Erweiterungskonzepte für das aktive. Datenbanksystem ARTA

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1 Rheinische Friedrich Wilhelms Universität Bonn Institut für Informatik III Erweiterungskonzepte für das aktive Datenbanksystem ARTA Diplomarbeit von Vincenzo Calí Kalker-Hauptstr.205 D Köln Vincenzo@Netcologne.de Betreuer Prof. Dr. Rainer Manthey April 2004

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3 Eidesstattliche Erklärung: Ich erkläre hiermit wahrheitsgemäß, daß ich - die eingereichte Arbeit selbständig und ohne unerlaubte Hilfsmittel angefertigt, - nur die im Literaturverzeichnis aufgeführten Hilfsmittel benutzt und fremdes Gedankengut als solches kenntlich gemacht, - alle Personen und Institutionen, die mich bei der Vorbereitung und Anfertigung der Abhandlung unterstützt haben, genannt und - die Arbeit noch keiner anderen Stelle zur Prüfung vorgelegt habe Ort, Datum Unterschrift (Vor und Zuname) III

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5 Vorwort Mein Dank gebührt Herrn Prof. Dr. Rainer Manthey für die Empfehlung, mich mit diesem interessanten Thema zu beschäftigen und die wissenschaftliche Betreuung der Arbeit. Seine zahlreichen Anregungen und wertvollen Kommentare haben wesentlich zur Verbesserung der Arbeit beigetragen. Außerdem möchte ich meiner Lebensgefährtin Rebecca, die gerade unser Kind austrägt, für ihre tolle Unterstützung danken. Sie ist der treibende Motor in meinem Leben DANKE!!!! V

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7 Inhaltsverzeichnis Einleitung 1 Kapitel 1 Aktive Datenbanken Motivierende Beispiele Regelparadigma Regelspezifikation... 6 Kapitel 2 Microsoft Access Architektur von Microsoft Access Komponenten einer Datenbankanwendung Datenzugriffsschnittstellen Kapitel 3 Microsoft Visual Basic Visual Basic-Entwicklungsumgebung Objekte, Eigenschaften und Module Visual Basic-Grundlagen API Kapitel 4 SQL: Grundlagen von SQL SQL-Triggersprache Syntax der SQL-Triggersprache Semantik der SQL-Triggersprache Kapitel 5 ARTA (Active Real Time Access DBS) Namenskonvention GUI von ARTA Erweiterungen in ARTA II Kapitel 6 Erweiterungen der SQL-Triggersprache Steuerungskomponenten Zeitereignisse Syntax der ARTA II-Trigger Semantik der ARTA II-Trigger Kapitel 7 ARTA II Schichtenarchitektur Systemarchitektur Time Event Manager Trigger Execution Kapitel 8 GUI ARTA II-Menüstruktur Triggerübersichtsoberfläche Triggereditor SQL-Statement Terminal Zusammenfassung 83 Literaturverzeichnis 85 Anhang 83 VII

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9 ARTA Einleitung Einleitung.. A Trigger is like a genie that you can place inside the database, to wake up and do your bidding whenever a certain event takes place [DCha98]. DB DB DB In dieser Arbeit wird das System ARTA II vorgestellt, das als Präprozessor für das Datenbankverwaltungssystem (DBMS) Microsoft Access dient. ARTA II wurde in Visual Basic implementiert, basiert auf einem in früheren Diplomarbeiten entwickelten aktiven DBMS namens ARTA und steht für Active Real Time Access Database System. Das Microsoft Access-Datenbanksystem wurde um aktive Regeln erweitert, die das passive in ein aktives Datenbanksystem überführen, um auf eintretende Situationen geeignet zu reagieren. Die aktiven Regeln, die in ARTA II verwendet werden, funktionieren nach dem Grundkonzept der ECA-Regeln und werden auch als Trigger bezeichnet. Als Trigger (deutsch: Auslöser) bezeichnet man in SQL eine Anweisungsfolge (eine Abfolge von Aktionen), die ausgeführt wird, wenn eine verändernde Anweisung auf einer bestimmten Tabelle ausgeführt werden soll. Sie dienen der automatischen, ereignisgesteuerten Ausführung von SQL-Befehlen. Diese werden vom DBMS ausgewertet bzw. überprüft, um dann automatisch zugehörige Aktionen auszuführen. Trigger sind ein mächtiges und flexibles Programmierungskonzept. Durch aktive Regeln, kann die Datenbank auf bestimmt eintretende Ereignisse reagieren. Die Ereignisse, die eine aktive Regel auslösen können, sind z.b. Datenbankänderungen (insert, delete oder update) oder das Eintreten eines bestimmten Zeitpunktes. In SQL sind Trigger erstmals im SQL:1999-Standard eingeführt worden. Die Trigger in SQL werden durch die primitiven Datenmanipulationsereignisse insert, update und delete ausgelöst. Die ARTA II-Triggersprache hingegen erlaubt es, auch auf Zeitereignisse zu reagieren. Dazu mußte das SQL-Triggerkonzept von SQL:1999 beträchtlich erweitert werden. Außerdem ist eine Erweiterung der SQL- Triggersprache um Steuerungselemente nötig. Die Steuerungselemente eines Triggers dienen z.b. der Angabe über den Zustand eines Triggers, also ob dieser aktiviert oder deaktiviert ist. Es kann ein Gültigkeitsintervall für einen Trigger angegeben werden, um festzulegen, wie lange dieser gültig ist. Bei Erstellen eines Triggers wird eine Priorität vergeben, die auch manuell verändert werden kann. Mit ihr kann eine eindeutige Abarbeitungsreihenfolge festgelegt werden. In SQL:1999 ist die Abarbeitungsreihenfolge durch das Erstellungsdatum des Triggers festgelegt und somit nicht so flexibel zu handhaben wie in ARTA II. Der Zeitereignisaspekt wurde bereits in verschiedenen Arbeiten untersucht, wie in [Modic00] und [Löhr97] und in einigen objektorientierten Datenbankverwaltungssystemen wie z.b. HiPAC (High Performance Active Database System) oder SAMOS (Swiß Active Mechanism Besed Object-Oriented Active Database Sys- 1

