transformaci a obnovu dat v relační Tool for Backup, Transformation and Restoration of Data in Relational Databases

(1)

Fakulta elektrotechniky a informatiky Katedra informatiky

N ástroj pro z álohov án´ı,

transformaci a obnovu dat v rela ˇcn´ı datab ´azi

Tool for Backup, Transformation and Restoration of Data in

Relational Databases

2013 Martin Buˇcek

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

C´ılem bakaláˇrské práce je vytvoˇrit nástroj, kter ý umoˇzn´ı uˇzivateli zálohovat data z relaˇcn´ı databáze do zvoleného textového formátu a obnovit data zpˇet do databáze. Nástroj je rozˇs´ıˇren o moˇznost transformace k oˇsetˇren´ı situac´ı, pokud sloupec ubyl nebo pˇribyl.

Zárove ˇn je nástroj naimplementován s ohledem na rozˇsiˇritelnost o dalˇs´ı databázové stroje.

V tomto textu jsou diskutovány vhodné textové formáty pro dalˇs´ı implementaci, transformace relaˇcn´ı databáze a názorn ý pˇr´ıklad pouˇzit´ı.

Kl´ıˇcov á slova: bakaláˇrská práce, zálohován´ı, obnova, transformace, databázové systémy

Abstract

The objective of thesis is to create tool, which allows the user to backup data from relational database to the chosen text format and restore data back to this database. The tool is extended to transformation for situation when column was added or deleted. Simulta- neously this tool is implemented with regard for extension of other database engines. In this text are discussed suitable text formats for further implementation, transformation of relational database and an sample example for usage.

Keywords: thesis, backup, restoration, transformation, database systems

(7)

AJAX – Asynchronous JavaScript and XML ANSI – American National Standards Institute

CLI – Command Line Interface

DLL – Dynamic Link Library

DTD – Document Type Definition

HTML – Hyper Text Markup Language

IBM – International Business Machines

INGRES – Interactive Graphics and Retrieval System ISO – International Organization for Standardization

JSON – JavaScript Object Notation

PDF – Portable Document Format

QMF – Query Management Facility

SGML – Standard Generalized Markup Language

SOAP – Simple Object Access Protocol

SQL – Structured Query Language

S ˇRBD – Syst´em ˇr´ızen´ı b´aze dat

W3C – World Wide Web Consortium

XML – eXtensible Markup Language

YAML – YAML Ain’t Markup Language

(8)

Obsah

1 Uvod´ 5

2 Textov´e serializaˇcn´ı form´aty 6

2.1 XML . . . 6

2.1.1 P ˚uvod . . . 6

2.1.2 V ´yhody a nev ´yhody . . . 6

2.1.3 Z´aklady syntaxe . . . 7

2.1.4 Spr´avnˇe strukturovan ´y dokument . . . 8

2.1.5 Pˇr´ıklad dokumentu . . . 9

2.2 JSON . . . 10

2.3 YAML . . . 12

2.4 SQL . . . 15

2.4.1 P ˚uvod . . . 15

3 Uk´azkov ´y pˇr´ıklad pouˇzit´ı 17 3.1 Uvod do aplikace . . . .´ 17

3.2 Práce s pˇr´ıkazov ým ˇrádkem . . . 17

3.3 Vytvoˇren´ı datab´aze . . . 18

3.4 Nahr´an´ı inicializaˇcn´ıho skriptu . . . 18

3.5 Zálohován´ı databáze . . . 19

3.6 Uprava struktury datab´aze . . . .´ 22

3.7 Obnova dat . . . 22

4 Transformace datab´aze 25 4.1 Naˇcten´ı sch´emat tabulek . . . 25

4.2 Porovn´an´ı sch´emat ˚u . . . 26

4.2.1 Sloupec ubyl . . . 27

4.2.2 Sloupec pˇribyl . . . 27

5 Z´avˇer 29

6 Reference 30

Pˇr´ılohy 30

A Elektronick´e pˇr´ılohy na CD 31

(9)

Seznam tabulek

1 SQL tabulka uˇzivatel . . . 9 2 Pˇr´ıklad tabulky se sch´ematem . . . 25

(10)

Seznam obr ´azk ˚ u

1 Znaˇckovac´ı jazyky vych´azej´ıc´ı z SGML . . . 6

2 Kolekce n´azev-hodnota . . . 11

3 Syntaxe SQL . . . 15

4 CLI rozhran´ı . . . 17

5 Vytvoˇren´ı datab´aze . . . 18

6 ER Diagram . . . 19

7 Z´alohov´an´ı . . . 20

8 ER Diagram po ´upravˇe . . . 22

9 Obnova dat . . . 23

(11)

Seznam v ´ypis ˚ u zdrojov ´eho k ´ odu

1 XML dokument . . . 9

2 Serializace do XML form´atu . . . 9

3 JSON dokument . . . 11

4 Serializace do JSON form´atu . . . 12

5 YAML dokument . . . 13

6 Serializace do YAML form´atu . . . 14

7 SQL form´at . . . 15

8 Uk´azkov ´y XML dokument . . . 20

9 Naˇcten´ı XML sch´ematu . . . 26

10 Vytvoˇren´ı tabulky . . . 27

11 Vytvoˇren´ı tabulky . . . 27

12 Nastaven´ı v ´ychoz´ı hodnoty . . . 28

(12)

1 Uvod ´

Bakaláˇrská práce je rozdˇelena do tˇr´ı hlavn´ıch kapitol. V prvn´ı kapitole je vysvˇetlen v ýbˇer textového formátu pro serializaci. Postupnˇe jsou vysvˇetleny v ýhody a nev ýhody jednotliv ých textov ých formát ˚u a ke kaˇzdému z nich je pro lepˇs´ı pochopen´ı uveden pˇr´ıklad daného dokumentu v diskutovaném formátu a jeho syntaxe. Druhá kapitola je zamˇeˇrena na praktiˇctˇejˇs´ı ˇcást. Krok po kroku je zde vysvˇetlena práce s nástrojem, kterou si m ˚uˇze ˇctenáˇr vyzkouˇset sám na ukázkové databázi. V posledn´ı kapitole bude ˇctenáˇr detailnˇeji obeznámen s pouˇzitou transformac´ı v ukázkovém pˇr´ıkladˇe.

(13)

2 Textov ´e serializa ˇcn´ı form ´aty

C´ılem této kapitoly je zhodnotit v ýhody a nev ýhody textov ých formát ˚u z hlediska dosaˇzen´ı c´ıl ˚u bakaláˇrské práce a vybrat jeden vhodn ý pro serializaci. Jako potencionáln´ı kan- didáti byly vybrány formáty XML, JSON a YAML. Tyto formáty byly vybrány na základˇe ˇcetnosti jejich vyuˇzit´ı pro serializaci. Minimáln´ı poˇzadavek pro v ýbˇer formát ˚u byl fakt, aby dan ý formát byl textov ý a ne binárn´ı. To z d ˚uvodu, aby byl soubor upraviteln ý v libovolném textovém editoru.

2.1 XML 2.1.1 P ˚uvod

XML byl vytvoˇren skupinou XML working group a standartizován pod záˇstitem konsor- cia W3C 10.ledna 1998 ve verzi 1.0. XML byl vydán celkem ve dvou verz´ıch. Druhá verze 1.1 byla vydána v 4. února 2004. Zásadn´ı rozd´ıl oproti starˇs´ı verzi 1.0 tkv´ı v poˇzadavc´ıch na korektn´ı názvy element ˚u a atribut ˚u. ˇCásteˇcnˇe se t´ımto problémem detailnˇeji zab ývá jedna z dalˇs´ıch podkapitol.

XML byl navrˇzen k ˇreˇsen´ı problém ˚u elektronického publikován´ı a v souˇcasnosti hraje velice d ˚uleˇzitou roli pˇri v ýmˇenˇe nejr ˚uznˇejˇs´ıch údaj ˚u na webu i jinde. V dneˇsn´ı dobˇe je základem velmi populárn´ıch webov ých sluˇzeb, SOAP protokolu a také slouˇz´ı pro ukládán´ı informac´ı databázového typu.

XML vycház´ı ze znaˇckovac´ıho jazyka SGML. Základn´ı rozd´ıl mezi SGML a XML spoˇc´ıvá ve zpracován´ı daného dokumentu.XML pouze specifikuje, co se nacház´ı v dokumentu. Oproti HTML neˇr´ıká nic o tom, jak má dan ý dokument vypadat. Nicménˇe, tyto znaˇckovac´ı jazyky spolu úzce souvis´ı.

Obr´azek 1: Znaˇckovac´ı jazyky vych´azej´ıc´ı z SGML

2.1.2 V ´yhody a nev ´yhody

Z velké ˇcásti byla nápln´ı mé bakaláˇrské práce manipulace s daty v textovém formátu.

Tento fakt hrál kl´ıˇcovou roli ve v ýbˇeru textového formátu pro iplementaci. XML má

(14)

mnoho v ýhod, nicménˇe já zde budu popisovat pouze ty v ýhody, které byly d ˚uleˇzité pro dosaˇzen´ı c´ıle bakaláˇrské práce.

