Tässä dokumentissa määritetään OHTU SQL-Trainer kesä 2000 -ryhmälle toimeksiannettuun SQL-Trainer ohjelmaan lisättävä uusi toiminnallisuus

SQL-trainer on tietokantojen perusteet -kurssilla käytössä oleva ohjelmisto, jolla opiskelijat suorittavat kurssiin liittyviä harjoituksia. Tällä hetkellä ohjelmisto sisältää mahdollisuudet harjoitella vain SQL-kyselyitä.

Ohjelmistoa laajennetaan dokumentissa esitellyin tavoin siten, että sillä voidaan jatkossa tehdä myös relaatioalgebraan ja tietokannan ylläpitoon liittyviä tehtäviä. Lisäksi ohjelmistoon lisätään aputyökalu, jolla voidaan laatia tehtäviä kaikkiin edellä mainittuihin osioihin.

SQL-trainer harjoitteluohjelmisto otettiin käyttöön syksyllä 1999 kurssilla Tietokantojen perusteet, jossa opiskelijat käyttävät sitä harjoitustehtävien tekemiseen. SQL-trainer on kurssin pitäjän Harri Laineen käsialaa.

Tällä hetkellä ohjelmisto soveltuu SQL:n harjoittelemiseen, mutta ohjelmistoa on tarkoitus laajentaa siten, että sillä voitaisiin harjoitella myös SQL:n ylläpito-operaatioita ja relaatioalgebraa, joita kumpaakin opetetaan Tietokantojen perusteet -kurssilla.

Ohjelmistoon sisältyy tehtävienlaadinta työkalu, jota on tarkoitus kehittää siten, että sillä voidaan tehdä kaiken tyyppisiä tehtäviä.

JDBC (Java Database Connectivity) tarkoittaa rajapintaa Java-ohjelmien ja tietokantojen välillä.

Tässä dokumentissa esiintyneet kirjoittajat on mainittu kappaleiden otsakkeissa nimikirjaimin. Lyhenteet on esitetty taulukossa 1.

Tässä projektissa laajennetaan SQL-trainer -ohjelmistoa siten, että pelkkien SQL -kyselyiden lisäksi sillä voidaan harjoitella myös relaatioalgebraa sekä SQL:n ylläpito-operaatioita. Tehtävien tarkistuksen suorittavaa ohjelman osaa täydennetään muutamalla uudella tarkistusmenetelmällä. Lisäksi laaditaan käyttöliittymä ja menetelmät, kuinka eri tyyppisiä tehtäviä jatkossa tullaan syöttämään järjestelmään.

Uusien ominaisuuksien määrittely ja tarkemmat vaatimuskuvaukset löytyvät määrittelydokumentista [Maar00].

Lähtökohtana relaatioalgebran harjoitteluosuudelle on, että uuden käyttöliittymän avulla voidaan harjoitella alkeisoperaatioita sekä monimutkaisempia kyselyrakenteita alkeisoperaatioita yhdistelemällä. Vaikka toiminnallisuus toteutetaan käyttöliittymässä relaatioalgebran alkeisoperaatioina, ne konvertoidaan palvelimessa SQL-operaatioiksi ja käsitellään kuten muutkin tehtävätyypit. Alkeisoperaatioiden käytöstä syntyneet kyselyt tallennetaan tilapäistauluihin ja niitä voidaan käyttää osina laajempia operaatioita tai myöhemmin tutkimuksen pohjana.

Lähtökohtana on laajentaa tunnettujen SQL –operaatioiden valikoimaa INSERT, UPDATE ja DELETE käskyillä. Perusvaatimuksena on ollut, että opiskelijan suorittaman tietoa muuttavat operaatiot eivät saa muuttaa perustehtävätaulujen sisältöä. Tästä seuraa muutamia rajoituksia (ks. 2.2 Rajaukset (KS))

Tarkoituksena on helpottaa eri tyyppisten tehtävien syöttämistä järjestelmään. Merkittävimpinä muutoksina on tarkistusmenetelmälle syötettävän tarkistussumman laskeminen järjestelmän puolesta.

Projektin aikataulun rajallisuuden huomioon ottaen joudutaan tekemään tiettyjä rajauksia järjestelmän uudistamiselle. OHTU –ryhmä ei uudelleenkirjoita tai dokumentoi sellaisia jo olemassa olevia järjestelmän luokkia, joita ei muuteta tämän projektin kuluessa. Sellaiset alkuperäiset luokat, joita muutetaan tai jotka toimivat uusien luokkien perustana, kuuluvat luonnollisesti projektin piiriin ja niihin kohdistetaan tässä projektissa käytettäviä työ- ja dokumentointimenetelmiä.

Käyttöliittymä edellyttää käyttäjän selaimelta Javascript –tuen. Lisäksi relaatioalgebran lausekkeet esitetään Symbol –fonttia käyttäen, joten jos käyttäjän ympäristö ei sisällä kyseistä fonttia, näkyvät relaatioalgebran lausekkeet standardifontilla kirjoitettuna.

Ylläpito-operaatiot suoritetaan simuloimalla tietoa muuttavia operaatioita aputaulun avulla. Syy menettelylle on se, että lähtökohtaisesti on vaadittu, että tehtävätaulujen sisältöä ei saa muuttaa. Tästä syystä yhden tehtävän ylläpito-operaatiot saavat kohdistua yhteen harjoittelutauluun. Jos tehtävä laaditaan toisin ja sitä yritetään suorittaa, ei ole mahdollista saada hyväksyttyä vastausta (koska järjestelmä ei osaa kohdentaa muutettuja rivejä oikein).

