סיכום תכנות מערכות מתקדם PDF - תכנות, ניהול גרסאות

‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :‫תוכן עניינים‬ Git - 1 ‫הרצאה‬...

‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :‫תוכן עניינים‬ Git - 1 ‫הרצאה‬ Software engineering & Jira - 2 ‫הרצאה‬ Writing better code & Docker - 3 ‫הרצאה‬ Networks and sockets - 4 ‫הרצאה‬ Multi-Processing & Multi-Threading – 5 ‫הרצאה‬ Web server - 6 ‫הרצאה‬ MVC - 7 ‫הרצאה‬ MongoDB - 8 ‫הרצאה‬ UI development - 9 ‫הרצאה‬ Android - 10 ‫הרצאה‬ 11 ‫הרצאה‬ Data access o Branching Strategies o CI/CD o 12 ‫הרצאה‬ Compilation o GC o Design Patterns - 13 ‫הרצאה‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Git‬הרצאה ‪)1‬‬ ‫‪.1‬מהי מערכת לניהול גרסאות?‬ ‫מערכת לניהול גרסאות מאפשרת מעקב אחר שינויים בקוד לאורך זמן‪ ,‬שיחזור גרסאות קודמות ועבודה‬ ‫משותפת עם צוותים‪.‬קיימות שתי גישות מרכזיות‪:‬‬ ‫מרכזית – )‪ (Client-Server‬כל הגרסאות נשמרות בשרת מרכזי (‪ SVN‬לדוגמה)‪.‬‬ ‫ ‬ ‫מבוזרת – )‪ (Distributed‬כל משתתף מחזיק עותק מלא של ההיסטוריה (‪ Git‬לדוגמה)‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪.2‬מבוא ל‪ – Git‬עקרונות בסיסיים‪:‬‬ ‫‪ Git‬היא מערכת ניהול גרסאות מבוזרת‪ ,‬כלומר‪ ,‬כל עותק של המאגר )‪ (repository‬כולל את כל‬ ‫ההיסטוריה של הפרויקט‪.‬היא מאפשרת‪:‬‬ ‫‪.1‬עבודה מקומית עם אפשרות לסנכרון עם מאגר מרוחק‪.‬‬ ‫‪.2‬פיצול עבודה באמצעות "סניפים" (‪)Branches‬‬ ‫‪.3‬שיתוף פעולה עם צוותים על אותו פרויקט‪.‬‬ ‫‪.3‬עבודה עם ‪:repository‬‬ ‫‪ – git init‬יצירת מאגר חדש‪.‬‬ ‫ ‬ ‫]‪ – git clone [URL‬שכפול מאגר קיים (העתקה למחשב)‪.‬‬ ‫ ‬ ‫]‪ – git add [file‬הוספת קבצים לאזור ההמתנה (‪.)Staging‬‬ ‫ ‬ ‫”‪ – git commit -m “message‬שמירת שינויים עם תיאור‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – git push‬שליחת השינויים למאגר מרוחק‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – git pull‬משיכת שינויים ממאגר מרוחק‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪.4‬עבודה עם ‪:Branches‬‬ ‫עבודה עם ‪ branches‬מאפשרת לנו עבודה במקביל על פיצ'רים חדשים ללא השפעה על הקוד הראשי‪.‬‬ ‫ישן מספר פקודות חשובות לעבודה עם ‪:branches‬‬ ‫]‪ – git branch [branch name‬יצירת ‪ branch‬חדש‪.‬‬ ‫ ‬ ‫]‪ – git checkout [branch name‬מעבר ל‪.branch-‬‬ ‫ ‬ ‫‪.5‬איחוד (‪:)merge‬‬ ‫כאשר אנו עובדים על ‪ branch‬נפרד‪ ,‬ומסיימים את פיתוח הפיצ'ר‪ ,‬נרצה לאחד את הקוד שלנו עם הקוד‬ ‫הראשי בעזרת הפקודה ‪.merge‬כאשר אנו ניגשים לבצע איחוד‪ ,‬ישנם מספר תרחישים איתם נצטרך‬ ‫להתמודד‪:‬‬ ‫‪ – Fast-Forward Merge‬תיאור פעולת האיחוד במקרה בו הקוד ב‪ main‬לא השתנה מאז שפתחנו‬ ‫ ‬ ‫את ה‪ branch‬הייעודי שלנו (‪ main‬נשאר זהה‪ feature ,‬השתנה)‪.‬במקרה זה‪ ,‬ביצוע ‪" merge‬יקדם‬ ‫את ה‪ "Pointer‬של ניהול הגרסאות‪ ,‬ו‪ main‬יקבל את העדכונים שלנו מתוך ה‪.feature‬‬ ‫‪ – Three-Way Merge‬כאשר גם ‪ main‬וגם ‪ feature‬מכילים שינויים מהגרסה הראשית בעת פתיחת‬ ‫ ‬ ‫ה‪.branch‬במצב זה‪ ,‬ביצוע ‪ merge‬ייצור ‪ merge commit‬חדש שמכיל את איחוד השינויים משני‬ ‫ה‪.branches‬‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪.6‬קונפליקטים‪:‬‬ ‫קונפליקטים נוצרים כאשר ‪ Git‬לא יכול לבצע את פעולה ה‪ merge‬באופן אוטומטי‪.‬מצב זה עלול להיגרם‬ ‫ממספר סיבות‪:‬‬ ‫שני ה‪ branches‬המעורבים ב‪ merge‬ערכו את אותו קטע קוד (אותה המתודה עודכנה גם ב‪main‬‬ ‫ ‬ ‫וגם ב‪.)feature‬‬ ‫עבור שני ‪ branches‬המעורבים ב‪ ,merge‬מתודה‪/‬קובץ מסוים נמחק ב‪ branch‬אחד ועודכן ב‪branch‬‬ ‫ ‬ ‫השני‪.‬‬ ‫כאשר יש לנו קונפליקט‪ ,‬אנו נדרשים לפתור אותו ידנית בכך שנחליט איזה אחד מהשינויים הוא העדכני‬ ‫והנכון (נבחר האם להמשיך עם אחד העדכונים או אם ליצור איחוד של שניהם)‪.‬‬ ‫את הקונפליקטים נוכל לפתור בצורה ידנית (נעדכן את הקוד של אחד ה‪ )branches‬או בעזרת ‪merge‬‬ ‫‪( editor‬כלים מובנים אשר מזהים את התבנית של ‪ git‬לקונפליקטים ומאפשרים לנו בלחיצת כפתור‬ ‫לבחור איזה מהמימושים הוא הנכון)‪.‬‬ ‫‪.7‬ביצוע ‪ merge‬בעזרת ‪:pull request‬‬ ‫כאשר אנו עובדים בצוות‪ ,‬לרוב נרצה שאחד או יותר מחברי הצוות האחרים יבצעו בקרה לקוד שלנו לפני‬ ‫שאנו מבצעים ‪ merge‬ל‪ branch‬הראשי‪ ,‬ולכן נשתמש ב‪.pull request‬‬ ‫בעזרת ‪ ,pull request‬אנו מצהירים כי סיימנו לעבוד על הקוד ו"מבקשים אישור" לבצע ‪ merge‬לתוך‬ ‫ ‬ ‫‪ branch‬אחר (יכול להיות ל‪ main‬אך יכול גם להיות לכל ‪ branch‬אחר)‪.‬לאחר מכן‪ ,‬נתייג את מי‬ ‫שנרצה שיעבור על הקוד‪ ,‬והוא יסתכל על השינויים שצפויים להיכנס לתוך ה‪ branch‬הראשי‪.‬‬ ‫במידה וחבר הצוות שבחן את הקוד מאשר את השינויים‪ ,‬ואין אף קונפליקט בין ה‪ ,branches‬לחיצה‬ ‫ ‬ ‫על ‪ merge pull request‬תבצע את האיחוד ותשלים את הפעולה‪.‬‬ ‫במידה ויש בעיות בקוד ‪ /‬בוחן הקוד זיהה שינוי שמשפיע על קטע קוד אחר ‪ /‬קיימים קונפליקטים‪ ,‬יוכל‬ ‫ ‬ ‫הבוחן להחליט האם לתקן בעצמו (בעיקר בעת פתרון קונפליקטים)‪ ,‬או שהוא מחזיר את ה‪branch‬‬ ‫לעבודה אצל המפתח המקורי‪.‬‬ ‫* כאשר יש קונפליקטים‪ ,‬לא תתאפשר לחיצה על ‪.merge pull request‬כלומר‪ git ,‬לא מאפשר לנו לבצע‬ ‫‪ merge‬כאשר יש קונפליקטים גם בעזרת ‪.pull request‬‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Software‬הרצאה ‪)2‬‬ ‫‪engineering & Jira‬‬ ‫‪.1‬הנדסת תוכנה‪:‬‬ ‫הנדסת תוכנה היא גישה שיטתית לפיתוח תוכנה‪ ,‬המבוססת על עקרונות הנדסיים‪.‬היא מבטיחה‬ ‫שהתוכנה תהיה אמינה‪ ,‬מתוחזקת ויעילה‪ ,‬ומסייעת בשיפור איכות הקוד‪ ,‬עמידה בזמנים ובתקציבים‬ ‫ובניהול שינויים בדרישות לאורך הפרויקט‪.‬‬ ‫‪.2‬תהליכי פיתוח תוכנה – השלבים המרכזיים‪:‬‬ ‫ניתוח דרישות – הבנת צרכי הלקוח והגדרת הבעיה‪.‬‬ ‫ ‬ ‫תכנון (‪ – )design‬עיצוב הארכיטקטורה של המערכת‪.‬‬ ‫ ‬ ‫מימוש (‪ – )Implementation‬כתיבת הקוד בפועל‪.‬‬ ‫ ‬ ‫בדיקות (‪ – )Testing‬בדיקות תקינות ואיכות‪.‬‬ ‫ ‬ ‫פריסה (‪ – )Deployment‬העלאת המערכת לשימוש הלקוח‪.‬‬ ‫ ‬ ‫תחזוקה ושיפורים – פתרון תקלות ועדכונים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪.3‬מתודולוגיות פיתוח תוכנה‪:‬‬ ‫לאורך השנים‪ ,‬פותחו מספר מתודולוגיות פיתוח תוכנה שמטרתן לארגן את ניהול הפרויקט על כל שלביו‪,‬‬ ‫ולסייע למנהלי הפרויקט לעמוד בדרישות הפרויקט תוך עמידה בזמנים ובתקציב‪ ,‬גם בעת עדכון דרישות‬ ‫לאורך הפרויקט‪.‬השיטות המרכזיות הן‪:‬‬ ‫מודל המפל (‪ – )Waterfall‬תהליך לינארי‪ ,‬כל שלב חייב להסתיים לפני המעבר לשלב הבא‪.