XML je velice rozˇs´ıˇrené s ˇsirokou podporou v mnoha programovac´ıch jazyc´ıch a v ývojov ých prostˇred´ıch. V ýhodou je moˇznost pouˇzit´ı tˇr´ıdy XmlTextWriter, kter ý je souˇcást´ı .NET frameworku uˇz od verze 1.0. XmlTextWriter pˇredstavuje tˇr´ıdu k rychlému zapi- sován´ı dat do XML formátu. Bˇehem zápisu se data neukládáj´ı do pamˇeti, coˇz dˇelá zapi- sován´ı rychlé. Dalˇs´ı v ýhodou, která mˇe pˇresvˇedˇcila k v ýbˇeru toho formátu k dalˇs´ı iplementaci, je moˇznost vytvoˇren´ı si vlastn´ıch tag ˚u.

Nutno podotknout, ˇze XML má i stinné stránky. Mezi jeho nev ýhody z hlediska této práce patˇr´ı zejména nˇekolikanásobnˇe vˇetˇs´ı velikost neˇz u ostatn´ıch formát ˚u.

2.1.3 Z ´aklady syntaxe

Pˇri otevˇren´ı XML dokumentu se m ˚uˇzeme potkat s r ˚uzn ými prvky. XML dokument m ˚uˇze zaˇc´ınat prologem. Prolog specifikuje verzi XML a pouˇzité k ódován´ı. Nicménˇe pˇr´ıtomnost prologu v dokumentu nen´ı nutná.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" ?>

Základn´ım stavebn´ım prvkem kaˇzdého XML dokumentu jsou tagy. Rozeznáváme nˇekolik druh ˚u.

• Poˇc´ateˇcn´ı tag:

<Jmeno>

• Koncov ´y tag:

</Jmeno>

• Pr´azdn ´y tag:

Mezi poˇcáteˇcn´ım a koncov ým tagem se nacház´ı obsah. Dohromady tyto 3 ˇcásti tvoˇr´ı element. Ovˇsem element je také prázdn ý tag sám o sobˇe. Elementy se mohou vnoˇrovat i do jin ých element ˚u a t´ım m ˚uˇze vzniknout pomˇernˇe rozsáhl ý dokument. Ukázku podobné struktury dokumentu m ˚uˇzete vidˇet v dalˇs´ıch podkapitolách této práce.

Dalˇs´ım prvkem XML jsou atributy. Atributy slouˇz´ı pro oddˇelen´ı dat. Atributy se zapisuj´ı do poˇcáteˇcn´ıch nebo prázdn ých tag ˚u. V jednom tagu jich m ˚uˇze b ýt i v´ıce za sebou.

Obvykle se pouˇz´ıváj´ı pro uloˇzen´ı informac´ı, které nejsou pro ˇctenáˇre aˇz tak d ˚uleˇzité.

Nutno podotknout, ˇze pˇri implementaci nebyly atributy v této bakaláˇrské práci pouˇzity.

Pˇr´ıkladem atributu m ˚uˇze b ´yt tˇreba nˇejak´e identifikaˇcn´ı ˇc´ıslo.

<Jmeno id="buc0022">Martin</Jmeno>

(15)

Posledn´ım prvkem syntaxe XML dokumentu jsou komentáˇre. Komentáˇre se mohou ob- jevit kdekoliv v dokumentu mimo tagy. Také nesm´ı b ýt pˇred XML prologem.

2.1.4 Spr ´avn ˇe strukturovan ´y dokument

Znalost jednotliv ých konstrukˇcn´ıch prvk ˚u úplnˇe nestaˇc´ı. XML dokument mus´ı spl ˇnovat nˇekolik pravidel, aby se dal oznaˇcit na správnˇe strukturovan ý nebo-li

”well-formed“ dokument. Správnˇe strukturovan ý dokument znamená, ˇze spl ˇnuje vˇsechny poˇzadavky kla- dené na syntaxi, které jsou definovány ve specifikaci XML 1.0.

• XML dokument mus´ı obsahovat právˇe jeden koˇrenov ý element, do kterého jsou vnoˇreny vˇsechny ostatn´ı elementy.

• Kaˇzd ´y zaˇc´ınaj´ıc´ı tag mus´ı m´ıt odpov´ıdaj´ıc´ı koncov ´y tag.

• Elementy se nesm´ı kˇr´ıˇzit. Typick ´y pˇr´ıklad kˇr´ıˇzen´ı m ˚uˇze b ´yt tˇreba tento:

• Hodnoty vˇsech atribut ˚u mus´ı b ýt uzavˇreny v úvozovkách.

• Vˇsechny znaky, které se v dokumentu vyskytuj´ı mus´ı podléhat ˇrádnému Unicode k ódován´ı.

XML nab´ız´ı moˇznost vytvoˇren´ı vlastn´ıch tag ˚u. Nicménˇe je d ˚uleˇzité znát pár pravidel pro vytvoˇren´ı korektn´ıho elementu. Název elementu nesm´ı obsahovat ˇzádné mezery a také r ˚uzné speciáln´ı znaky. Názvy element ˚u jsou také case-sensitive. To znamená, ˇze ro- zeznává malá a velká p´ısmena. Napˇr´ıklad následuj´ıc´ı zápis by vy ústil v chybu.

<Jmeno>Martin</jmeno>

Správn ý zápis tˇechto element ˚u bude vypadat následovnˇe.

<Jmeno>Martin</Jmeno>

Ruˇcn´ı kontrola validace ménˇe rozsáhlého XML dokumentu nemus´ı b ýt nˇejak zdlouhává.

Ovˇsem u vˇetˇs´ıch dokument ˚u uˇz by to mohl b ýt problém. Pro tyto situace existuj´ı r ˚uzné online nástroje. Odkaz na jeden z nich najdete v pouˇzité literatuˇre na konci této ba- kaláˇrské práce.

(16)

login jm´eno pˇr´ıjmen´ı email

buc0022 Martin Buˇcek martinbucek@seznam.cz

nov0011 Jan Nov´ak jannovak@gmail.com

Tabulka 1: SQL tabulka uˇzivatel

2.1.5 Pˇr´ıklad dokumentu

Uvaˇzme pro tento pˇr´ıklad tuto jednoduchou tabulku uˇzivatel ˚u, která se nacház´ı v relaˇcn´ı databázi na Microsoft SQL Serveru. Pro serializaci pouˇzijeme jiˇz v ýˇse zm´ınˇen ý XmlTex- tWriter.

Na v ýstupu dostaneme tento XML dokument. M ˚uˇzeme si vˇsimnout lehce upravené struktury dokumentu. Do celé struktury dokumentu jsou pˇridány jeˇstˇe úrovnˇe pro oddˇelen´ı jednotliv ých záznam ˚u v tabulce, ˇcehoˇz pozdˇeji vyuˇzijeme u obnovy dat. Nav´ıc vˇsechny poˇzadované data urˇcené k zálohován´ı jsou uvnitˇr koˇrenového elementu s názvem Data- baze. To spl ˇnuje jeden z poˇzadavk ˚u na korektnˇe vytvoˇren ý XML dokument.

V pˇredeˇslé podkapitole je zm´ı ˇnka o online nástroj´ıch urˇcené k validaci XML dokument ˚u. M ˚uˇzete si zkusit zkop´ırovat tento XML dokument a pouˇz´ıt ho jako demonstraˇcn´ı pˇr´ıklad k ovˇeˇren´ı. Pouze chci upozornit, ˇze pˇri kop´ırován´ı z PDF to vynechává podtrˇz´ıtka v názvech element ˚u id uˇzivatele. Proto je nutné je dopsat ruˇcnˇe.

1 <Databaze>

2 <Uzivatel>

3 <Radek>

4 <id uzivatele>buc0022</id uzivatele>

5 <jmeno>Martin</jmeno>

6 <prijmeni>Buˇcek</prijmeni>

7 <email>martinbucek@seznam.cz</email>

8 </Radek>

9 <Radek>

10 <id uzivatele>nov0011</id uzivatele>

11 <jmeno>Jan</jmeno>

12 <prijmeni>Nov ´ak</prijmeni>

13 <email>jannovak@gmail.com</email>

14 </Radek>

15 </Uzivatel>

16 </Databaze>

V ýpis 1: XML dokument Funkce pro serializaci do XML formátu vypadá následovnˇe.

1 using (XmlTextWriter writer = new XmlTextWriter(stream, Encoding.UTF8))

2 {

3 writer .Formatting = System.Xml.Formatting.Indented;

4 writer .WriteStartElement(”Databaze”);

5 command = new SqlCommand();

6 foreach ( string tableName in list )

7 {

8 command = new SqlCommand(”Select ∗ from ”+tableName, connection);

9 adapter = new SqlDataAdapter(command);

(17)

10 DataTable tableOfContents = new DataTable();

11 adapter. Fill (tableOfContents);

12 string tableName2 = tableName.Replace(” ”, ”−−”);

13 writer .WriteStartElement(tableName2);

14 foreach (DataRow row in tableOfContents.Rows)

15 {

16 writer .WriteStartElement(”Radek”);

17 foreach (DataColumn column in tableOfContents.Columns)

18 {

19 writer .WriteStartElement(column.ColumnName);

20 writer .WriteString(row[column].ToString().Trim() ) ;

21 writer .WriteEndElement();

22 }

24 }

26 }

28 writer .Close();

29 }

V ´ypis 2: Serializace do XML form´atu

K zápisu pouˇzijeme v ýˇse zm´ınˇen ý XmlTextWriter, kter ý jako parametr pˇr´ıj´ımá FileStream ke specifikaci cesty k souboru. Standartnˇe je v ýstup XmlTextWriteru nezformátovan ý.

