Microsoft.NET. A brief introduction. werosoft GmbH Rolf Wenger

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1 Microsoft.NET A brief introduction werosoft GmbH Rolf Wenger 1

2 Wer steht vor Ihnen? Rolf Wenger, werosoft GmbH Softwareentwicklung ist seit 20 Jahren meine Berufung.NET ist meine Passion Was mache ich wenn ich gerade nicht referiere? Software entwickeln, zur Zeit in einem grossen, internationalen Projekt. Natürlich mit.net! Bücher schreiben (Neuauflage des "Handbuchs der.net- Programmierung" in 3 Bänden) Die nächsten Kurse vorbereiten Wo lebe ich? Mit meiner Familie in Ostermundigen Wenn ihr Fragen habt: rolf.wenger@werosoft.net 2

3 Agenda Architektur Die Sprachen Das Framework Entwicklungsprozess und Tools Zusammenfassung 3

4 Architektur 4

5 .NET aus 10 km Höhe Aus grosser Distanz betrachtet ist.net ein System im Softwarestapel irgendwo zwischen der Anwendung des Benutzers und der Hardware. Der Entwurf von.net ist hardwareneutral und unabhängig von Windows. Das grundlegende System ist seit der Version 1 bei ECMA normiert. 5

6 .NET aus 5 km Höhe.NET definiert eine virtuelle Maschine. Darauf stellt die Basisbibliothek (BCL) die grundlegenden Funktionen von Datenformatierungen über I/O bis hin zu Kryptographie zur Verfügung. Die oberste Ebene bilden Bibliotheken, die spezifische Funktionalitäten von Anwendungsarchitekturen zur Verfügung stellen (verschiedene UI, Client-Server ). 6

7 .NET aus 2 km Höhe Die Anwendung wird in einer.net-sprache entwickelt. Mittels Compiler und Linker wird Code hergestellt, der von der Hardware unabhängig ist (IL Code entspricht dem Byte Code von Java). Die CLR (virtuelle Maschine) kompiliert den IL-Code just in time auf die Maschine und führt den Code aus. Dadurch ist.net Code automatisch 32 und 64 Bit fähig. 7

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9 .NET aus 1 km Höhe, CLR Der Common Language Runtime (CLR) wird die Aufgabe der kontrollierten Ausführung des Codes zuteil. Wir sprechen von verwaltetem Code. Die Aufgaben der CLR sind: Laden von Code Umwandlung von IL-Code in Maschinencode Kontrollierte Ausführung des Codes Speicherverwaltung (inkl. garbage collection) I/O Kontrolle Sicherheitsfunktionen Ausnahmebehandlung COM-Wrapping Die CLR definiert die grundlegenden Datentypen. 9

10 .NET aus 1 km Höhe, BCL Die BCL unterstützt folgende Funktionalitäten: Handhabung der grundlegenden Datentypen Datenkonvertierungen und Formatierungen Auflistungen (Collections) Mathematik I/O, Streaming, Verarbeitung von XML Unterstützung für Language Integrated Query (LINQ) Reflexion, Codegenerierung, Sicherheit Prozesskontrolle, manuelles und automatisches Multithreading, Synchronisation Diagnose (Tracing, Performance measurement, Symbol store) Netzwerk, Messaging COM, Zugriff auf native Bibliotheken und PlugIn-Technik Speech Kryptographie 10

11 .NET aus 1 km Höhe, Bibliotheken Aufbauend auf der BCL stehende folgende technologiespezifische Bibliotheken zur Verfügung: Windows Forms: Benutzeroberfläche Windows 1. Generation Windows Presentation Foundation: Benutzeroberfläche Windows 2. Generation ASP.NET (Nachfolger von Active Server Page): Benutzeroberfläche internetbasierte Anwendungen Silverlight: Benutzeroberfläche internetbasierte Anwendungen Windows Communication Foundation (WCF): Client Server Technologien, Anwendungsserver Enterprise Service (ES): Kompatibilitätsserver für COM+ Services (Anwendungsserver 1. Generation) ADO.NET (Nachfolger von ActiveX Data Object): Datenbankenzugriffe verschiedener Techniken(inklusive ORM und LINQ-Unterstützung) Workflow Foundation (WF) 11

12 Mit.NET auf Augenhöhe Objektorientiertes System Beliebige Programmiersprache Übersetzung des Sprachcompilers immer nach IL IL definiert grundlegende Datentypen und Aufruf- und Abhängigkeitskonventionen Die Codeausführung erfolgt immer kompiliert Unterstützt 32 und 64-Bit Codeausführung Lokaler Code -> lokale Rechte, Code aus dem Netz -> Sandbox Bibliothek > Standardumfang grösser Klassen Primäre Verfügbarkeit auf Windows Einzelne Portierungen von Subsets über Silverlight auf andere Systeme in Gebrauch Subset für X mit Mono verfügbar 12

