1. Einführung Grundlagen der Programmierung II (Java) Prof. Dr. Bernhard Humm Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Sommersemester 2006

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1 1. Einführung Grundlagen der Programmierung II (Java) Prof. Dr. Bernhard Humm Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Sommersemester 2006

2 Agenda Agenda Organisation Rückblick Grundlagen der Programmierung I Übersicht Grundlagen der Programmierung II Softwarekategorien Referenzarchitektur Literatur Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences. Fachbereich Informatik. Prof. Dr. Bernhard Humm. Sommersemester Seite 2

3 Organisation Organisation: Vorlesung und Praktikum Vorlesung: Wöchentlich dienstags, 18:00 21:00, D14/004 Praktikum: Zweiwöchentlich mittwochs, 18:00 21:00, D15/102. Start am Ausgabe der Übungsaufgaben in der Vorlesung Unterstützung bei der Lösung der Aufgaben in der Übung durch Bernhard Humm Bearbeitung der Übungsaufgaben alleine oder in 2er-Arbeitsgruppen zusätzliches Üben ist zwingend notwendig! Benotung (geändert): Jede Praktikumsaufgabe wird testiert. Die Gesamtnote ergibt sich aus der Einschätzung aller Testate sd&m AG, , Seite 3

4 Organisation Organisation: Klausur und Scheine Vorschlag: Vorlesungen / Praktika auch während der Schulferien in Hessen (Osterferien: ): dafür Abschluss zum Semesterende Anwesenheitslisten erlauben die Erstellung von Steuerbescheinigungen am Ende des Semesters (Fr. Vonhausen, Referat Weiterbildung) Ende der CNAM-Lehrveranstaltungen offiziell: Klausur Termin: letzter Vorlesungstermin Scheine Benoteter Schein für Vorlesungen GdP I und II (beide Klausuren) benoteter Schein für Praktika GdP I und II (Praktika beider Semester) sd&m AG, , Seite 4

5 Agenda Agenda Organisation Rückblick Grundlagen der der Programmierung I I Übersicht Grundlagen der Programmierung II Softwarekategorien Referenzarchitektur Literatur Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences. Fachbereich Informatik. Prof. Dr. Bernhard Humm. Sommersemester Seite 5

6 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Rückblick: Grundlagen der Programmierung I (Java) Grundlagen der Programmierung I (Java) Konzepte Java Werkzeuge Systementwurf Programmiersprachen Objekt-Orientierung Algorithmen & Datenstr. Fehler und Ausnahmen Komponenten & Schnittst. Rekursion Syntax & Semantik Kontrollstrukturen Packages Interfaces Exceptions Erweiterte Konzepte Guter Programmierstil JDK 1.5 Eclipse JUnit Subversion Praktikum, Diskussionen, Ausblicke zum Weiterdenken sd&m AG, , Seite 6

7 Datentypen sind die Grundlage der Objekt-Orientierung Rückblick Grundlagen der Programmierung I Datentyp = Wertebereich + Operationen Äpfel können nicht mit Birnen verglichen werden Zentrales Konzept der Informatik Bekannt aus der Mathematik: Gruppen, Körper, Ringe, Algebren Auch Datenstruktur, abstrakter Datentyp genannt In Programmiersprache zusätzlich: Darstellung im Speicher sd&m AG, , Seite 7

8 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Objekt-Orientierung: Klassen und Objekte Klasse = Datentyp (wiederkehrendes Muster einzelner Objekte) Objekt = einzelnes Exemplar (Instanz) einer Klasse Objekte haben eine Identität (welche Objekte sind gleich?) Notation: UML (Unified Modeling Language) cd Fraction Fraction - numerator: int - denominator: int + add(fraction) : void + mult(fraction) : void Fraction 3/4 Fraction 42/42 Fraction 6/8 sd&m AG, , Seite 8

9 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Vererbung: Sprachmittel zur Generalisierung und Spezialisierung class Article { int code; int price; boolean available() {...} void print() {...} Article(int c, int p) {...} } Oberklasse Basisklasse Article code price available() print() Article(c, p) class Book extends Article { String author; String title; void print() {...} Book(int c, int p, String a, String t) {...} } Unterklasse erbt: code, price, available, print ergänzt: author, title, Konstruktor überschreibt: print Book author title print() Book(c, p, a, t) Wenn keine Oberklasse angegeben wird, ist sie Object sd&m AG, , Seite 9

10 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Objektorientierung: Simulation der realen Welt Objektorientes Design und Programmierung bedeutet Objekte der realen Welt modellieren Idee von Simula, der Großmutter aller objektorientierten Sprachen: Simulation der realen Welt Sprachen wie UML erlauben die Modellierung der realen Welt mit graphischen Mitteln cd Bank Customer Product Account Inv oice sd&m AG, , Seite 10