Vˇsechny elementy se zapisuj´ı za sebe do jednoho ˇrádku, coˇz nep ˚usob´ı v ˚ubec pˇeknˇe a u vˇetˇs´ıch XML soubor ˚u je to dosti nepˇrehledné. K pˇredejit´ı této situace má XmlTextWriter vlastnost Formatting, kterou pouˇzijeme na ˇrádku 3 v ýpisu zdrojového k ódu.

Funkce zálohuje v cyklu vˇsechny tabulky z relaˇcn´ı databáze. To znamená, ˇze koˇrenov ý element se mus´ı zapsat jeˇstˇe pˇred t´ımto cyklem. Jinak by se zapsal pˇri zápisu kaˇzdé tabulky z relaˇcn´ı databáze a v ýsledn ý XML dokument by nebyl validn´ı. Toto oˇsetˇren´ı lze vidˇet na ˇrádku 4. Poté se zap´ıˇsou veˇskeré poˇzadované data. K zápisu elementu pouˇzijeme funkci WriteStartElement() a WriteEndElement(). T´ımto oˇsetˇr´ıme pouze zápis zaˇc´ınaj´ıc´ıch a koncov ých tag ˚u, ale nikoliv samotn ých dat. K tomuto úˇcelu slouˇz´ı funkce WriteString().

Pokud je daná bu ˇnka tabulky prázdná, zap´ıˇse se pouze prázdn ý element.

2.2 JSON

JSON byl vytvoˇren a popularizován americk ým programátorem a zárove ˇn podnikatelem Douglasem Crockfordem. JSON je podmnoˇzinou JavaScriptu. Byl poprvé pouˇzit v roce 2001 ve spoleˇcnosti State Software, kterou spoluzaloˇzil právˇe Douglas Crockford. ˇCasto b ývá naz ýván odlehˇcenou formou a alternativou XML. Je popsán a standardizován ve Standardu ECMA-262 3rd Edition - December 1999.

JSON se ˇcásteˇcnˇe pouˇz´ıvá v technologii Ajax, která slouˇz´ı pro komunikaci se ser- very. Jako pˇr´ıklad m ˚uˇzeme uvést situaci, kdyˇz uˇzivatel p´ıˇse poˇzadavek do nˇejakého vy- hledávaˇce. Ajax postupnˇe naˇseptává moˇzné odpovˇedi ze serveru, které alespo ˇn z ˇcásti odpov´ıdaj´ı hledanému v ýrazu. Pro tyto aktualizace mezi serverem a klientem pouˇz´ıvaj´ı prohl´ıˇzeˇce standardnˇe XML, ale uˇz se pro tento úˇcel zaˇcal pouˇz´ıvat i JSON.

(18)

JSON má podobnou strukturu jako XML. Lze pouˇz´ıt kolekci typu název-hodnota s t´ım rozd´ılem, ˇze JSON nemá koncové tagy jako XML. Ta v r ˚uzn ých jazyc´ıch b ývá realizována jako objekt.

Obr´azek 2: Kolekce n´azev-hodnota

Oproti jin ým formát ˚um má JSON nˇekolikásobnˇe menˇs´ı velikost. Je jednoduˇse ˇciteln ý i zapisovateln ý ˇclovˇekem a snadno analyzovateln ý i generovateln ý strojovˇe.

Co se t ýˇce nev ýhod z hlediska bakaláˇrské práce, JSON nen´ı tak rozˇs´ıˇren jako XML.

Hlavnˇe co se t ´yˇce podpory v .NET frameworku.

Opˇet uvaˇzme stejnou tabulku uˇzivatel ˚u z pˇredeˇslého pˇr´ıkladu. Serializace dosáhneme tˇr´ıdou JsonWriter, kter ý je souˇcást´ı extern´ı knihovny Json.NET. Moˇznost´ı je v´ıc, záleˇz´ı na pouˇzité knihovnˇe. V ýsledn ý JSON dokument bude vypadat následovnˇe.

1 new Uzivatel(

2 new Radek(

3 ” id uzivatele ” : ”buc0022”,

4 ”jmeno”: ”Martin”,

5 ” prijmeni ” : ”Bucek”,

6 ”email”: ”martinbucek@seznam.cz”

7 ) ,

8 new Radek(

9 ” id uzivatele ” : ”nov0011”,

10 ”jmeno”: ”Jan”,

11 ” prijmeni ” : ”Novak”,

12 ”email”: ”jannovak@gmail.com”

13 ) )

V ´ypis 3: JSON dokument

Zde m ˚uˇzeme vidˇet, ˇze pˇr´ıklad tohoto dokumentu zcela neodpov´ıdá pouˇz´ıt´ı kolekci název- hodnota z obrázku 2 v ýˇse. Zm´ınil jsem nedostateˇcnou podporu JSONu v .NET frameworku.

Abych mohl v ˚ubec uskuteˇcnit serializaci do JSON form´atu, musel jsem st´ahnout nˇejakou extern´ı DLL knihovnu. Pouˇzil jsem knihovnu JSON.NET a jako jedinou alternativu k

(19)

objektu kolekce n´azev-hodnota jsem naˇsel tzv. konstruktory. Proto je dokument trochu odliˇsn ´y.

Následná funkce pro serializaci vypadá následovnˇe.

1 using (FileStream fs = new FileStream(” ../../ Zalohy/Json.json”, FileMode.Create))

2 using (StreamWriter sw = new StreamWriter(fs))

3 using (JsonWriter jw = new JsonTextWriter(sw))

4 {

5 jw.Formatting = Newtonsoft.Json.Formatting.Indented;

6 jw.WriteStartConstructor(tableName);

8 {

9 jw.WriteStartConstructor(”Radek”);

11 {

12 jw.WriteRawValue(new JsonStringValue(column.ColumnName.ToString(), row[

column].ToString().Trim()).ToString());

13 }

14 jw.WriteEndConstructor();

15 }

16 jw.WriteEndConstructor();

17 }

V ´ypis 4: Serializace do JSON form´atu

Funkce pouˇz´ıvá k zápisu JsonWriter, kter ý jako parametr pˇrij´ımá jak ýkoliv TextWri- ter. Na ˇrádc´ıch 6 a 9 ve v ýpisu zdrojového k ódu se právˇe pouˇz´ıvá zápis v ýˇse zm´ınˇen ých konstruktor ˚u. Uvnitˇr konstuktor ˚u jsou páry název-hodnota, které se zapisuj´ı pomoc´ı metody JsonStringValue() na ˇrádku 12, která jako parametry pˇrij´ımá právˇe název a hodnotu.

Název reprezentuje název sloupce a hodnota reprezentuje obsah bu ˇnky v daném ˇrádku tabulky. M ˚uˇzeme vidˇet urˇcitou podobnost pouˇzit´ı metody JsonStringValue() ve v ýpisu zdrojového k ódu a pˇr´ıkladem kolekce z obrázku 2. Nicménˇe pˇri bliˇzˇs´ım pohledu se liˇs´ı v syntaxi. M´ısto sloˇzen ých závorek jsou pouˇzité klasické závorky a pˇred kaˇzd ým kon- struktorem se nacház´ı slovo new pro oznaˇcen´ı zaˇcátku nové ˇcásti dokumentu.

2.3 YAML

YAML navrhnuli spoleˇcnˇe v roce 2001 Clark Evans, Ingy d öt Net a Oren Ben-Kiki. Jedná se o textov ý formát, kter ý se pouˇz´ıvá pro uloˇzen´ı dat databázového typu. Je do jisté m´ıry podobn ý JSONu.

YAML má nˇekolikanásobnˇe mˇenˇs´ı velikost neˇz ostatn´ı textové formáty a nav´ıc je jed- noduˇse ˇciteln ý i zapisovateln ý ˇclovˇekem a snadno analyzovateln ý i generovateln ý stro- jovˇe. V syntaxi pouˇz´ıvá tzv. sekvence, mapy a scalary. Lze je libovolnˇe skládat do sloˇzitˇejˇs´ıch celk ˚u jako tˇreba sekvence sekvenc´ı a do kaˇzdé této sekvence pˇridat mapu. V koneˇcném v ýsledku je dokument vcelku ˇcitelnˇejˇs´ı neˇz ostatn´ı formáty.

Co se t ´yˇce podpory v .NET frameworku, je na tom stejnˇe jako JSON.

(20)

Syntakticky je YAML urˇcitˇe bl´ıˇze JSONu neˇz XML. To z d ˚uvodu absence koncov ých a prázdn ých tag ˚u. YAML dokument m ˚uˇze zaˇc´ınat deklarac´ı. Je to odboba prologu u XML.

