Programa SQL Server

 

Grupo Galápagos
Edvaldo Arruda Pereira  Flávia Futiwaki Ivan Fontes Garcia	Nº USP: 0449925 Nº USP: 1008790 Nº USP: 1017588

 
 

1. UDF Cover Sheet:
 
 

1,2. Requisitos e Descrição do Projeto

O objetivo deste trabalho é implementar um servidor de comandos SQL(SQL Server) usando comunicação do tipo cliente-servidor sob o sistema operacional Unix. O protocolo usado entre cliente e servidor é o telnet. O servidor deve ser capaz de manipular mais de um cliente ao mesmo tempo. Os seguintes comandos SQL devem ser implementados pelo servidor:
 
• CREATE TABLE - Cria um nova tabela.
• DROP TABLE - Destrói uma tabela existente.
• INSERT INTO - Insere um registro numa tabela existente.
• DELETE FROM WHERE - Remove um registro de uma tabela existente.
• SELECT FROM WHERE - Dá acesso a um registro de uma tabela existente.

O programa SQL Server deve implementar um servidor SQL, ou seja, um aplicativo cliente-servidor que permita manipular um banco de dados usando comandos SQL, para o sistema operacional Unix Solaris/SunOS.

Como qualquer aplicativo cliente-servidor, o programa SQL Server é dividido em dois módulos: o do cliente, e o do servidor. A tarefa do cliente,  se resume em ler comandos SQL e enviar para o servidor que, por sua vez, executa os comandos sobre um banco de dados.

3. Interface Externa

4. Descrição do Projeto

O servidor foi implementado em dois módulos: Server e Interpreter. O Server é responsável pela comunicação entre o cliente e o servidor, recebendo os comandos SQL e enviando as respostas. O Interpreter  tem a função de realizar as operações sobre o banco de dados, ou seja executando os comandos enviados pelo cliente.   Server

O Server  funciona do seguinte modo: primeiro é aberto um socket associado a uma porta de comunicação; feito isso o Server entra num loop que consiste em esperar por um pedido de comunicação do cliente, quando isso acontece é criada uma thread para atender o cliente.

Início

AbreSocket(serversocket)
Enquanto (TRUE) Faça
sock <- serversocket.Accept()
interp <- CriaThread(sock)
ExecutaThread(interp)
Fim   Interpreter
  O Interpreter tem a função de fazer a análise léxica e sintática dos comandos recebidos, e então executar os
comandos sobre o banco de dados.


4.1. Resumo
 

Para usar o programa SQL Server é necessário:

1 - Rodar o servidor: Para rodar o programa servidor, é necessário executar o arquivo server em uma máquina rodando Solaris. Ao ser executado, o server imprime o número da porta que será usada pelo cliente para se comunicar com o servidor.

2 - Executar o programa cliente: Para rodar um programa cliente, basta executar um telnet passando como parâmetros o endereço da máquina onde o servidor está rodando, e o número da porta para a comunicação.

3 - Executar os comandos SQL: Ao rodar, o telnet abre um prompt (SQL > ) que lê comandos SQL e imprime sua resposta.

4 - Finalizar o programa cliente: Para finalizar o prompt  basta digitar o comando QUIT.
 
 

4.2. Modulos  
Todo o programa foi dividido em 3 TADs (Tipos Abstratos de Dados), como ServerSocket, Socket e Interpreter. Cada TAD tem seus dados encapsulados numa struct e o comportamento implementado por funções que tem como parâmetro principal um ponteiro para uma instância de uma dessas structs. 4.3. Server Socket  
Esse módulo implementa as funcionalidades de um socket de servidor. Um socket de sevidor geralmente é usado para esperar por uma conexão de um cliente e processar as informações dessa conexão.

Para esperar por uma conexão deve ser usada a principal função desse módulo, ServerSocket_Accept, que retorna um ponteiro para uma estrutura do tipo Socket.
 
 

4.4. Socket
  Esse módulo implementa as funcionalidades de um stream socket para comunicação entre cliente e servidor. Um stream socket usa stream de dados para troca de mensagens entre o cliente e o servidor.

Para abrir uma conexão, em um host e porta específicos, deve ser usada a função Socket_New, passando como parâmetros o nome do host e o número da porta. Essa função irá alocar espaço de memória para uma estrutura do tipo Socket e retornar o seu endereço através de um ponteiro.

Para escrever através de um stream socket deve ser usada a função Socket_PrintLine ou Socket_Print, e para ler a partir de um stream socket deve ser usada a função Socket_ReadToken. A duas primeiras funções escrevem uma linha de texto para o cliente, com ou sem newline, enquanto a útima lê um token do cliente.

Essas últimas funções são muito usadas pelos Interpreters que leêm e executam os comandos enviados pelo cliente, através do socket.
 
 

4.5. Interpreter
  Para cada conexão entre cliente e servidor é criada uma thread que irá atender cada cliente. Esse módulo é responsável por implementar as funcionalidades de thread e de parser de comandos SQL, manipulando diretamente os bancos de dados.

A função que é chamada pela thr_create é a Interpreter_Main, que implementa um loop que lê o primeiro token de cada comando SQL, como por exemplo CREATE (comando CREATE TABLE), DROP (comando DROP TABLE), INSERT (comando INSERT INTO), DELETE (comando DELETE FROM), e SELECT (comando SELECT FROM). O loop termina se for lido o token QUIT correspondente ao comando para terminar a conexão.