10 ARTA Einleitung tems) realisiert. Die periodischen Zeitereignisse, die in ARTA realisiert wurden beruhten auf diese Studien. In ARTA II hingegen wurde ein neues Konzept zur Realisierung der periodischen Zeitereignisse erstellt und umgesetzt. Die Entwicklung eines aktiven DBMS stellt auch eine besondere Anforderung an die grafische Benutzerschnittstelle (GUI). Mit der in ARTA II neu gestalteten grafischen Benutzeroberfläche wird dem Anwender ein komfortables Werkzeug zur Verfügung gestellt, um Trigger in der erweiterten SQL-Triggersprache zu erstellen. Schwerpunkt bei der Gestaltung und Implementierung der GUI war es, dem Anwender bei der Erstellung eines SQL-basierten Triggers so zu helfen, daß dieser keinerlei Fehleingaben bezüglich der Syntax tätigen kann. Ein weiterer Schwerpunkt war die Realisierung der Triggerverwaltung und -aktivierung mittels der GUI, so daß der Anwender den Zustand der ARTA-Trigger abrufen und auch ändern kann. Der wichtigste Aspekt jedoch beruht auf der grafischen Realisierung für die Eingabe und Anzeige der verschiedenen Ereignistypen. Möchte man direkt SQL-Statements an die Datenbank absetzen, so kann dies über eine Art Terminal realisiert werden. Auch hier soll eine komfortable Verwaltung bereits gespeicherter SQL-Statements über der GUI das Arbeiten erleichtern. Aufbau der Arbeit In Kapitel 1 wird eine Einführung in aktive Datenbanken gegeben. Dieses, sowie die folgenden drei Kapitel bilden den Grundlagenteil dieser Arbeit. In Kapitel 2 wird das Datenbankverwaltungssystem Microsoft Access vorgestellt in das ARTA II implementiert wurde. Kapitel 3 stellt die Programmiersprache Microsoft Visual Basic vor, in der ARTA II vollständig programmiert wurde. Die Entwicklungsumgebung, sowie wichtige Sprachkonstrukte werden hier behandelt. Anschließend wird in Kapitel 4 SQL:1999 kurz vorgestellt. Die Syntax und die Semantik der SQL-Triggersprache sind hier von relevanter Bedeutung, da diese die Basis der ARTA II-Triggersprache bildet. In Kapitel 5 wird das alte ARTA-System vorgestellt. Anschließend werden die Erweiterungen zum neuen ARTA-System kurz angesprochen, die dann in den folgenden Kapiteln genauer dargestellt werden. Kapitel 6 stellt die Erweiterung der ARTA II-Triggersprache vor. Dabei wird auf die neue Syntax und die damit verbundenen semantischen Änderungen der Sprache eingegangen. Kapitel 7 beschäftigt sich mit der ARTA II-System-architektur und Kapitel 8 schließlich mit der Umsetzung der grafischen Benutzerschnittstelle (GUI). 2

11 Aktive Datenbanken Kapitel 1 Aktive Datenbanken Aktive Datenbanken In diesem Abschnitt wird erläutert, was eine aktive Datenbank ist. Nach einer kurzen Motivation werden die aktiven (ECA)-Regeln eingeführt, welche das grundlegende Paradigma einer aktiven Datenbank bilden. Programm 1 Programm 2 Programm n DBMS (Datenbankverwaltungssystem) DB 1 (Datenbank) DB 2 (Datenbank) DB n (Datenbank) DBS (Datenbanksystem) Abbildung 1.1: Architektur eines Datenbanksystems Datenbanksysteme (engl. Database Systems, abgek. DBS) ermöglichen eine integrierte Verwaltung aller Daten in einer Organisation. Ein Datenbanksystem besteht aus einer Datenbank und einem Datenbankverwaltungssystem. Eine Datenbank (engl. Database, abgek. DB) wird als eine Sammlung von Daten, die aus der Sicht des Benutzers zusammen gehören, bezeichnet. Ein Datenbankverwaltungssystem (engl. Database Management Systems, abgek. DBMS) hat die Aufgabe, die Daten der Datenbank so zu verwalten, daß logische und physische Datenunabhängigkeit, Datenintegrität, Datensicherheit und weitestgehende Redundanzfreiheit bestehen. [NiJo92] Eine Datenbank heißt aktive Datenbank, wenn sie, zusätzlich zu den Leistungen passiver Datenbanksysteme, Ereignisse erkennen und automatisch mit vordefinierten Aktionen darauf reagieren kann. Dazu benötigt man aktive Regeln, die bei bestimmten Ereignissen ausgelöst werden. Die Ereignisse, auf die durch aktive Regeln reagiert werden kann, sind ein wichtiger Bestandteil dieses Kapitels. Am folgenden vereinfachten Beispiel einer Sekretärin des Prüfungsamtes, die mit Hilfe eines Datenbanksystems über den aktuellen Stand der Abgabefristen für Diplomarbeiten Buch führt, soll das aktive Datenbanksystem motiviert werden. 3

12 Aktive Datenbanken 1.1 Motivierende Beispiele Meldet ein Student seine Diplomarbeit an, so müssen zunächst eine große Anzahl an Bedingungen überprüft werden, wie z.b.: hat dieser Student die Zulassung, um eine Diplomarbeit anzumelden? oder hat dieser Student schon eine Diplomarbeit angemeldet? Das Datenbanksystem sollte solche Situationen erkennen und die passenden Regeln auslösen, um mitzuteilen, ob eine Bedingung verletzt wurde. Dies setzt voraus, daß das System automatisch bestimmte Ereignisse, wie das Anmelden einer Diplomarbeit, erkennen und darauf reagieren kann. Mit einem passiven Datenbanksystem können Situationen dieser Art nicht erkannt werden, da ein solches System nicht über aktive Regeln verfügt. D.h. es enthält keine Mechanismen, mit denen Situationen erkannt und entsprechende Reaktionen ausgeführt werden können. Um dennoch ein solches Verhalten realisieren zu können, müssen Programme auf Applikationsebene geschrieben werden, die mit dem DBS kommunizieren. Dabei treten die zwei folgenden Nachteile ein: Jedes Anwendungsprogramm, das die Anmeldung einer Diplomarbeit registriert, muß um zusätzliche Prozeduren erweitert werden, die bei einer Anmeldung sämtliche Regeln der DPO (Diplomprüfungsordnung) überprüft und bei einer Verletzung eine entsprechende Aktion ausführt. Die Aktualisierungen der DB wird somit von Anwendungsprogrammen übernommen, d.h. daß das die aktiven Regeln nicht im Datenbanksystem, sondern in den Anwendungsprogrammen implementiert wurden. Die Nachteile dieser Arbeitsweise werden bei der Änderung einer Regel bewußt. Es entsteht ein sehr hoher Verwaltungsaufwand, da das Ändern einer Regel in allen Anwendungsprogrammen stattfinden muß, die auf die gleiche Datenbank zugreifen. Dies setzt wiederum voraus, daß man alle Regeln für alle Anwendungen kennt, da dem Datenbanksystem selbst diese Regeln nicht bekannt sind und es somit den inkonsistenten Zustand nicht erkennen kann. Ein weiterer Nachteil betrifft die Situationserkennung: Ein Mitarbeiter des Prüfungsamtes möchte über die Überschreitung der Abgabefrist einer Diplomarbeit informiert werden. Diese Situation kann in einem passiven Datenbanksystem nur dann erkannt werden, wenn ein Mitarbeiter eine manuelle Anfrage oder wenn ein Anwendungsprogramm regelmäßige Anfragen an die Datenbank tätigt. Dieses Abfragen des Datenbankzustandes nennt man polling. Bei diesem Verfahren besteht die Gefahr, daß diese Anfragen entweder zu häufig oder zu selten stattfinden. Finden sie zu häufig statt, führt dies zu einer unnötigen Belastung des Systems. Geschehen die Anfragen zu selten, so kann es vorkommen, daß die Situation zu spät bemerkt wird und die erforderliche Aktion dadurch zu lange unterbleibt. [DiGa00] Da in der Datenbank üblicherweise viele Informationen für die Beschreibung von Situationen, die zur Ausführung von Folgeaktionen führen, vorhanden sind, liegt es nahe, das Erkennen von Situationen durch das Datenbanksystem selbst anzustreben. Dafür muß das System um eine aktive Komponente erweitert werden. Eine 4

