Table Of ContentCopyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Московскийгосударственныйтехническийуниверситет
имениН.Э.Баумана
А.В. Брешенков, Е.А. Волкова, Е.В. Галямова
РАЗРАБОТКА
DB2-ПРИЛОЖЕНИЙ
Методические указания
к выполнению лабораторной работы
по курсу «Сетевые базы данных»
Москва
Издательство МГТУ им. Н.Э.Баумана
2010
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УДК004.65
ББК937-018.3я73-5
Б87
Рецензент А.В.Балдин
БрешенковА.В.
Б87 Разработка DB2-приложений: метод. указания к выполне-
нию лабораторной работы по курсу «Сетевые базы данных»
/ А.В. Брешенков, Е.А. Волкова, Е.В. Галямова. – М.: Изд-во
МГТУим.Н.Э.Баумана,2010.–22,[2]с.:ил.
Вметодическихуказанияхизложеныосновыразработкиприложе-
ний для работы с базами данных DB2. Дано краткое описание ком-
пиляциипрограммвоперационнойсистемеz/OS,особенностейпод-
готовки программ в СУБД DB2, статических и динамических SQL-
операторов. Приведены примеры кода программ на языках COBOL
иPL/1иуказанынастройкиутилитСУБДDB2дляподготовкиэтих
программкзапуску.
ДлястудентовМГТУим.Н.Э.Баумана,обучающихсяпоспециаль-
ности«Сетевыебазыданных».
Рекомендовано Учебно-методической комиссией факультета
«Информатикаисистемыуправления».
УДК004.65
ББК937-018.3я73-5
c МГТУим.Н.Э.Баумана,2010
(cid:13)
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Система управления базами данных (СУБД) DB2 компании
IBM — это мощная высокопроизводительная многоплатформенная
СУБД. Она поставляется с целым набором клиентских инстру-
ментов,которыемогутбытьиспользованыдлязапускаоператоров
языка структурированных запросов SQL.
СУБД DB2 для операционной системы (ОС) z/OS отличается
высокой степенью готовности, масштабируемостью и производи-
тельностью при обработке транзакций, в нее включена поддержка
оченьбольшихбазданныхблагодаряиспользованию64-разрядных
виртуальныхсистемхранения.Однакосуществуютнекоторыеспе-
цифические особенности работы с СУБД DB2, установленной на
большой ЭВМ класса мэйнфрейм IBM System z. Этому и посвя-
щены данные методические указания.
Цели лабораторной работы:
изучение функций утилиты DCLGEN;
•
разработка структуры программ, работающих с базами дан-
•
ных;
изучение этапов подготовки программы к запуску.
•
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1. Компиляция программ в операционной системе z/OS
Функция компилятора состоит в том, чтобы преобразовать ис-
ходный код в объектный модуль, который затем должен пройти
обработку компоновщиком (или редактором связей), прежде чем
его можно будет выполнять. В процессе компиляции исходного
модуля компилятор присваивает относительные адреса всем ин-
струкциям, элементам данных и меткам, начиная с нуля. Адреса
состоят из базового адреса и смещения. Это позволяет изменять
расположение программ; другими словами, их необязательно за-
гружать в одно и то же место памяти при каждом выполнении
программ.
Copybook — разделяемая библиотека, в которой программисты
хранят часто используемые сегменты программ.
Редакторсвязейпреобразуетобъектныемодуливисполняемые
загрузочные модули.
Любые ссылки на внешние программы и подпрограммы оста-
ются неразрешенными. Эти ссылки либо разрешаются при ком-
поновке объектного модуля, либо динамически разрешаются при
выполнении программы.
Для компиляции программ в ОС z/OS можно использовать па-
кетное задание или осуществлять компиляцию в оболочке TSO/E,
используя команды, CLIST-программы или ISPF-панели.
Программы на языке C можно компилировать в оболочке ОС
z/OS UNIX командой c89, программы на языке COBOL — в обо-
лочке ОС z/OS UNIX командой cob2.
Для компиляции в пакетном задании ОС z/OS включает набор
каталогизированных процедур, позволяющих избежать ввода JCL-
кода, который иначе нужно было бы набирать. Если ни одна из
4
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
каталогизированныхпроцедурнесоответствуетвашимтребовани-
ям, потребуется написать весь JCL-код для компиляции.
На этапе компиляции нужно определить наборы данных, тре-
буемыедлякомпиляции,любыеопциикомпилятора,необходимые
для вашей программы, и желательный формат вывода.
1.2. Программирование приложений для СУБД DB2
Язык SQL не является полным языком программирования, од-
нако он необходим для доступа к данным в базе данных DB2
и управления ими. Это непроцедурный язык четвертого поколе-
ния (4GL), разработанный в середине 1970-х для использования
в СУБД DB2. Язык SQL можно либо использовать динамиче-
ски в интерпретационной программе на подобие утилиты SPUFI,
либо встраивать и компилировать или ассемблировать в составе
основного языка. Чтобы написать приложение, позволяющее осу-
ществить доступ к данным в СУБД DB2, код на языке SQL встра-
ивают в исходный код языка программирования (Java, Smalltalk,
REXX, C, C++, COBOL, Fortran, PL/I) и высокоуровневый ассем-
блер.