Samasta syystä ylläpitotehtävät eivät saa riippua toisistaan (ts. "ota tehtävässä n saatu tulos ja…") tai tehtävää ei voida jatkaa toisessa tehtävässä (ts. "jatka tehtävää n siten että…").

Käyttäjän muokkaama sisältö poistetaan aputaulusta tehtävän tarkistamisen yhteydessä. Näin ollen mitään muokattua tietosisältöä ei jää järjestelmään kun tehtävä on valmis.

Tehtävienlaadinnan käyttöliittymään toteutetaan laatijan kannalta tärkeitä lisäyksiä. Tässä projektissa toteutetaan ainoastaan tarkistussumman laskeminen ja tehtävienlaadinnan muokkaaminen sellaiseksi, että sillä voidaan syöttää myös uusien tehtävätyyppien tehtävät samaan tapaan kuin aiemminkin.

Oheisessa kuvassa 1. selvitetään kuinka järjestelmä toimii erityyppisten tehtävien tapauksessa.

Kuvassa 2 tarkennetaan edellisen kuvan "Tarkistus" –osaprosessia.

Sqltr toimii asiakas-palvelin periaatteella internetin tai intranetin välityksellä (WWW-selaimen kautta). Järjestelmän kaikki luokat ja tietokanta-taulut sijaitsevat tietojenkäsittelytieteen laitoksen db.cs.helsinki.fi -palvelimella, johon käyttäjien on mahdollista ottaa yhteyttä myös kyseiseen laitoksen verkkoon kuulumattomilla tietokoneilla (palvelin ei ole ns. sisäänpäin suljettu).

Httpd palvelimena toimii Apache palvelin versio 1.3.12 ja Java servlettimoottorina Apache Jserv versio 1.1. Järjestelmän tietokantana käytetään Oraclen 7.3.2.3.0, johon kytkeydytään JDBC -ajureilla.

Java-koodi noudattaa SQL-Trainerin edellisessä versiossa käytettyä ohjelmointitapaa sekä soveltuvin osin Sunin Java-tyyliopasta [Sun00]. HTML-koodi on World Wide Web Consortiuminin HTML 4.0 standardin mukaista [Html00].

Järjestelmä ohjelmoidaan käyttäen Sun Microsystems Java Jdk 1.2.2 (Java Development Kit) –versioita. Koodi kommentoidaan Javadoc:ia hyväksi käyttäen. Tietokanta- ja tietokantayhteydet toteutetaan kuten yllä mainitaan.

SQL-Trainer järjestelmän versiohallintaan käytetään CVS versionhallintaa versio 1.10.6.

Varsinaisten edellä esitettyjen ohjelmointityökalujen lisäksi projektissa on käytetty seuraavia apuvälineitä:

Taulukkoryhmä 3 esittelee tietokannan perustaulujen sarakkeiden kenttien sisältämän tiedon ja niiden tietotyypit. Merkintä ve –tarkoittaa viite-eheyttä, alleviivaus avainta ja * -merkki "NOT NULL" -määrettä.

pscourse Kurssin tiedot

year Kurssin vuosi integer *

term Kurssin lukukausi char *

startdate Kurssin aloitusajankohta date

enddate Kurssin lopetusajankohta date

psterm Apurelaatiotaulu, jolla liitetään pscourse ja pstopic loogisesti toisiinsa

year Kurssin vuosi, ve pscourse integer *

term Kurssin lukukausi, ve pscourse char *

tno Tehtäväryhmän numero, ve pscourse integer *

pstopic Tehtäväryhmätaulu

tno Tehtäväryhmän numero integer *

title_fi Tehtäväryhmän otsikko suomeksi varchar(60)

title_en Tehtäväryhmän otsikko englannuksi varchar(60)

tasks Ei käytössä integer *

credits_upto Tehtäväryhmän vanhenemispäivämäärä date *

psstudent Opiskelijatietotaulu

sid Opiskelijan tunnus. Järjestelmän sisäinen varchar(10) *

lname Sukunumi varchar(48) *

fname Etunimi varchar(48)

last_visit Viimeisin käyttöajankohta date *

HETU Henkilötunnus varchar(11)

SS Salasana selkokielisenä varchar(12)

stnumber Opiskelijanumero. Yliopiston antama varchar(20)

psanswer Vastaustaulu

sid Opiskelijan tunnus, ve psstudent varchar(10) *

task_id Kuten taulussa pstask, ve pstask integer *

trycnt Vastauksien lukumäärä tähän tehtävään integer *

asnw Opiskelijan antama vastaus varchar(1000)

trydate Vastausajankohta date

response Tehtävän tarkistuksen paluuarvo integer

extra Tehtävän tarkistuksen mahdollinen lisäviesti varchar(500)

psstate Opiskelijan tehtävästatus -taulu

sid Kuten taulussa psstudent, ve psstudent varchar(10) *

task_id Kuten taulussa pstask, ve pstask integer *

lasttry Vastausten lukumäärälaskuri tälle tehtävälle integer

state Vastauksen tulos tälle tehtävälle integer

task_id Tehtävän numero integer *

title_fi Tehtävän otsikko suomeksi varchar(60) *

title_en Tehtävän otsikko englanniksi varchar(60)

task_text_fi Tehtävänanto suomeksi varchar(500)

task_text_en Tehtävänanto englanniksi varchar(500)

ok_rows Oikean vastauksen koko riveinä integer

nonunique Vastauksen koko, jos distinct puuttuu integer

ok_cols Vastauksen sarakkeiden enimmäismäärä integer

ok_checkable Tarkistussummasarakkeen nimi varchar(32)

ok_checkvalue Oikeasta vastauksesta laskettu tarkistussumma integer

ordered Onko järjestettävä (ei ole käytössä) char

neededcols Välttämättömien sarakkeiden luettelo pilkulla eroteltuna varchar(120)

eqpairs Identtiset sarakeparit (sarake1=sarake2) varchar(120)

