Introducción a la plataforma.net

Introducción a la plataforma.net Integración de Sistemas Parte II. Diseño e implementación de aplicaciones Web con.net Contenido Introducción.NET Framework Acceso a datos con ADO.NET Windows Forms Aplicaciones Web: ASP.NET Herramientas de desarrollo Curso 2009-2010 1

Qué no es.net?.net no es un Sistema Operativo.NET no es un Lenguaje de Programación.NET no es un Entorno de Desarrollo.NET no es un Servidor de Aplicaciones Qué es.net? Plataforma de Desarrollo compuesta de Entorno de Ejecución (Common Language Runtime) Common Type System Common Language Specification Bibliotecas de Funcionalidad (Class Library) Lenguajes de Programación Compiladores Herramientas de Desarrollo (IDE & Tools) Documentación y Guías de Arquitectura Curso 2009-2010 2

Línea del tiempo de.net Visual Studio 6.0 Visual Basic VBA Visual FoxPro VBScript C++ J++ JScript ASP Visual Studio.NET 2003.NET Framework 1.1.NET Compact Framework J# Visual Studio 2008.NET Framework 3.5.NET Compact Framework 3.5 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2008 Visual Studio.NET 2002.NET Framework 1.0 Visual Basic.NET C# Visual Studio 2005 ( Whidbey ).NET Framework 2.0 ( Whidbey ).NET Compact Framework 2.0 ( Whidbey ) Características de.net Plataforma independiente del lenguaje Múltiples lenguajes (C#, VB.NET, COBOL, Perl, Phython, Eiffel, etc.) Código fuente se compila a MSIL (Microsoft Intermediate Language) MSIL se compila antes de ser ejecutado (no es interpretado) Sentencias MSIL manipulan tipos de datos comunes, compartidos por todos los lenguajes de.net Juntos forman el Common Type System (CTS) Todos los lenguajes proporcionados por Microsoft tienen la misma potencia y capacidad de acceso a los recursos y servicios que expone el.net Framework No condiciona la elección del lenguaje Curso 2009-2010 3

Características de.net Plataforma de ejecución intermedia El Common Language Runtime (CLR) es el responsable de cargar y ejecutar una aplicación.net Utiliza compilación Just-In-Time (JIT) para traducir MSIL a código máquina Código.NET siempre es compilado, nunca interpretado No usa máquina virtual para ejecutar aplicaciones Código es compilado JIT la primera vez que se llama Proceso de compilación genera fichero ejecutable en formato portable executable (PE). Implicaciones: CLR nunca sabe, ni le importa, que lenguaje fue usado para crear la aplicación o componente Para que el código funcione en otra plataforma basta reemplazar el compilador JIT Características de.net Plataforma 100% Orientada a Objetos no existen tipos primitivos Permite el desarrollo de aplicaciones empresariales Modelo de programación único para todo tipo de aplicaciones (consola, Web, aplicaciones móviles, etc.) y dispositivos de hardware (PC, PDA, SmartPhone, etc.) Código gestionado Además de compilar, CLR gestiona las aplicaciones, haciéndose responsable de: Cargar, verificar y ejecutar código, la recolección de basura (Garbage Collector), proteger las aplicaciones unas de otras, hacer cumplir las restricciones de seguridad, proporcionar servicios de depuración e incluir soporte para versiones y desarrollo Además del MSIL, compiladores generan Metadata Metadata describe tipos Componentes.NET son autodescriptivos Curso 2009-2010 4

Características de.net Modelo de ejecución Todos los lenguajes son compilados a IL Extraído de: Grimes, F. (2002). Microsoft. Net for Programmers: Manning. MSIL vs. Java bytecode Java bytecode específicamente diseñado para soportar lenguaje Java, mientras MSIL diseñado para soportar múltiples lenguajes Java Virtual Machine diseñada para permitir Java bytecode interpretado o compilado, mientras MSIL fue diseñado explícitamente para compilación JIT (Just-In-Time Compilation) Curso 2009-2010 5