Существуют две категории SQL-операторов, которые можно
использовать в программе: статические и динамические.
СтатическимиSQL-оператораминазываютсяполныеSQL-опе-
раторы,записанныевнутриисходногокода.Впроцессеподготовки
программы СУБД DB2 определяет пути доступа для операторов,
и они записываются в СУБД DB2. SQL-операторы не изменяются
от одного запуска программы к другому; при этом используются
одни и те же заданные пути доступа, так что СУБД DB2 не тре-
буется создавать их повторно, что может вызвать дополнительную
нагрузку. (Заметим, что все SQL-операторы должны иметь путь
доступа.)
Динамическими SQL-операторами называются SQL-операто-
ры, частично или полностью неизвестные на момент написания
программы. Только после запуска программы СУБД DB2 знает,
какие операторы будут использоваться, и способна определить
требуемые пути доступа. Пути доступа не сохраняются, так как
операторы могут изменяться от одного запуска программы к дру-
гому. Примером такой программы является утилита SPUFI. В дей-
ствительностионапредставляетсобойприложение,принимающее
5
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
динамические SQL-операторы. Это те операторы, которые вводят-
ся во входном файле. При каждом запуске SPUFI SQL-операторы
могут быть разными, поэтому в приложение встраиваются специ-
альные подготовительные SQL-операторы.
1.3. Алгоритм подготовки программы в СУБД DB2
Традиционный процесс подготовки программы, состоящий из
компиляции и редактирования связей, при подготовке SQL-кода
должен включать дополнительные этапы, так как компиляторы не
распознают SQL. Эти этапы, наряду с компиляцией и редактиро-
ванием связей, можно выполнять через панель DB2I, хотя весь
процесс, за исключением вызова утилиты DCLGEN, обычно вы-
полняется в одном потоке заданий JCL (рис.1).
Рис.1. АлгоритмподготовкипрограммыдляСУБДDB2
6
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
УтилитаDCLGEN
Эта утилита предоставляет способ автоматического генериро-
вания исходных определений для объектов СУБД DB2, используе-
мых в программе. Они создаются в разделе библиотеки утилиты
DCLGEN, которую можно включить в исходную программу. Если
ееневключать,потребуетсясоставлятьопределениявручную.Ад-
министраторбазыданныхСУБДDB2обычносоздаетихнаоснове
правил компании. На этом этапе необходима работающая СУБД
DB2, так как определения берутся из ее каталога.
Прекомпиляция
ТаккаккомпиляторынемогутобрабатыватьSQL-код,наэтапе
прекомпиляции SQL-выражения заключаются в комментарии и
подставляется оператор CALL обращения к СУБД DB2. Этот опе-
ратор передает некоторые параметры, например, адреса перемен-
ныхосновногоязыка(дляизвлеченияданных),номераоператоров
и (что очень важно) измененную отметку времени, называемую
маркером согласованности (consistency token) либо просто отмет-
кой времени. На этом этапе не требуется запуск СУБД DB2, все
действия выполняются без доступа к СУБД DB2. Прекомпилятор
определяет SQL-код по специальным флагам начала и окончания,
которые должны быть включены для каждого SQL-оператора. Во
всех языках программирования используется одинаковый флаг на-
чала—EXECSQL.Флагиокончанияразличаются.ВязыкеCOBOL
используется флаг окончания END-EXEC. (точка), тогда как в C
и других языках используется точка с запятой. Ниже приведен
пример кода на языке COBOL:
EXEC SQL
SELECT EMPNO, LASTNAME
INTO :EMPNO, :LASTNAME
FROM EMP
END-EXEC.
В этом примере значения полей EMPNO и LASTNAME извле-
каютсявпеременныеосновногоязыка,передкоторымиуказывает-
ся двоеточие. Переменными основного языка являются перемен-
7
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
ные, определенные на основном языке (COBOL, PL/1 и т. д.) —
языке, включающем SQL-код. На этапе вызова утилиты DCLGEN
такжепроисходитопределениеэтихпеременных.Вданномслучае
имя переменной основного языка соответствует имени столбца,
что не является обязательным требованием; можно использовать
любоеимястипомданных,совместимымстипомданныхстолбца.
После прекомпиляции программа разделяется на две части.
1.Измененныйисходныйкод,которыйпредставляетсобойпер-
воначальный исходный код, где SQL-код заключен в комментарии
и замещен операторами CALL.
2. Модуль запросов базы данных (database request module,
DBRM), который обычно представляет собой раздел библиотеки
PDS и содержит SQL-операторы программы.
Измененныйисходныйкодпередаетсякомпиляторудлякомпи-
ляции и редактирования связей, вследствие чего создается испол-
няемый загрузочный модуль, как для любой другой программы,
не содержащей SQL-операторы. В программу можно вставить лю-
бой тип SQL-кода: DML, DDL и DCL, если только не нарушаются
правила авторизации.