Tällaisia ei ole syytä ottaa mukaan tulokseen

tno Tehtäväryhmän numero, johon tämä tehtävä kuuluu integer

ve pstopic

included Kyselyyn sisältyvä merkkijono, jota käytetään varchar(120)

järjestysmääreen tarkistukseen. Ennen vertailua

kyselysta karsitaan turhat välilyönnit ja tarkentimet.

col_max Vastauksen sarakkeiden määrä (tämä on tarpeeton) integer

needed_tabs Välttämättömien taulujen luettelo pilkulla eroteltuna varchar(120)

Ohjelma antaa virheilmoituksen jos jokin näistä puuttuu

needless_tabs Tarpeettomien taulujen luettelo pilkulla eroteltuina varchar(120)

Ohjelma antaa virheilm. , jos jokin näistä on mukana

task_type Tehtävätyyppi char

task_answer Tehtävän mallivastaus varchar(500)

Taulukossa 4 on esitetty relaatioalgebran aputaulun tietomäärittely.

psreltemp Relaatioalgebran harjoittelun aputaulu

sid Kuten taulussa psstudent, ve psstudent varchar(10) *

task_id Kuten taulussa pstask, ve pstask integer *

relver Relaation versiolaskuri integer *

reldate Välituloksen päivämäärä date

sqlrel Välituloksen SQL -kysely varchar(1000)

Kuvassa 3 on esitetty SQL-Trainer perustietokanta määrittelyvaiheen jälkeen tehdyin muutoksin. Kuvassa ei ole esitetty tehtävätauluja, jotka luodaan tehtävien mukaan eikä niiden aputauluja. Nämä taulut käsitellään kohdassa 4.2.

Ylläpito-operaatioiden vaatimukset täyttävä toteutus edellyttää, että jokaista ns. tehtävätaulua kohden luodaan oma aputaulunsa, johon kohdistetaan opiskelijan tekemiä ylläpito-operaatioita. Aputaulut ovat tyhjiä, eli niihin ei tarvitse syöttää tehtävätaulun sisältöä.

Aputaulut sisältävät kaikki samat sarakkeet, kuin varsinainen tehtävätaulukin, mutta niiden lisäksi kentän sid (student ID), joka viittaa psstudent –tauluun. Sid –kentän avulla aputauluun tehtävät muutokset kohdennetaan oikealle käyttäjälle. Sid –sarakkeen tulee olla aina taulun viimeinen sarake.

Aputaulut tulee nimetä alkavaksi "tmp_ " –merkkijonolla ja nimen lopun tulee olla sama kuin tehtävätaulut. Esimerkiksi tehtävätaulun "student" aputaulu olisi nimeltään "tmp_student". Pääkäyttäjän, joka luo tehtävätaulut tehtäväkokonaisuuksia syöttäessään, tulee luoda vähintäänkin niitä tehtävätauluja vastaavat aputaulut, joihin kohdistetaan tietokannan ylläpito-operaatioita sisältäviä tehtäviä.

Jos aputaulua ei löydy järjestelmän olettamalla tavalla, saadaan tulokseksi väärä vastaus vaikka opiskelija olisikin suorittanut tehtävän aivan oikein. TKHJ ilmoittaa tällöin puuttuvasta tai väärästä taulunnimestä.

Tässä luvussa esitetään SQL-Trainer järjestelmän luokat luokkakaaviossa lukuunottamatta virheen- ja poikkeustenkäsittelyluokkia. Tarkat määrittelyt esitetään niistä luokista ja metodeista, joita uuteen versioon tullaan lisäämään tai alkuperäisistä luokista ja metodeista, joita muutetaan uuden toiminnallisuuden mahdollistamiseksi.

Koska nykyiseen järjestelmään liitetään uusia piirteitä, olemassa oleva tehtävänvalintaluokkaa OListPage on muutettava tietämään milloin kyseessä on relaatioalgebra-, SQL-, tai SQL -ylläpitotehtävä ja tulostamaan kyseiselle tehtäväryhmälle kuuluvan sivun.

Tämä luokka suorittaa tehtäväsivun tulostamista (lähettämistä) käyttäjälle. Luokassa on periaatteessa kaksi metodia doPost ja doGet, mutta käytännössä vain yksi doPost koska doGet ei tee muuta kuin kutsuu doPost:ia. Nämä kaksi metodia toteuttavat servletin rajapinnan.

Tietokanta-tauluun pstask on lisätty uusi attribuutti task_type sisältämään tiedon siitä, onko tehtävä relaatioalgebra, SQL-ylläpito vai SQL-tehtävä. Täten muutetaan luokkaa OlistPage luokka siten, että ennen html -sivun tulostamista, kysytään tietokannasta kyseisen tehtävän tyyppi. Tyypin mukaan lähetetään käyttäjälle oikean tehtävätyypin sivu.

Tässä luvussa selitetään relaatioalgebran harjoitteluun liittyvät luokat, niiden sisältö ja mahdollisesti muutokset olemassa oleviin luokkiin.

Relaatioalgebran harjoittelu poikkeaa SQL –operaatioiden harjoittelusta siinä, että relaatioalgebran lauseke joudutaan antamaan osissa. Servlet -puolella osat kootaan yhdeksi järkeväksi lausekkeeksi joka kerralla kun käyttäjä lisää uuden osan lausekkeeseen. Kun käyttäjä on tyytyväinen vastaukseensa ja painaa "Valmis" -painiketta, saatu SQL –lauseke on pystyttävä suorittamaan, jotta vastauksen oikeellisuutta voidaan tarkistaa samoin kuten muissa tehtävätyypeissä.