Ovˇsem z´apis vypad´a uplnˇe jinak.

%YAML 1.2 ---

Za deklarac´ı m ˚uˇzeme vidˇet jakési oznaˇcen´ı pro zaˇcátek nového dokumentu ve formˇe tˇr´ı pomlˇcek. Konec dokumentu je pro zmˇenu oznaˇcen tˇremi teˇckami.

Uˇz v ýˇse jsou ˇcásteˇcnˇe zm´ınˇeny základn´ı prvky syntaxe YAML. Pojd’me se na nˇe pod´ıvat detailnˇeji. Základn´ım prvkem YAML dokumentu je tzv. scalar. Nen´ı to nic jiného neˇz pouhá promˇenná typu string. V dokumentu m ˚uˇze b ýt ohraniˇcena úvozovkami, ale nen´ı to podm´ınka.

Dalˇs´ım prvkem dokumentu je sekvence. Pozn´ame jej tak, ˇze zaˇc´ın´a vˇzdy pomlˇckou.

Sekvence m ˚uˇzeme skládat dohromady s dalˇs´ımi sekvencemi a vytvoˇrit tak sloˇzitˇejˇs´ı strukturu. Pˇr´ıklad takov ých sekvenc´ı je vysvˇetlen v dalˇs´ı podkapitole. Posledn´ı d ˚uleˇzit ý prvek syntaxe je mapa. Je to klasická konstrukce kl´ıˇc-hodnota, které známe z r ˚uzn ých programovac´ıch jazyk ˚u jako slovn´ık nebo asociativn´ı pole.

Jm´eno: Martin Pˇr´ıjmen´ı: Buˇcek

YAML toho nab´ız´ı co se t ýˇce syntaxe jeˇstˇe v´ıce, ale pro úvod bude tohle staˇcit. V dalˇs´ıch podkapitolách nejsou jiné prvky pouˇz´ıvány.

Pouˇzijeme opˇet stejnou tabulku uˇzivatel ˚u. Jelikoˇz YAML nen´ı standardnˇe podporován v .NET frameworku, mus´ıme pouˇz´ıt opˇet nˇejakou extern´ı DLL knihovnu.V naˇsem pˇr´ıpadˇe to bude knihovna snázevm YamlSerializer. K v ýsledné serializaci pouˇzijeme YamlWriter.

Na v ´ystupu dostaneme tento YAML dokument.

1 −−−

2 − Uzivatel

3 − − id uzivatele: buc0022

4 − − − jmeno: Martin

5 − − − prijmeni: Bucek

6 − − − email: martinbucek@seznam.cz

7 − − id uzivatele: nov0011

8 − − − jmeno: Jan

9 − − − prijmeni: Novak

10 − − − email: jannovak@gmail.com

11 ...

V ´ypis 5: YAML dokument

(21)

V tomto dokumentu lze vidˇet pouˇzit´ı v ýˇse uveden ých konstrukˇcn´ıch prvk ˚u, které YAML nab´ız´ı. Název tabulky Uzivatel na druhém ˇrádku je scalar, ale také zárove ˇn sekvence. Tedy zbytek dokumentu patˇr´ı pod tuto sekvenci, coˇz vytvoˇr´ı ve v ýsledku vcelku pˇrehlednou hierachii. N´ıˇze v dokumentu je pouˇzita konstrukce sekvence sekvenc´ı a mapy.

Mapy jsou velice podobn´e kolekci n´azev-hodnota jako u JSONu.

Funkce pro serializaci do YAML form´atu vypad´a takto.

1 foreach ( string tableName in list )

2 {

3 command = new SqlCommand(”Select ∗ from ” + tableName + ”;”, connection);

4 adapter = new SqlDataAdapter(command);

5 DataTable tableOfContents = new DataTable();

6 adapter. Fill (tableOfContents);

7 var yaml = new YamlSequence();

8 YamlScalar scalar = new YamlScalar(tableName);

9 yaml.Add(scalar);

10 int i = 0;

12 {

13 i = 0;

15 {

16 if ( i == 0)

17 {

18 yaml.Add(new YamlSequence(new YamlMapping(column.ColumnName.

ToString(), row[column].ToString().Trim())));

19 }

20 else

21 yaml.Add(new YamlSequence(new YamlSequence(new YamlMapping(column.

ColumnName.ToString(), row[column].ToString().Trim()))));

22 i ++;

23 }

24 }

25 yaml.ToYamlFile(” ../../ Zalohy/” + tableName + ”.yaml”);

26 }

V ´ypis 6: Serializace do YAML form´atu

Tato serializace funguje odliˇsnˇeji neˇz u pˇredeˇsl ých formát ˚u. Veˇskeré poˇzadované data ze serveru se nejprve mus´ı nahrát do libovolné pomocné promˇenné typu var a poté se pomoc´ı funkce ToYamlFile() serializuj´ı do YAML souboru. M ˚uˇzeme si vˇsimnout na ˇrádku 7 v ýpisu zdrojového k ódu, ˇze promˇenná je deklarována pˇr´ımo jako sekvence. D´ıky tomu je cel ý dokument uloˇzen jako jedna velká sekvence. Poté se postupnˇe do pomocné promˇenné pˇridávaj´ı jednotlivé data.

M ˚uˇzeme vidˇet také názornou ukázku v ýˇse zm´ınˇeného skládán´ı jednotliv ých kon- strukˇcn´ıch prvk ˚u YAML. Na ˇrádku 8 je pˇridán scalar jako název tabulky. Do dokumentu se zap´ıˇse jako sekvence, protoˇze je to prvn´ı prvek v dokumentu a cel ý dokument je jedna vˇetˇs´ı sekvence. Pˇri bliˇzˇs´ım pohledu tato konstrukce pˇripom´ıná koˇrenov ý element v XML.

Dále na ˇrádc´ıch 16 aˇz 18 se spojuje sekvence s mapou. Zárove ˇn je takto ˇreˇseno oddˇelen´ı jednotliv ých záznam ˚u tabulky pomoc´ı jednoduchého ˇc´ıtaˇce. A na zb ývaj´ıc´ıch ˇrádc´ıch se skládá sekvence se sekvenc´ı a mapou. Teoreticky by tento zp ˚usob serializace nemusel

(22)

b ýt pro vˇetˇs´ı databáze zrovna nejrychlejˇs´ı kv ˚uli nahráván´ı veˇsker ých dat do pomocné promˇenné.

2.4 SQL 2.4.1 P ˚uvod

SQL je zcela jednoznaˇcnˇe nejstarˇs´ı ze vˇsech v ýˇse zm´ınˇen ých formát ˚u. Prakticky se jedná o dotazovac´ı jazyk, ale lze jej pojmout také jako textov ý formát. Jeho historie se datuje aˇz do 70.let minulého stolet´ı. SQL byl vyvinut ve spoleˇcnosti IBM pány Donaldem D.

Chamberlinem a Raymondem F. Boycem. Prvn´ı verze mˇela název SEQUEL. Byl pouˇz´ıván v R Systémech.

Osmdesátá léta lze povaˇzovat za poˇcátek zlatého vˇeku relaˇcn´ıch databáz´ı. V roce 1987 ISO a ANSI publikuj´ı poˇcáteˇcn´ı standard SQL, v roce 1989 ISO publikuje dodatek Inte- grity Enhancement Feature a zaˇc´ıná se hovoˇrit o SQL89. V roce 1992 docház´ı k prvn´ı upravˇe tohoto ISO standardu, kter ý je pak znám jako SQL2 nebo SQL92.

Prvn´ı v ýznamˇejˇs´ı produkty, kde byl jazyk SQL zabudován, byly od IBM: DB2, SQL/DS (oba vycházej´ı ze Systému R) a QMF. S nástupem poˇc´ıtaˇc ˚u tˇr´ıdy PC zaˇcaly i ostatn´ı v ýrobci v´ıce uvaˇzovat o SQL. Asi nejznámˇejˇs´ı je firma Ashton-Tate se svou dBASE IV (i kdyˇz implementace SQL nebyla úplná). Jako dalˇs´ı jmenujme INFORMIX-SQL, INGRES pro PC, ORACLE, SQLBase, XDB II, XQL. Postupem ˇcasu se zaˇcal jazyk SQL pˇrenáˇset i na systém UNIX a od jednouˇzivatelsk ých úloh se pˇrecházelo k server ˚um zaloˇzen ých na SQL. Jmenujme aspo ˇn S ˇRBD ORACLE, INFORMIX, PROGRESS a INGRES. Dále napˇr.

SQL Server od firmy Sybase ˇci Microsoft.

U tohoto formátu nebude detailnˇe popisována syntaxe jako u pˇredeˇsl ých formát ˚u, protoˇze syntaxe SQL je rozˇs´ıˇrena a známa.