Common Type System (CTS) El Common Type System (CTS) o Sistema de Tipo Común es el conjunto de reglas que han de seguir las definiciones de tipos de datos para que el CLR las acepte Define un conjunto común de tipos de datos orientados a objetos Todo lenguaje de programación.net debe implementar los tipos definidos por el CTS Todo tipo hereda directa o indirectamente del tipo System.Object Define tipos valor y tipos referencia Tipos valor vs. Tipos referencia CLR administra dos segmentos de memoria: Stack (Pila) y Heap (Montón) Tipos valor (i.e: enteros, caracteres, boleanos, etc.) se almacenan en el Stack Tipos referencia (i.e: strings, clases definidas por el usuario, etc.) en el Heap El Stack es liberado automáticamente una vez finaliza el procedimiento o el bloque de código, mientras que el Heap es administrado por el GC Tipo referencia puede ser nulo, tipo valor no Posible crear nuevos objetos valor (e.g. C# struct) Para preservar filosofía Todo es un objeto,.net provee un tipo referencia correspondiente a cada tipo valor Curso 2009-2010 6

Assemblies Un Assembly o Ensamblado es la unidad mínima de ejecución, distribución, instalación y versionado de aplicaciones.net Normalmente, extensión.dll o.exe Todo código ejecutable debe formar parte de un Assembly Contienen: Código MSIL Manifest (Manifiesto) METADATA: información sobre sí mismos y los recursos de los que dependen (son autodescriptivos) Aplicación.NET se compone de uno o más ensamblados Pueden ser privados (opción por defecto) o compartidos (se instalan en la Global Assembly Cache) Assemblies Combinando módulos gestionados en Assemblies Extraído de: Richter, J. (2003). Applied Microsoft. NET framework programming: Microsoft Press. Curso 2009-2010 7

Assemblies Herramienta MSIL Dissasembler (ildasm.exe), incluida en el.net Framework SDK Assemblies. Global Assembly Cache (GAC) Es un repositorio centralizado de ensamblados en el cual se instalan todos los ensamblados que serán utilizados por múltiples aplicaciones en la misma máquina Para registrar un ensamblado en la GAC es necesario utilizar la herramienta gacutil.exe, incluida en el.net Framework SDK Obligatorio un nombre distinto para cada librería Se consigue con tecnología de cifrado de clave pública Es posible distinguir entre versiones de un mismo ensamblado y éstas pueden convivir sin ningún conflicto Cada aplicación utiliza la versión de la librería que necesite Soluciona problema DLL Hell Actualizaciones y desinstalaciones más simples Curso 2009-2010 8

Assemblies. Global Assembly Cache (GAC) Panel de Control > Herramientas Administrativas >.NET Framework Configuration Administrative tool Assemblies. Global Assembly Cache (GAC) Curso 2009-2010 9

Contenido Introducción.NET Framework Acceso a datos con ADO.NET Windows Forms Aplicaciones Web: ASP.NET Herramientas de desarrollo.net Framework Paquete de software fundamental de la plataforma.net. Incluye: Entorno de ejecución (Runtime) Bibliotecas de funcionalidad reutilizable (Class Library) Tres variantes principales:.net Framework Redistributable Package (R + CL).NET Framework SDK (R + CL + compiladores, depuradores, etc.).net Compact Framework Distribución libre y gratuita Instalado por defecto en Windows 2003 Server, Windows XP SP2 y Vista Curso 2009-2010 10

Arquitectura del.net Framework VB C++ C# J#.NET Framework SDK.NET Framework Redistributable.NET Framework Class Library Common Language Specification LINQ ADO.NET Entity Framework WPF WCF WF Card Space ADO.NET WinForms ASP.NET Base Class Library Common Language Runtime Windows COM+ Services Arquitectura del.net Framework Common Language Runtime El CLR es un entorno de ejecución que puede ser usado por distintos lenguajes de programación El CLR es el responsable de cargar y ejecutar una aplicación.net Utiliza compilación Just-In-Time (JIT) para traducir MSIL a código máquina Además de compilar, CLR gestiona las aplicaciones, haciéndose responsable de: Cargar, verificar y ejecutar código, la recolección de basura (Garbage Collector), proteger las aplicaciones unas de otras, hacer cumplir las restricciones de seguridad, proporcionar servicios de depuración e incluir soporte para versiones y desarrollo La gestión del código por parte del CLR proporciona una capa extra que desacopla la aplicación del SO Curso 2009-2010 11