Relaatioalgebran vastauksen oikeellisuuden tarkistaminen on samanlaista kuin SQL-kyselyn tarkistaminen, mutta relaatioalgebran lauseke on muutettava SQL-kyselyksi ennen tarkistamista. Tästä johtuen rakennetaan AlgerbraParser-luokka hoitamaan muunnosta lausekkeesta kyselyyn.

Tämä luokka sisältää tarvittavat metodit SQL-kyselyn tuottamiseksi relaatioalgebran lausekkeesta. Luokan metodit eivät käytä ulkoisia tietovarastoja, parseNaturalJoin-Metodia lukuun ottamatta, joka käyttää tietokantaa hyväksi luonnollisen liitoksen saman nimisten attribuuttien selvittämisessä.

Koko muuntamisprosessin aloituskohta. Metodi rakennetaan rekursiiviseksi, ja se käyttää luokan kahta muuta metodia hyväkseen. Metodia split tämä metodi käyttää erottamaan kaksi saman tason lauseketta toisistaan, ja metodia parseNaturalJoin generoimaan luonnollisesta liitoksesta tavallisen liitosta ehtoineen.

Parametrit : Relaatioalgebran lauseke.

Palauttaa : Muunnettu relaatioalgebran lauseke SQL-kyselynä.

Erottaa relaatioalgebran lausekkeesta kaksi saman tasoista lauseketta toisistaan, yhdistettynä jollakin operaatiolla, jos lauseke on kahden operaation yhdistelmä. Kahden saman tasoisen lausekkeen välillä voi olla yksi seuraavista operaatioista: yhdiste, leikkaus, ristitulo, liitos, luonnollinen liitos tai erotus.

Parametrit : Relaatioalgebran lauseke

Palauttaa : Merkkijonotaulukko, jossa on joko kolme tai yksi paikkaa. Taulukko on kolmepaikkainen, jos parametrin annettu lauseke sisälsi kaksi saman tasoista lauseketta. Tällöin ensimmäisessä taulukon paikassa on ensimmäinen osa lausekkeesta, toisessa on lausekkeiden välinen operaatio ja kolmannessa on toinen lauseke. Jos taulukossa on vain yksi paikka, parametrinä annettu lauseke ei sisältänyt kahta saman tasoista lauseketta.

Tämä metodi muuttaa luonnollisen liitoksen vastaavaksi ristituloon, valintaan ja projektioon perustuvaksi operaatioiksi ja tuottaa siitä SQL-kyselyn. Metodi käyttää hyväkseen parse -metodia, muuttaakseen luonnollisen liitoksen molemmat osapuolet SQL-kyselyiksi. Tämän jälkeen metodi suorittaa molemmat kyselyt tietokannassa. Tällöin tietokannasta tulevista vastauksista saadaan molempien kyselyiden attribuuttien nimet, joista valitaan sellaiset, jotka sisältyvät molempiin tauluihin. Näiden ja alkuperäisten lausekkeiden avulla rakennetaan vastaava SQL-kysely.

Parametrit : Relaatioalgebran lauseke, joka koostuu kahdesta saman tasoisesta lausekkeesta joita yhdistää luonnollinen liitos -operaatio.

Palauttaa : Parametrinä annetun relaatioalgebran lauseketta vastaavan SQL-kyselyn.

SQL ylläpito-operaatioiden harjoittelemista varten joudutaan muuttamaan OupdateAnswerForm –luokkaa, jota on käytetty SQL –kyselytehtävien toteutuksessa.

Ylläpito-operaatioiden toteuttamista varten tarvitaan ohjelmistoon yksi uusi luokka: OUpdateAnswerForm. Luokka tehdään jo valmiina olevan OAnswerFormin pohjalta lisäten sinne muutamia metodeja, poistaen turhia ja muokaten olemassa olevia.

OUpdateAnswerForm käyttää hyväkseen samoja luokkia kuin OAnswerForm. (ks luku 2.3)

Metodi luo käyttöliittymän ja ottaa vastaan siltä välittyvät tapahtumat. Se myös hoitaa SQL-lauseen suorittamisen ja vastaussivun tulostamisen.

Metodi kutsuu saamillaan parametreillä metodia doPost.

Metodi tarkistaa sen että vastauksen rivien määrä on oikea, jos näin ei ole niin parametrinä annettuun muuttujaan problems laitetaan virheilmoitus ja palautetaan false.

Metodi vertaa tarkistussummaa ja jos se ei ole oikea niin parametrinä annettuun muuttujaan problems laitetaan virheilmoitus ja palautetaan false.

Metodi tarkistaa onko kyseessä ylläpito- vai tavallinen sql-lause ja sen että ylläpito kohdistuu vain yhteen tauluun.

Metodi tarkistaa käyttäjän SQL-lauseesta, että hän ei yritä kajota järjestelmän tauluihin.

Metodi muuntaa kyselyn muotoon, jossa se kohdistuu aputauluihin todellisten harjoittelutaulujen sijasta.

Metodi poistaa merkkijonosta ylimääräiset välilyönnit.

Metodi poistaa merkkijonosta kontrollimerkit.

Luokat korvaavat yliluokkansa metodeista ainoastaan metodit doPost() ja doGet(), jotka toimivat keskenään samalla tavalla. Muuten luokkia käytettäessä käytetään yliluokan metodeja.