11 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Senden von Nachrichten: Hey object, do something! Der Aufruf von Methoden wird auch als Senden von Nachrichten bezeichnet cd Account Vorstellung: Objekte sind wie Personen der realen Welt, die bestimmte Fähigkeiten haben und Befehle ausführen können withdraw (42) myaccount Customer sd&m AG, , Seite 11

12 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Komponenten-Orientierung am Beispiel Auto Außensicht (Schnittstelle) des Fahrers: möglichst einfach Innensicht: komplex Außensicht (Schnittstelle) der Werkstatt: möglichst einfach sd&m AG, , Seite 12

13 Komponenten-Orientierung in der Software Beispiel: Berechtigungskomponente Rückblick Grundlagen der Programmierung I Außensicht (Nutzungssicht): operative Schnittstelle des Anwendungsprogrammierers (möglichst einfach) operative Schnittstelle B Berechtigungskomponente Berechtigungskern Admin- Schnittstelle A Berechtigung GUI Außensicht (Nutzungssicht): Schnittstelle des Administrators (möglichst einfach) R S RACF- Adapter DB-Zugriff R JDBC RACF Oracle Innensicht: komplex sd&m AG, , Seite 13

14 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Schnittstellen (Interfaces) beschreiben Eigenschaften von Komponenten IPatient Katze IHaustier class Katze implements IPatient, IHaustier { } Meine Katze ist auch objektorientiert [Roger King] sd&m AG, , Seite 14

15 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Das Denken in Schnittstellen (Interfaces) ist eines der wichtigsten Konzepte der Programmierung Interface: beschreibt die Außensicht, das heißt die Sicht des Nutzers ist einfach ist vielseitig verwendbar Klasse: enthält die Innensicht, das heißt die Sicht des Programmierers ist komplex ist speziell cd Collections «interface» List + add() : void + get() : void + contains() : void + remove() : void «realize» ArrayList «realize» LinkedList sd&m AG, , Seite 15

16 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Interface, Implementation und Konfiguration Beispiel: List MyMain (Konfiguration) 2 3 MyApplication 1 List ListImpl (z.b. ArrayList) Nutzungssicht (Aufrufer) Deklarationssicht (Anbieter) Implementierungssicht (Anbieter) sd&m AG, , Seite 16

17 Fehler und Ausnahmen: Exceptions und ExceptionHandler Rückblick Grundlagen der Programmierung I f(){... if (errorcondition) throw new MyException();... } try { f();... } catch (Exception e) { exceptionhandler.handleexception(e) }... Design-Empfehlung: Der ExceptionHandler ist die zentrale Instanz eines komplexen Systems, in dem die Logik für die Fehlerbehandlung gebündelt wird. class ExceptionHandler { Exception handleexception(exception e){ // classify situation // perform corresponding action }... } sd&m AG, , Seite 17

18 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Worüber sich der Anbieter einer Funktion Gedanken machen muss (Deklaration) Klassifikation aller Fehler nach: Fachliche Fehler: Im Sinne der Schnittstelle zu erwartender Fehler können und müssen vollständig aufgezählt werden, sind Bestandteil der Schnittstelle Beispiele: Geld abheben: Kreditlimit überschritten Datei öffnen: Datei nicht vorhanden Designempfehlung: Rückgabewert oder checked Exception Technische Fehler: abhängig von der gewählten Implementierung sind nicht vollzählig aufzählbar: if anything can go wrong it will Beispiele: Geld abheben: Datenbank nicht verfügbar Datei öffnen: Fileserver abgestürzt Designempfehlung: unchecked Exception (RuntimeException) sd&m AG, , Seite 18

19 Rückblick Grundlagen der Programmierung I Worüber sich der Nutzer einer Funktion Gedanken machen muss (Aufruf) Klassifikation der Fehlers nach der Schwere und Festlegung der erforderlichen Aktionen Katastrophe (globales schweres Problem): Das Gesamtsystem muss heruntergefahren werden Lokales schweres Problem: Die Benutzersession muss beendet werden Behebbares Problem: Durch Retry oder Compensating Actions muss das Problem behoben werden Leichtes Problem: Das Problem wird protokolliert zur Unterstützung von Wartungsarbeiten (gilt zusätzlich für alle obigen Fälle) sd&m AG, , Seite 19

20 Agenda Agenda Organisation Rückblick Grundlagen der Programmierung I Übersicht Grundlagen der der Programmierung II II Softwarekategorien Referenzarchitektur Literatur Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences. Fachbereich Informatik. Prof. Dr. Bernhard Humm. Sommersemester Seite 20