13 Aktive Datenbanken anerkannte Definition des Begriffes aktives Datenbanksystem existiert nicht. Die folgende grobe Definition stammt aus [DiGa00]. Ein Datenbanksystem heißt aktiv, wenn es, zusätzlich zu den üblichen DBS - Fähigkeiten, in der Lage ist, interessante Situationen in der Datenbank (und wenn möglich darüber hinaus) zu erkennen und als Folge davon bestimmte (ebenfalls definierbare) Reaktionen auszulösen. [DiGa00] Aus dieser Definition geht hervor, daß ein aktives Datenbanksystem (Active Database System, abgek. ADBS) die Funktionalität eines passiven Datenbanksystems enthält, das um aktive Regeln erweitert wurde. Das aktive Datenbankverwaltungssystem (Active Database Management System, abgek. ADBMS) ist die Software für Verwaltung und Benutzung der aktiven Datenbank (Active Database, abgek. ADB). ADBS ist ein ADBMS samt (mindestens) einer ADB. Für ein Datenbanksystem ist die Eigenschaft aktiv orthogonal zu seinem zugrunde liegenden Datenmodell; demzufolge kann man von aktiven relationalen Datenbanksystemen sprechen. Die Definition des aktiven Verhaltens geschieht mit Hilfe der Situations, Aktionsregeln, die beschreiben, wie beim Eintreten einer bestimmten Situation reagiert werden muß. Als Beispiel soll die oben erwähnte Überprüfung der Fristen zur Abgabe einer Diplomarbeit dienen. Situation: Die Abgabefrist wurde überschritten. Aktion: Erstellung einer für den betreffenden Studenten. Im folgenden Abschnitt werden die Situations-, Aktionsregeln (ECA-Regeln) vorgestellt. 1.2 Regelparadigma Konventionelle DBMS, wie z.b. Microsoft Access, sind passive DBMS. Bei diesen passiven Systemen werden Datenbankänderungen nur als Reaktion auf eine ausgelöste Operation eines Anwenders oder einer Anwendung ausgeführt. Soll die Datenbank aber automatisch auf bestimmte vordefinierte Ereignisse reagieren können, so muß das passive Datenbankverwaltungssystem um die Möglichkeit erweitert werden, zur Laufzeit selbstständig auf eine bestimmte eintretende Situation mit einer festgelegten Aktion reagieren zu können. Die Situationsüberwachung kann mittels Ereignis-Bedingung-Aktion-Regeln (engl. Event, Condition, Action, abgek. ECA) realisiert werden. Eine ECA-Regel kann als Tripel (E, C, A) modelliert werden, wobei E, C und A die Regelkomponenten wie folgt bezeichnen: E: (event), der Ereignisteil spezifiziert das auslösende Ereignis, bei dessen Auftreten die Regel gefeuert wird. 5

14 Aktive Datenbanken C: (condition), der Bedingungsteil drückt eine Vorbedingung für das Ausführen der Regel aus. Ereignis und Bedingung spezifizieren eine Situation. A: (action), der Aktionsteil enthält den eigentlichen, auszuführenden Code, der die Reaktion auf die eintretende Situation darstellt. 1.3 Regelspezifikation Im folgenden Abschnitt geht es um die Abgrenzung der drei Komponenten einer Regel. Diese finden sich im Abschnitt Regelausführung wieder. Ereignisteil Im Ereignisteil einer ECA-Regel können verschiedene Ereignistypen angegeben werden. In diesem Abschnitt soll eine Übersicht über die verschiedenen Ereignistypen in aktiven Datenbanken gegeben werden. Dazu soll zunächst auf das obige Beispiel Ein Student meldet seine Diplomarbeit an eingegangen werden. Das Ereignis das hier eintritt, ist die Anmeldung der Diplomarbeit und entspricht dem Typ der Änderungsereignisse. Das Ereignis könnte sich aber auch auf einen Zeitpunkt beziehen wenn man die Abgabefrist einer Diplomarbeit in Betracht zieht. Das Ereignis könnte lauten: die Abgabefrist der Diplomarbeit läuft am um 10:00 Uhr ab. Dieses Ereignis entspricht einem Zeitereignistyp. Diese Ereignisse beschreiben interessante Situationen. Zudem kann eine interessante Situation auch durch die Kombination mehrerer anderer Situationen entstehen. Kommen wir zunächst zu einer groben Definition von Ereignis: Unter einem Ereignis versteht man das signalisierte Auftreten eines internen oder externen Zustandes in Form eines Zeitpunktes, einer Datenbankoperation oder eines Anwendungssignals. Man unterscheidet in der Regel zwischen einfachen und den zusammengesetzten Ereignissen. [DiGa00] Unter einem einfachen Ereignis versteht man ein Datenbank- oder ein Zeitereignis. Diese Ereignistypen können wiederum in verschiedene Untertypen unterteilt werden. So können Datenbankereignisse in Änderungs- oder Transaktionsereignisse unterteilt werden. Bei den Zeitereignissen werden die Untertypen relative, absolute und periodische Zeitereignisse unterschieden. 6

15 Aktive Datenbanken Ereignisse einfache Ereignisse zusammengesetzte Ereignisse Datenbankereignisse Zeitereignisse Änderungsereignisse Transaktionsereignisse absolute Zeitereignisse periodische Zeitereignisse relative Zeitereignisse begin trans end trans rollback insert delete update Abbildung 1.2: Ereignistypen Mit Änderungsereignissen läßt sich der Zustand einer Datenbank verändern. Das Löschen, Einfügen und Ändern kann mittels der Änderungsoperatoren insert, delete oder update realisiert werden. Zu den Datenbankereignissen gehören aber auch Transaktionsereignisse, die durch Transaktionsbefehle ausgelöst werden (transaction begin, transaction end), sowie z.b. das An- und Abmelden eines Benutzers an einer Datenbank. Weitere Datenbankereignisse, die zur Auslösung einer Regel führen können, sind z.b. Aufrufe einer Prozedur oder einer Funktion in einer Datenbankprogrammiersprache. Zeitereignisse sind weitere atomare Ereignistypen, die zur Auslösung einer Regel führen können. Sie werden in drei Untertypen unterteilt: In periodische (alle 5 Stunden), absolute (am um 09:00 Uhr) oder relative Zeitereignisse (alle 2 Stunden nach dem Löschen einer bestimmten Tabelle), Die atomaren Ereignistypen zählen zu den einfachen Ereignissen. Neben den bisher beschriebenen einfachen Ereignissen, gibt es die komplexen (zusammengesetzten) Ereignisse, die aber in dieser Arbeit nicht weiter behandelt werden und deshalb nur vollständigkeitshalber erwähnt werden. Bei zusammengesetzten Ereignissen werden zwei oder mehrere atomare Ereignisse mittels der Kompositionsoperatoren Sequenz, Disjunktion, Konjunktion, Negation und Reduktion kombiniert. Diese können wiederum aus der Kombination weiterer zusammengesetzter Ereignisse bestehen. [Modic00] Ein interessanter Aspekt, was die zusammengesetzten Ereignisse betrifft, ist die Erkennung des Auftretens eines komplexen Ereignisses. Wichtig dabei ist das Erkennen der Reihenfolge für das Eintreten der atomaren Ereignisse. Dazu könnte eine Protokolldatei geführt werden, in welcher der Eintrittszeitpunkt und weitere Parameter verzeichnet werden. Bei der Erkennung zusammengesetzter Ereignisse treten zudem verschiedene Fragen in Bezug auf den Ereignisverbrauch auf.[modic00] 7