OListPage on luokan HttpDBServletOra aliluokka, servlet, joka tulostaa vastaussivulleen listan taulun pstask tehtävistä.

Metodit public void doPost (HttpServletRequest req, HttpServletResponse res) ja public void doGet (HttpServletRequest req, HttpServletResponse res)

Nämä metodit toimivat keskenään identtisesti. Ne hakevat tietokannan taulusta pstopic aihepiirien nimet ja numerot, taulusta pstask jokaisen tehtävän tiedoista tehtävän lyhyen nimen, määräajan ja tunnuksen, ja tulostavat näistä tehtävät aihepiireittäin sivuille. Sivulle tulostetaan

jokaista tehtävää kohden painike, jota painamalla voidaan tutustua tehtävänantoon tai muokata sitä. Painikkeen valitseminen lähettää tiedon katsottavasta tehtävästä servletille OTaskDef.

Muutos uuteen versioon: Sivulle tulostetaan myös jokaista tehtävää kohden (lukuun ottamatta ns. uutta tehtävää) painike, jonka painaminen lähettää servletille OTaskDef tiedon, että tehtävän tiedot on poistettava kannasta.

OTaskDef on HttpDBSServletOra-luokan aliluokka, servlet, joka tulostaa tehtävänantolomakkeen.

Jos edelliseltä lomakkeelta tulee tieto, että valittu tehtävä on poistettava, metodi poistaa tehtävän taulusta pstask ja tulostaa operaation onnistumisesta kertovan sivun.

Tulostettava lomake on varsin erilainen kuin aiemmin, sillä uusi järjestelmä laskee lomakkeella annettavasta esimerkkikyselystä valmiiksi ne arvot, jotka ovat laskettavissa.

Aihepiirin valintaa helpotetaan kysymällä pstopic-taulusta aihepiirien nimet ja numerot ja tulostamalla ne valikkoon lomakkeeseen.

Jos käyttäjä editoi jo olemassa olevaa tehtävää, metodi tulostaa myös napin, jota painamalla OTaskRegille annetaan tieto, että valittu tehtävä on poistettava.

Tehtävän Jatka -painike ohjataan OTaskReg-servletille.

OTaskReg on täysin uusi luokan HttpDBServletOra aliluokka, se on servlet, joka käsittelee tehtävänannon ja tulostaa tehtävänannonhyväksymislomakkeen.

Jos edelliseltä lomakkeelta tulee tieto, että valittu tehtävä on poistettava, metodi poistaa tehtävän taulusta pstask, ja tulostaa operaation onnistumisesta kertovan sivun.

Metodi käyttää tehtäväntyypin (SQL-kysely, SQL-ylläpito tai relaatioalgebran harjoittelu) mukaista välinettä esimerkkikyselyn suorittamiseen. Jos kyselyssä esiintyy avainsana distinct, metodi suorittaa kyselyn kahdesti, kerran ilman distinct-sanaa ja toisen kerran sen kanssa. Metodi laskee kummastakin vastauksesta rivit ja toisesta sarakkeet. Tämän jälkeen se tulostaa hyväksymissivun, jonka alkuun tulee esimerkkikyselyn tulostaulu, josta käyttäjä voi valita, mistä sarakkeesta järjestelmä laskee tarkistussumman, rivi- ja saraketiedot taulusta, ja loppuun edellinen lomake uudestaan. Lomakkeelle tulostuu napit, joista voi joko hyväksyä tehtävän, jolloin se välitetään OTaskStore-servletille, tai uudelleen muokata tehtävää, jolloin se välitetään uudestaan tälle samalle servletille.

Tämä on luokan HttpDBServletOra aliluokka, servlet, joka varastoi tietokantaan tehtävänannon tiedot.

Metodi laskee tarkistussumman kutsuvalla lomakkeella valitusta sarakkeesta ja tallentaa tehtävänannon tiedot tauluun pstask.

Tämän jälkeen se tulostaa sivun, joka kertoo suorituksen onnistumisesta, ja jolle tulostuvasta napista pääsee taas tehtävälistaan.

Tauluun on nykyään tallennettava tehtävän tyyppi ja esimerkkikysely.

Tarkistusluokkaa OAnswerForm parannetaan alla olevan kuvauksen mukaisesti sekä muutetaan järjestelmän kannalta turvallisemmaksi lisäämällä siihen kiellettyjen taulunimien tarkistus.

Jokaiselle käyttäjältä tulevalle SQL-lauseelle tehdään tarkistus, jossa tutkitaan kohdistuuko lausu johonkin systeemitauluun, joita ovat pscourse, psanswer, psstudent, psstate, pstask, pstopic, pstemp, psterm, ylläpito-operaatioiden vaatimat aputaulut ja mahdolliset Oraclen tai muun käytettävät tietokantajärjestelmän systeemitaulut.

OAnswerFormiin lisätään metodi, jolla tarkistetaan suoritettava SQL. Tämän lisäksi luokkaan lisätään metodit joilla parannetaan vastauksen oikeellisuuden tarkistamista, siten että tarkistetaan onko vastauksessa kaikki tarpeelliset taulut mukana ja että mitään turhaa taulua ei ole mukana.

Tarkistaa sen että kaikki tarpeelliset taulut ovat mukana, jos näin ei ole palautetaan false ja annetaan virheilmoitus.

Tarkistaa sen että vastauksessa ei ole tarpeettomia tauluja mukana, jos tarpeettomia on mukana niin palautetaan false ja annetaan virheilmoitus.

Käyttöliittymäsuunnittelu suoritettiin jo määrittelyvaiheen ohessa. Tässä kappaleessa on esitetty sisällöltään yhteneväinen käyttöliittymäsuunnitelma.