Arquitectura del.net Framework.NET Framework Class Library Conjunto de Tipos básicos (clases, interfaces, etc.) que vienen incluidos en el.net Framework Los tipos están organizados en jerarquías lógicas de nombres, denominados namespaces Los tipos son independientes del lenguaje de programación de alto nivel que se desee utilizar (C#, VB.NET, etc.) Es extensible y totalmente orientada a objetos Estas clases están disponibles para todos los lenguajes.net Arquitectura del.net Framework.NET Framework Class Library Se divide en dos partes Base Class Library Incluye un pequeño subconjunto de la class library y es el núcleo de clases que constituyen el API básica del CLR Clases en mscorlib.dll y algunas de las clases en System.dll y System.core.dll Las clases de la BCL están disponibles las distinas implementaciones del.net Framework Framework Class Library Es un superconjunto de las clases de la BCL formado por la librería completa de clases incluidas con el.net Framework Incluye un conjunto extensode librerías como WinForms, ADO.NET, ASP.NET, LINQ, WPF y WCF, entre otras. Curso 2009-2010 12

Arquitectura del.net Framework.NET Framework Class Library System.Web Services Description Discovery Protocols Caching Configuration UI HtmlControls WebControls Security SessionState System.Windows.Forms Design System.Drawing Drawing2D Imaging ComponentModel Printing Text System.Data OLE DB ODBC System.Xml XSLT Serialization Common SqlClient XPath System Collections Configuration Diagnostics Globalization IO Net Reflection Resources Security ServiceProcess Text Threading Runtime InteropServices Remoting Serialization Arquitectura del.net Framework Common Language Specification El CLS define el mínimo conjunto de características que todos los lenguajes deben soportar, si pretenden ajustarse al CLR y soportar operatividad multilenguaje Todos los componentes desarrollados y compilados de acuerdo con la especificación CLS pueden interactuar entre sí, independientemente del lenguaje de programación de alto nivel en el que fueron escritos El CLR/CTS soporta muchas más características que el subconjunto definido por el CLS Si la operatividad multilenguaje no es un objetivo, se pueden desarrollar tipos más ricos, limitados solo por el conjunto de características del lenguaje El CLS define reglas a las que se deben adherir los tipos y los métodos visibles externamente, para que éstos sean accesibles desde cualquier lenguaje de programación CLS-compatible Las reglas del CLS no afectan a código que es accesible sólo desde el asembly en que se define Librerías que se adhieren al CLS se dicen CLS-compliant Curso 2009-2010 13

Arquitectura del.net Framework Common Language Specification El CLR/CTS ofrece un conjunto de características Algunos lenguajes exponen un gran subconjunto del CLR/CTS El CLS define el mínimo conjunto de características que todos los lenguajes deben soportar Los lenguajes ofrecen un subconjunto del CLR/CTS y un superconjunto del CLS (pero no necesariamente el mismo superconjunto) Extraído de: Richter, J. (2003). Applied Microsoft. NET framework programming: Microsoft Press. Arquitectura del.net Framework Common Language Specification. Lenguajes compatibles Ada APL C# Basic (Visual Basic) C C++ Delphi Java COBOL Component Pascal (Queensland U Tech) ECMAScript (JScript) Eiffel (Monash U.) Fortran Haskell (Utrecht U.) JavaScript Lisp lcc (MS Research Redmond) Mondrian (Utrecht) ML (MS Research Cambridge) Mercury (Melbourne U.) Oberon (Zurich University) Oz (Univ of Saarlandes) Perl Prolog Python Scheme (Northwestern U.) SmallTalk Curso 2009-2010 14

CLR Hosting & Application Domains Una aplicación.net necesita una pieza de código llamada Runtime Host para ejecutarse El Runtime Host carga el Runtime (CLR) en un proceso, crea Application Domains dentro del proceso y carga y ejecuta el código del usuario dentro de esos Application Domains CLR Host CLR AppDomain 1 Código Gestionado AppDomain N Código Gestionado CLR Hosting & Application Domains Los Application Domains son procesos virtuales dentro del CLR Se ejecutan dentro de un proceso del Sistema Operativo Un proceso puede contener varios Application Domains Más eficiente que múltiples procesos del SO Todos los ensamblados que conforman una aplicación siempre son cargados en un Application Domain Los Application Domains proporcionan un aislamiento entre aplicaciones, que garantiza: Una aplicación pueda ser detenida independientemente del resto Una aplicación no pueda acceder directamente a código en ejecución de otra aplicación Un fallo en una aplicación no afecte al resto de aplicaciones Curso 2009-2010 15

Funcionamiento: Resumen Desarrollo (VisualStudio.NET) Análisis y diseño Ejecución (Plataforma.NET) Verificación Código fuente Compilador Compilación (JIT) Código Nativo Código MSIL (Ensamblado) Ejecución (CLR) Contenido Introducción.NET Framework Acceso a datos con ADO.NET Windows Forms Aplicaciones Web: ASP.NET Herramientas de desarrollo Curso 2009-2010 16