‬‬ ‫ ‬ ‫מודל ה‪ – )V-model( V-‬מבוסס על ‪ ,Waterfall‬אך עם דגש על בדיקות בכל שלב‪.‬‬ ‫ ‬ ‫מודל האיטרציות (‪ – )Iterative & Incremental Model‬פיתוח אבטיפוס מהיר‪ ,‬ולאחריו פיתוח‬ ‫ ‬ ‫גרסאות בשלבים קטנים‪ ,‬המלווים בבדיקות מקיפות בכל שלב‪ ,‬והצגה ללקוחות כהכנה לגרסה הבאה‪.‬‬ ‫פיתוח אג'ילי (‪ )Agile‬ו‪ – Scrum-‬עבודה במקטעים קצרים (ספרינטים)‪ ,‬תוך התאמות לפי משוב‬ ‫ ‬ ‫שוטף‪.‬‬ ‫‪.4‬ניהול פרויקטים באמצעות ‪:Jira‬‬ ‫‪ Jira‬היא מערכת ניהול פרויקטים מבוססת ענן‪ ,‬המשמשת בעיקר לניהול פיתוח תוכנה ומתאימה למודלים‬ ‫כמו ‪ Scrum‬ו‪.Kanban-‬תהליך העבודה עם ‪ Jira‬מלווה את הפרויקט בעזרת התכונות הבאות‪:‬‬ ‫יצירת פרויקטים – נבחר את סוג הפרויקט שלנו (‪.)Scrum/Kanban‬‬ ‫ ‬ ‫ניהול ‪ – backlog‬מיפוי כלל המשימות שלנו ותיעודן כ‪.Issues-‬סוגי ‪:Issues‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – User story‬מתאר דרישה כתהליך שיבצע הלקוח‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪ – Task‬משימת פיתוח (מימוש מתודה‪ ,‬מימוש תמיכה במחלקה חדשה‪.)...‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪ – Bug‬משימת תיקון תקלה‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫חלוקת ה‪ Issues-‬ל‪ – Epics-‬חלוקה של המשימות לתחומים שונים בפרויקט (תשתית‪ )Data ,UI ,‬או‬ ‫ ‬ ‫למשימות גדולות המכילות תתי משימות קטנות יותר‪.‬‬ ‫ניהול ‪ – Sprints‬חלוקת ה‪ Issues-‬למחזורי עבודה קצרים (במתודולוגיית ‪.)Scrum‬‬ ‫ ‬ ‫מעקב אחר סטטוס משימות – מעבר בין ‪.TODO → In Progress → Code Review → Done‬‬ ‫ ‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Docker‬הרצאה ‪)3‬‬ ‫‪& writing better code‬‬ ‫‪:Clean code.1‬‬ ‫כתיבת "קוד נקי" משמעה כתיבת קוד שקל להבין‪ ,‬לתחזק ולהרחיב‪.‬הקוד צריך לענות על העקרונות‪:‬‬ ‫שמות רלוונטיים וברורים לפונקציות ומשתנים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫חלוקת הקוד לפונקציות קטנות‪.‬‬ ‫ ‬ ‫הימנעות מקוד משוכפל‪.‬‬ ‫ ‬ ‫שימוש נכון בתבניות עיצוב (‪.)design patterns‬‬ ‫ ‬ ‫‪:Code smells.2‬‬ ‫בעיות נפוצות בכתיבת קוד ההופכות אותו ל"קוד מסריח"‪:‬‬ ‫‪ – God object‬מחלקה אחת שעושה יותר מדי דברים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Long method‬פונקציות ארוכות מדי שקשה לקרוא ולתחזק‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Tight coupling‬תלות חזקה בין מחלקות‪ ,‬מקשה על שינוי קוד‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Magic numbers‬מספרים חסרי משמעות בתוך הקוד‪ ,‬עדיף להגדירם כקבועים (‪.)const‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – SOLID.3‬חמישה עקרונות לפיתוח נכון‪:‬‬ ‫‪ – Single Responsibility Principle‬לכל מחלקה אחריות אחת בלבד‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Open/Closed Principle‬קוד צריך להיות פתוח להרחבה אך סגור לשינויים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Liskov Substitution Principle‬מחלקות נגזרות צריכות להחליף את הבסיסית ללא בעיות‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Interface Segregation Principle‬עדיף לחלק ממשקים גדולים לכמה קטנים וממוקדים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Dependency Inversion Principle‬יש לתלות בממשקים מופשטים‪ ,‬לא במימושים קונקרטיים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪:Refactoring.4‬‬ ‫תהליך לשיפור קוד ללא שינוי התנהגות שלו‪.‬נבצע פעולות כמו פירוק פונקציות גדולות‪ ,‬פיצול קוד‬ ‫משוכפל לפונקציות נפרדות ושימוש בתבניות עיצוב בכדי לשפר את הקוד‪ ,‬ללא שינוי בפונקציונליות‪.‬‬ ‫‪ – Docker.5‬פיתוח מבוסס קונטיינרים‪:‬‬ ‫‪ Docker‬היא פלטפורמה שמאפשרת יצירת קונטיינרים (‪ – )Containers‬סביבות עבודה קלות משקל‬ ‫ומבודדות להפעלת יישומים‪.‬השימוש ב‪ Docker-‬פותר בעיות רבות‪ ,‬למשל‪:‬‬ ‫תלויות בין גרסאות ‪ -‬כל סביבת עבודה מבודדת ולא תלויה בגרסת מערכת ההפעלה‪.‬‬ ‫ ‬ ‫העברת קוד בין סביבות שונות ‪ -‬ניתן להריץ את אותה תוכנה על ‪ Mac, Windows‬ולינוקס‪.‬‬ ‫ ‬ ‫ניהול חבילות ותלויות ‪ -‬מאפשר להגדיר גרסאות ותלויות בצורה מבוקרת‪.‬‬ ‫ ‬ ‫ההבדל בין ‪ Docker‬למכונה וירטואלית (‪ VM – )VM‬כוללת מערכת הפעלה מלאה ומשאבים מוקצים‬ ‫מראש‪.‬הדוקר משתמש במערכת ההפעלה של השרת המארח ומבודד את היישום‪ ,‬ולכן חסכוני יותר‪.‬‬ ‫‪.6‬שירותים נוספים של ‪:Docker‬‬ ‫‪ – DockerHub‬מכיל תמונות מוכנות מראש של כלים שימושיים (‪ redis, mysql, nginx‬ועוד)‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Docker Compose‬מאפשר להריץ מספר קונטיינרים יחד עם הגדרת תלויות‪.‬‬ ‫ ‬  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Networks‬הרצאה ‪)4‬‬ ‫‪& Sockets‬‬ ‫‪.1‬מודלי תקשורת‪:‬‬ ‫מודל תקשורת הוא מבנה תאורטי שמתאר כיצד נתונים מועברים ממחשב אחד לאחר ברשת‪.‬‬ ‫נעסוק בשני מודלים (‪ )TCP/IP ,OSI‬המייצגים גישות שונות לארגון וניהול תקשורת ברשת‪.‬‬ ‫מודל ‪:OSI‬‬ ‫ ‬ ‫מודל המחלק את התקשורת בין מחשבים ל‪ 7-‬שכבות‪ ,‬כאשר כל שכבה מבצעת משימה ספציפית‪.‬‬ ‫דוגמאות‬ ‫תיאור‬ ‫שכבה‬ ‫כבל רשת‪Wi-Fi ,‬‬ ‫העברת ביטים דרך כבל או אלחוטי‬ ‫‪( Physical‬פיזית)‬ ‫‪Ethernet, MAC address‬‬ ‫קביעת חוקים להעברת מסגרות (‪ )frames‬בין התקנים‬ ‫‪( Data link‬קישור נתונים)‬ ‫)‪IP, ICMP (ping‬‬ ‫ניתוב (‪ )Routing‬כתובות ‪ IP‬ומסלולים‬ ‫‪( Network‬רשת)‬ ‫‪TCP, UDP‬‬ ‫שליטה על זרימת הנתונים‪ ,‬תיקון שגיאות‬ ‫‪( Transport‬תחבורה)‬ ‫‪NetBIOS, RPC‬‬ ‫ניהול חיבור בין מחשבים (התחלה‪/‬סיום תקשורת)‬ ‫‪( Session‬שיחה)‬ ‫‪SSL/TLS, JPEG, MP3‬‬ ‫קידוד והצפנה‪ ,‬דחיסת נתונים‬ ‫‪( Presentation‬ייצוג נתונים)‬ ‫‪HTTP, FTP, DNS‬‬ ‫הפרוטוקולים בהם משתמשים תוכנות הקצה‬ ‫‪( Application‬יישום)‬ ‫מודל ‪:TCP/IP‬‬ ‫ ‬ ‫מודל ‪ TCP/IP‬הוא המודל המעשי שנמצא בשימוש באינטרנט‪.‬הוא פחות תאורטי ממודל ‪ OSI‬ומבוסס‬ ‫על ארבע שכבות‪.