Kuvassa 5 on esitetty laajennetulla toiminnallisuudella varustetun SQL-Trainerin sivusiirtymäkaavio.

Relaatioalgebran harjoittelun sivu on muuten samanlainen kuin SQL-harjoittelun sivu, mutta kysely annetaan tekstikentän sijasta kuvassa 6 näkyvällä käyttöliittymällä.

Käyttö tapahtuu askeleittain siten, että opiskelija valitsee haluamansa operaatioon sekä tarvittavan taulun tai taulut näytöltä vapaassa järjestyksessä. Valintojen jälkeen "Suorita" –painiketta painamalla kyseinen operaatio suoritetaan. Harjoittelu etenee alkeisoperaatioita yhdistelemällä askel kerrallaan. Kun opiskelija katsoo saavuttaneensa tehtävänannossa pyydetyn tuloksen, hyväksytään näytöllä oleva tulos vastaukseksi "Valmis" -nappulasta. Tauluvalinnan oikealla puolella olevasta "?" –nappulasta voidaan tarkastella kyseisestä valintalistasta valitun taulun tai lausekkeen sisältöä. Sisältö avataan omaan ns. Popup –ikkunaansa.

Jokainen alkeisoperaation tuottama lauseke tallennetaan tietokantaan SQL –kyselynä. Näin opiskelija voi palata halutessaan minkä tahansa tehtävän välivaiheeseen ja jatkaa tehtävää tai muuttaa saamaansa vastausta. Välivaiheita ei poisteta tietokannasta, vaan ne säilötään. Opiskelija voi valita, mitä välivaiheita tauluvalintalistoissa näkyy. Välivaiheet tallennetaan harjoittelutaulukohtaisiin aputauluihin.

Tehtävänanto annetaan suomeksi tai englanniksi samaan tapaan kuin SQL-tehtävissäkin ylimpänä. Operaatiot on jaettu kahteen ryhmään nappeja sen mukaan, koskevatko ne yksittäistä taulua vai ovatko ne kahden taulun välisiä. Täten siis operaatiota ovat näytön vasemmalla puolella projektio, valinta ja uudelleennimeäminen. Taululistojen välissä olevat operaatiot ovat leikkaus, yhdiste, erotus, ristitulo ja liitos. Operaationapin painallus lähettää tiedon käsittelevälle proseduurille, joka tulostaa samanlaisen sivun, mutta lisää taululistoihin operaation tulosta vastaavan taulun ja muuttaa näkyvää käsiteltävää relaatioalgebran lauseketta tehdyn operaation sisältäväksi. Jos operaatiota ei pystytä suorittamaan, tulostetaan vastaava sivu, jolla kerrotaan myös virheen syystä. Yleensä virhe johtuu siitä, että ehdot-kenttään ei ole laitettu mitään.

Ehdot-kenttään tulee laittaa operaatioon tarvittava lisätieto. Projektiota tehtäessä listataan halutut taulun sarakkeet pilkulla erotettuna.

Valintaa tai liitosta tehtäessä annetaan valintakriteeri loogisena lausekkeena, jossa saa esiintyä attribuuttien nimiä, sql:n arvojoukkojen arvoja, vertailuoperaattorit =, <, >, <=, >= ja <> sql:n syntaksin mukaisesti, sekä loogisia operaattoreita not, and ja or. Jos liitoksesta jättää pois ehdon, järjestelmä yrittää luonnollista liitosta.

Kun nimetään sarakkeita uudelleen, uudelleen nimettävät sarakkeet annetaan muodossa sarakkeen nimi = uusi nimi, pilkulla erotettuna.

Kaikki käyttäjän saamat välitulokset ovat valittavissa menulistasta (Tauluvalikot) jatko-operaatioita varten. Näytön oikeassa reunassa olevat valintanapit on tarkoitettu suodattamaan listoja. Niillä voi valita näkyykö listoissa vain tehtävien perustaulut, vain tämän tehtävän välitaulut, vain välitaulut, jotka on saatu samana päivänä kuin kysely vai kaikki käyttäjän koskaan tekemät välitaulut. Välitulokset esitetään listassa relaatioalgebrana jos toteutusympäristön merkistö sen sallii.

Kuvassa 7. on esitetty relaatioalgebran käyttöliittymän sisäinen toimintamalli.

Virheilmoitukset näytetään käyttäjälle selkokielisenä. Virheilmoituksia ovat:

Tämä tulee, jos Ehdot -kohta on jätetty projektiossa tyhjäksi. Jos Ehdot-kohtaan laitetaan jotain muuta kuin järkeviä sarakkeiden nimiä, tämä ilmenee lausetta suoritettaessa tietokantavirheenä.

Tämä tulee jos Ehdot-kohta on jätetty tyhjäksi valinnassa. Taaskaan, jos Ehdot-kohtaan laitetaan jotain järjetöntä, tämä ei välttämättä ilmene heti.

Jos jättää uudelleennimeämisoperaatiosta pois, mitä nimetään miksikin, saa tämän virheilmoituksen.

Yllä esitetyistä virheilmoituksista näytetään sopivampi, jos on jätetty jompikumpi tauluista pois operaatio-painiketta painettaessa.

SQL-Trainer järjestelmää laajennetaan kattamaan INSERT, UPDATE ja DELETE SQL-lauseet. Kyseisiä operaatioita harjoitellaan samalla käyttöliittymällä kuin SQL -tehtäviä. Toiminnallisuus toteutetaan olemassa olevia toimintoluokkia laajentamalla sekä uusia lauseita käsittävien toimintohaarojen lisäyksellä. Käyttöliittymän sivujen siirtymäperiaate käy ilmi kuvassa 8.

