startsekunde bis zu einer Endsekunde ein bestimmtes Instrument spielen. Für jede Aufnahme werden ein oder mehrere Haupt-Künstler festgehalten, die die Aufnahme hauptsächlich geschaffen haben. Z.B. Jay-Z und Linkin Park. Diese Information soll in Listen verwendet werden, um auszugeben, von welchem Künstler eine Aufnahme ist, auch wenn z.b. Background-Sänger beteiligt waren. 2 Ausnahmen, wie der Künstler, der früher mal als Prince aufgetreten ist, sollen nicht berücksichtigt werden. 9

10 Benutzer haben einen Namen, eine Login-Kennung und ein Passwort. Benutzer können Bewertungen schreiben zu Aufnahmen, Kollektionen, Künstlern und Musikstücken. Bewertungen enthalten einen Text und ein numerisches Rating (im Bereich von 0 bis 5). Playlisten haben einen Namen und enthalten Aufnahmen an einer bestimmten Position. Z.B. Encore an Position 1, und Dirt Off Your Shoulder an Position 2. (Playlisten können dann in der Reihenfolge der Positionen ihrer Aufnahmen aufgelistet werden.) A.2 Beschreibung der zu erstellenden Website Zu erstellen ist also eine Website für Musik-Metainformationen. In den hier aufgeführten Wireframes ist das Rechteck oben im jeweiligen Wireframe das Seiten-Logo, das wir Euch im Eclipse-Workspace mitliefern. Die zu erstellende Seite soll folgendermaßen aufgebaut sein: A.2.1 Die Homepage Der Einstieg soll über die Homepage (siehe Abbildung A.2.1) beginnen, die eine Übersicht über die verfügbaren Daten liefert. Zu den Haupt-Informationstypen sollen jeweils maximal fünf gelistet werden wir schlagen vor, die letzten eingefügten Einträge aufzulisten. Ein Klick auf die entsprechenden Einträge sollen zu den jeweiligen Detail-Seiten führen. Da Künstler entweder einzelne Personen oder eine Band sein können, sollen die Links bei den Künstlern auf die jeweilige Detail-Seite führen. Die Ergebnisseite der Suche kann jeweils genau so dargestellt werden, wie die Liste aller entsprechenden Einträge, nur dass eben die angezeigten Elemente der Suche entsprechen müssen. A.2.2 Detail-Seite für Personen Hier (siehe Abbildung A.2.2) soll neben dem Namen und der Biographie angezeigt werden, welche Aufnahmen eine Person veröffentlicht hat und an welchen Aufnahmen sie wie beteiligt war. Die Verlinkungen sind angegeben. A.2.3 Detail-Seite für Bands Bands haben keine Biographie. Bands haben aber Mitglieder, die aufgelistet werden sollen (siehe Abbildung A.2.3). Die Namen der Mitglieder sollen auf die jeweiligen Personen-Seiten verlinken. Die Veröffentlichungen der Band sollen ebenfalls aufgelistet werden incl. einer Verlinkung auf die Seite der jeweiligen Aufnahme. 10

11 Abbildung 1: Die Homepage 11

12 James Hetfield Biographie: Lorem ipsum dolor... Veröffentlichte: Alle meine Entchen 1989 Beteiligt: Zur Aufnahme Zum Musikstück Harvester of Sorrow (Komposition, Gitarre) Alle meine Entchen (Gitarre) Zur Aufnahme Abbildung 2: Die Personen-Detailseite 12

13 Metallica Mitglieder: James Hetfield heute Lars Ulrich heute Cliff Burton Zum Künstler Veröffentlichte:... and Justice for All Zur Aufnahme Abbildung 3: Die Band-Detailseite A.2.4 Komplette Listen Einige Seiten (siehe Abbildungen A.2.4 und A.2.4) sollen alle Entitäten eines Typs auflisten: alle Künstler (Bands und Personen) bzw. alle Aufnahmen. A.2.5 Detail-Seite für eine Aufnahme Auf der Aufnahmen-Detailseite (siehe Abbildung A.2.5) sollen Details zu einer Aufnahme aufgelistet werden. Die Dropdown-Liste, die im Wireframe als Diverse belabelt ist, soll beim ersten Laden mit einem leeren Text initialisiert werden, wenn die Aufnahme in keiner Playlist aufgeführt ist. Wenn es Playlisten gibt, die dieses Stück enthalten, soll das Label aus dem Titel irgend einer Playlist bestehen. A.2.6 Playlist Eine Playlist-Seite (siehe Abbildung A.2.6) soll die Stücke der jeweiligen Playlist auflisten sowie die Gesamtlänge aller Stücke. Pro Aufnahme soll ein Link zum Downloaden der Musik-Datei angeboten werden. 13

14 Künstler John Doe Jane Doe Guns 'N' Flowers... Zum Künstler Abbildung 4: Die Liste aller Künstler Aufnahmen Titel 3:30 Künstler A 2001 Titel 2:54 Künstler B Zur Aufnahme Zum Künstler Abbildung 5: Die Liste aller Aufnahmen 14

15 Alle meine Entchen aus The Duck Tape von Metallica Zur Kollektion Zum Künstler James Hetfield: Gitarre, Gesang Lars Ulrich: Schlagzeug... Zum Künstler Play Zu Playlist hinzufügen Die Auswahl der Playlisten ist leer, wenn der Song zu keiner Playlist gehört. Sonst ist irgend eine Playlist ausgewählt. Diverse wieder zu dieser Seite Abbildung 6: Die Detailseite für eine Aufnahme Abbildung 7: Die Detailseite für eine Playlist 15

16 Neue Playlist Name Anlegen Zur Homepage Abbildung 8: Erstellen einer neuen Playlist A.2.7 Neue Playlist anlegen Das Anlegen einer neuen Playlist (siehe Abbildung A.2.7) ist sehr einfach gehalten: der Name soll in die Textbox eingegeben werden und nach Klick auf Änlegenßoll die Liste angelegt und der Benutzer auf die (aktualisierte) Homepage geleitet werden. Wenn eine Playlist schon existiert, soll dieser Fehler still ignoriert werden. A.2.8 Detail-Seite für ein Musikstück Die Details für ein Musikstück (siehe Abbildung A.2.8) sollen aufgeführt werden wie in der Abbildung gezeigt. A.2.9 Detail-Seite für eine Kollektion Kollektionen haben normalerweise auch ein Plattencover. Das Cover-Bild soll in dem entsprechenden Rechteck angezeigt werden. Ansonsten soll diese Seite so funktionieren wie eine Playlist-Detailseite. 16

17 Stairway to Heaven Verwandt: zitiert "Alle meine Entchen"... Zum Musikstück Aufnahmen: Metallica Los Angeles Zum Künstler Beteiligt: Robert Plant: Text, Komposition Jimmy Page: Komposition Zum Künstler Abbildung 9: Detailseite für ein Musikstück 17

18 Abbildung 10: Detailseite für eine Kollektion 18