16 Aktive Datenbanken Bedingungsteil Durch die Angabe einer Bedingung kann der aktuelle Datenbankzustand auf bestimmte Eigenschaften hin überprüft werden. Die Bedingung wird dann ausgewertet, wenn die Regel ausgelöst wurde, d.h. wenn das Ereignis eingetreten ist. In einigen Systemen ist das Weglassen des Bedingungsteils erlaubt, was zur Folge hätte, daß eine Regel nach Eintritt des auslösenden Ereignisses immer gefeuert würde. Eine Bedingung kann z.b. eine Datenbankanfrage, ein Datenbankprädikat oder eine Anwendungsprozedur sein. Bei einer Datenbankanfrage handelt es sich um eine Anfrage in der zugehörigen Anfragesprache, die entweder eine leere oder nicht leere Antwort liefert. Bei einem Datenbankprädikat wird ein Datenbankzustand überprüft (z.b. eine WHERE Klausel in SQL). Die am schwersten zu kontrollierenden aber auch ausdrucksstärksten Beschreibungsarten in der Bedingung sind die Anwendungsprozeduren, die analog zu den Datenbankprädikaten einen Boole schen Wert (TRUE oder FALSE) oder analog zu den Datenbankanfragen leere oder nicht leere Datenmengen zurückgeben. Die Anwendungsprozeduren werden in der Anwendungsprogrammiersprache des zugrundeliegenden Systems in Form von Prozeduren oder Modulen geschrieben. Aktionsteil Im Aktionsteil wird definiert, wie auf eine bestimmte Situation (Ereignis und Bedingung) reagiert werden soll. Der Aktionsteil kann aus mehreren Anweisungen bestehen, wie z.b. Datenmanipulationsoperationen, Datenbankbefehlen und Anwendungsprozeduren. Der Aktionsteil wird nach Eintreten eines Ereignisses und nach Erfüllung einer Bedingung ausgeführt Regelausführung Bei der Regeldefinition können gewisse Semantiken spezifiziert werden, die bei der Aktionsverarbeitung zu berücksichtigen sind. Beispiele dafür sind, Prioritäten, mit denen eine Verarbeitungsreihenfolge festgelegt werden kann, sowie auch Kopplungsmodi, welche die Ausführung in Bezug auf Transaktionen 1 beschreiben. Daneben muß das Ausführungsmodell auch Mechanismen beinhalten, mit denen Probleme, wie die Terminierung und die Reihenfolge der Regelverarbeitung (conflict resolution), behandelt werden. Ein Überblick über solche Konstrukte wird in den folgenden Abschnitten gegeben. 1 Bezeichnung für eine Folge von Datenbankoperationen, die einen bezüglich bestimmter Bedingungen zulässigen Übergang von einem zulässigen DB-Zustand wieder in einen zulässigen DB- Zustand bewirkt und nur als Einheit wirksam werden kann. 8

17 Aktive Datenbanken Auslösungszeitpunkte Wird der Aktionsteil einer Regel gefeuert, so kann man in der Datenbank zwei Zeitpunkte beobachten Einmal den Zeitpunkt vor (Pre-Zeitpunkt) und einmal den nach (Post-Zeitpunkt) der Änderung des Datenbankzustandes. Es ist daher bei einem aktiven Datenbanksystem sinnvoll auf beide Auslösezeitpunkte reagieren zu können. Auslösungsgranularität Da bei der Ausführung von Befehlen häufig auf mehrere Datensätze zugegriffen wird, kann es sinnvoll sein, zwischen zwei verschiedenen Auslösegranularitäten unterscheiden zu können. Instanzorientierte Regeln (instance-oriented) werden für jeden betroffenen Datensatz einmal ausgeführt, während mengenorientierte Regeln (set-oriented) einmal pro Befehl ausgeführt werden, egal auf wie viele Datensätze der Befehl zugreift. Prioritäten Bei der Ausführung einer Regel kann es vorkommen, daß durch ein Ereignis mehrere Regeln gleichzeitig gefeuert werden. Mit der Angabe einer Priorität für jede Regel, kann eine Konfliktsituation, was die Reihenfolge der Abarbeitung betrifft, vermieden werden. Reihenfolge Natürlich wäre es schön bei einer Konfliktsituation die Reihenfolge der Verarbeitung mit anzugeben. Es stellt sich die Frage, ob die gleichzeitig gefeuerten Trigger nacheinander (sequentiell) oder vielleicht sogar nebeneinander (parallel) abgearbeitet werden sollen. Die sequentielle Lösung könnte mittels Datensperren verwirklicht werden, während die parallele Lösung entsprechende Funktionalität an das ADBS fordert. Kopplungsmodi [Mos85] In einem aktiven Datenbanksystem werden Regeln nach Eintritt eines auslösenden Ereignisses gefeuert. Der Zeitpunkt, zu dem diese Regel gefeuert wurde, muß jedoch nicht dem Zeitpunkt der Abarbeitung der Regel entsprechen. Manchmal ist es sinnvoll, die Regelverarbeitung erst am Ende der regelauslösenden Transaktion durchzuführen. Beim Anlegen einer Regel können zwei Arten von Kopplungen angegeben werden. Diese kann entweder zwischen Ereignis und Bedingung (EC- Kopplung) oder zwischen Bedingung und Aktion (CA-Kopplung) angegeben werden. Mit EC-Kopplung wird die zeitliche Beziehung zwischen dem Auftreten eines regelauslösendem Ereignisses (E) und der Auswertung ihrer Bedingung (C) beschrieben. Mit CA-Kopplung wird die zeitliche Beziehung zwischen der Auswertung der Bedingung (C) und der Ausführung der Aktion (A) beschrieben. Bei beiden Kopplungsarten können drei verschiedene Modi angegeben werden. Anhand einer EC-Kopplung sind hier exemplarisch drei Möglichkeiten dargestellt. 9

18 Aktive Datenbanken Immediate (sofort): die Bedingungsauswertung erfolgt in der gleichen Transaktion unmittelbar nach dem Eintritt des Ereignisses. Deferred (verzögert): Die Bedingungsauswertung erfolgt in der gleichen Transaktion, jedoch nach dem letzten Befehl und bevor die Transaktion in die Datenbank festgeschrieben wird. Decoupled (getrennt): Die Bedingung wird in einer separaten Transaktion ausgewertet. Es besteht keine Abhängigkeit zwischen den beiden Transaktionen. Terminierung In aktiven Datenbanksystemen können Regeln spezifiziert sein, die sich gegenseitig auslösen. Die Verarbeitung kann daher zu Regelkaskaden führen, da eine Regel eine oder mehrere andere Regeln auslöst und jede dieser Regeln wiederum eine oder mehrere Regeln auslöst usw. Einen Spezialfall dieser Kaskaden stellen Zyklen dar, die eine Regel enthalten, die entweder direkt oder indirekt immer wieder ausgelöst wird. Ein solches Verhalten kann von den Benutzern gewollt sein. Jedoch muß sichergestellt sein, daß Zyklen immer terminieren. Dieses Problem kann in aktiven Datenbanksystemen auf verschiedene Arten gelöst werden. Eine triviale Lösung besteht darin, daß keine Regeln definiert werden dürfen, die einen Zyklus bilden. Reihenfolge der Regelverarbeitung (conflict resolution) Mit diesem Begriff wird das Problem der Verarbeitungsreihenfolge bezeichnet. Durch das Eintreten eines Ereignisses können mehrere Regeln ausgelöst werden, die zu verarbeiten sind. Es stellt sich daher die Frage: Welche Regel soll zuerst, welche Regel danach usw. ausgeführt werden? Dieses Problem muß in aktiven Datenbanksystemen behandelt werden. Eine Möglichkeit besteht darin, daß das System die Regeln in einer willkürlich festgelegten Reihenfolge verarbeitet. Verbrauch von Ereignissen Wenn eine Regel bearbeitet wird, d.h. ihre Bedingung ausgewertet und/oder ihre Aktion ausgeführt wird, werden die sie auslösenden Ereignisse auf verschiedene Arten behandelt, die als Ereignisverbrauchsmodi (event consumption modes) bezeichnet werden. Dabei sind zwei Aspekte von Bedeutung. Zum einen, ob die bearbeiteten Ereignisse ihre auslösende Wirkung auf Regeln beibehalten und zum anderen, falls sie diese verlieren, wann die Wirkung erlischt, d.h. sozusagen das Ereignis verbraucht wird. [ToPy98] 10