‬‬ ‫מקבילה במודל ‪OSI‬‬ ‫תיאור‬ ‫שכבה‬ ‫שכבות ‪( 1+2‬פיזית וקישור נתונים)‬ ‫חיבור פיזי ופרוטוקולי גישה לרשת‬ ‫‪( Network access‬גישה לרשת)‬ ‫שכבת הרשת (‪)Network‬‬ ‫ניתוב וחיבור בין רשתות‬ ‫‪( Internet‬אינטרנט)‬ ‫שכבת התחבורה (‪)Transport‬‬ ‫ניהול תקשורת בין התקנים‬ ‫‪( Transport‬תחבורה)‬ ‫שכבות ‪)Session, Presentation, Application( 5-7‬‬ ‫שירותים עבור המשתמש‬ ‫‪( Application‬יישום)‬ ‫נבצע השוואה מהירה בין שני המודלים‪:‬‬ ‫ ‬ ‫מודל ‪TCP/IP‬‬ ‫מודל ‪OSI‬‬ ‫קריטריון‬ ‫מודל מעשי המבוסס על פרוטוקולי האינטרנט‬ ‫מודל תאורטי שנועד להסביר תקשורת‬ ‫מטרת הפיתוח‬ ‫‪4‬‬ ‫‪7‬‬ ‫מספר השכבות‬ ‫שילוב של כמה שכבות ביישום מעשי‬ ‫כל שכבה מופרדת בבירור‬ ‫הפרדה בין שכבות‬ ‫משמש בפועל בתקשורת אינטרנט‬ ‫משמש ללימוד והבנה‬ ‫שימוש בפועל‬ ‫שכבה אחת לכל השירותים‬ ‫מחולקת ל‪ 3-‬שכבות נפרדות‬ ‫שכבת היישום‬ ‫מבוסס בעיקר על ‪ TCP‬ועל ‪UDP‬‬ ‫ניהול מפורט של חיבורי נתונים‬ ‫ניהול חיבורים‬ ‫‪.2‬כתובות ‪ IP‬ופורטים‪:‬‬ ‫כתובת ‪ IP‬היא מספר ייחודי שמזהה מחשב ברשת‪:‬‬ ‫‪ – IPv4‬פורמט של ארבע קבוצות מספרים (למשל‪.)192.168.1.1 ,‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – IPv6‬פורמט מתקדם יותר שתומך במספר גדול יותר של קבוצות‪.‬‬ ‫ ‬ ‫לכל תוכנה מאזינה יש מספר פורט (‪ )port‬ייחודי (למשל‪)SSH-22 ,HTTPS-443 ,HTTP-80 ,‬‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪.3‬פרוטוקולים להעברת מידע (‪ TCP‬ו‪:)UDP-‬‬ ‫תקשורת בין מחשבים מאפשרת העברת נתונים בין מערכות שונות‪.‬הרשתות מחברות בין מחשבים‬ ‫באופן פיזי או אלחוטי‪ ,‬והנתונים עוברים ביניהם לפי פרוטוקולים מוגדרים‪.‬קיימים שני פרוטוקולים‬ ‫מרכזיים‪:‬‬ ‫)‪:TCP (Transmission Control Protocol‬‬ ‫ ‬ ‫מחייב יצירת חיבור בין שני צדדים‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫מבטיח שכל הנתונים יגיעו בשלמותם ובסדר הנכון‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫משמש בפרוטוקולים כמו ‪.SSH ,FTP ,HTTP‬‬ ‫‪o‬‬ ‫)‪:UDP (User Datagram Protocol‬‬ ‫ ‬ ‫מהיר יותר‪ ,‬אך אינו מבטיח שכל החבילות יגיעו‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫שימושי בווידאו סטרימינג‪ ,‬משחקים אונליין‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪UDP‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫פרמטר‬ ‫מהיר יותר‬ ‫איטי יותר‬ ‫מהירות‬ ‫לא מבטיח סדר או תיקון שגיאות‬ ‫מבטיח סדר תקין ותיקון שגיאות‬ ‫אמינות‬ ‫סטרימינג‪ ,‬שיחות קוליות‪ ,‬משחקים‬ ‫דפדפנים‪ ,‬אימייל‪ ,‬הורדות‬ ‫שימושים נפוצים‬ ‫‪:Socket.4‬‬ ‫‪ Socket‬הוא נקודת קצה לתקשורת בין שני משבים ברשת‪.‬נשתמש ב‪ Socket-‬על מנת לפתח לקוח‬ ‫(‪ )Client‬השולח בקשות‪ ,‬ושרת (‪ )Server‬אשר מאזין לבקשות ומגיב להן‪.‬קיימים שני סוגי ‪Sockets‬‬ ‫בהתאמה לשני סוגי הפרוטוקולים‪:‬‬ ‫)‪ – Stream Socket (TCP‬לתקשורת אמינה ומבוססת חיבור‪.‬‬ ‫ ‬ ‫דוגמה לשרת ‪ TCP‬בפייתון‪:‬‬ ‫‪import socket‬‬ ‫)‪server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM‬‬ ‫))‪server_socket.bind(('0.0.0.0', 12345‬‬ ‫)‪server_socket.listen(5‬‬ ‫)"‪print("Server is listening...‬‬ ‫‪while True:‬‬ ‫)(‪client_socket, addr = server_socket.accept‬‬ ‫)"}‪print(f"Connection from {addr‬‬ ‫)"!‪client_socket.send(b"Hello, Client‬‬ ‫)(‪client_socket.close‬‬ ‫דוגמה ללקוח ‪ TCP‬בפייתון‪:‬‬ ‫‪import socket‬‬ ‫)‪client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM‬‬ ‫))‪client_socket.connect(('127.0.0.1', 12345‬‬ ‫)‪message = client_socket.recv(1024‬‬ ‫))(‪print(message.decode‬‬ ‫)(‪client_socket.close‬‬  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬.‫ – לתקשורת מהירה אך לא אמינה‬Datagram Socket (UDP) :‫ בפייתון‬UDP ‫דוגמה לשרת‬ import socket server_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) server_address = ('0.0.0.0', 12345) server_socket.bind(server_address) print("UDP Server is up and waiting for messages...") while True: data, client_address = server_socket.recvfrom(1024) print(f"Received message from {client_address}: {data.decode()}") response = "Hello from UDP Server!" server_socket.sendto(response.encode(), client_address) :‫ בפייתון‬UDP ‫דוגמה ללקוח‬ import socket client_socket = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM) server_address = ('127.0.0.1', 12345) message = "Hello, UDP Server!" client_socket.sendto(message.encode(), server_address) data, server = client_socket.recvfrom(1024) print(f"Received from server: {data.decode()}") client_socket.close() :‫תהליך הממשק בין השרת ללקוח‬ ‫פקודה בקוד‬ ‫שלב‬ socket(AF_INET, SOCK_STREAM) Socket TCP ‫יצירת‬.1 bind((IP, PORT)) ‫ לכתובת ולפורט‬Socket-‫קשירת ה‬.2 listen() ‫האזנה לבקשות חיבור מלקוחות‬.3 ‫שרת‬ accept() ‫קבלת חיבור מלקוח‬.4 recv() / send() ‫קבלת ושליחת נתונים דרך החיבור‬.5 TCP close() ‫סגירת החיבור כשהוא לא נחוץ יותר‬.6 socket(AF_INET, SOCK_STREAM) Socket TCP ‫יצירת‬.1 connect((SERVER_IP, PORT)) ‫חיבור לשרת‬.2 ‫לקוח‬ send() / recv() ‫שליחת וקבלת נתונים דרך החיבור‬.3 close() ‫סגירת החיבור לאחר סיום התקשורת‬.4 socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) Socket UDP ‫יצירת‬.1 bind((IP, PORT)) ‫ לכתובת ולפורט‬Socket-‫קשירת ה‬.2 recvfrom() ‫קבלת הודעות מלקוחות‬.3 ‫שרת‬ sendto() ‫שליחת תגובה ללקוח‬.4 )‫ להמתנה להודעות נוספות (ללא חיבור קבוע‬3 ‫חוזר לשלב‬ UDP socket(AF_INET, SOCK_DGRAM) Socket UDP ‫יצירת‬.1 sendto() )‫שליחת הודעה לשרת (ללא חיבור קודם‬.2 ‫לקוח‬ recvfrom() )‫קבלת תגובה מהשרת (אם נשלחה‬.3 close() ‫אם לא נדרש יותר‬-Socket ‫סגירת ה‬.4  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫השוואה בין השיטות‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪UDP‬‬ ‫‪TCP‬‬ ‫)‪socket(AF_INET, SOCK_DGRAM‬‬ ‫)‪socket(AF_INET, SOCK_STREAM‬‬ ‫סוג ה‪Socket-‬‬ ‫כן‪ ,‬יש צורך בקריאה ()(‪ )connect‬בצד הלקוח‬ ‫לא‪ ,‬הנתונים נשלחים ללא יצירת חיבור‬ ‫האם נדרש חיבור (‪?)handshake‬‬ ‫ובקבלה ()(‪ )accept‬בצד השרת‬ ‫)(‪sendto() / recvfrom‬‬ ‫)(‪send() / recv‬‬ ‫שיטת שליחת הנתונים‬ ‫לא מובטח – ‪ UDP‬שולח נתונים ללא בדיקות‬ ‫מובטח – ‪ TCP‬דואג להעברה מסודרת ותיקון‬ ‫אמינות העברת הנתונים‬ ‫תיקון‬ ‫שגיאות‬ ‫מהיר יותר‪ ,‬אין מנגנון תיקון שגיאות‬ ‫איטי יותר‪ ,‬בגלל בקרת השגיאות וניהול החיבור‬ ‫מהירות התקשורת‬  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Multi-Processing‬הרצאה ‪)5‬‬ ‫‪& Multi-Threading‬‬ ‫‪.1‬תהליכים (‪:)Processes‬‬ ‫תהליך )‪ (Process‬הוא הרצה של תוכנית במערכת ההפעלה‪.‬‬ ‫ ‬ ‫כל תהליך כולל זיכרון עצמאי שבו נשמרים הקוד‪ ,‬הנתונים והמשתנים שלו‪.‬‬ ‫ ‬ ‫מערכת ההפעלה מנהלת תהליכים ומקצה להם משאבי ‪ ,CPU‬זיכרון וקבצים‪.‬‬ ‫ ‬ ‫תהליך יכול להיות באחד המצבים הבאים‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪( New )1‬חדש) – נוצר אך טרם רץ‪.‬‬ ‫‪( Ready )2‬מוכן) – מחכה למשאב ‪.CPU‬‬ ‫‪( Running )3‬רץ) – התהליך פעיל ומבוצע ע"י המעבד‪.