Obr´azek 3: Syntaxe SQL

1 INSERT INTO Uzivatel(login, jmeno, prijmeni, email) values(’buc0022’,’Martin’ , ’ Buˇcek’,’

martinbuck@seznam.cz’);

2 INSERT INTO Uzivatel(login, jmeno, prijmeni, email) values(’nov0011’,’Jan’, ’ Nov ´ak’,’

jannovak@gmail.com’);

V ´ypis 7: SQL form´at

(23)

Jednotlivé záznamy jsou uloˇzeny v podobˇe klasick ých insert ˚u. Ovˇsem SQL nen´ı pˇr´ıliˇs vhodn ý formát pro tuto bakaláˇrskou práci. Pˇri nˇekolika tis´ıci záznamech by mnoˇzstv´ı insert ˚u bylo obrovské a proces serializace by nebyl zrovna nejefektivnˇejˇs´ı zejména kv ˚uli velmi redundantn´ı syntaxi SQL.

(24)

3 Uk ´azkov ´y pˇr´ıklad pouˇzit´ı

C´ılem této kapitoly je ˇctenáˇre seznámit s ukázkov ým pˇr´ıkladem pouˇzit´ı vytvoˇreného nástroje. V této kapitole bude prob´ırán úˇcel nástroje a také krok po kroku návod k jeho pouˇzit´ı. Budou také vysvˇetleny okrajové situace, které mohou v ukázkovém pˇr´ıkladu nastat. Celá tato sekce pracuje se smyˇslenou databáz´ı, která je zámˇernˇe triviáln´ı kv ˚uli pˇrehlednosti. Po pˇreˇcten´ı této kapitoly by ˇctenáˇr mˇel b ýt schopen nástroj bez problému spustit a pouˇz´ıvat.

3.1 Uvod do aplikace´

Nástroj je naimplementován jako CLI aplikace v jazyce C#. Tud´ıˇz jeho spuˇstˇen´ı je moˇzné realizovat pouze pˇres pˇr´ıkazov ý ˇrádek v operaˇcn´ım systému. U uˇzivatele se pˇredpokládá alespo ˇn základn´ı znalost práce v pˇr´ıkazovém ˇrádku pomoc´ı jednoduch ých pˇr´ıkaz ˚u. Pro implementaci bylo vybráno v ývojové prostˇred´ı Visual Studio 2010 od Microsoftu.

Obr´azek 4: CLI rozhran´ı

Jelikoˇz c´ılem nástroje je zálohován´ı a obnovat dat z libovolného databázového serveru, uˇzivatel mus´ı m´ıt pˇred spuˇstˇen´ım potˇrebné údaje k úspˇeˇsnému pˇripojen´ı na tento server. Po konzultaci s vedouc´ım bakaláˇrské práce byl vybrán Microsoft SQL Server.

Uˇzivatel se tedy bude muset omezit pouze na práci s t´ımto typem serveru. Nástroj bude schopen plnˇe fungovat jedinˇe pˇri úspˇeˇsném pˇripojen´ı uˇzivatele na server.

3.2 Pr áce s pˇr´ıkazov ým ˇr ádkem

Abychom mohli aplikaci spustit pˇres pˇr´ıkazov ý ˇrádek, mus´ıme vˇedˇet kde se ona aplikace nacház´ı. Pro jednoduchost tohoto ukázkového pˇr´ıkladu uvaˇzujme, ˇze je sloˇzka s aplikac´ı uloˇzena v koˇrenovém adresáˇri na disku C:\. Pro pˇresunut´ı do sloˇzky aplikace v pˇr´ıkazovém ˇrádku pouˇzijeme následuj´ıc´ı pˇr´ıkaz:

cd cesta

(25)

Tento pˇr´ıkaz pˇrij´ımá jako parametr cestu k souboru. Proto je lepˇs´ı si naj´ıt nejprve klasicky v operaˇcn´ım systému danou sloˇzku a zkop´ırovat cestu pˇr´ımo do pˇr´ıkazového ˇrádku jako parametr k pˇr´ıkazu.

Je moˇzné, ˇze pˇred samotn ým spuˇstˇen´ım se budete v pˇr´ıkazovém ˇrádku nacházet na jiném disku neˇz je C. V tom pˇr´ıpadˇe vám nebude v ýˇse uveden ý pˇr´ıkaz fungovat. Mus´ıte se pˇresunout na dan ý disk. Pro pˇrechod na tento disk staˇc´ı napsat následuj´ıc´ı pˇr´ıkaz a potvrdit klávesou Enter:

C:

3.3 Vytvoˇren´ı datab ´aze

Nástroj funguje t´ım zp ˚usobem, ˇze zálohuje vˇsechny tabulky z dané databáze. Pˇrihlaˇste se tedy na sv ˚uj úˇcet na libovolném Microsoft SQL serveru 2008 nebo vyˇsˇs´ım a vytvoˇrte prázdnou databázi. Nutno podotknout, ˇze k vytvoˇren´ı nové databáze mus´ıte m´ıt pˇr´ıstupová práva. V opaˇcném pˇr´ıpadˇe databázi nevytvoˇr´ıte. Dále stoj´ı za zm´ınku se pˇripojit do virtuáln´ı privátn´ı s´ıtˇe, pokud je to nutné.

Obr´azek 5: Vytvoˇren´ı datab´aze

3.4 Nahr ´an´ı inicializa ˇcn´ıho skriptu

Nyn´ı kdyˇz máme vytvoˇrenou prázdnou databázi mˇeli bychom ji naplnit nˇejak ými tabulkami, aby mˇel nástroj s ˇc´ım pracovat. V pˇr´ılohách této práce najdete sloˇzku s SQL skripty.

V tomto kroce nás bude zaj´ımat pouze skript s názvem základ.sql. Tento skript vy- tvoˇr´ı velice jednoduchou databázi. Tato databáze má pouze tˇri tabulky. Reprezentuje jednoduch ý rezervaˇcn´ı systém nˇejakého fiktivn´ıho divadla. Navazuje ˇcásteˇcnˇe na tabulku uˇzivatel ˚u z pˇredchoz´ı kapitoly, která se zab ývala textov ými formáty. Uˇzivatelé si mohou rezervovat m´ısta na dané pˇredstaven´ı. Libovoln ý poˇcet uˇzivatel ˚u si m ˚uˇze zarezervovat

(26)

libovoln ý poˇcet pˇredstaven´ı. Z toho vypl ývá, ˇze mezi tabulkami uˇzivatele a pˇredstaven´ı bude M:N vazba a tabulka rezervace je vazebn´ı tabulka.

Obr´azek 6: ER Diagram

Prohlédnˇete si ER Diagram dané databáze. Zejména kv ˚uli porovnán´ı s pozdˇejˇs´ım v ýstupem aplikace. Tento skript také dané tabulky napln´ı. V pˇr´ıpadˇe problém ˚u lze vyuˇz´ıt skript pro smazán´ı vˇsech tabulek z relaˇcn´ı databáze a nahrát vˇse znova.

3.5 Z álohov án´ı datab áze

Nyn´ı se koneˇcnˇe dostáváme k vyuˇzit´ı daného nástroje. Pro zálohován´ı pouˇzijeme dávkov ý soubor zaloha.bat, kter ý se nacház´ı ve sloˇzce s aplikac´ı. Tento soubor pˇrij´ımá 4 parametry, které jsou nutné k úspˇeˇsnému pˇrihláˇsen´ı na váˇs server. Pˇr´ıkaz pro spuˇstˇen´ı dávkového souboru bude vypadat následovnˇe.

zaloha nazev serveru nazev databaze login heslo

Za parametry dosad´ıme údaje o serveru, kter ý chceme zálohovat. Po zadán´ı tˇechto

údaj ˚u se v pˇr´ıpadˇe úspˇeˇsného pˇripojen´ı objev´ı informativn´ı zpráva o úspˇeˇsném pˇripojen´ı na vás server a dostanete se do prostˇred´ı nástroje. Poté budete vyzváni k napsán´ı názvu záloˇzn´ıho XML souboru, kter ý bude obsahovat data z vaˇseho serveru.

M ˚uˇze nastat taková situace, ˇze zadáte název jiˇz existuj´ıc´ıho názvu XML dokumentu.

V tom pˇr´ıpadˇe vám nástroj nab´ıdne moˇznost pˇrepsán´ı celého souboru anebo m ˚uˇzete zadat název znova. Celé se to dˇeje v cyklu, tud´ıˇz m ˚uˇzete zadat i v´ıcekrát za sebou ˇspatn ý název a nic se nedˇeje. Po potvrzen´ı dostanete informativn´ı zprávu o úspˇeˇsném vytvoˇren´ı záloˇzn´ıho souboru a aplikace se vypne.

(27)

Obrázek 7: Zálohován´ı

Obrázek demostruje bˇeh aplikace bˇehem procesu zálohován´ı.

XML dokument se ukládá do sloˇzky Zálohy ve sloˇzce s aplikac´ı. Zkuste si jej otevˇr´ıt a zkontrolovat s daty z vaˇs´ı relaˇcn´ı databáze. Zárove ˇn v této sloˇzce m ˚uˇzete naleznete k danému XML dokumentu i dalˇs´ı XML dokument se schématem celé databáze. Tyto soubory patˇr´ı vˇzdy k sobˇe. Poznáte jej podle sufixu Schema, kter ý je pˇridán k p ˚uvodn´ımu názvu souboru. V ýstupn´ı XML dokument bude vypadat následovnˇe.