19 Microsoft Access Kapitel 2 Microsoft Access Microsoft Access - ein relationales DBMS Microsoft Access (abgek. MS-Access) [MS-A00] ist ein Vertreter der sogenannten relationalen Datenbankverwaltungssysteme (Relational Database Management System, abgek. RDBMS). In einem relationalen Datenbankverwaltungssystem werden Daten als eine Menge von zweidimensionalen Tabellen gespeichert. Die Tabellen bestehen aus einer festen Anzahl von Spalten und einer beliebigen Anzahl von Zeilen. Jede Spalte einer Tabelle repräsentiert ein Attribut des Relationsschemas und jede Zeile entspricht einer spezifischen Instanz dieses Schemas, also einem Datensatz. Die Daten in diesen Tabellen werden mit Hilfe der strukturierten Anfragesprache SQL (engl. Structured Query Language) manipuliert. SQL ist eine standardisierte Sprache zur Definition und Manipulation von Daten in einer relationalen Datenbank. MS-Access ist für die Verwaltung großer Datenbestände entwickelt worden. Neben dieser Eigenschaft zeichnet sich MS-Access jedoch besonders durch die sehr leicht zu bedienenden Oberflächen aus, die die Bearbeitung und Repräsentation von Daten gegenüber den klassischen RDBMS deutlich vereinfacht. 2.1 Architektur von Microsoft Access Das Datenbanksystems Microsoft Access besteht aus drei funktionellen Komponenten: Dem Datenbankverwaltungssystem, das die Datenbestände auf der Festplatte verwaltet. Der Benutzeroberfläche, die als Schnittstelle zwischen Anwender und Datenbankverwaltungssystem den Zugriff auf die Daten und deren Präsentation erlaubt. Das VBA-System (Visual Basic for Application), welche die Programmierung von eigenen Anwendungen mit eigenen Benutzeroberflächen ermöglicht. Darüber hinaus wird mit dem Datenbanksystem eine JET-Datenbank-Engine (siehe Unterkapitel 2.2.2) zur Verfügung gestellt, um eine Verbindung zwischen den Datenbanken herzustellen. Dieser Datenmanager kommuniziert mit Objektschnittstellen wie DAO (Data Access Object), ADO (ActiveX Data Objects) und ODBC (Object Database Connectivity). Die JET-Datenbank-Engine ist ein Teil des Microsoft Access Datenbanksystems und liegt in Form von Systemdateien vor, welche über ihre DAO-Objektschnittstelle angesprochen werden. Neben der DAO- Schnittstelle werden ODBC, OLE-DB und in der neuesten Version auch ADO unterstützt. Die JET-Datenbank-Engine ist somit der Teil des Microsoft Access Da- 11

20 Microsoft Access tenbanksystems, der Daten aus Benutzer- und Systemdatenbanken abruft bzw. darin speichert. Sie kann als Datenmanager aufgefaßt werden. 2.2 Komponenten einer Datenbankanwendung Nach dem Start einer neuen MS-Access-Anwendung wird das Datenbankfenster eingeblendet. Es ist das Hauptfenster dieses Systems und stellt die Schaltzentrale dar. Das Datenbankfenster dient der Übersicht über die Anwendungskomponenten. In MS-Access bezeichnet man alles, was benannt werden kann, als Objekt. So besteht eine Microsoft Accessdatenbank aus verschiedenen Objekten, die man einem bestimmten Objekttyp zuordnen kann. Aus dem Zusammenspiel dieser Objekte wird aus einer Datenbank eine Anwendung erstellt. Die Hauptobjekte einer Access- Datenbank sind Tabellen, Abfragen, Formulare, Berichte, Datenzugriffsseiten, Makros und Module. Im folgenden werden diese Komponenten in einfacher Form vorgestellt, da eine detaillierte Erläuterung den Rahmen der Arbeit sprengen würde. Datenbankkomponenten ausgewählte Registerkarte Liste der Tabellen in der Datenbank Abbildung 2.1: Datenbankfenster Alle Daten werden in Tabellen gespeichert. Alle anderen Objekte der Datenbank greifen auf diese Tabellen zu, um die dort gespeicherten Daten bearbeiten, ergänzen, löschen oder anzeigen zu können. Ein Datensatz dieser Tabellen bildet dabei ein Objekt aus der Wirklichkeit ab. Die dazugehörigen Datenfelder enthalten die relevanten Eigenschaften des Objekts. Für jede Tabelle kann ein Primärschlüssel (bestehend aus einem oder mehreren Feldern einer Tabelle) und einem Index (oder meh- 12

21 Microsoft Access reren Indizes) definiert werden. Der Primärschlüssel dient der eindeutigen Identifizierung des Datensatzes und der Index (oder mehrere Indizes) dem schnelleren Zugriff auf diesen. Abfragen sind Objekte, mit denen eine individuelle Auswahl der Daten aus einer oder mehreren Tabellen ermöglicht wird. Eine Abfrage kann unter Microsoft Access auf zwei Weisen realisiert werden. Entweder mit SQL-Befehlen in einem speziellen SQL-Ansichtsfenster oder in einem Entwurfsansichtsfenster. In der Entwurfsansicht bedient man sich der QBE-Funktion (Query By Example). Die Abfragen werden hier mit den Möglichkeiten der graphischen Benutzeroberfläche entworfen. Beim Wechsel in die SQL-Ansicht werden die QBE-Funktionen automatisch in SQL-Befehle übersetzt, so daß man beide Möglichkeiten gemeinsam bei der Entwicklung einer Abfrage nutzen kann. Formulare sind mit die interessantesten Objekte die Microsoft Access zu bieten hat. Sie dienen im wesentlichen der Dateneingabe und Datenanzeige, sowie der Steuerung von Programmausführungen. Ein Formular kann an einer Datenbankquelle (z.b. an eine Tabelle oder eine Abfrage) gebunden werden, um die Daten benutzergerecht darzustellen und um die Dateneingabe zu kontrollieren. Formulare können als Reaktion auf ein beliebiges Ereignis aufgerufen werden und bieten die Möglichkeit Grafiken und OLE-Objekte (Objekt Linking and Embedding) in einem Formular anzuzeigen (Kapitel 2.2.2). Berichte ähneln Formularen. Sie dienen jedoch nicht der Datenbearbeitung, sondern der Datenanzeige. Berichte sind für die Ausgabe auf dem Medium Papier zugeschnitten. Formulare hingegen sind zugeschnitten auf die Ausgabe der Daten auf Monitoren. Auf Berichte wird hier nicht weiter eingegangen, da sie in ARTA II nicht verwendet werden. Möchte man die Daten einer Access-Datenbank im Internet oder Intranet anzeigen oder bearbeiten, so kann dies mit Hilfe der Datenzugriffsseiten verwirklicht werden. Sie sind in ihrer Zweckbestimmung mit den Formularen und Berichten verwandt. Im Gegensatz zu Formularen und Berichten werden Datenzugriffsseiten aber nicht direkt in der Datenbank gespeichert. Wenn in Access eine Datenzugriffsseite erstellt wird, wird die entsprechende Seite außerhalb der Datenbankdatei gespeichert und in der Datenbankdatei eine Verknüpfung zu dieser externen Datei erstellt. Im Verlauf der Arbeit wird auf diesen Punkt nicht weiter eingegangen. [JeRe02] In einer Datenbank werden unter Umständen bestimmte Aktionen immer wieder ausgeführt. Um diese Vorgänge zu automatisieren, können Makros verwendet werden. Sie dienen der Steigerung der Benutzerfreundlichkeit und stellen im Grunde eine Liste von Aktionen dar, die nacheinander ausgeführt werden sollen. Prinzipiell könnten die Aktionen eines Makros auch über Menubefehle in Access ausgeführt werden. Über Makros und Module wird die Intelligenz der Datenbank entworfen. Sie sind das fehlende Glied zwischen den einzelnen Objekten der Datenbank und verbinden diese zu einer leistungsstarken Anwendung. [JeRe02] 13