‬‬ ‫‪( Waiting )4‬ממתין) – מחכה לקלט או למשאב אחר‪.‬‬ ‫‪( Terminated )5‬מושבת) – הסתיים או נעצר בכוח‪.‬‬ ‫‪:Multi-Processing.2‬‬ ‫בעזרת הפקודות )(‪ ,fork(), exec‬אנו יכולים ליצור תהליכים חדשים ולנהל את הקוד בהם‬ ‫ ‬ ‫)(‪Exec‬‬ ‫)(‪Fork‬‬ ‫מאפיין‬ ‫החלפת קוד בתהליך קיים‬ ‫יצירת תהליך חדש‬ ‫מטרת הקריאה‬ ‫נמחק מהזיכרון‬ ‫נשאר זהה בשני התהליכים‬ ‫מה קורה לקוד המקורי?‬ ‫אם מצליחה לא מחזירה‪ ,‬אחרת מחזירה (‪)-1‬‬ ‫מחזירה ‪ PID‬לתהליך האב‪ 0 ,‬לילד‬ ‫מחזירה ערך?‬ ‫הרצת תוכנית חיצונית‬ ‫עבודה מקבילה (‪)Parallelism‬‬ ‫שימוש נפוץ‬ ‫כתיבת מעטפת ‪bash‬‬ ‫שרת שמטפל במספר חיבורים בבת אחת‬ ‫דוגמה לשימוש‬ ‫עלול לא לעבוד‪ ,‬נקפיד לבדוק האם הפעולה הושלמה‬ ‫שימוש לא נכון ייצור ‪( Fork bomb‬יותר מדי‬ ‫סיכונים‬ ‫בהצלחה (נשווה ל‪)-1‬‬ ‫תהליכים)‬ ‫הפקודה ‪:fork‬‬ ‫ ‬ ‫{ )(‪int main‬‬ ‫;)(‪pid_t pid = fork‬‬ ‫{ )‪if (pid == 0‬‬ ‫קוד שמתבצע בתהליך הילד ‪//‬‬ ‫;))(‪printf("Child Process: PID = %d, Parent PID = %d\n", getpid(), getppid‬‬ ‫{ ‪} else‬‬ ‫קוד שמתבצע בתהליך ההורה ‪//‬‬ ‫;)‪printf("Parent Process: PID = %d, Child PID = %d\n", getpid(), pid‬‬ ‫}‬ ‫;‪return 0‬‬ ‫}‬ ‫הפקודה ‪:exec‬‬ ‫ ‬ ‫{ )(‪int main‬‬ ‫;)"‪printf("Before exec()\n‬‬ ‫החלפת התהליך הנוכחי ‪//‬‬ ‫;)‪execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL‬‬ ‫שורה זו לא אמורה לרוץ‪ ,‬שכן התהליך כבר לא מריץ את הקוד המוצג כאן לאחר השינוי ‪//‬‬ ‫;)"‪printf("This will not be printed if exec() works!\n‬‬ ‫;‪return 0‬‬ ‫}‬  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫שילוב הפקודות‪:‬‬ ‫ ‬ ‫{ )(‪int main‬‬ ‫;)(‪pid_t pid = fork‬‬ ‫{ )‪if (pid == 0‬‬ ‫;)"‪printf("Child process replacing itself with ls -l\n‬‬ ‫;)‪execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL‬‬ ‫;)"‪printf("This will not print if exec() works\n‬‬ ‫{ ‪} else‬‬ ‫;)"‪printf("Parent process waiting for child\n‬‬ ‫מחכה לסיום הילד ‪wait(NULL); //‬‬ ‫;)"‪printf("Child finished\n‬‬ ‫}‬ ‫;‪return 0‬‬ ‫}‬ ‫‪.3‬תהליכונים (‪:)Threads‬‬ ‫תהליכון (‪ )Thread‬הוא יחידה הרצה בתוך ה‪ ,Process-‬והוא משתף איתו ועם התהליכונים הנוספים‬ ‫ ‬ ‫בתוכו זיכרון ומשאבים‪.‬‬ ‫נעשה השוואה בין תהליכים לתהליכונים‪:‬‬ ‫ ‬ ‫תהליכונים (‪)Threads‬‬ ‫תהליכים (‪)Process‬‬ ‫זיכרון משותף לכל התהליכונים בתהליך‬ ‫לא משותף (זיכרון נפרד לכל תהליך)‬ ‫שיתוף זיכרון‬ ‫קל לתקשר דרך משתנים משותפים‬ ‫דורש ‪( IPC‬כמו ‪)pipes, shared memory‬‬ ‫תקשורת בין ישויות‬ ‫לרוב רץ באותה ליבה‬ ‫יכול לרוץ על ליבות שונות‬ ‫ניצול ליבות מעבד‬ ‫יצירת תהליכונים קלה וזולה‬ ‫יצירת תהליכים יקרה יחסית‬ ‫יצירת ישויות חדשות‬ ‫‪.4‬יצירת תהליכונים‪:‬‬ ‫ישנן מספר דרכים ליצור תהליכונים‪:‬‬ ‫ ‬ ‫הפקודה ‪pthread_create‬‬ ‫הממשק ‪Runnable‬‬ ‫המחלקה ‪Thread‬‬ ‫‪C/C++‬‬ ‫‪( Java‬יש מקבילות בשפות אחרות)‬ ‫‪( Java‬יש מקבילות בשפות אחרות)‬ ‫שפות תכנות‬ ‫פונקציה חיצונית המופעלת ע"י‬ ‫מחלקה מיישמת ‪ Runnable‬ומועברת‬ ‫מחלקה יורשת ‪ Thread‬ומממשת )(‪run‬‬ ‫צורת מימוש‬ ‫)(‪pthread_create‬‬ ‫ל‪Thread-‬‬ ‫יצירת אובייקט ‪ Runnable‬והעברתו ל‪-‬‬ ‫שימוש ישיר ב‪pthread_create()-‬‬ ‫קריאה ל‪ start()-‬במחלקת ‪Thread‬‬ ‫יצירת תהליכון‬ ‫‪Thread‬‬ ‫שליטה ישירה על יצירת תהליכונים‬ ‫הפרדה בין לוגיקה לתהליך‬ ‫פשוט וקל לכתיבה‬ ‫יתרונות‬ ‫כתיבה מורכבת וניהול משאבים ידני‬ ‫דורש יצירת ‪ Thread‬נפרד‬ ‫גמיש (יורשים מחלקה אחת בלבד)‬ ‫חסרונות‬ ‫יצירת תהליכון בעזרת המחלקה ‪:)Java( Thread‬‬ ‫ ‬ ‫{ ‪class MyThread extends Thread‬‬ ‫{ )(‪public void run‬‬ ‫;)"‪System.out.println("Thread is running...‬‬ ‫}‬ ‫{ )][‪public static void main(String args‬‬ ‫;)(‪MyThread t1 = new MyThread‬‬ ‫יצירת והפעלת תהליכון ‪t1.start(); //‬‬ ‫}‬ ‫}‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :)Java( Runnable ‫יצירת תהליכון בעזרת הממשק‬ class MyRunnable implements Runnable { public void run() { System.out.println("Thread is running..."); } public static void main(String args[]) { Thread t1 = new Thread(new MyRunnable()); t1.start(); // ‫יצירת תהליכון והפעלתו‬ } } :pthread_create() ‫יצירת תהליכון בעזרת הפקודה‬ #include #include #include void *print_message(void *ptr) { printf("Thread is running...\n"); return NULL; } int main() { pthread_t thread; pthread_create(&thread, NULL, print_message, NULL); pthread_join(thread, NULL); // ‫מחכה שהתהליכון יסתיים‬ return 0; } :CRITICAL CODE & RACE CONDITION.5 ‫ מה שעלול לגרום‬,‫זמנית‬-‫ מתרחש כאשר שני תהליכונים ניגשים לאותו משתנה בו‬Race Condition :‫ לדוגמה‬.‫להתנהגות בלתי צפויה‬ class Counter { static int count = 0; public static void increment() { count++; } public static void main(String args[]) { Thread t1 = new Thread(() -> increment()); Thread t2 = new Thread(() -> increment()); t1.start(); t2.start(); } }.‫ עלול להיות שגוי‬count ‫ ערכו הסופי של‬,‫בגלל ששני התהליכונים ניגשים לאותו המשתנה במקביל‬ ‫ – מנגנון סנכרון המונע גישה של מספר תהליכונים או‬Mutex-‫ נשתמש ב‬,‫על מנת לפתור בעיה זו‬.‫ מניעה זו מאפשרת לתהליכון יחיד לגשת למשאב בכל רגע נתון‬.‫זמנית‬-‫תהליכים למשאב משותף בו‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :mutex ‫דוגמה למימוש‬ pthread_mutex_t lock; int counter = 0; void *increment(void *arg) { pthread_mutex_lock(&lock); counter++; pthread_mutex_unlock(&lock); } int main() { pthread_t t1, t2; pthread_mutex_init(&lock, NULL); pthread_create(&t1, NULL, increment, NULL); pthread_create(&t2, NULL, increment, NULL); pthread_join(t1, NULL); pthread_join(t2, NULL); pthread_mutex_destroy(&lock); printf("Final Counter Value: %d\n", counter); return 0; } :Thread Pool.6 ‫ המוקצים למשימות בצורה חכמה וחסכונית‬,‫ הוא אוסף של תהליכונים מוכנים מראש‬Thread Pool.‫במקום ליצור תהליכון חדש בכל פעם‬ :Thread Pool ‫תהליך העבודה עם‬.)Task queue( ‫ היא נכנסת לתור המשימות‬,‫) כאשר יש משימה חדשה‬1.‫ מקצה תהליכון פנוי לביצוע המשימה‬Thread pool-‫) מנהל ה‬2.‫ הוא חוזר לבריכה ולא מושמד‬,‫) לאחר שהתהליכון מסיים את המשימה‬3.