1 <Databaze>

2 <Predstaveni>

3 <Radek>

4 <id predstaveni>p1</id predstaveni>

5 <nazev>Prodan ´a nev ˇesta</nazev>

6 <zanr>Opera</zanr>

7 <datum a cas konani>22.2.2013 15:55:00</datum a cas konani>

8 <pocet listku />

9 </Radek>

10 <Radek>

12 <nazev>Braniboˇri v ˇCech ´ach</nazev>

13 <zanr>Opera</zanr>

15 <pocet listku />

16 </Radek>

17 <Radek>

19 <nazev>Sluha dvou p ´an ˚u</nazev>

20 <zanr>Komedie</zanr>

22 <pocet listku />

23 </Radek>

24 <Radek>

(28)

26 <nazev>Lakomec</nazev>

27 <zanr>Komedie</zanr>

29 <pocet listku />

30 </Radek>

31 </Predstaveni>

32 <Rezervace>

33 <Radek>

36 <cena>500</cena>

37 <datum splatnosti>21.2.2013 15:55:00</datum splatnosti>

38 </Radek>

39 <Radek>

42 <cena>750</cena>

44 </Radek>

45 <Radek>

46 <id uzivatele>mic0109</id uzivatele>

48 <cena>500</cena>

50 </Radek>

51 <Radek>

54 <cena>1000</cena>

56 </Radek>

57 </Rezervace>

58 <Uzivatel>

59 <Radek>

61 <jmeno>Martin</jmeno>

62 <prijmeni>Bucek</prijmeni>

63 <email>martinbuck@seznam.cz</email>

64 </Radek>

65 <Radek>

66 <id uzivatele>mic0109</id uzivatele>

67 <jmeno>Miroslav</jmeno>

68 <prijmeni>Mikus</prijmeni>

69 <email>miroslavmikus@seznam.cz</email>

70 </Radek>

71 <Radek>

72 <id uzivatele>mik0103</id uzivatele>

73 <jmeno>Pavel</jmeno>

74 <prijmeni>Mich ´alek</prijmeni>

75 <email>pavelmichalek@email.cz</email>

76 </Radek>

77 <Radek>

79 <jmeno>Jan</jmeno>

(29)

80 <prijmeni>Novak</prijmeni>

81 <email>jannovak@gmail.cz</email>

82 </Radek>

83 </Uzivatel>

84 </Databaze>

V ýpis 8: Ukázkov ý XML dokument

XML formát je detailnˇe popsán v prvn´ı kapitole této bakaláˇrské práce. Proto se tato sekce nebude dále zab ývat rozborem tohoto XML dokumentu.

3.6 Uprava struktury datab ´aze´

V této fázi máme zálohu v XML formátu a také vytvoˇrenou databázi na serveru. Prak- ticky nám nic nebrán´ı v pouˇzit´ı dalˇs´ı funkce nástroje, obnovy dat. Nicménˇe nástroj je rozˇs´ıˇren také o moˇznost transformace databáze. Té se vyuˇz´ıvá v situaci, pokud oproti p ˚uvodn´ımu schématu databáze sloupec ubyl nebo pˇribyl. Pro ovˇeˇren´ı tohoto rozˇs´ıˇren´ı nástroje se opˇet pod´ıvejte do sloˇzky se skripty. Zde naleznete skript uprava.sql.

Pˇri bliˇzˇs´ım prozkoumán´ı tohoto skriptu zjist´ıte, ˇze maˇze data a upravuje samotné schéma ukázkové databáze. Nˇekter ým tabulkám pˇridává sloupce a nˇekter ým zase sloupce ub´ırá. V ýslednou úpravu m ˚uˇzeme vidˇet v ER Diagramu. V této chv´ıli je d ˚uleˇzité, aby jste nespustili znovu proces zálohován´ı. T´ım by byl myˇslen ý pˇr´ıklad ztracen, protoˇze aplikace by si uloˇzila nové schéma a transformace by neprobˇehla.

Obr´azek 8: ER Diagram po ´upravˇe

V ER Diagramu m ˚uˇzeme vidˇet v kaˇzd´e tabulce zmˇenu. V tabulce uˇzivatel ˚u pˇribyl sloupec adresa. D´ale v tabulce rezervac´ı pˇribyl sloupec ˇc´ıslo sedadla a v posledn´ı tabulce ubyl sloupec poˇcet l´ıstk ˚u.

3.7 Obnova dat

Transformace je za náma a nyn´ı se m ˚uˇzeme pustit do obnovy dat zpˇet na server. V pˇr´ıkazovém ˇrádku se pˇremistˇete opˇet do sloˇzky s aplikac´ı a najdˇete dávkov ý soubor obnova.dat. Opˇet jej spust’te stejn ým zp ˚usobem jako v pˇredeˇslém pˇr´ıpadˇe pˇri spouˇstˇen´ı dávkového souboru zaloha.dat. Pˇr´ıkaz tedy bude vypadat velice podobnˇe.

obnova nazev serveru nazev databaze login heslo

(30)

V tomto bodˇe m ˚uˇze nastat nˇekolik situac´ı. V pˇr´ıpadˇe zadán´ı ˇspatn ých údaj ˚u vás aplikace informuje o ne úspˇechu pˇripojen´ı na server a vypne se. M ˚uˇze také nastat taková situace, ˇze se úspˇeˇsnˇe pˇrihlás´ıte na sv ˚uj server, ale z nˇejakého d ˚uvodu nen´ı jeˇstˇe vy- tvoˇren ý ˇzádn ý záloˇzn´ı XML dokument. Aplikace by nemˇela s ˇc´ım pracovat a cel ý proces by skonˇcil chybou a spadnut´ım celé aplikace. K oˇsetˇren´ı tohoto pˇr´ıpadu vás aplikace informuje o této situaci a mus´ıte nejprve vytvoˇrit zálohu.

V pˇr´ıpadˇe úspˇeˇsného pˇripojen´ı na server a existence zálohy vás aplikace informuje o

úspˇechu a ihned vás vyzve k zadán´ı názvu souboru k obnovˇe dat. Po správném zadán´ı názvu souboru vás systém informuje o tabulkách, které byly obnoveny. Zde se projev´ı v ýˇse zm´ınˇená transformace databáze naˇseho ukázkového pˇr´ıkladu.

Je dobré se pod´ıvat také na schéma databáze k lepˇs´ımu porozumˇen´ı. V pˇredstaven´ı ubyl sloupec poˇcet l´ıstk ˚u. S t´ım si dokáˇze nástroj poradit. Pˇri ˇcten´ı XML dokumentu bude tento sloupec ignorován ve vˇsech záznamech této tabulky. Sloupec ˇc´ıslo sedadla, kter ý pˇribyl v tabulce rezervace podporuje NULL hodnoty. Tento sloupec nástroj ˇreˇsit nemus´ı.

Ovˇsem v tabulce uˇzivatel ˚u pˇribyl sloupec adresa, kter ý nepodporuje NULL hodnoty. U tˇechto sloupc ˚u mus´ıme rozliˇsovat, zda má nebo nemá nastavenou v ýchoz´ı hodnotu. V prvn´ım pˇr´ıpadˇe se nástroj zachová stejnˇe jako u sloupce s NULL hodnotami. Pˇri obnovˇe dat se automaticky dopln´ı jeho nastavená v ýchoz´ı hodnota do vˇsech novˇe vloˇzen ých záznam ˚u dané tabulky. T´ım se pˇredejde chybám a nástroj tento sloupec nemus´ı ˇreˇsit.

Ovˇsem v druhém pˇr´ıpadˇe S ˇRBD pˇri obnovˇe nezná v ýchoz´ı hodnotu daného sloupce.

Vyˇreˇs´ı to t´ım zp ˚usobem, ˇze pˇri obnovˇe vloˇz´ı do vˇsech novˇe vloˇzen ých záznam ˚u dané tabulky NULL hodnotu, coˇz automaticky vy úst´ı v chybu a obnova se neprovede.

Avˇsak nástroj tuto situaci dokáˇze oˇsetˇrit. V takovéto situaci vás pˇred obnovou nástroj vyzve k zadán´ı v ýchoz´ı hodnoty. Informativnˇe je v závorkách uveden i datov ý typ daného sloupce, kter ý má b ýt zadán. Poté po zadán´ı v ýchoz´ı hodnoty sloupce nástroj pozmˇen´ı schéma databáze a nic uˇz nebrán´ı kompletn´ı obnovˇe dat.

Obr´azek 9: Obnova dat

(31)

Obrázek demonstruje bˇeh nástroje bˇehem obnovy. M ˚uˇzeme vidˇet informativn´ı zprávy o úspˇeˇsnˇe obnoven ých tabulkách a hlavnˇe v ýzvu k zadán´ı v ýchoz´ı hodnoty pro sloupec adresa v tabulce uˇzivatel ˚u. Po potvrzen´ı se objev´ı zpráva o úspˇeˇsné obnovˇe dat tabulky uˇzivatel ˚u a aplikace se vypne. T´ımto je obnova kompletn´ı.