Acceso a datos con ADO.NET System.Data Common OracleClient Odbc System.Xml XSLT XPath SqlClient OleDb SqlTypes Serialization Schema ADO.NET - Arquitectura Curso 2009-2010 17

ADO.NET - DataSet DataSet DataTable DataColumn DataTable DataRow Relations XML Schemas DataRelation Acceso a Bases de Datos Relacionales: Entorno Conectado Los usuarios están constantemente conectados a la fuente de datos Ventajas: Mayor seguridad Mejor control de concurrencia Los datos se mantienen actualizados Desventajas: Se requiere una conexión constante (consume recursos del servidor) Escalabilidad limitada por cantidad de conexiones Curso 2009-2010 18

Acceso a Bases de Datos Relacionales: Entorno Conectado En un escenario conectado, los recursos se mantienen en el servidor hasta que la conexión se cierra Pasos 1) Abrir Conexión 2) Ejecutar Comando 3) Procesar Filas en DataReader 4) Cerrar DataReader 5) Cerrar Conexión Acceso a Bases de Datos Relacionales: Entorno Desconectado Una parte de los datos del repositorio central se copia y modifica en forma local, para luego sincronizarse con éste Ventajas Forma cómoda de trabajar, si los datos únicamente se necesitan para lectura Desventajas Los datos no están sincronizados Sólo es válido para ciertos escenarios Curso 2009-2010 19

Acceso a Bases de Datos Relacionales: Entorno Desconectado En un escenario desconectado, los recursos no se mantienen en el servidor mientras los datos se procesan Pasos 1) Abrir Conexión 2) Llenar DataSet mediante DataAdapter 3) Cerrar Conexión 4) Procesar DataSet 5) Abrir Conexión 6) Actualizar fuente de datos mediante DataAdapter 7) Cerrar Conexión ADO.NET Entity Framework Es un OR/M (Object Relational / Mapping) para.net Incluído en.net Framework 3.5 SP1 y en VS2008 SP1 (11 de agosto de 2008) A día de hoy ya proporciona soporte para la mayoría de los SGBD relacionales Mapeado: Store Schema Definition Language (SSDL) Conceptual Schema Definition Language (CSDL) Mapping Specificacion Language (MSL) VS 2008 incluye asistente gráfico para hacerlo Curso 2009-2010 20

ADO.NET Entity Framework Objetos de servicio EntityObject (ModeloConceptual, clase base de los objetos de datos, ) ObjectContext (Gestión de la conexión, almacén en memoria de objetos, ) ObjectStateManager (Gestiona el estado, identidad, cambios en los objetos de datos, ) Las consultas pueden realizarse Entity SQL Indep. del SGBD Strings (Interpretados en tiempo de ejecución) LINQ to Entities Lenguaje común y semántico ADO.NET Entity Framework Ejecución de consultas Curso 2009-2010 21

Contenido Introducción.NET Framework Acceso a datos con ADO.NET Windows Forms Aplicaciones Web: ASP.NET Herramientas de desarrollo Windows Forms Una clase base común: Control Representa un elemento de la interfaz gráfica Resto de elementos derivan de Control Formulario Windows (Form) Básicos (TextBox) y extendidos (DataGrid) Funcionalidad encapsulada en propiedades y eventos Curso 2009-2010 22

Windows Forms System.Windows.Forms Design ComponentModel System.Drawing Drawing2D Imaging Printing Text Contenido Introducción.NET Framework Acceso a datos con ADO.NET Windows Forms Aplicaciones Web: ASP.NET Herramientas de desarrollo Curso 2009-2010 23

Aplicaciones Web: ASP.NET Versión para la plataforma.net de la tecnología ASP (Active Server Pages) Tres partes muy diferenciadas: Web Forms Server Controls Web Services Aplicaciones Web: ASP.NET System.Web Services Description Discovery Protocols Caching Configuration UI HtmlControls WebControls Security SessionState Curso 2009-2010 24

Arquitectura de aplicaciones Web con ASP.NET Vista UI Pages (.htm) Web Form (.aspx) User Controls (.ascx) Code-Behind File (.aspx.vb or.aspx.cs) Graphic Files Lógica Negocio Proxy ADO.NET RCW XML Web Services (.asmx).net Objects COM Objects COM+ Services Datos Data Source Contenido Introducción.NET Framework Acceso a datos con ADO.NET Windows Forms Aplicaciones Web: ASP.NET Herramientas de desarrollo Curso 2009-2010 25