13 Blick zurück 13

14 Die Geschichte von.net.net wurde über 10 Jahre in 6 Versionen entwickelt Die breite industrielle Nutzung wurde mit.net 2.0 eingeleitet 14

15 Die Geschichte von.net BCL ADO.NET Windows Forms ASP.NET WPF WCF WF 3.5 LINQ LINQ2SQL 3.5 SP 1 EF 4.0 EF 2 WF 2 15

16 Sprachen 16

17 Von Ada 2005 bis VB.NET verfügt über zahlreiche Programmiersprachen Aktuell verfügt die Liste der.net Sprachen auf Wikipedia über 60 verschiedene Sprachen. Darunter sind Sprachen wie COBOL, Fortran, LISP, Perl, PHP Microsoft selber definiert: C# (wird immer mehr zur Standardsprache) VB.NET C++.CLI (Einzige Sprache die gemischt nativer und managed Code unterstützt) JavaScript.NET F# 17

18 Ein Sprachcompiler für.net Der Compiler übersetzt nach IL. IL ist eine per Norm definierte Sprache. Der Compiler kann dabei beliebige Sprachkonstrukte nach IL umsetzen. Beispiel: C# unterstützt abstrakte Klassen, IL nicht. Die Umsetzung des Kompilers geht über einen privaten Standardkonstruktor. Umgekehrt kennt IL globale Methoden, C# nicht. Die Sprachen sollen sich nur durch die definierten Schlüsselworte unterscheiden, die eigentliche Funktionalität stellt die Bibliothek zur Verfügung. Verknüpfungen von Elementen unterschiedlicher Sprachen sind per Konvention möglich. C# erbt von C++ erbt von VB.NET 18

19 C# und.net, ein starkes Team C# hat zusammen mit.net ein paar Leckerbissen für den Alltag auf Lager. Dazu zähle ich: Delegaten und Ereignisse Generische Typen Lambda-Ausdrücke LINQ to SQL Abfrageform Attribute Parallels 19

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21 Die Zugpferde der Bibliothek 21

22 WPF Silverlight Geschäftslogik Datenlogik HTML JavaScript Internetserver DIE Anwendungsarchitektur Client Server 22

23 Datenlogik Für die Datenstufe bietet sich der Bibliotheksteil ADO.NET an. Hier werden verschiedenste Zugriffstechniken unterstützt Rohzugriff auf Stufe SQL und Datentabellen Typisierte Datentabellen ORM mit LINQ Der ORM Entity Framework arbeitet auf der Stufe des konzeptionellen Modells und ist in der Lage Daten so zu definieren, dass diese auf Wunsch bis in das UI benutzt werden können. Selbstverständlich sind auch eine Vielzahl von Produkten von Drittanbietern vorhanden. Zugriffe werden für SQL Server und alle andern gängigen Datenbanksysteme unterstützt. Zum Teil werden.net-erweiterungen von den DBMS-Herstellern angeboten (zum Beispiel Oracle, MySQL). 23

24 Geschäftslogik Typischerweise als eigenständige Bibliothek im Projekt realisiert. Implementiert in einer Client-Server-Architektur den Serverteil. Wird von einem Anwendungsserver der Windows Communication Foundation (WCF) zur Verfügung gestellt. Die WCF unterstützt: Herstellung von eigenen Anwendungsservern Verwendung des Internetservers Verwendung von Windows-Services Verschiedene Instanziierungsmodelle der Anwendungsobjekte, Transaktionsunterstützung und Unterstützung beliebiger Datenklassen sind selbstverständlich. Mit der Web-Server-Technik nach W3C können verschiedene Welten mit vernünftigem Aufwand integriert werden. 24

25 Internetanwendungen Mit dem Internetserver können schlanke, rein HTML/JavaScript-basierte Webanwendungen bereitgestellt werden. Mit dem ASP.NET Servermodell wird eine kraftvolle und breit abgestützte Plattform für den Aufbau eines, in einer.net-sprache programmierbaren Seitenmodells unterstützt (verschiedene Designmodelle). Werden typischerweise mit einem zweischichtigen Programmiermodell entwickelt (Design XHTML, Funktionalität in Hochsprache). ASP.NET unterstützt selbstverständlich die Herstellung von eigenen Erweiterungen im Server (HTTP-Handler, HTTP-Module). AJAX kann nativ oder aber mit Hilfe von zusätzlichen Bibliotheken (JQuery) genutzt werden. Das browserbezogene, dynamische Rendering unterstützt den Entwickler, löst aber DAS Problem nicht 100%ig. 25