22 Microsoft Access Ein Modul besteht aus selbstdefinierten Prozeduren oder Funktionen, die in VBA erstellt wurden. Mit Hilfe der Module können Aktionen in mehrere Einzelschritte zerlegt werden. Zudem besteht die Möglichkeit der Fehlerbehandlung, was den wesentlichen Unterschied zu Makros darstellt. Module sind entweder eigenständige Objekte, die von jedem Punkt der Anwendung aus aufgerufen werden können oder Objekte, die unmittelbar mit Formularen oder Berichten verknüpft sind. Der Vorteil ist, daß sie auf Ereignisse antworten, die im Formular oder Bericht auftreten können. [JeRe02] Der Vollständigkeit halber seien hier die Gruppen in der Gruppenleiste erwähnt (siehe Abbildung 2.1). Bei Gruppen handelt es sich nicht um Datenbankobjekte im strengen Sinne. Verknüpfungen zu Datenbankobjekten können hier angelegt werden, um einen schnelleren Zugriff auf diese zu bekommen. Oft benutzte Formulare können in Gruppen hinzugefügt werden, so daß sie stets schnell verfügbar sind. [JeRe02] Die folgende Abbildung verdeutlicht die Beziehungen zwischen den Objekten von Microsoft Access. Es wurde mit Absicht auf die Datenblattansicht verzichtet, um das Diagramm zu vereinfachen. Definieren Formulare, Berichte Abfragen, Tabellen Auslöser Öffnen/ Filter Formulare Auslöser Öffnen, Format, Filter, Formulare, Abfragen, Berichte Module Funktionen Subroutinen Ausführen (Funktionen) Makros Öffnen, Format, Filter, Formulare, Abfragen, Berichte Ausführen (Funktionen) Ausführen/ Aufrufen Auslöser Auslöser Druck Ansicht Filter Berichte Abfragen Tabellen Aktion Datenfluß Abbildung 2.2: Die Hauptobjekte von Microsoft Access und ihre Beziehungen [JoVi96] Jede Microsoft Access-Anwendung (-Datenbank) speichert die zuvor erwähnten Anwendungskomponenten (Tabellen, Formulare, Abfragen, Berichte, Makros und Module) in einer monolithischen.mdb-datei (Microsoft Access Database) ab. Es 14

23 Microsoft Access ist allerdings möglich die Tabellendefinitionen (Data Dictionary) und den Datenbestand, sowie die Oberfläche in zwei verschiedenen Dateien zu halten. Dies geschieht durch eine Funktion, die zur Verknüpfung von Tabellen dient. Bei der Entwicklung von ARTA II wurden die Datenbanktabellen und das ARTA II- Datenbanksystem voneinander getrennt, was viele Vorteile mit sich bringt. Mehr dazu in Kapitel 7. In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen zuvor erwähnten Anwendungskomponenten vorgestellt. Dabei werden nur die in Bezug auf das ARTA- System relevanten Komponenten erwähnt Tabellen Eine Tabelle ist eine Auflistung von Daten zu einem bestimmten Thema, wie z.b. Angaben zu einem Student: Name, Matrikelnummer, Semester. Wie zuvor erwähnt repräsentiert jede Spalte einer Tabelle ein Attribut des Relationsschemas und jede Zeile der Tabelle entspricht einem Tupel der Relation. Ein Datensatz entspricht einem Datenbankzustand. Entwurfs- und Datenblattansicht Wenn die Struktur oder die Gestaltung der Tabelle verändert werden soll, so geschieht dies in der Entwurfsansicht der Tabelle. In dieser Ansicht bezeichnet jede Zeile im oberen Teil des Tabellenfensters ein anderes Feld der Tabelle. Beim Markieren eines Feldes erscheinen im unteren Bereich die Eigenschaften zu diesem Feld. Diese sind unterteilt in Allgemein und Nachschlagen. Schlüsselvergabe Jede Zeile definiert ein Feld der Tabelle Einstellungen für die Eigenschaften Liste der Eigenschaften für das aktuelle Feld Abbildung 2.3: Entwurfsansicht einer Tabelle 15

24 Microsoft Access In den allgemeinen Feldeigenschaften können Gültigkeitsregeln für die einzelnen Felder angegeben werden. So ist es z.b. möglich bei einem Textfeld die Feldgröße anzugeben. Bei der Verletzung einer Gültigkeitsregel kann eine vordefinierte Meldung, die unter Gültigkeitsmeldung formuliert wird, ausgegeben werden. Mit dem Eingabeformat lassen sich Eingabehilfen erstellen. Dazu das Beispiel der Eingabe eines Datums. Wünschenswert wäre, die Eingabe eines Datums ohne Trennpunkte und mit Platzhaltern für Tag, Monat und Jahr (.. ). Eine weitere hilfreiche Eigenschaft ist die Formulierung von Gültigkeitsregeln. Diese geben an, welche Anforderungen die Eingabedaten in einem Datensatz, Feld oder Steuerelement erfüllen müssen Dazu kann ein Ausdrucksgenerator aufgerufen werden, mit dessen Hilfe sich komplexe Ausdrücke mittels Funktionen, Konstanten und Operatoren erstellen lassen. Interessant ist auch die zweite Seite der Feldeigenschaften Nachschlagen. Hier kann angegeben werden, wie sich ein Steuerelement verhalten soll, wenn es an dieses Tabellenfeld gebunden wird. In der folgenden Abbildung sind die Einstellungen für das Tabellenfeld Student_Hauptfach zu sehen. Ein Steuerelement, das mit diesem Feld in Verbindung steht, bekommt eine Werteliste als Datenherkunft zugewiesen. Die Werte der Liste werden durch Semikolon getrennt. In der Datenblattansicht in Abbildung 2.5 wird diese Einstellung sichtbar. Bei der Eingabe eines Hauptfaches wird die Werteliste eingeblendet, um aus ihr einen Eintrag auswählen zu können. Abbildung 2.4: Zweite Seite der Feldeigenschaften Schlüsselvergabe Jede Tabelle einer relationalen Datenbank sollte mit einem Schlüsseln versehen werden, um im Regelfall den Zugriff auf die in den Tabellen gespeicherten Daten zu beschleunigen und eindeutig zu machen. Einmal definierte Schlüssel werden von MS-Access automatisch verwendet, sofern es die Anwendung erlaubt. MS- Access ermöglicht es zwei Arten von Schlüsseln in Tabellen zu vergeben: Der Primärschlüssel beschleunigt den Zugriff auf die Daten in der Tabelle. Für jede Tabelle sollte ein Primärschlüssel vergeben werden, der eine ein- 16