Kuten nykyjärjestelmässä, ylläpito-operaatiotehtävissä voidaan jättää useita vastausyrityksiä, jotka tallennetaan tietokantaan.

Ylläpito-operaatiot toteutetaan siten, että varsinaisiin harjoittelutauluihin ei tehdä muutoksia, vaan muutokset tallennetaan tehtäväkohtaiseen aputauluun (ks. luku 4.2). Aputauluun tallennetaan lisätty, muutettu tai poistettu rivi lisättynä opiskelijan tunnistetiedoilla. Kun opiskelija on antanut vastauksensa hän saa nähtäväkseen alkuperäisen taulun kera aputaulusta löytyvien muutosten. Aputaulussa pidetään muuttunutta tietoa yllä vain siihen asti, että muutos tulostetaan opiskelijan nähtäväksi. Tämän jälkeen taulusta poistetaan opiskelijalle kuuluvat rivit.

Koska mitään muutoksia ei kohdisteta alkuperäisiin tauluihin, opiskelijan tekemät tehtävät kohdistuvat aina tauluihin, jotka on lähtötilanteessa samanlaisia. Tämä mahdollistaa sen, että operaatioita voidaan kohdistaa mihin tahansa järjestelmän tauluun.

Ylläpito-operaatioiden harjoittelemista varten oleva sivusto toimii periaatteeltaan samalla tavoin kuin jo olemassa oleva SQL harjoittelun sivusto. Kuvassa 10. on esitetty ylläpito-operaatioiden käyttöliittymän periaate.

Tehtävä anto -sivun alussa annetaan tehtävä, joko suomeksi tai englanniksi riippuen käyttäjän asetuksista. Tehtävän alla on tekstikenttä, jonne opiskelija kirjoittaa vastaukseksi kyselyn, jonka on tarkoitus tuottaa haluttu ylläpito-operaatio. Valmis -painike lähetetään kysely eteenpäin luokille, jotka tarkistavat sen oikeellisuuden ja sen että tuottiko kysely tehtävässä halutun vastauksen. Lisäksi sivulla on historia -painike, jolla käyttäjä pääsee tarkastelemaan aiempia ratkaisu yrityksiään, ja takaisin tehtävälistaan -painike joka vie käyttäjän takaisin tehtävälistaan.

Valmis -painikkeen tuottamalla palautesivulla tulostuu mahdolliset virheilmoitukset, jos sellaisia on. Virheilmoitukset tulevat joko sql-trainerin luokilta tai suoraan tietokannasta. Lisäksi sivulla näkyy taulu ennen ja jälkeen ylläpito-operaation. Jos vastaus oli väärin sivulla on painike, jolla päästään takaisin tehtävän anto - tai historia -sivulle. Sivulla on myös painike, jolla päästään takaisin tehtävälistaan.

Historia -painike luo sivun, jolta voidaan SQL-puolen tapaan valita joku aiemmista vastauksista pohjaksi uuteen yritykseen. Lisäksi sivulla on painikkeet, joilla päästää takaisin tehtävän anto -sivulle ilman, että mitään tehtävää otetaan pohjaksi ja painike jolla päästään takaisin tehtävälistaan. Käyttöliittymän yleinen toimintaperiaate on esitetty tietovuona kuvassa 11.

Edelleen, vastaustapahtumaprosessia tarkennetaan kuvassa 12.

SQL-Trainer –tehtävien laadintaa helpotetaan lisäämällä järjestelmään käyttöliittymä tehtävänlaadintaan.

Tehtäviä voidaan antaa erityisen salasanalla suojattavan WWW-käyttöliittymän kautta. Tehtävä annetaan kuvassa 13. esitetyllä lomakkeella. Käyttäjältä vaaditaan tehtävän otsikko, kuvaus, aiheryhmä, tehtävätyyppi (joku vaihtoehdoista SQL-kysely, SQL-ylläpitotehtävä tai relaatioalgebrakysely) valintanapeista ja esimerkkivastaus SQL-kyselynä samaan tapaan kuin tehtäviä tehdessä. Jopa relaatioalgebran tehtävät annetaan SQL-kyselyinä.

Kun käyttäjä suorittaa esimerkkikyselyn, sen tulostaulu tulostetaan sivun alalaitaan samalla tavalla kuin tehtävien tekosivuilla, mutta jokaista saraketta kohden tulostuu painike, jota painamalla voi hyväksyä tehtävän tehtäväjoukkoon. Tilanne on esitetty kuvassa 14. Valitusta sarakkeesta järjestelmä laskee sitten tarkistuskoodin. SQL-Trainerin tietokannan tauluun pstask tallennetaan hyväksyttäessä tarvittavat tiedot tulostaulusta, tarkistuskoodi, tehtävän tyyppi, tehtävänannot, otsikot ja annettu esimerkkikysely.

Jos esimerkkikyselyssä on jotain virheitä, järjestelmä antaa tulostaulun sijaan tietokantajärjestelmän virheilmoituksen. Jos kyselyssä esiintyy tauluja, joita tehtävänannon mukaan ei tulisi esiintyä, tästäkin tulostetaan virheilmoitus.

Tehtävän voi jättää myös hyväksymättä ja lomakkeen saa tyhjennettyä tyhjennä-napista, jonka jälkeen voi syöttää uuden tehtävän.

Kuvissa 13. ja 14. esitellyn käyttöliittymän toiminnallisuus esitellään alla.

Testaussuunnitelma on jaettu kolmeen osaan toteutettavien kokonaisuuksien mukaan.