26 Silverlight Jüngster Spross in der Familie der.net-integrationen. Basiert noch auf einem eigenen, kompatiblen.net Framework (Problem der Grösse). Das Framework bildet ein Subset vom grossen Bruder WPF und.net. Wird als zweischichtiges Programmiermodell entwickelt (Design XAML, Funktionalität in Hochsprache). Arbeitet entweder webbasiert (in HTML integriert) oder alternativ als eigenständige Anwendung auf dem Desktop. Extreme Entwicklungsgeschwindigkeit in den letzten Releases. Verfügbar für Intel-basierte Browser (IE, FF, Safari (inkl. MAC), Chrome, Opera ). Die Plattform für Windows Phone 7. 26

27 WPF DAS Paradepferd der UI Entwicklung von Microsoft. Wird als zweischichtiges Programmiermodell entwickelt (Design XAML, Funktionalität in Hochsprache). Enorme Fähigkeiten für Individualisierung, enorme Unterstützung von Steuerelementen am Markt. Arbeitet vektororientiert und unterstützt Animationen, ist 3D fähig. Unterstützt separate Toolsuite für Designer (Expression Blend) und Programmierer (Visual Studio). Arbeitet direkt auf der Hardware mit DirectX sehr gute Performance. Erlaubt Mischung von Alt (Windows Forms) und Neu (WPF). 27

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29 Entwicklungsprozess Instrumentalisierung 29

30 Entwicklungsprozess Der Entwicklungsprozess von.net-anwendungen obliegt wie bei andern Technologien vor allem dem Entwicklerteam. Mit den Möglichkeiten der Instrumentalisierung ist die Unterstützung von agilen und klassischen Methoden sichergestellt. Je nach Wahl der Instrumentalisierung werden von der reinen Quellcodeverwaltung bis hin zum komplett integrierten Projektmanagement-Umgebung der Prozess unterstützt. 30

31 Visual Studio Mit Visual Studio bietet Microsoft eine sehr kräftige, integrierte Entwicklungsumgebung an. VS 2010, wie die aktuelle Version kurz genannt wird, ist in verschiedenen Editionen erhältlich: VS 2010, Express Edition (kostenlose Version) VS 2010, Professional Edition VS 2010, Premium VS 2010, Ultimate Je nach Version sind Unit Testing, Automated UI Testing, Performance Analysis, UML Design integriert. Mit dem Team Foundation Server (TFS) wird Visual Studio zum Team Tool für ganzheitliche Projektentwicklung. Der TFS integriert Tasks von Anforderungsengineering, über Projektmanagement bis hin zu Automated Build und Bugtracking. 31

32 Erweiterungen der Entwicklungsumgebung Am Markt sind viele Erweiterungen zu den Werkzeugen von MS erhältlich Editoren Editorerweiterungen Generatoren Tools für Laufzeitumgebung Hilfegeneratoren (Codedokumentation) Hier reicht die Spannweite ebenfalls von kostenlos bis saftigen Lizenzpreisen. Die Unterstützung umfasst auch Integration von TFS in Eclipse oder IBM Rational Application Developer (TFS Everywhere). 32

33 Summary 33

34 Pros auf einen Blick.NET ist ein neuzeitliche, sehr polyvalente Laufzeitumgebung für Anwendungen. Eine sehr gutes Laufzeitverhalten, die grosse Funktionalität und die gute Stabilität erlauben den Aufbau von geschäftskritischen Anwendungen. Mit der breiten Unterstützung von Kommunikationsmöglichkeiten und der feingliedrigen Integration der Präsentationstechnik können auch nicht Windowsplattformen erreicht werden. Durch die durchgängige Unterstützung und die Integration verschiedenster Techniken kann eine Lösung aus einer Hand aufgebaut werden. Hervorragende Kompatibilitätseigenschaften zu legacy Systemen auf Windows. Gleichzeitig mehrere Versionen und mehrere Sprachen auf einem System unterstützt. 34

35 Cons auf einen Blick Das.NET Framework ist enorm gross und erfordert einen erheblichen Aufwand um sich zurecht zu finden. Da die X-basierten Versionen funktionell stark der aktuellen Windows Version hinterher sind, ist eine.net Anwendung ausserhalb von Windows kaum sinnvoll. Nicht realtime-fähig. 35

36 Links Microsoft.NET Framework MSDN Library (Deutsch) MSDN Library (Englisch) Visual Studio, Übersicht der Editionen Microsoft Visual Studio Team Explorer Everywhere

37 Weiterführende Literatur Handbuch der.net 4.0 Programmierung Band 1, C# 2010 und.net-grundlagen 958 Seiten Microsoft Press Deutschland 2010 ISBN: Handbuch der.net 4.0 Programmierung Band 2, Benutzeroberflächen ca. 940 Seiten Microsoft Press Deutschland Ende 2.Q 2011 ISBN: Handbuch der.net 4.0 Programmierung Band 3, Client-Server-Techniken ca. 700 Seiten Microsoft Press Deutschland ca. 4.Q 2011 ISBN:

38 Notizen 38