Pro kontrolu funkˇcnosti nástroje se m ˚uˇzete pˇrihlásit na váˇs server a zkontrolovat data v tabulkách. V tabulce uˇzivatel ˚u ve vˇsech záznamech ve sloupci adresa by mˇela b ýt vámi zadaná v ýchoz´ı hodnota. Ve sloupci ˇc´ıslo sedadla v tabulce rezervac´ı by mˇela b ýt ve vˇsech záznamech NULL hodnota.

Pro udrˇzen´ı konzistence zálohy a dat na serveru se po procesu obnovy spust´ı znova zálohován´ı celé databáze i jej´ıho schématu. Uˇzivatel to bˇeˇznˇe nepozná, protoˇze nástroj o tom nijak neinformuje. Poté pˇri dalˇs´ı obnovˇe by cel ý proces probˇehl bez transformace plnˇe automaticky. M ˚uˇzete si opˇet zkontrolovat v ýstupn´ı XML soubor a pod´ıvat se na zmˇeny vzniklé transformac´ı.

Databáze byla pro tento ukázkov ý pˇr´ıklad vybrána zámˇernˇe triviáln´ı. Aplikace je schopna pracovat s mnohem vˇetˇs´ı a robustnˇejˇs´ı databáz´ı s nˇekolika tis´ıci záznamy v po- rovnán´ı s databáz´ı v tomto textu.

Pokud by jste spustili dávkové soubory pro zálohován´ı a obnovu znova, probˇehlo by to automatizovanˇe bez zadáván´ı v ýchoz´ıch hodnot. V tomto bodˇe by ukázkov ý pˇr´ıklad probˇehl bez zam ýˇslené transformace, protoˇze aplikace má v této fázi uloˇzené nové schéma databáze vzniklé transformac´ı. Pro spuˇstˇen´ı celého procesu znova spust’te nejprve skript pro smazán´ı tabulek smazat.sql a pak vˇse opakujte podle jednotliv ých krok ˚u znova.

(32)

4 Transformace datab ´aze

C´ılem této kapitoly je detailnˇejˇs´ı rozbor transformace databáze, která byla zm´ınˇena v pˇredchoz´ı kapitole. ˇCtenáˇr by mˇel po pˇreˇcten´ı této kapitoly plnˇe porozumˇet transformaci i jej´ı realizaci ve zdrojovém k ódu.

4.1 Na ˇcten´ı sch ´emat tabulek

Nejprve by bylo dobré porozumˇet celkovému ˇreˇsen´ı transformace ve zdrojovém k ódu aplikace a potom se m ˚uˇzeme pustit do ˇreˇsen´ı jednotliv ých situac´ı ubyt´ı a pˇridán´ı sloupce.

Reˇsen´ı tranformace ve zdrojovém k ódu stoj´ı na funkci porovnáván´ı struktury. Nejprveˇ vˇsak mus´ı b ýt nˇeco k porovnán´ı.

Základn´ım kamenem je funkce SchemaRestore, která pˇri obnovˇe dat naˇc´ıtá schéma databáze z XML dokumentu. Funkce nejprve naˇcte z dokumentu názvy tabulek. Poté podle pˇr´ıˇsluˇsného názvu zálohováné tabulky zárove ˇn tato funkce vytvoˇr´ı schéma této tabulky i z SQL serveru a tyto dvˇe vytvoˇrené tabulky pˇredá jako 2 parametry funkci SchemaComparison, která tyto dvˇe tabulky porovnává.

COLUMN NAME IS NULLABLE COLUMN DEFAULT DATA TYPE

login NO varchar

jmeno YES varchar

prijmeni YES varchar

email NO (’seznam@cz’) varchar

Tabulka 2: Pˇr´ıklad tabulky se sch´ematem

Tato tabulka je kl´ıˇcová pro uskuteˇcnˇen´ı transformace. Pro jej´ı uloˇzen´ı pouˇzijeme v k ódu tˇr´ıdu DataTable, která je souˇcást´ı ADO.NET. Jako sloupce obsahuje pouze nutné atributy, které jsou potˇrebné k realizaci transformace. Kompletn´ı schéma databáze je mnohem vˇetˇs´ı, ale pro náˇs pˇr´ıpad bude staˇcit pouze tohle. V podstatˇe tato tabulka obsahuje metadata o tabulce v databázi.

Tabulky se schématem databáze se v aplikaci vytváˇrej´ı vˇzdy pro jednu tabulku v jednom pr ˚ubˇehu cyklu. Poté probˇehne porovnán´ı ve funkci SchemaComparison. Poté na základˇe porovnán´ı obou tabulek probˇehnou nebo neprobˇehnou urˇcité operace, které si pop´ıˇsem pozdˇeji a poté se zase vytvoˇr´ı nová tabulka se schématem. K naˇcten´ı této tabulky z XML dokumentu byl pouˇzit XmlTextReader. XmlTextReader je standardnˇe podporován v .NET frameworku. Je odvozen od abstraktn´ı tˇr´ıdy XmlReader. Pˇredstavuje dopˇredn ý pˇr´ıstup k proudu dat XML. Jedná se o velice rychl ý zp ˚usob ˇcten´ı dat z XML dokumentu.

Zp ˚usob ˚u ˇcten´ı dokumentu je v´ıce.

M ˚uˇzeme napˇr´ıklad pouˇz´ıt tˇr´ıdu XmlDocument a poté pouˇz´ıt selekci v podobˇe zadán´ı XPath v ýraz ˚u pro v ýbˇer dat. Ovˇsem v tomto ohledu nemus´ı b ýt tento zp ˚usob pˇr´ıliˇs efektivn´ı, protoˇze dokument se mus´ı naˇc´ıst do pamˇeti a poté s n´ım lze pracovat. Naˇc´ıtán´ı do pamˇeti u tohoto zp ˚usobu je nutné, protoˇze je potˇreba znát stromovou strukturu XML dokumentu k pouˇzit´ı XPath v ýraz ˚u. XmlTextReader funguje opaˇcnˇe. Nemus´ı nic naˇc´ıtat do

(33)

pamˇeti a to jej dˇelá velice rychl ým. Pouze se posouvá od jednoho elementu k druhému a postupnˇe vˇsechny ˇcte.

1 while ( r .Read() && r.LocalName != tableName)

2 {

3 if ( r .LocalName.Equals(”Column”))

4 {

5 DataRow row = table.NewRow();

6 while ( r .Read() && r.LocalName != ”Column”)

7 {

8 if ( r .NodeType.Equals(XmlNodeType.Element))

9 {

10 if (! r .IsEmptyElement)

11 row[r .LocalName] = r.ReadString();

12 else

13 row[r .LocalName] = ””;

14 }

15 }

16 table .Rows.Add(row);

17 }

18 }

V ´ypis 9: Naˇcten´ı XML sch´ematu

M ˚uˇzeme vidˇet pouze fragment z k ódu naˇc´ıtán´ı schématu. Celá funkce je mnohem delˇs´ı.

XmlTextReader realizuje sv ˚uj dopˇredn ý pˇr´ıstup metodou Read. Respektive se d´ıky této metodˇe posouvá od jednoho elementu k druhému. Pro vytvoˇren´ı v ýˇse uvedené tabulky vytvoˇr´ıme nov ý prázdn ý ˇrádek tabulky a poté vloˇz´ıme vˇsechny hodnoty element ˚u, které se nacház´ı ohraniˇceny elementem s názvem Column. Tento element slouˇz´ı pro oddˇelen´ı jednotliv ých záznam ˚u. Je to podobná struktura XML dokumentu jako u pˇredchoz´ıch v ýpis ˚u.

Jeˇstˇe zb ývá naˇc´ıst schéma tabulky ze serveru. Samozˇrejmˇe druhá tabulka bude m´ıt naprosto totoˇznou strukturu, co se sloupc ˚u t ýˇce. V poˇctu a obsahu ˇrádk ˚u uˇz se mohou liˇsit. Tabulku ze serveru z´ıskáme jednoduch ým SQL dotazem. Pouˇzijeme systémov ý ka- talog.

SELECT COLUMN_NAME,IS_NULLABLE,COLUMN_DEFAULT,DATA_TYPE FROM INFORMATION_SCHEMA.COLUMNS WHERE TABLE_NAME = ’@tableName’;

Za @tableName dosad´ıme jako parametr n´azev tabulky, jej´ıˇz sch´ema chceme naˇc´ıst ze serveru.

4.2 Porovn ´an´ı sch ´emat ˚u

Nyn´ı máme vytvoˇrené tabulky schémat a nástroj uˇz má co porovnat. V této kapitole se pod´ıváme bl´ıˇze na funkci, která porovnává obˇe tabulky se schématem. Ta je jádrem celé transformace. Nejprve se porovná poˇcet ˇrádk ˚u v obou tabulkách. Tak se jednoduˇse zjist´ı zda sloupec ubyl nebo pˇribyl. V pˇr´ıpadˇe stejného poˇctu ˇrádk ˚u se zavolá funkce pro obnovu dané tabulky a transformace neprobˇehne.