‫ המשימה מחכה בתור עד שהתהליכון הבא יתפנה‬,‫) אם אין תהליכונים פנויים‬4 :Thread pool ‫דוגמה למימוש‬ #include #include #include #include #define THREAD_POOL_SIZE 3 #define TASK_COUNT 5 void *task_function(void *arg) { int task_id = *((int *)arg); printf("Task %d is running in thread %lu\n", task_id, pthread_self()); sleep(1); // ‫סימולציה של עבודה‬ return NULL; } int main() { pthread_t thread_pool[THREAD_POOL_SIZE]; for (int i = 0; i < TASK_COUNT; i++) { pthread_create(&thread_pool[i % THREAD_POOL_SIZE], NULL, task_function, &i); pthread_join(thread_pool[i % THREAD_POOL_SIZE], NULL); } return 0; } ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ )6 ‫ (הרצאה‬Web Server :Web server.1 ‫ אפליקציות או‬,‫ דפדפנים‬- clients( ‫ מלקוחות‬http ‫ הוא רכיב תוכנה המטפל בבקשות‬Web server.‫שרתים אחרים) ושולח תשובות חזרה‬ :‫הפרמטרים המופיעים בבקשה הם‬.)'‫ וכו‬GET, POST, PUT, PATCH, DELETE( ‫ – כל שיטה מבצעת פעולה אחרת‬HTTP ‫) שיטת‬1.‫ שפנייה אליו תפעיל את הבקשה‬route ‫ – לכל בקשה יש‬URL ‫) כתובת‬2 HTTP/1.1, HTTP/2 – ‫) גרסה הפרוטוקול‬3.)‫ ועוד‬cookies ‫ צירוף‬,‫) – מספקות מידע נוסף על הבקשה (סוג התוכן‬headers( ‫) כותרות‬4 :‫תשובת השרת ללקוח תכלול את הפרמטרים הבאים‬.)‫ ועוד‬200 OK, 404 not found( ‫) סטטוס ביצוע הבקשה‬1.‫) – מספקות מידע על התשובה שסופקה‬headers( ‫) כותרות‬2.‫ של התשובה‬body-‫ הערך יוחזר ב‬,)‫ תמונה וכדומה‬,Json( ‫) תוכן – אם הבקשה החזירה תוכן‬3 :‫ בסיסי‬web server ‫ יצירת‬.2 :‫ בפייתון‬web server-‫דוגמה ל‬ from socket import socket, AF_INET, SOCK_STREAM server_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM) server_socket.bind(('', 8080)) server_socket.listen(5) while True: client, addr = server_socket.accept() request = client.recv(1024) response = b"HTTP/1.1 200 OK\n\nHello, World!" client.send(response) client.close() :Nodejs-‫ ב‬web server-‫דוגמה ל‬ const http = require("http"); function handleRequest(request, response) { response.writeHead(200, {"Content-Type": "text/html"}); response.write("Hello, World!"); response.end(); } const server = http.createServer(handleRequest); server.listen(8080); console.log("Server running on http://localhost:8080"); :‫ לניהול שרתים‬frameworks-‫ שימוש ב‬.3 ‫ קיימים סוגים רבים‬.‫ נשתמש במסגרות מוכנות לניהול הבקשות מראש‬,‫במקום לכתוב שרתים מאפס‬.Express ‫ אנו מעמיקים בקורס בתבנית‬,‫של תבניות לניהול בקשות‬.‫ גולמי ומאפשר ניהול קל של ניתובים ונתונים‬http ‫ חוסך לנו עבודה עם‬Express‫שימוש ב‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫דוגמה למימוש שרת בעזרת ‪:Express‬‬ ‫ ‬ ‫;)"‪const express = require("express‬‬ ‫;)(‪const app = express‬‬ ‫{ >= )‪app.get("/", (req, res‬‬ ‫;)">‪res.send("Hello from Express.js!= )( = ‪exports.getArticles‬‬ ‫;‪return articles‬‬ ‫;}‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪ – View )2‬אחראי על הצגת הנתונים למשתמש‪.‬לדוגמה‪:‬‬ ‫>‪"‪ Toast.makeText(this, "Button clicked!",‬‬ ‫;))(‪Toast.LENGTH_SHORT).show‬‬ ‫;)‪layout.addView(myButton‬‬ ‫פיתוח ‪ GUI‬בעזרת ‪:)android( XML‬‬ ‫ ‬ ‫‪ XML‬היא שפת סימון שמגדירה מבנה נתונים בצורה היררכית‪.‬‬ ‫‪o‬‬ ‫נגדיר את הממשק בעזרת אוסף של תגיות המייצגות אובייקטים שונים (>‪,‪ , Toast.makeText(this, "Button clicked!", Toast.LENGTH_SHORT).show()); :web-‫ ב‬listener ‫דוגמה להגדרת‬ document.getElementById("myButton").addEventListener("click", () => { alert("Button clicked!"); }); :React.6 ‫ ומשמשת ליצירת ממשקי‬Facebook (Meta) ‫ שפותחה ע"י‬JavaScript ‫ היא ספריית‬React.js.)Component-Based( ‫משתמש דינאמיים בצורה רכיבית‬ :‫ריאקט בנויה על כמה עקרונות מרכזיים‬.‫ – כל ממשק מחולק לרכיבים עצמאיים‬Component-Based Architecture )1.‫ ומעדכן רק את מה שהשתנה‬DOM-‫ – עוקב אחרי שינויים ב‬Virtual DOM )2.state-‫ ו‬props ‫ – זרימת מידע מסודרת דרך‬One-Way Data Flow )3 ‫ מבלי להשתמש במחלקות‬,)useEffect( ‫) ואפקטים‬state( ‫ – דרך קלה לנהל מצב‬Hooks )4.)Class Components( :‫ קלאסית‬React Component-‫נראה דוגמה ל‬ import React, { useState } from "react"; function Counter() { const [count, setCount] = useState(0); return ( Counter: {count} setCount(count + 1)}>Increase ); } export default Counter; :‫ רגיל‬web ‫ לבית פיתוח‬React ‫נשווה בין‬ react ‫פיתוח מבוסס‬ )html, css, JS( ‫פיתוח רגיל‬ )Components( ‫מבוסס רכיבים‬ ‫ לטיפול באירועים‬JavaScript ‫ עם‬HTML + CSS ‫מבוסס‬ UI ‫ניהול‬ ‫ לעדכון חכם‬Virtual DOM-‫שימוש ב‬ ‫ ושינויים ידניים‬document.getElementById() ‫ישירות עם‬ DOM ‫עבודה עם‬ ‫ ניווט דינמי‬,‫ – כל האתר נטען פעם אחת‬SPA ‫כל דף נטען מחדש מהשרת‬ ‫טעינת דפים‬ ‫ לניהול מורכב‬useState, useEffect, Redux localStorage ‫ עבודה עם‬/ ‫משתנים גלובליים‬ state ‫ניהול‬  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Android‬הרצאה ‪)10‬‬ ‫‪.1‬פרויקט אנדרואיד מורכב ממספר תיקיות וקבצים שמבנה ברור שלהם מאפשר סדר וארגון בקוד‪.‬‬ ‫תיקיות מרכזיות בפרויקט‪:‬‬ ‫ ‬ ‫‪ - /manifests )1‬מכיל את קובץ ‪ ,AndroidManifest.xml‬שמגדיר מידע על האפליקציה ( ‪package‬‬ ‫‪ name, activities, permissions‬ועוד)‪.‬‬ ‫‪ - /java )2‬מכיל את קבצי הקוד (‪.)Activities, Fragments‬‬ ‫‪ - /res )3‬מכיל משאבי עיצוב וגרפיקה‪:‬‬ ‫‪ – /layout‬קבצי ‪ xml‬המגדירים את ממשק המשתמש של ה‪.activities‬‬ ‫▪‬ ‫‪ – /drawable‬תמונות ואייקונים‪.‬‬ ‫▪‬ ‫‪ – /values‬צבעים‪ ,‬מחרוזות‪ ,‬גדלים סטנדרטיים‪.‬‬ ‫▪‬ ‫‪.2‬מרכיבי המערכת באנדרואיד‪:‬‬ ‫‪ – Activity‬מסך עצמאי שמציג ממשק משתמש למשתמש‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Fragment‬חלק ממסך שניתן לשלב במספר ‪.Activities‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Intent‬מאפשר תקשורת בין רכיבים‪ ,‬כגון פתיחת ‪ Activity‬אחרת או שליחת מידע‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Service‬תהליך רקע שרץ ללא ממשק משתמש (למשל‪ ,‬ניגון מוזיקה)‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪ – Broadcast Receiver‬מנגנון להאזנה לאירועים מערכתיים (כמו סוללה חלשה‪ ,‬התחברות לרשת)‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪.3‬מחזור החיים של ‪:Activity‬‬ ‫לכל ‪ Activity‬באנדרואיד יש מחזור חיים‪ ,‬שמגדיר כיצד היא מגיבה לשינויים כמו פתיחה‪ ,‬סגירה‪,‬‬ ‫ ‬ ‫וחזרה ממסכים אחרים‪:‬‬ ‫דוגמה לשימוש‬ ‫מה קורה בפועל‬ ‫תזמון‬ ‫מתודה‬ ‫יצירת ‪ ,View‬טעינת מסדי נתונים‪,‬‬ ‫נטענים משאבים ראשוניים‪ ,‬מוגדרים‬ ‫כאשר ה‪ Activity-‬נוצר לראשונה (או‬ ‫)(‪onCreate‬‬ ‫בדיקת הרשאות‬ ‫רכיבים גרפיים‬ ‫אחרי סיבוב מסך)‬ ‫חידוש חיבורים ל‪ ,API-‬רענון מידע‬ ‫ה‪ Activity-‬מוצג אך עדיין לא מקבל‬ ‫כשה‪ Activity-‬הופך לגלוי‪ ,‬לפני שהוא‬ ‫)(‪onStart‬‬ ‫מהשרת‬ ‫אינטראקציה‬ ‫פעיל לחלוטין‬ ‫הפעילות עדיין רצה אך לא נמצאת‬ ‫כשה‪ Activity-‬מאבד פוקוס זמני (חלון‬ ‫השהיית וידאו‪ ,‬ביטול חיישנים מיותרים‬ ‫)(‪onPause‬‬ ‫בחזית‬ ‫צף או מעבר זמני לאפליקציה אחרת)‬ ‫הפעלת אנימציות‪ ,‬חידוש‬ ‫מוכן לקליטת קלט משתמש‬ ‫כשה‪ Activity-‬מקבל שליטה מלאה‬ ‫)(‪onResume‬‬ ‫וידאו‪/‬מוזיקה‪ ,‬הפעלת חיישנים‬ ‫שחרור משאבים לא חיוניים‪ ,‬שמירת‬ ‫אינו גלוי יותר למשתמש אך עדיין קיים‬ ‫כשה‪ Activity-‬מוסתר לחלוטין (עברנו‬ ‫)(‪onStop‬‬ ‫נתונים‬ ‫בזיכרון‬ ‫למסך אחר או למערכת הבית)‬ ‫ניקוי חיבורים פתוחים‪ ,‬שמירה אחרונה‬ ‫כל המשאבים משתחררים‪ ,‬הפעילות‬ ‫כשה‪ Activity-‬נסגר סופית‬ ‫)(‪onDestroy‬‬ ‫של מידע‬ ‫מוסרת מהזיכרון‬ ‫‪.4‬בניית ממשק משתמש באנדרואיד‪:‬‬ ‫הצגנו בפרק הקודם את הדרכים ליצירת ‪ GUI‬באנדרואיד (פיתוח ‪ GUI‬בעזרת קוד דינמי ובעזרת‬ ‫ ‬ ‫‪.)xml‬נתאים לכל ‪ activity‬קובץ ‪ xml‬המייצג את ממשק המשתמש העוטף אותו‪.‬‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :‫ ניהול נתונים באנדרואיד‬.5 :‫ – שמירת נתונים פשוטה‬SharedPreferences.‫מנגנון מובנה באנדרואיד לאחסון נתונים פשוטים בצורה פרסיסטנטית‬ o ‫כתיבה מהירה של משתנים כמו הגדרות‬/‫ ומאפשרים קריאה‬XML ‫הנתונים נשמרים בקובץ‬ o.'‫ מצב משחק וכו‬,‫משתמש‬ ‫ לא מתאים‬.'‫בהיר וכו‬/‫ מצב כהה‬,‫) כמו שם משתמש‬Key-Value( ‫מתאים לשמירת נתונים קלים‬ o.‫לאחסון נתונים גדולים או מורכבים‬ :‫דוגמה לשמירת ערך‬ o SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("MyPrefs", MODE_PRIVATE); SharedPreferences.Editor editor = prefs.edit(); editor.putString("username", "JohnDoe"); editor.apply(); // ‫שומר את השינוי‬ :‫דוגמה לקריאת ערך‬ o SharedPreferences prefs = getSharedPreferences("MyPrefs", MODE_PRIVATE); String username = prefs.getString("username", "Guest"); // ‫"מחזיר‬Guest" ‫אם אין ערך שמור‬ Log.d("SharedPreferences", "Username: " + username); :‫ – בסיס נתונים מובנה‬SQLite ‫ הוא מסד נתונים רלציוני קל משקל שמובנה באנדרואיד המאפשר אחסון נתונים מובנה‬SQLite o SELECT, INSERT, ( ‫ רגילות‬SQL ‫באפליקציה ללא צורך בשרת חיצוני ומשתמש בפקודות‬.)UPDATE, DELETE.)‫ עדיף במקרים רבים‬Room( ‫ אך ניהולו עשוי להיות מסורבל‬,‫מתאים לאחסון נתונים מורכבים‬ o :‫ לניהול מסד נתונים‬SQLiteOpenHelper ‫הגדרת מחלקת‬ o public class DatabaseHelper extends SQLiteOpenHelper { private static final String DATABASE_NAME = "mydatabase.db"; private static final int DATABASE_VERSION = 1; public DatabaseHelper(Context context) { super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION); } @Override public void onCreate(SQLiteDatabase db) { String createTable = "CREATE TABLE users (id INTEGER PRIMARY KEY, name TEXT, age INTEGER)"; db.execSQL(createTable); } @Override public void onUpgrade(SQLiteDatabase db, int oldVersion, int newVersion) { db.execSQL("DROP TABLE IF EXISTS users"); onCreate(db); } } ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :‫הוספת נתונים לטבלה‬ o SQLiteDatabase db = dbHelper.getWritableDatabase(); ContentValues values = new ContentValues(); values.put("name", "Alice"); values.put("age", 25); db.insert("users", null, values); :‫שליפת נתונים‬ o SQLiteDatabase db = dbHelper.getReadableDatabase(); Cursor cursor = db.rawQuery("SELECT * FROM users", null); while (cursor.moveToNext()) { Log.d("SQLite", "User: " + cursor.getString(1) + ", Age: " + cursor.getInt(2)); } cursor.close(); :Room Database – ORM ‫ ומאפשרת ניהול נתונים באמצעות‬SQLite ‫ היא ספרייה המספקת ממשק קל לעבודה עם‬Room o :Room Database ‫ שלבי העבודה עם‬.‫ ישיר‬SQL ‫) במקום‬Entities( ‫אובייקטים‬ :)‫ (מודל טבלאי‬Entity ‫) יצירת‬1 @Entity public class User { @PrimaryKey(autoGenerate = true) public int id; @ColumnInfo(name = "name") public String name; @ColumnInfo(name = "age") public int age; } :DAO (Data Access Object) ‫) יצירת‬2 @Dao public interface UserDao { @Insert void insertUser(User user); @Query("SELECT * FROM user") List getAllUsers(); } :Database Class ‫) יצירת‬3 @Database(entities = {User.class}, version = 1) public abstract class AppDatabase extends RoomDatabase { public abstract UserDao userDao(); } :‫ באפליקציה‬Room Database-‫) שימוש ב‬4 AppDatabase db = Room.databaseBuilder(getApplicationContext(), AppDatabase.class, "mydatabase").build(); UserDao userDao = db.userDao(); User user = new User(); user.name = "Bob"; user.age = 30; userDao.insertUser(user); ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :‫ – ניהול תהליכונים באנדרואיד‬Threads & runOnUiThread.6 ‫ אם נריץ עליו פעולות‬.‫ באנדרואיד הוא התהליך המרכזי שמנהל את הממשק הגרפי‬UI Thread-‫ה‬.‫ נביא לכך שהאפליקציה תקפא‬,‫כבדות‬ ‫ נשתמש‬.‫ על מנת להריץ ברקע את התהליכים הכבדים‬Threads-‫ נשתמש ב‬,‫על מנת למנוע מצב זה‬.UI-‫ ל‬Thread-‫ על מנת להחזיר את תוצאת ה‬runOnUiThread()-‫ב‬ :runOnUiThread()-‫ וב‬Thread-‫דוגמה לשימוש ב‬ new Thread(() -> { String data = fetchDataFromServer(); // ‫)קריאה לרשת(משימה כבדה‬ runOnUiThread(() -> { textView.setText(data); // ‫עדכון‬UI ‫בבטחה‬ }); }).start(); :‫ חיצוני‬API ‫ לחיבור‬Retrofit-‫ שימוש ב‬.7 ‫ היא מאפשרת שליחת‬.‫) באנדרואיד‬HTTP( ‫ לניהול בקשות רשת‬Java/Kotlin ‫ היא ספריית‬Retrofit ‫ נראה דוגמה‬.