Relaatioalgebran harjoitteluvälineen testaus jakautuu kahteen osaan, AlgebraParser-luokan testaukseen ja käyttöliittymän testaukseen. AlgebraParser-luokan testauksella varmistutaan siitä, että luokka generoi relaatioalgebran lausekkeesta oikean SQL-kyselyn, joka tuottaa saman vastauksen. Relaatioalgebran harjoitteluvälineen käyttöliittymätestauksella varmistutaan siitä, että AlgebraParser-luokkaa käytetään oikein.

AlgebraParser-luokan testaus jakautuu kolmeen osaan. Koska luokassa oleva metodi parse käyttää hyväkseen luokan kaksi muuta metodia ja koska luokan kaksi muuta metodia ei missään tapauksessa luokan ulkopuolelta kutsuta, testaus perustuu metodin parse testaukseen ja sellaisiin testitapauksiin jotka aiheuttavat metodissa parse metodien split ja splitNaturalJoin kutsumista. Nämä testitapaukset ovat parse-metodin parametrejä. Testitapauksia kirjoitettaessa oletettiin, että tietokannassa on taulut taulu1 ja taulu2, jotka sisältävät kumpikin vain attribuutit eka ja toka.

Yksityiskohtaisemmat testitapaukset kuvataan tarkemmin projektin loppudokumentissa.

Unaaristen operaatioiden testauksen tarkoituksena on selvittää, että operaatiot toimivat määrittelyssä annetulla tavalla.

Operaation testaaminen: valitaan tauluvalikosta taulu, ja sille tehtävä operaatio, kirjoitetaan ehdot niille tarkoitettuun tekstikenttään ja painetaan välitulospainiketta. Odotettava tulos on se, että operaation tulostaulu ilmestyy tauluvalikkoon, ja sen tuottava relaatioalgebran lauseke vastauspaikalle. Taulun sisällön oikeellisuus on tarkistettavissa katsomalla sen sisältö.

Operaation testaaminen virheellisin lähtöarvoin: tarkoitus on katsoa, että väline toimii myös virheellisillä syötteillä. Tämä testataan muuten samalla menetelmällä kuin yllä, mutta käydään jokaiselle operaatiolle läpi testitapaukset, joissa ehdoissa on jotain vikaa tai ne puuttuvat, tai sitten kohdetaulua ei ole määritelty. Näiden toimenpiteiden tulee johtaa virheilmoitukseen ja virhetilanteeseen. Tähän testijoukkoon kuuluu myös testi, jossa yritetään ottaa välitulos tekemättä mitään valintoja.

Binääriset operaatiot vastaavat unaarisia muuten mutta vaativat kaksi taulua toimiakseen. Niille tehdään vastaavanlainen testijoukko.

Taululistojen suodatuksen testaamisen tarkoituksena on katsoa, että tauluvalikossa näkyvät kerrallaan vain halutut taulut. Tämä testataan valitsemalla jokainen vaihtoehdoista ja tarkistamalla taululistoista mitä niissä sitten on.

Alusta alkamisnapin painamisen tuloksen pitäisi olla se, että tekeillä oleva lauseke nollautuu pois. Tämä testataan painamalla painiketta kesken jonkin lauseen rakentamisen. Lisäksi testataan mitä käy, kun painetaan aloita alusta - painiketta ilman lauseketta. Tästä ei pitäisi käydä mitään.

Testien tarkoitus on selvittää toimiiko väline lopulta. Testit tehdään painamalla valmis -painiketta. Jos mitään lauseketta ei ole tekeillä tai valittuna, mitään ei pitäisi tapahtua. Muussa tapauksessa järjestelmän tulisi suorittaa lauseke ja tulostaa tulostaulu mahdollisine virheilmoituksineen.

Ylläpito-operaatioiden muutokset kohdistuvat yhteen luokkaan OUpdateAnswerForm, joten se on ainoa luokka joka vaatii testausta. Luokkaan tulee muutama uusi metodi ja olemassa oleviin hieman muutoksia.

Koska luokan muuttuminen alkuperäisestä toimivasta luokasta on varsin pientä, niin sille voidaan tehdä sekä peruspolkutestaus, että ehtotestaus.

Toiminnallista testausta luokalle tehdään antamalla testaamalla, että kaikki eri sivut tuottavat painikkeet tekevät halutut sivut ja koittamalla erilaisia SQL-lauseita, joista osan pitäisi toimia ja osan ei.

Tehtävä voidaan poistaa järjestelmästä kahdesta paikasta, joten kumpaakin on testattava. Napin painalluksen pitäisi poistaa tehtävä kannasta ja tulostaa sivu, jossa kerrotaan näin tapahtuneen. Poisto on varmistettavissa kannasta erikseen katsomalla. Kannattaa huomata, että tehtävän poistumisesta ei kysytä mitään.

Tehtävän lisäämisen testauksen tarkoituksena on selvittää tulevatko tehtävän tiedot kantaan oikein. Testaus suoritetaan antamalla tehtävänantoja ja tarkkailemalla kannasta, että ne myös saatiin oikein sisään. Myös epätäydellisesti täytettyjen lomakkeiden aiheuttamat virheet

testataan, tuloksena pitäisi olla virheilmoitus eikä mitään muutoksia kantaan.

Tehtävän muokkaamisen testaaminen muistuttaa tehtävän lisäämisen testaamista melkein täydellisesti. On kuitenkin tarkistettava erikseen, että tehtävä todellakin korvautuu uudella. Tehtävä ei korvaudu millään, jos lomakkeet on täytetty epätäydellisesti.

Maar00 Laine Harri, SQLTR-ryhmä kesä2000, Määrittelydokumentti 27.6.2000