(34)

4.2.1 Sloupec ubyl

M ˚uˇze nastat situace, ˇze sloupec oproti p ˚uvodn´ımu schématu ubyl. To znamená, ˇze v tabulce naˇctené z XML dokumentu je o ˇrádek v´ıce neˇz v tabulce naˇctené ze serveru. V tom pˇr´ıpadˇe se vytvoˇr´ı dalˇs´ı tabulka, která bude obsahovat rozd´ılné ˇrádky, které jsou v jedné tabulce a zárove ˇn nejsou v tabulce naˇctené ze serveru. Následnˇe se z této tabulky naˇctou pouze názvy sloupc ˚u do pˇredem pˇripravené globáln´ı generické kolekce. Poté je zavolána funkce pro obnovu dat. Pˇri obnovˇe se budou ignorovat vˇsechny názvy sloupc ˚u, které jsou obsaˇzeny v generické kolekci.

1 var diff = xmlTable.AsEnumerable().Where(r => !sqlTable.AsEnumerable().Select(x => x[”

COLUMN NAME”]).ToList().Contains(r[”COLUMN NAME”])).ToList();

2 DataTable result = diff .CopyToDataTable();

V ´ypis 10: Vytvoˇren´ı tabulky

V ýpis demonstruje vytvoˇren´ı tabulky s názvem result s rozd´ıln ými ˇrádky ze dvou p ˚uvodn´ıch tabulek. Jak uˇz název vypov´ıdá, XmlTable je tabulka naˇc´ıtána z XML souboru a SqlTable je tabulka naˇc´ıtána ze serveru. Jin ými slovy tento k ód vybere vˇsechny ˇrádky z Xml- Table, které nejsou obsaˇzené v tabulce SqlTable. Struktura tabulky bude opˇet stejná jako v pˇredeˇslém pˇr´ıpadˇe u naˇc´ıtán´ı schémat. Pouˇzijeme promˇennou typu var, do které nahrajeme potˇrebné záznamy. A poté pˇres funkci CopyToDataTable nahrajeme data do tabulky result.

4.2.2 Sloupec pˇribyl

Logicky m ˚uˇze také nastat situace, ˇze sloupec oproti p ˚uvodn´ımu schématu pˇribyl. V tomto pˇr´ıpadˇe opˇet vytvoˇr´ıme velice podobn ým zp ˚usobem tabulku s názvem result jako v situaci s ubyt´ım sloupce.

1 var diff = sqlTable.AsEnumerable().Where(r => !xmlTable.AsEnumerable().Select(x => x[”

COLUMN NAME”]).ToList().Contains(r[”COLUMN NAME”])).ToList();

2 DataTable result = diff .CopyToDataTable();

V ´ypis 11: Vytvoˇren´ı tabulky

M ˚uˇzeme vidˇet, ˇze k ód je na prvn´ı pohled prakticky totoˇzn ý v pˇredeˇsl ým. Pˇri bliˇzˇs´ım pohledu si lze vˇsimnout zámˇeny XmlTable za SqlTable. Tento k ód vybere ˇrádky z SqlTable, které se neshoduj´ı s ˇrádky v XmlTable. Takto zaj´ıst´ıme, ˇze daná tabulka bude obsahovat pouze sloupce, které pˇribyly oproti p ˚uvodn´ımu schématu.

Ovˇsem v této fázi mus´ı nástroj jednotlivé ˇrádky tabulky result zanalyzovat detailnˇeji.

Pro tento pˇr´ıpad nástroj pouˇz´ıvá dalˇs´ı funkci, která ˇreˇs´ı právˇe tuto problematiku. Procház´ı jednotlivé ˇrádky této tabulky a u kaˇzdého z nich vyhodnocuje zda podporuje ˇci nepodporuje NULL hodnoty. Tento fakt je kl´ıˇcov ý pro cel ý proces transformace.

Pokud sloupec podporuje NULL hodnoty, tedy hodnota sloupce IS NULLABLE v ˇrádku je YES, nic se nedˇeje. V tom pˇr´ıpadˇe aplikace nemus´ı nic ˇreˇsit, protoˇze se nastav´ı implicitn´ı hodnota sloupce jako NULL a nenastane ˇzádná chyba. To byl pouze jeden

(35)

pˇr´ıklad. Nástroj m ˚uˇze pˇri pr ˚uchodu tabulkou result narazit na sloupec, kter ý nepodporuje NULL hodnoty. V tom pˇr´ıpadˇe se posuneme dál a nyn´ı mus´ıme rozliˇsovat, zda má sloupec nastavenou v ýchoz´ı hodnotu.

Jestliˇze sloupec má nastavenou v ýchoz´ı hodnotu, nástroj to opˇet nemus´ı ˇreˇsit jako v pˇredeˇslém pˇr´ıpadˇe. Pˇri obnovˇe se nastav´ı implicitn´ı hodnota a nenastane chyba. Ovˇsem nás zaj´ımá posledn´ı moˇznost, kdyˇz sloupec nemá nastavenou v ýchoz´ı hodnotu. Normálnˇe by se pˇri obnovˇe nastavila implicitn´ı NULL hodnota a vˇse by vy ústilo v chybu, protoˇze sloupec samozˇrejmˇe nepodporuje NULL hodnoty. Nástroj ˇreˇs´ı tuto situaci právˇe nástaven´ım uˇzivatelem zadané v ýchoz´ı hodnoty daného sloupce. Po zadán´ı v ýchoz´ı hodnoty se jeˇstˇe samo o sobˇe nic nestane ani nevyˇreˇs´ı. Tato hodnota se mus´ı jeˇstˇe nastavit v databázi. Toho dosáhneme následuj´ıc´ım SQL dotazem.

1 command=new SqlCommand(”Alter table @tableName add constraint default value @column name default ”’@defaultValue’” for @column name’, connection);

2 command.ExecuteNonQuery();

V ´ypis 12: Nastaven´ı v ´ychoz´ı hodnoty

Pouˇzijeme SqlCommand, kter ý inicializujeme SQL pˇr´ıkazem. Pomoc´ı alter table zmˇen´ıme námi poˇzadovanou v ýchoz´ı hodnotu. Pˇridáme nov ý constraint s názvem default value a názvem sloupce. Promˇenná defaultValue je v ýchoz´ı hodnota, kterou zadá uˇzivatel do konzole. Dan ý pˇr´ıkaz spust´ıme pomoc´ı funkce ExecuteNonQuery. Tento proces opaku- jeme pro kaˇzd ý dalˇs´ı sloupec, kter ý nemá nastavenou v ýchoz´ı hodnotu.

(36)

5 Z ´av ˇer

Hlavn´ım c´ılem bakaláˇrské práce bylo vytvoˇrit nástroj k zálohován´ı a obnovˇe dat. Nástroj dokáˇze pracovat s libovoln ým Microsoft SQL serverem a plnit bez problém ˚u zadané c´ıle bakaláˇrské práce. Vhodné textové formáty pro dalˇs´ı implementaci jsme probrali v prvn´ı kapitole Rovnˇeˇz je nástroj rozˇs´ıˇren o moˇznost transformace. V ýhodou nástroje je oˇsetˇren´ı i situac´ı, kdy ubylo nebo pˇribylo v´ıce sloupc ˚u najednou. S detailnˇejˇs´ım rozborem transformace jsme byli seznámeni v ukázkovém pˇr´ıkladˇe a také v posledn´ı kapitole. Dalˇs´ı v ýhodou nástroje je plnˇe automatizované pˇrihláˇsen´ı na server. U aplikace je také oˇsetˇren vstup uˇzivatele.

Nab´ız´ı se r ˚uzné moˇznosti rozˇs´ıˇren´ı nástroje. Napˇr´ıklad by mohl b ýt v budoucnu rozˇs´ıˇren o moˇznosti rozsáhlejˇs´ı manipulace se schématem libovolné databáze.

(37)

6 Reference

[1] Esposito, Dino, XML: efektivn´ı programov´an´ı pro .NET. Grada Publishing, 2004. ISBN 80-247-0775-6

[2] XML specifikace, http://www.w3.org/XML/

[3] XML validace, http://www.w3schools.com/xml/xml validator.asp [4] XmlTextWriter, http://msdn.microsoft.com/cs-cz/library/

system.xml.xmltextwriter.aspx

[5] YAML, http://www.zdrojak.cz/clanky/

yaml-serializacni-format-pro-ukladani-dat/

[6] YAML syntaxe, http://en.wikipedia.org/wiki/YAML [7] JSON, http://www.json.org/json-cz.html

[8] JSON syntaxe, http://json.org/example.html

(38)

A Elektronick ´e pˇr´ılohy na CD

Zde je uvedena adresáˇrová struktura a d ˚uleˇzité soubory pˇrikládaného CD.

• Bakaláˇrská práce

– backup xml - sloˇzka s aplikac´ı

- Z´alohy - sloˇzka pro XML soubory - Skripty - sloˇzka s SQL skripty

- obnova.bat, zaloha.bat - dávkové soubory pro ukázkov ý pˇr´ıklad – BP.pdf - tiˇstˇená verze v elektronické podobˇe