Связывание
ВСУБДDB2связываниеможнорассматриватькаканалогпро-
цесса компиляции для модуля DBRM.
При связывании выполняются три операции:
1) проверка синтаксиса на наличие ошибок;
2) проверка полномочий;
3) что важнее всего, определение пути доступа для операто-
ров. СУБД DB2 содержит компонент, называемый оптимизатором
(optimizer), который выбирает различные способы осуществления
доступа к данным, такие как сканирование целой таблицы, ис-
пользование индекса, выбор используемого индекса и т.д. Опти-
мизаторопределяетпоказателистоимостикаждогопутидоступаи
выбирает путь доступа с наименьшей стоимостью. Такой оптими-
затор называется оптимизатором на основе стоимости (в отличие
от оптимизатора на основе правил). SQL-код вместе с путем до-
ступа(имаркеромсогласованности—отметкойвремени)хранится
как пакет в оглавлении СУБД DB2.
8
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
Другая информация, в частности информация о пакете и дей-
ствительный SQL-код, хранится в каталоге. При связывании со-
здается исполняемый SQL-код для одного приложения в пакете.
Теперь СУБД DB2 имеет всю информацию, необходимую для по-
лучениязапрашиваемыхданныхдляразрабатываемойпрограммы.
Частопрограммывызываютподпрограммы,которыетакжесо-
держат SQL-запросы. Каждая из этих подпрограмм также име-
ет пакет. Необходимо сгруппировать всю информацию для СУБД
DB2 вместе. Для этого требуется еще один этап — связывание, но
на этот раз предназначенное для создания плана (plan). Даже если
подпрограмма не используется, все равно требуется создать план.
План может содержать не только информацию о программе, но и
другую информацию.
Это обычная практика: план содержит все пакеты одного про-
екта, и при каждом запуске используется один и тот же план. Для
полноты следует добавить, что изначально модули DBRM связы-
вались непосредственно в планы (они назывались встроенными
модулями DBRM). Однако при внесении небольшого изменения в
одну из программ необходимо выполнить повторное связывание
всего плана. Это следует сделать и в случае добавления индек-
са. В процессе связывания СУБД DB2 обновляет свои оглавление
и каталог. Обновление означает недопущение обновления данных
другими людьми (данные заблокированы и недоступны для них),
так что выполнение большинства других действий в СУБД DB2
является практически невозможным. Чтобы обойти это ограниче-
ние, были реализованы пакеты. После обновления каталога необ-
ходимо лишь выполнить повторное связывание одного пакета, так
что длительность обновления очень мала и воздействие на других
пользователей практически отсутствует. В настоящее время все
еще используются планы с встроенными модулями DBRM, хотя
большинствокомпанийпреобразуетихвпакеты.Планыиспользу-
ются только в среде мэйнфреймов. На других платформах они не
используются.
Запуск
При выполнении приложения происходит загрузка загрузочно-
го модуля в основную память. Когда встречается SQL-оператор,
9
Copyright ОАО «ЦКБ «БИБКОМ» & ООО «Aгентство Kнига-Cервис»
оператор CALL обращения к СУБД DB2, заменяющий SQL-
оператор, передает его параметры в СУБД DB2. Одним из па-
раметров является маркер согласованности. Этот же маркер (или
отметка времени) присутствует и в пакете. Затем выполняется
просмотр пакетов в заданном плане СУБД DB2 в поисках нали-
чия соответствующей отметки времени, после чего загружается
и выполняется подходящий пакет. Таким образом, для запуска в
качестве параметра необходимо задать имя плана.
Результатом выполнения SQL-оператора обычно является ре-
зультирующее множество (содержащее больше одной строки).
Приложение за один раз может обрабатывать только одну запись
или строку. В СУБД DB2 добавляется специальная конструкция,
называемаякурсором(cursor).Всущности,курсораналогиченука-
зателю и позволяет во встроенном SQL-коде выбирать, обновлять
или удалять по одной строке из результирующего множества за
один раз.
2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В этой лабораторной работе вы будете создавать приложение,
обрабатывающее различные запросы к базе данных СУБД DB2,
в том числе и сетевые запросы. Последовательно выполняя дей-
ствия, описанные ниже в разд. 2.1—2.4, вы познакомитесь с осно-
вами разработки приложений, работающих с СУБД DB2, и после-
довательностью их запуска.
2.1. Использование утилиты DCLGEN
Сначала вы будете использовать утилиту DCLGEN для созда-
ния SQL-оператора DECLARE и основной переменной структуры
для таблиц и видов, которые вы только что создали, а также для
master таблиц, которые вы будете копировать; все данные из этих
таблиц будут доступны в программах, которые вы будете обно-
влять. Утилиту DCLGEN можно запустить из меню СУБД DB2I
(пункт2).Изучитеразличныеопциинаэкране.Используйтеменю
HELP, если это необходимо.
Теперь используйте утилиту DCLGEN для EMP-таблицы.
10