Herramientas de desarrollo: Visual Studio 2008 Microsoft Visual Studio 2008 Team System Microsoft Visual Studio 2008 Professional Edition Microsoft Visual Studio 2008 Standard Edition Testers Arquitectos Desarrolladores Consultores Profesionales VB6 Devs Part-Timers Hobbyists Estudiantes Entusiastas Novatos Visual Studio 2008 Express Editions Herramientas de desarrollo gratuitas: : http://www.microsoft.com/express Diseñadas para estudiantes y principiantes Hay varias ediciones, según el tipo de aplicación y el lenguaje: Visual Web Developer 2008 Express, Visual Basic 2008 Express, Visual C# 2008 Express y Visual C++ 2008 Express y SQL Server Express Características avanzadas, por ejemplo: Refactoring Code Snippets Diseñadores WYSIWYG para Windows Presentation Foundation Depuradores Intellisense Persistencia mediante Entity Framework Curso 2009-2010 26

SQL Server 2005 Express Es una edición gratuita Incluye una interfaz de administración y un editor de consultas: SQL Server Management Studio Express Tamaño máximo de base: 4 Gb No tiene un número máximo conexiones concurrentes Integración con Visual Studio 2005/2008 Mecanismos de seguridad: Autenticación, Autorización y Auditoría Cifrado de datos SQL Server 2008 Express Nueva edición gratuita: SQL Server 2008 Express (Runtime only) Motor de Base de Datos SQL Server 2008 Express with Tools + SQL Server Management Studio Basic SQL Server 2008 Express with Advanced Services: + Motor de búsqueda de datos de texto + Servicios para la creación de informes Soporta LINQ, Entity Data Model y ADO.NET Entity Framework Funcionalidades para la gestión de datos complejos Nuevos tipos de datos Date y Time mejorados Nuevos tipos de datos: Filestream y HierarchyID Proporciona T-SQL Intellisense Integración con Visual Studio 2008 + SP1 Distribución a partir de noviembre de 2008 Curso 2009-2010 27

Recursos libres Otras implementaciones del framework.net : Portable.NET MONO Project Entornos de desarrollo MonoDevelop SharpDevelop Repositorios: Open Source Software in C# http://csharp-source.net/ IDEs Librerías, Fuentes, etc. MSDN Code Gallery: http://code.msdn.microsoft.com/ Aplicaciones, snippets Ejemplos, guías Portable.NET http://www.dotgnu.org Implementación limitada de la plataforma.net bajo licencia GNU GPL Soporta las librerías: Base Class XML Windows Forms Persigue el funcionamiento de.net sobre cualquier tipo de plataforma De momento, tiene un alcance muy limitado El proyecto tiene como objetivos principales de desarrollo de aplicaciones stand-alone y servicios Web en C# Curso 2009-2010 28

Mono Project http://www.mono-project.com Incluye CLI: Common Language Infrastructure Librería clases sobre CLR Compilador C# Entornos ejecución: Linux, Unix, Solaris MacOS X Windows Portabilidad.NET MONO MoMA Patrocinado por Novell Corporation Mono develop http://www.monodevelop.org Curso 2009-2010 29

Sharp Develop SharpDevelop. The Open Source Development Environment for.net: http://www.sharpdevelop.com Soporta: C# Visual Basic.NET SharpDevelop SharpDevelop: Requiere la instalación previa del framework.net 3.5 Sistemas operativos Windows XP SP2 y posteriores Características Soporte para compiladores Microsoft Integración con NUnit y NAnt Integración con la documentación de.net 3.5 Funcionalidades: IntelliSense, soporte para snippets, código autocompletable Diseñador visual de Windows Forms Navegador de clases y utilidades de definición de código Diseñador de bases de datos visual Conversión de código C# - VisualBasic Curso 2009-2010 30

SharpDevelop Código Autocompletable: SharpDevelop Diseñador visual de Windows Forms Curso 2009-2010 31

SharpDevelop Navegador de clases y utilidades de definición de código SharpDevelop Conversión de código Curso 2009-2010 32

Recursos libres Open Source Software in C# http://csharp-source.net/ IDEs Librerías, Fuentes, etc. MSDN Code Gallery: http://code.msdn.microsoft.com/ Aplicaciones, snippets Ejemplos, guías Curso 2009-2010 33