‫ לאובייקטים‬JSON ‫ תוך מיפוי אוטומטי של תשובות‬,‫ בצורה פשוטה וקריאה‬API ‫בקשות‬ :‫למימוש‬ :build.gradle ‫ לקובץ‬Retrofit ‫) הוספת תלות‬1 dependencies { implementation 'com.squareup.retrofit2:retrofit:2.9.0' implementation 'com.squareup.retrofit2:converter-gson:2.9.0' } :API ‫) יצירת ממשק‬2 public interface ApiService { @GET("users") Call getUsers(); } :‫ באפליקציה‬Retrofit ‫) אתחול‬3 Retrofit retrofit = new Retrofit.Builder().baseUrl("https://jsonplaceholder.typicode.com/").addConverterFactory(GsonConverterFactory.create()).build(); ApiService apiService = retrofit.create(ApiService.class); :API-‫) ביצוע קריאה ל‬4 Call call = apiService.getUsers(); call.enqueue(new Callback() { @Override public void onResponse(Call call, Response response) { Log.d("Retrofit", "Data received: " + response.body()); } @Override public void onFailure(Call call, Throwable t) { Log.e("Retrofit", "Error: " + t.getMessage()); } }); ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ )11 ‫ (הרצאה‬Data access :)Data Access( ‫ מבוא לגישה לנתונים‬.1 ‫ מעדכנת ומוחקת מידע‬,‫ שומרת‬,‫) היא הדרך שבה תוכנה מאחזרת‬Data Access( ‫גישה לנתונים‬.API ‫ או שירותי‬,‫ קבצים‬,‫ כגון מסדי נתונים‬,‫ממקורות נתונים שונים‬ :‫קיימות שתי קטגוריות עיקריות למסדי נתונים‬ MySQL, PostgreSQL, SQL ‫ כמו‬,‫ – מסדי נתונים מבוססי טבלאות‬Relational Databases )1.Server ,MongoDB, Firebase, DynamoDB ‫ כמו‬,‫ – מסדי נתונים לא רלציוניים‬NoSQL Databases )2.‫שמתאימים למידע גמיש יותר‬ :‫ עם גישה לנתונים‬Web ‫ פיתוח‬.2 ‫ עם‬Web ‫ סט טכנולוגיות פופולרי לפיתוח‬- MERN (MongoDB, Express, React, Node.js) Stack.NoSQL ‫מסד נתונים‬ ‫ נוכל לפתח מערכת אינטרנטית שלמה‬,MERN-‫באמצעות ארבעת הכלים המרכיבים את מחסנית ה‬.‫ ושרת המבצע לוגיקה על הנתונים‬,‫ לשליטה בנתונים‬API ‫ ממשק‬,‫הכוללת ממשק משתמש‬ :‫ עם גישה לנתונים‬Web ‫שלבים למימוש מערכת‬ :Mongoose ‫ באמצעות‬MongoDB ‫ עם‬Node.js ‫) חיבור‬1 const mongoose = require('mongoose'); mongoose.connect('mongodb://localhost:27017/mydatabase', { useNewUrlParser: true, useUnifiedTopology: true }).then(() => console.log("Connected to MongoDB")).catch(err => console.error("Could not connect to MongoDB", err)); :MongoDB‫) הגדרת מבנה סכמה ב‬2 const mongoose = require('mongoose'); const articleSchema = new mongoose.Schema({ title: String, author: String, published: { type: Date, default: Date.now } }); const Article = mongoose.model('Article', articleSchema); :‫ לדוגמה‬,Express ‫ בעזרת‬CRUD ‫ לניהול פעולות‬API ‫) הגדרת ממשק‬3 const Article = require('./models/article'); // ‫ מודל‬Mongoose app.get("/articles", async (req, res) => { const articles = await Article.find(); res.json(articles); }); ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪.3‬ניהול קשרים ב‪:MongoDB-‬‬ ‫ניהול קשרים ב‪ MongoDB-‬מאפשר לנו להציג את הקשר שבין שתי ישויות (לדוגמה‪ ,‬בפרויקט‬ ‫ ‬ ‫הגדרנו את הישויות קטגוריה וסרט‪ ,‬כאשר סרט משויך לקטגוריה‪/‬קטגוריות)‪.‬‬ ‫קיימות שתי דרכים מרכזיות להצגת הקשרים ב‪:MongoDB-‬‬ ‫ ‬ ‫‪:Embedding )1‬‬ ‫נגדיר את טיפוס השדה המקשר להיות סכמת ‪ ,Mongoose‬והשדה יכיל את האובייקט המלא‪.‬‬ ‫▪‬ ‫במצב זה‪ ,‬כל ישות תכיל את כל המידע שלה‪ ,‬וכל תת אובייקט יופיע פעם אחת‪.‬‬ ‫▪‬ ‫נראה דוגמה‪.‬נתחיל ביצירת הסכמה הפנימית‪:‬‬ ‫▪‬ ‫{(‪const commentSchema = new mongoose.Schema‬‬ ‫‪user: String,‬‬ ‫‪text: String‬‬ ‫;)}‬ ‫לאחר מכן‪ ,‬ניצור את הסכמה הראשית‪:‬‬ ‫▪‬ ‫{(‪const articleSchema = new mongoose.Schema‬‬ ‫‪title: String,‬‬ ‫‪author: String,‬‬ ‫סכמה אחת מוטמעת בתוך שדה בסכמה אחרת ‪comments: [commentSchema] //‬‬ ‫;)}‬ ‫ולבסוף‪ ,‬נראה תהליך הכנסת נתונים לדוגמה‪:‬‬ ‫▪‬ ‫;)‪const Article = mongoose.model("Article", articleSchema‬‬ ‫{(‪const newArticle = new Article‬‬ ‫‪title: "MongoDB Embedding",‬‬ ‫‪author: "John Doe",‬‬ ‫[ ‪comments:‬‬ ‫‪{ user: "Alice", text: "Great explanation!" },‬‬ ‫} "!‪{ user: "Bob", text: "Helped a lot, thanks‬‬ ‫]‬ ‫;)}‬ ‫;))"!‪newArticle.save().then(() => console.log("Article with embedded comments saved‬‬ ‫‪:Referencing )2‬‬ ‫נגדיר את טיפוס השדה המקשר להיות ‪.mongoose.Schema.Types.ObjectId‬‬ ‫▪‬ ‫בצורה זו‪ ,‬כל אובייקט הוא עצמאי‪ ,‬והקישור נעשה בעזרת ה‪ id-‬של האובייקט המשויך בלבד‪.‬‬ ‫▪‬ ‫מימוש זה מאפשר לכל אובייקט להיות עצמאי (קטגוריה וסרט הן ישויות עצמאיות)‪ ,‬וכך נוכל‬ ‫▪‬ ‫לבצע פעולות גם על סרטים וגם על קטגוריות ללא תלות ישירה ביניהן‪.‬‬ ‫יתרון נוסף למימוש זה‪ ,‬הוא היכולת לשייך אובייקט מסוים למספר אובייקטים ( ‪one to‬‬ ‫▪‬ ‫‪.)many‬לדוגמה‪ ,‬מימוש זה מאפשר לשייך קטגוריה אחת למספר סרטים‪.‬‬ ‫נראה דוגמה להגדרת סכמה מקושרת‪:‬‬ ‫▪‬ ‫{(‪const commentSchema = new mongoose.Schema‬‬ ‫‪content: String,‬‬ ‫} "‪articleId: { type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: "Article‬‬ ‫;)}‬  ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫נבצע השוואה בין ‪ Embedding‬לבין ‪:Referencing‬‬ ‫ ‬ ‫‪Referencing‬‬ ‫‪Embedding‬‬ ‫נתונים נשמרים במסמכים נפרדים עם קישור דרך‬ ‫נתונים מוטמעים בתוך המסמך הראשי במערך של‬ ‫צורת מימוש‬ ‫‪ObjectId‬‬ ‫אובייקטים‬ ‫חיסכון בגודל מסמכים‪ ,‬ניהול קשרים מורכבים ולמנוע‬ ‫שליפה מהירה יותר – כל הנתונים זמינים מיידית‬ ‫יתרון מרכזי‬ ‫כפילויות‬ ‫מצריך )(‪ populate‬או ‪ JOIN-like‬שאילתות לשליפת‬ ‫גודל מסמך מוגבל‪ ,‬קושי בביצוע חיפושים נפרדים‬ ‫חסרון מרכזי‬ ‫נתונים‬ ‫כאשר הנתונים משותפים בין מסמכים רבים ויכולים‬ ‫כאשר הנתונים משויכים תמיד למסמך הראשי ואין צורך‬ ‫מתי להשתמש‬ ‫להשתנות בנפרד‬ ‫לגשת אליהם בנפרד‬ ‫כאשר כל שאילתה דורשת )(‪ ,populate‬מה שיכול לגרום‬ ‫כאשר הנתונים גדולים או משותפים למסמכים רבים‬ ‫מתי לא להשתמש‬ ‫לביצועים איטיים‬ ‫כל סרט יכיל רשימת ‪ ids‬של הקטגוריות המשויכות אליו‪.‬‬ ‫כל קטגוריה תכיל בתוכה את כל הסרטים המשויכים‬ ‫חיבור סרטים‬ ‫משיכה של סרט ללא )(‪ populate‬תראה רק את ה‪id-‬‬ ‫אליה‪.‬שיוך סרט מסוים לשתי קטגוריות ייצור כפילות‬ ‫וקטגוריות‬ ‫של הקטגוריות ולא את השמות שלהן‬ ‫‪.4‬גישה למסדי נתונים רלציוניים‪:‬‬ ‫מסדי נתונים כמו ‪ MySQL‬ו‪ PostgreSQL-‬שומרים נתונים בטבלאות עם שדות מוגדרים מראש‪.‬ניהול‬ ‫ ‬ ‫הטבלאות יעשה בעזרת שאילתות ‪.SQL‬‬ ‫דוגמה ליצירת טבלה ב‪:SQL-‬‬ ‫ ‬ ‫( ‪CREATE TABLE articles‬‬ ‫‪id SERIAL PRIMARY KEY,‬‬ ‫‪title VARCHAR(255),‬‬ ‫‪author VARCHAR(100),‬‬ ‫‪published DATE DEFAULT CURRENT_DATE‬‬ ‫;)‬ ‫דוגמה לשליפת כל הנתונים מהטבלה‪:‬‬ ‫ ‬ ‫;‪SELECT * FROM articles‬‬ ‫‪.5‬פיתוח )‪ Java (android‬עם גישה לנתונים‪:‬‬ ‫בעת פיתוח מערכות ג'אווה‪ ,‬ניתן לנהל גישה למסדי נתונים באופן ישיר באמצעות ‪ ,JDBC‬או באופן‬ ‫ ‬ ‫אבסטרקטי יותר באמצעות )‪.ORM (Object-Relational Mapping‬‬ ‫‪:JDBC – Java Database Connectivity‬‬ ‫ ‬ ‫‪ JDBC‬הוא ‪ API‬מובנה בג'אווה לחיבור ולביצוע שאילתות מול מסדי נתונים רלציוניים (‪)SQL‬‬ ‫‪o‬‬ ‫המספק תקשורת ישירה מול מסד הנתונים באמצעות פקודות ‪ SQL‬גולמיות‪.