25 Microsoft Access deutige Identifikation eines jeden Datensatzes in der Tabelle ermöglicht. Unter MS-Access kann der Primärschlüssel aus einem oder mehreren Feldern bestehen. Es kann jedoch nur einen Primärschlüssel oder zusammengesetzten Primärschlüssel in einer Tabelle geben. Fremdschlüssel werden von MS-Access automatisch bei der Suche oder bei der Abfrage von Datenbeständen verwendet und können diese Prozesse erheblich beschleunigen. Unter MS-Access können Fremdschlüssel definiert werden, die aus einem oder bis zu zehn Datenfeldern bestehen. Bei der Vergabe von Schlüsseln unter MS-Access ist zu beachten, daß deren Pflege während der Bearbeitung von Daten Rechenzeit, Arbeits- und Festplattenspeicher erfordert. Schlüssel sollten daher hauptsächlich für die Felder definiert werden, die häufig bei der Datensuche oder der Sortierung verwendet werden. Für weniger häufig auftretende Sortierreihenfolgen sollten Abfragen definiert werden. Zwar benötigen diese mehr Zeit als ein Zugriff über Schlüssel, der Zeitbedarf ist jedoch auf einen Zeitpunkt beschränkt. Abfragen werden von MS-Access nicht ständig gepflegt und belasten somit den normalen Ablauf weniger als Schlüssel. In der Datenblattansicht können die Daten einer Tabelle hinzugefügt, gelöscht oder geändert werden. Jeder Datensatz, der erfaßt oder geändert wird, wird automatisch gespeichert, sobald der Cursor aus diesem Datensatz herausgenommen wird. Abbildung 2.5: Datenblattansicht einer Tabelle Beziehungen Microsoft Access bietet mit dem Beziehungsfenster die Möglichkeit, Beziehungen zwischen einzelnen Tabellen anzugeben. Interessant ist der Aspekt, daß Beziehungen ein separates Konzept und nicht Teil des Tabellenentwurfs sind. Das Beziehungsfenster kann von der Menüleiste aus geöffnet werden. Nachdem verschiedene Tabellen zu den einzelnen Themen in der Microsoft Access-Datenbank angelegt wurden, muß Microsoft Access mitgeteilt werden, wie 17

26 Microsoft Access diese Informationen wieder zusammengeführt werden. Der erste Schritt in diesem Prozeß besteht darin, Beziehungen zwischen ihren Tabellen zu definieren. Anschließend können Abfragen, Formulare und Berichte erstellt werden, um die Informationen aus verschiedenen Tabellen gleichzeitig anzuzeigen. Eine Beziehung bezeichnet die Ein- oder Mehrdeutigkeit einer sinnvollen Verknüpfung von Attributen (Datenfeldern) innerhalb einer oder mehrerer Datentabellen. Eine wichtige Rolle spielen solche Beziehungen vor allem bei der Verknüpfung mehrerer Tabellen zu einem umfassenden Informationspool. Eine solche Verknüpfung wird in Microsoft Access durch das Einfügen eines eindeutigen Attributes (Datenfeld) aus der Primärtabelle ermöglicht. Abbildung 2.6: ARTA II-Anwendungsdaten in der Beziehungsansicht Beziehungstypen Microsoft Access kennt drei Typen von Beziehungen. Die 1:1 (eins zu eins), 1:n (eins zu n) und die n:m (n zu m)beziehungen. In der 1:1 Beziehung entspricht ein Attributwert der Primärtabelle genau einem einzigen anderen Attributwert aus der Fremdtabelle. Dies ist die einfachste und klarste Datenbeziehung. Eine 1:n Beziehung kennt für einen eindeutigen Ausgangswert mehrere andere zugeordnete Werte. Sie gehört zu den häufigsten Typen von Datenbeziehungen. Das wichtigste bei diesem Beziehungstyp ist die klare Identifizierung des eindeutigen Ausgangswertes. Bei einer m:n Beziehung lassen sich mehrere Attributwerte mehreren Werten eines anderen Attributes zuordnen. Diese Art der Beziehung sollte nach Möglichkeit vermieden werden, da bei einer derartig unklaren Beziehungsdefinition kaum ver- 18

27 Microsoft Access nünftige Auswertungen mit den Daten durchgeführt werden können. Häufig können solche Beziehungen durch zusätzliche Tabellen weiter aufgegliedert und vereinfacht werden. 19

28 Microsoft Access Referentielle Integrität Microsoft Access bietet die Möglichkeit referentielle Integrität in Tabellen festzulegen. Dadurch wird sichergestellt, das Beziehungen zwischen Datensätzen gültig sind und die verknüpften Daten nicht versehentlich geändert oder gelöscht werden. Dies dient unter anderem der Aktualisierungsweitergabe und der Löschweitergabe bei Tabellen. Bei der Löschweitergabe werden beim Löschen eines Datensatzes in der Primärtabelle ebenfalls alle Detaildatensätze in der Detailtabelle gelöscht. Bei der Aktualisierungsabfrage wird beim Ändern eines Primärschlüsselwertes in der Primärtabelle der damit übereinstimmende Wert in allen Detaildatensätzen automatisch aktualisiert. Abbildung 2.7: Fenster zum Einstellen der referentiellen Integrität Mit der Definition der referentiellen Integrität werden gleichzeitig eine Beziehung und eine Eingabeprüfung definiert. Ist sie erst einmal definiert, so erkennt MS- Access die relationale Verknüpfung dieser Tabellen bei der Neuanlage von Abfragen, Formularen und Berichten automatisch. Weiterhin gewährleistet MS-Access die referentielle Integrität nun überall dort, wo Daten bearbeitet werden können. Dies betrifft sowohl Dateneingaben in das Tabellen- und Formularfenster, als auch beispielsweise Aktualisierungsabfragen Abfragen Eine Abfrage dient dazu, aus den Tabellen einer Datenbank ausgewählte Felder anzuzeigen und ggf. zu ändern. Man kann also Spalten angeben, die in die Abfrage aufgenommen werden sollen. Außerdem können Kriterien angegeben werden, nach denen die anzuzeigenden Datensätze ausgewählt werden. Dies erzeugt also eine Auswahl unter den Zeilen der Tabellen. Eine Abfrage stellt somit einen Ausschnitt aus der Datenbank dar, der entweder direkt als Datenblatt betrachtet oder als Grundlage für einen Bericht oder ein Formular benutzt werden kann. 20