21 Übersicht Grundlagen der Programmierung II Was ich gerne vermitteln möchte Grundlagen der Programmierung II (Java) Konzepte Java Werkzeuge Softwarekategorien Referenzarchitektur A-Komponenten DB-Zugriff GUI-Programmierung Berechtigung Erweiterte Konzepte JDBC Swing, JSF RMI EJB Reflection Threads JDK 1.5 Eclipse JUnit Subversion Checkstyle Jalopy Praktikum, Diskussionen, Ausblicke zum Weiterdenken sd&m AG, , Seite 21

22 Übersicht Grundlagen der Programmierung II Überblick über die gesamte Vorlesung Anwendungsentwicklung (Referenzarchitektur, Softwarekategorien) Anwendungs-Komponenten (Anwendungskern) Datenbankzugriff (JDBC) Graphische Benutzeroberflächen (Swing, JSF) Client- / Serverkommunikation (RMI) Berechtigungsverwaltung Application Server (EJB) Erweiterte Konzepte (Reflection, Threads, Design Patterns, ) sd&m AG, , Seite 22

23 Agenda Agenda Organisation Rückblick Grundlagen der Programmierung I Übersicht Grundlagen der Programmierung II Softwarekategorien Referenzarchitektur Literatur Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences. Fachbereich Informatik. Prof. Dr. Bernhard Humm. Sommersemester Seite 23

24 Softwarekategorien machen die Trennung von Zuständigkeiten greifbar Softwarekategorien Kategorien 0-Software A-Software T-Software R-Software AT-Software Das heißt unabhängig von Anwendung und Technik; ideal wieder verwendbar; Beispiel: Klassenbibliothek für Strings und Behälter bestimmt durch die fachliche Anwendung; unabhängig von Technik; Meist der größte Teil des Systems; Beispiel: Kunde, Auftrag unabhängig von der fachlichen Anwendung; wieder verwendbar bei Einsatz derselben technischen Komponente; Beispiel: Zugriffsschicht auf Datenbank reine Transformation; Beispiel: Bildschirmformat in XML befasst sich mit Technik und Anwendung; schwer zu warten; widersetzt sich Änderungen; Wiederverwendung = 6er im Lotto! sd&m AG, , Seite 24

25 Agenda Agenda Organisation Rückblick Grundlagen der Programmierung I Übersicht Grundlagen der Programmierung II Softwarekategorien Referenzarchitektur Literatur Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences. Fachbereich Informatik. Prof. Dr. Bernhard Humm. Sommersemester Seite 25

26 Referenzarchitektur Referenzarchitektur für betriebliche Informationssysteme: Quasar (Qualitäts-Software-Architektur) cd Quasar Architecture «Abstract T Component» Client Management «A Component» Dialog «Abstract T Component» Application Kernel Facade Alternatives Trennung von Anwendung ( A-Software ) und Technik ( T-Software ) auf Komponentenebene «A Component» Application Component «Abstract T Component» Authorization Identifikation der wesentlichen abstrakten T- Komponenten Alternatives «Abstract T Component» Transaction «Abstract T Component» Persistence Identifikation der Abhängigkeiten sd&m AG, , Seite 26

27 Agenda Agenda Organisation Rückblick Grundlagen der Programmierung I Übersicht Grundlagen der Programmierung II Softwarekategorien Referenzarchitektur Literatur Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences. Fachbereich Informatik. Prof. Dr. Bernhard Humm. Sommersemester Seite 27

28 Literatur Literatur Arnold K., Gosling J.: The Java Programming Language. Addison-Wesley, Krüger, Guido. Handbuch der Java-Programmierung. Addison-Wesley,2002, 3. Auflage oder kostenlos im Download als HTML-Version (Nachfolger von "Go To Java 2" und "Go To Java 2, 2. Auflage ) Mössenböck, H.: Sprechen Sie Java? Eine Einführung in das systematische Programmieren. 3. Auflage, dpunkt.verlag, 2005 Echtle K., Goedicke M.: Lehrbuch der Programmierung mit Java. dpunkt.verlag, Flanagan, David. Java in a Nutshell. Nutshell Handbooks. O'Reilly & Associates, Sebastopol, CA (Deutsche Ausgabe für ) Siedersleben, Johannes: Moderne Software Architektur. dpunkt.verlag, WWW: - Java-Seiten von Sun "The Java Tutorial - A practical Guide for Programmers", Sammlung von Java-Ressourcen - Online Java-Zeitschrift sd&m AG, , Seite 28