De acordo com o primeiro token do comando SQL são chamadas as respectivas funções para terminar de executar o parsing e executar os comandos SQL, como:
Interpreter_CreateTable, Interpreter_DropTable, Interpreter_InsertInto, Interpreter_DeleteFrom, e Interpreter_SelectFrom.
 
 

4.5.1. Create Table
  CREATE TABLE  nome_tabela (coluna_1 <tipo>, coluna_2 <tipo>, ...)

Cria uma tabela de nome nome_tabela, desde que já não exista uma tabela com este nome.

• nome_tabela deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• coluna_N  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• <tipo>  deve ser STRING.
4.5.2. Drop Table
  DROP TABLE  nome_tabela

Remove uma tabela de nome nome_tabela, caso já exista uma tabela com este nome.

• nome_tabela deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.

 


4.5.3. Insert Into
 

INSERT INTO nome_tabela (coluna_1, coluna_2, ...) VALUES (valor_1, valor_2, ...)

Insere em uma tabela de nome nome_tabela os valores valor_1, valor_2, ..., caso já exista uma tabela com este nome. Verifica se a sequência e o nomes das colunas são os mesmos da tabela, e se os valores são em número correspondente ao das colunas.

• nome_tabela deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• coluna_N  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• valor_N  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
4.5.4. Select from
 
• SELECT FROM nome_tabela WHERE nome_coluna = valor [AND/OR nome_coluna = valor]

 

 
 
 

Verifica se existe a tabela e se a coluna pertence à tabela; selecionando então as linhas onde a condição é verdadeira, as quais serão enviadas ao cliente.

• nome_tabela deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• nome_coluna  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• valor  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
4.5.5. Delete from
 
• DELETE FROM nome_tabela WHERE nome_coluna = valor [AND/OR nome_coluna = valor]

 

 
 
 

Verifica se existe a tabela e se a coluna pertence à tabela; selecionando então as linhas onde a condição é verdadeira, as quais serão removidas da tabela.

• nome_tabela deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• nome_coluna  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
• valor  deve ser formado somente por caracteres alfanuméricos.
Obs.: As operações lógicas AND/OR  nos comandos select e delete são testadas segundo a ordem de precedência similar ao operador soma da matemática, ou seja, da esquerda pra direita.
 

4.6. Banco de Dados
 

Existe um único banco de dados compartilhado por todos os usuários. As tabelas são armazenadas em dois arquivos, um com extensão .TAB armazena informações sobre as colunas, ou seja, o número, nomes e tipos das colunas; o outro com extensão .DAT, armazena os valores das colunas. Ambos arquivos tem o mesmo nome da tabela que armazenam, por exemplo, a tabela ALUNO é armazenada pelos arquivos ALUNO.TAB e ALUNO.DAT.

5. Código

O arquivo zipado é:

Binário para Solaris (sql.zip)

6. Plano de Testes

Os testes foram realizados de acordo com os tipos de comandos SQL, tentando achar bugs na execução dos mesmos. Foram testados todos os comandos SQL implementados com sua sintaxe correta para avaliar se foram implementados corretamente. Também foram testados varios comandos incorretos para verificar o tratamento de erros pelo Interpreter para cada comando implementado.

7. Resultados dos Testes

 
SQL > create

TABLE faltando.

Sintaxe: CREATE TABLE nome_tabela (campo1 tipo, campo2
    tipo, campoN tipo)
 
 

SQL > create table teste (nome string, idade string)

> Tabela [TESTE] criada!
 
 

SQL > insert into teste2 (nome, idade) values (vinucius,28)

A tabela [TESTE2] nao existe!
 
 

SQL > create table table (teste string)

> Tabela [TABLE] criada!
 
 

SQL > drop table table

> Tabela [TABLE] removida!
 
 

SQL > insert into teste (nome, idade, noUSP) values (lupercio, 22, 1180320)

O numero de colunas lidas deve ser igual ao numero de colunas da tabela:

2
 
 

SQL > insert into teste (nome, noUSP) values (edvaldo, 34)

Os nomes das colunas devem ser iguais aos nomes das colunas da tabela:

NOME IDADE
 
 

SQL > insert into teste (nome, idade) values (flavia, 24)

> Linha inserida!
 
 

SQL > insert into teste (nome, idade) values (ivan, 25)

> Linha inserida!
 
 

SQL > select from teste where nome=ivan

 IVAN

 25
 
 

SQL > insert into teste (nome, idade) values (sandra,24)

> Linha inserida!
 
 

SQL > delete from teste where idade=60

Não foi encontrada nenhuma linha na tabela com essa condicao.
 
 

SQL > delete from teste where nome = ivan

>Linha removida!

8. Procedimentos para Compilação

Para compilar o programa foi utilizado o compilador gcc.

Para compilar o programa servidor é preciso primeiramente gerar os objetos de cada módulo. Com todos os fontes no mesmo diretorio:

oca% gcc -c *.c

e depois linká-los para gerar o server:

oca% gcc *.o -o server -lthread -lsocket -lnsl

9. Problemas encontrados
 

Foram encontrados os seguintes problemas durante a construção do interpretador de servidor SQL:
 

• manipulação das operações lógicas nos comandos SELECT e DELETE;
• chatice de ficar encontrando os erros na leitura dos comandos SQL.
• gerenciamento das várias versões do Interpreter que cada integrante do grupo desenvolvia em paralelo, com problemas na hora de juntar as partes.

10. Notas