29 Microsoft Access Der für ARTA II wichtigste Abfragetyp ist die Auswahlabfrage, die der gebräuchlichste Abfragetyp ist. Sie ruft Daten aus einer oder mehrerer Tabellen ab und zeigt die Ergebnisse in einem Datenblatt an. Dort können die Datensätze nach einer Änderung direkt aktualisiert werden. Mit einer Auswahlabfrage können auch Datensätze gruppiert und Summen, Anzahl, Durchschnittswerte und andere Werte berechnet werden. Für die Auswahlabfrage stehen verschiedene Ansichten zur Auswahl. Die wichtigsten sind die Entwurfs-, Datenblatt- und SQL-Ansicht. In der Entwurfsansicht werden mit Hilfe der Tabellen oder abgespeicherten Abfragen neue Abfragen formuliert. Im oberen Bereich des Abfragefensters werden die Feldlisten der Tabelle oder anderer Abfragen angezeigt, die in die Abfrage eingehen. Abbildung 2.8: Auswahlabfrage mit Hilfe einer Tabelle (tbl_student) Im unteren Bereich des Abfragefensters sieht man das Entwurfsraster. Hier werden alle für die Abfrage verwendeten Felder angezeigt. Hier können Sortier- und Auswahlkriterien eingestellt werden. In der Datenblattansicht wird die Auswertung der Abfrage in Form eines Datenblattes angezeigt. Es werden alle Daten angezeigt, die aus der Abfrage hervorgehen. Diese Sicht dient vor allem der Überprüfung der Richtigkeit. So können einfache Fehler bei der Erstellung einer Abfrage direkt entdeckt werden. Die Datenblattansicht ähnelt sehr der Tabellenansicht mit dem Unterschied, daß der Anwender nicht unterscheiden kann, ob die Daten aus einer oder mehrerer Tabellen stammen. Auch hier können Daten eingegeben, geändert und gelöscht werden. 21

30 Microsoft Access Abbildung 2.9: Datenblattansicht einer Abfrage In der SQL-Ansicht wird die SQL-Anweisung, die in der aktuellen Abfrage verwendet wird, angezeigt. Wenn eine Abfrage in der Entwurfsansicht formuliert wurde, erstellt MS-Access im Hintergrund die entsprechende SQL-Anweisung. Die meisten Abfrageeigenschaften im Eigenschaftsfenster der Entwurfsansicht besitzen äquivalente Klauseln und Optionen in der SQL-Ansicht. SQL-Anweisungen können in der SQL-Ansicht bearbeitet und anzeigt werden. Abbildung 2.10: SQL-Ansichtsfenster Außer der Auswahlabfrage existieren noch eine Aktualisierungs-, Einfüge-, und Löschabfrage, auf die hier nicht weiter eingegangen wird Formulare Ein Formular ist ein Typ von Datenbankobjekt, der hauptsächlich zur Eingabe oder Anzeige von Daten in einer Datenbank verwendet wird. Die meisten Formulare sind an eine Datenquelle gebunden. Die Datenquelle eines Formulars bezieht sich auf die Felder in den zugrunde liegenden Tabellen oder Abfragen. Als Datenquelle kann auch eine SQL-Anweisung dienen. Ein Formular muß nicht alle Felder der Datenquelle enthalten, sondern kann auch gefilterte Daten anzeigen. Wie zuvor erwähnt werden in einem gebundenen Formular alle Daten aus der zugrunde liegenden Datenquelle zur Verfügung gestellt. Zusätzliche Informationen zum Formular, wie z. B. Titel, Datum oder grafische Elemente, sind in dem Entwurf des Formulars gespeichert. 22

31 Microsoft Access Entwurfsansicht eines Formulars Möchte man das Design, die Datenquelle oder andere Objekte bezüglich des Formulars ändern, so muß das Formular in der Entwurfsansicht geöffnet werden, siehe folgende Abbildung. Schaltfläche Toolbox Schaltfläche Feldliste Schaltfläche Eigenschaft Formular in Entwurfsansicht Eigenschaftsfenster Feldlistenfenster Symbolleiste Toolbox Abbildung 2.11: Das Formular Usys_frm_Trigger_CreateModify in der Enwurfsansicht Die Toolbox ist das Kontrollzentrum der Formulargestaltung. Mit diesem Werkzeug werden bei der Erstellung des Formulars alle notwendigen Steuerelemente zur Verfügung gestellt. Steuerelemente sind Objekte, die im Formular eingebunden werden können, um Daten anzuzeigen, zu verändern oder sogar zu löschen. Außerdem kann man mit Steuerelementen, wie Linien oder Rechtecke, die Formulare grafisch aufbereiten, um z.b. Daten strukturierter darstellen zu können. Die Feldliste ist ein Fenster, in welchem alle verfügbaren Felder einer zuvor mit dem Formular gebundenen Datenquelle, angezeigt werden können. Per Drag & Drop kann man ein Feldelement in das Formular integrieren. Beim Wechsel von der Entwurfs- in die Formularansicht erscheint dann an dieser Stelle der Inhalt des Feldes der Tabelle. 23

32 Microsoft Access Um die Eigenschaften eines Steuerelementes zu ändern, ruft man das Eigenschaftsfenster auf. Das Eigenschaftsfenster zeigt immer die Werte für das aktuell ausgewählte Steuerelement im Formularfenster an. Allein durch die immensen Einstellungsmöglichkeiten für jedes Steuerelement kann man eine Anwendung erstellen, ohne auch nur eine einzige Zeile Programmiercode zu schreiben. Über das Eigenschaftsfenster können sogar Gültigkeitsregeln festgelegt werden, so daß Daten bei der Eingabe direkt auf ihre Richtigkeit hin überprüft werden können. Im Eigenschaftsfenster findet man den Reiter Ereignis, hier können Makros oder Ereignisprozeduren hinterlegt werden. In Formularen und Berichten stellt Microsoft Access über 40 Ereignisse zur Verfügung, die Makros oder Ereignisprozeduren 2 auslösen können. Ein Ereignistyp für ein Steuerelement könnte z.b. On_Click (bei Mausklick) lauten. Eine entsprechende Reaktion auf den Mausklick könnte das Schließen des aktiven Fensters sein. Wichtig zu wissen ist auch die Reihenfolge, mit der Ereignisse abgearbeitet werden. Im folgenden ist die Ereignisreihenfolge für ein Formular, vom Öffnen bis zum Schließen, dargestellt. Open Load Resize Activate Current. So können, z.b. beim Öffnen eines Formulars, VBA-Prozeduren oder Makros ausgeführt werden, bevor das Formular aktiviert und mit Daten gefüllt wird. Steuerelemente Steuerelemente sind ein wichtiges Hilfsmittel, um z.b. eine Verknüpfung zwischen einem Formular und seiner Datenquelle herzustellen. Der am häufigsten zur Anzeige und Eingabe von Daten verwendete Steuerelementtyp ist das Textfeld. Steuerelemente sind Objekte der grafischen Benutzeroberfläche. Es gibt in MS-Access eine große Anzahl an Steuerelementen, wie z.b. das Textfeld, das Kontrollkästchen, die Bildlaufleiste oder die Befehlsschaltfläche. Sie dienen der Steuerung des Programms durch den Benutzer. Mit Hilfe von Steuerelementen können Daten bzw. eine Auswahl von Daten, angezeigt und verändert werden. Ein großer Vorteil ist zudem die Möglichkeit Aktionen im Hintergrund auszulösen. So kann auf bestimmte Situationen reagiert werden, ohne daß der Benutzer etwas davon erfährt. Ein weiterer Vorteil für die Benutzung von Steuerelementen ist, daß die Lesbarkeit der Benutzeroberfläche deutlich vereinfacht wird. Microsoft Access enthält folgende Steuerelementtypen, auf die in der Entwurfsansicht eines Formulars zugegriffen werden kann: Textfeld, Bezeichnungsfeld, Optionsgruppe, Optionsfeld, Kontrollkästchen, Listenfeld, Befehlsschaltfläche, Registersteuerelement, Bild-Steuerelement, Linie, Rechteck sowie benutzerdefinierte 2 Eine Prozedur ist eine Einheit von Microsoft Visual Basic-Code. Sie enthält eine Reihe von Anweisungen und Methoden, die eine Operation durchführen oder einen Wert berechnen. 24