‬‬ ‫בעת עבודה עם ‪ JDBC‬נבצע חמש פעולות מרכזיות‪:‬‬ ‫‪o‬‬ ‫‪ )1‬התחברות למסד נתונים (‪:)MySQL‬‬ ‫;‪import java.sql.Connection‬‬ ‫;‪import java.sql.DriverManager‬‬ ‫;‪import java.sql.SQLException‬‬ ‫{ ‪public class DatabaseConnection‬‬ ‫{ )‪public static void main(String[] args‬‬ ‫;"‪String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase‬‬ ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ String user = "root"; String password = "password"; try { Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password); System.out.println("Connected to database successfully!"); } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } } } :‫ להוספת נתונים לטבלה‬INSERT ‫) ביצוע‬2 try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password); PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO users (name, age) VALUES (?, ?)")) { pstmt.setString(1, "Alice"); // 1 is the serial number of the relevant field pstmt.setInt(2, 30); pstmt.executeUpdate(); System.out.println("User added successfully!"); } :‫ וקבלת נתונים‬SELECT ‫) ביצוע שאילתת‬3 import java.sql.*; public class FetchData { public static void main(String[] args) { String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/mydatabase"; String user = "root"; String password = "password"; try (Connection conn = DriverManager.getConnection(url, user, password); Statement stmt = conn.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT * FROM users")) { while (rs.next()) { System.out.println("User: " + rs.getString("name") + ", Age: " + rs.getInt("age")); } } catch (SQLException e) { e.printStackTrace(); } } } :‫) עיבוד ומעבר על הנתונים שהתקבלו בתשאול‬4 Statement stmt = conn.createStatement(); ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT id, name, age FROM users"); while (rs.next()) { int id = rs.getInt("id"); // ‫שליפה לפי שם העמודה‬ String name = rs.getString("name"); int age = rs.getInt("age"); System.out.println("User ID: " + id + ", Name: " + name + ", Age: " + age); } // Select return ResultSet, which is a table array of data ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ :‫) מחיקת רשומה‬5 String sql = "DELETE FROM users WHERE id = ?"; PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql); pstmt.setInt(1, 3); // ‫מוחק את המשתמש עם‬id = 3 int rowsAffected = pstmt.executeUpdate(); System.out.println(rowsAffected + " rows deleted."); !‫ תוביל למחיקת הטבלה כולה‬WHERE ‫נשים לב! ביצוע פעולת מחיקה ללא‬ o String sql = "DELETE FROM users"; // ‫!מוחק את כל המשתמשים‬ Statement stmt = conn.createStatement(); stmt.executeUpdate(sql); :ORM – Object-Relational Mapping ‫ היא טכניקה שמאפשרת למפות טבלאות במסד‬ORM (Object-Relational Mapping) o.‫הנתונים לאובייקטים בג'אווה‬ SQL ‫ במקום לכתוב‬,‫ וכך‬,Java ‫ מבצע המרה אוטומטית בין מבנה הטבלה לאובייקטי‬ORM o.‫ לניהול הנתונים‬Methods ‫ נעבוד עם אובייקטים ועם‬,‫ישירות‬ ‫ היא‬Java-‫ כאשר הנפוצה ביותר לשימוש כללי ב‬,‫ יש מספר שיטות‬ORM-‫לשימוש ב‬ o ‫ (מנגנון ייעודי של‬Room Database ‫ היא‬android-‫ והנפוצה ביותר לשימוש ב‬,Hibernate.)android ‫ עבור‬ORM :android ‫ בפרויקט‬Room ‫ בעזרת‬ORM-‫נראה דוגמה לשימוש ב‬ o :Room-‫ ב‬Entity ‫) יצירת‬1 import androidx.room.Entity; import androidx.room.PrimaryKey; @Entity public class User { @PrimaryKey(autoGenerate = true) public int id; public String name; public int age; // ‫בנאי‬ public User(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } } :DAO (Data Access Object) ‫) יצירת‬2 import androidx.room.*; import java.util.List; @Dao public interface UserDao { // ‫הוספת משתמש חדש‬ @Insert void insertUser(User user); ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ // ‫שליפת כל המשתמשים‬ @Query("SELECT * FROM User") List getAllUsers(); // ‫עדכון נתונים לפי‬id @Query("UPDATE User SET name = :newName, age = :newAge WHERE id = :userId") void updateUser(int userId, String newName, int newAge); // ‫מחיקת משתמש לפי‬id @Query("DELETE FROM User WHERE id = :userId") void deleteUserById(int userId); // ‫מחיקת כל המשתמשים בטבלה‬ @Query("DELETE FROM User") void deleteAllUsers(); } :RoomDatabase ‫) יצירת מחלקת‬3 @Database(entities = {User.class}, version = 1) public abstract class AppDatabase extends RoomDatabase { public abstract UserDao userDao(); } :‫) הוספת משתמש חדש למסד הנתונים‬4 new Thread(() -> { User user = new User("Alice", 28); DatabaseClient.getDatabase(context).userDao().insertUser(user); }).start(); :‫) קבלת כל המשתמשים ממסד הנתונים‬5 new Thread(() -> { List users = DatabaseClient.getDatabase(context).userDao().getAllUsers(); for (User user : users) { Log.d("RoomDB", "User: " + user.name + ", Age: " + user.age); } }).start(); :id=1 ‫) עדכון שם וגיל של משתמש עם‬6 new Thread(() -> { DatabaseClient.getDatabase(context).userDao().updateUser(1, "Updated Name", 30); }).start(); :id=2 ‫) מחיקת משתמש עם‬7 new Thread(() -> { DatabaseClient.getDatabase(context).userDao().deleteUserById(2); }).start(); :‫) מחיקת כל המשתמשים במסד הנתונים‬8 new Thread(() -> { DatabaseClient.getDatabase(context).userDao().deleteAllUsers(); }).start(); ‫סמסטר א' תשפ"ה‬ ‫תכנות מערכות מתקדם‬ ‫‪( Branching‬הרצאה ‪)11‬‬ ‫‪Strategies‬‬ ‫‪.1‬מבוא לאסטרטגיות ניהול ענפים (‪:)Branching Strategies‬‬ ‫‪ Branches‬הם כלי מרכזי בניהול קוד ב‪ ,Git-‬המאפשר פיתוח מקבילי ואינטגרציה של קוד חדש‪.‬‬ ‫ ‬ ‫אסטרטגיות ניהול ענפים מסייעות להבטיח שינויים מבוקרים‪ ,‬בדיקות לפני שילוב ל‪,Production-‬‬ ‫ ‬ ‫ושיתוף פעולה יעיל בין מפתחים‪.‬‬ ‫בחירת אסטרטגיית ‪ Branching‬מתבססת על סוג הפרויקט‪ ,‬גודל הצוות‪ ,‬ותהליך העבודה הרצוי‪.‬‬ ‫ ‬ ‫‪:Trunk-Based Development.2‬‬ ‫‪ Trunk-Based Development‬היא שיטה שבה כל המפתחים עובדים ישירות על הענף הראשי‬ ‫ ‬ ‫(‪ trunk‬או ‪.)main‬‬ ‫במקום ליצור ענפים נפרדים לכל פיצ'ר‪ ,‬המפתח?