1. Microsoft .NET Eine neue Generation der Softwareentwicklung Klaus Rohe .Net Strategy & Developer Group Microsoft GmbH

2. Agenda Microsoft .NET Das Windows .NET Framework XML Web-Services
Common Language Runtime (CLR)
Assemblies, Security, Deployment
Windows .NET Framework Klassenbibliotheken
ADO.NET
Windows Forms
ASP.NET
.NET Enterprise Services
.NET Remoting
XML Web-Services
Gegenüberstellung Microsoft .NET - J2EE
Demo mit Visual Studio .NET

3. Connected Experiences Connected Development
Microsoft .NET
Software for connecting information, people, systems and devices
Built on a foundation of XML Web services
Connected Business
Agility to connect more deeply with customers, integrate with partners and empower employees
Connected Experiences
Information anytime, anywhere, any device
.NET ist eine Softwaretechnik, die Microsofts gesamtes Produktspektrum umfasst.
Sie ermöglicht es unseren Kunden heterogene Informationssysteme und Endgeräte auf einfache Art und Weise
zu integrieren, um so die Geschäftsprozesse und Anforderungen der Anwender optimal zu unterstützen.
.NET baut auf industrielle Web-Service-Standards und nutzt die hohe Produktivität, Performance und wirtschaftlichen
Vorteile der Windows Plattform voll aus.
Connected Development
Quickly build solutions that interoperate across languages, platforms and devices
Connected Systems
Integrate new and existing systems
across the organization, and externally with partners.

4. Windows Betriebsystem
Microsoft .NET
Windows Betriebsystem
.NET SDK
.NET Framework
Common
Language
Runtime
Applikation
Enterprise
Server
Windows 2000 Server
SQL Server 2000
BizTalk Server 2002
More…
Visual Studio.NET
Visual C#
Visual C++
Visual Basic .NET
Tools

5. Common Language Runtime Windows Betriebssystem
Windows .NET Framework C#
C++ VB
Perl …
Common Language Runtime
Common Type System
Base Class Library
Transaktionen (COM+)
IIS
MSMQ
WMI
Windows Betriebssystem
ADO.NET
(Daten und XML)
ASP.NET
Web Forms
Web Services
Windows
Forms
Enterprise
Services
Als erstes möchte ich mich mit dem zentralen Baustein von .NET beschäftigen, dem .NET Framework. Wir wollen uns das .NET Framework jetzt aus der Vogelperspektive anschauen. Das .Net Framework ist in Schichten aufgebaut. Die unterste Schicht des Frameworks ist die Common Language Runtime kurz CLR genannt. Sie ist die Laufzeitumgebung für .NET Applikationen. Darüber befindet sich die Base Class Library eine Sammelung von Klassen, welche man bei jedem Programmierprojekt benötigt. Als nächstes hat man dann die ADO.NET-Schicht, welche Klassen für die Programmierung von Datenbankapplikationen enthält. Darüber findet man eine zweigeteilte Schicht für die Entwicklung von Web basierten Applikationen, einschließlich Web-Services. Dieser Teil ist mit ASP.NET bezeichnet. Der zweite Teil der Schicht, Windows Forms, ist für die Entwicklung von Rich-Clients, also Windows-Appliaktionen.
Das .NET Framework besitzt ein gemeinsames Typsystem, das Common Type System. Das Common Type System liegt allen .NET Programmiersprachen zugrunde. Die Programmiersprachen, welche von Microsoft mit Visual Studio.NET ausgeliefert werden sind C#, C++ und Visual Basic. Von anderen Herstellern kann man andere Programmiersprachen für .NET bekommen, wie z. B. Eiffel, COBOL usw.

6. Common Type System (CTS)
Value Types
Byte
Char
Single
Double
Enum
Int16
UInt16
Int32
UInt32
Int64
UInt64
Decimal
Structure
Boolean
Others
Object
Reference Types
Class
Interface
Array
String
Delegate
Werden auf dem Heap abgelegt
Werden auf dem Stack abgelegt

7. Windows .NET Framework Common Language Runtime (CLR)
Thread Support
COM Marshaller
Type Checker
Security Engine
Exception Manager
Debug Engine
JIT
Compiler
Code Manager
Garbage
Collection
Base Class Library Support
Die Common Language Runtime soll nun etwas detaillierter betrachtet werden. Sie ist die Laufzeitumgebung für .NET basierte Applikationen. Normal werden .NET Applikationen in eine Zwischensprache (Intermediate Language, IL) übersetzt. Die IL wird beim Start des Programms von einem Just-In-Time-Compiler übersetzt.
Eine weitere Aufgabe der CLR ist die Speicherverwaltung zur Laufzeit der Applikation. Dies wird durch den Garbage Collector bewerkstelligt. Aus diesem Grund braucht sich der Programmierer beim Entwickeln seiner Applikation nicht um die Speicherverwaltung kümmern.
Während der Laufzeit führt die CLR außerdem Security Checks und Typprüfungen durch.

8. ECMA CLI & C# Standards, Interoperabilität & Multiplattform
Microsoft Expands Commitment to Open Standards and Interoperability. Teams With Corel to Develop Shared Source Implementation of ECMA Standards C# and CLI For FreeBSD and Windows. REDMOND, Wash. - June 27, Beta availability expected: H1 2002
Standards ECMA-334, C# (C sharp) Language Specification, and ECMA-335, Common Language Infrastructure, approved by the ECMA General Assembly of 13th December 2001.
HP, Intel & Microsoft C#
Extended Numerics Library
Extended Array Library
XML
Library
Network
Reflection
Runtime Infrastructure
Base Class Library

9. Common Language Runtime Ausführungsmodell
VB.NET
Source code
VC++.NET
VC#.NET
Operating System Services
Common Language Runtime
Native Code
Managed
code
Unmanaged
Component
JIT Compiler
Assembly
IL Code
Compiler

10. Common Language Runtime MSIL Beispiel
// File: simple.cs
using System;
class Simple {
public static void Main()
for (int i = 1; i <= 5; i++)
Console.WriteLine(i); }
csc simple.cs
ildasm simpl.exe

11. Common Language Runtime Assemblies
.NET Anwendungen bestehen aus Assemblies
Assembly = Komponente
Ein Assembly ist ein Container für Module
Sämtliche Sicherheits- und Versionsüberprüfungen durch die CLR erfolgen auf der Basis von Assemblies !!!

12. Managed Code Kompilieren
Compiler
(C#, VB.NET, etc.)
Assembly (DLL or EXE)
MSIL Code
for Class X
Metadata for Classes X, Y and Z
for Class Y
for Class Z
Class X { … }
Class Y { … }
Class Z { … }

13. Assemblies Kategorien
Private Assembly
Assembly kann nur von genau einer Anwendung benutzt werden
Shared Assembly
Assembly kann global von allen Anwendungen benutzt werden
Dynamic Assemblies
Zur Laufzeit erzeugte Assemblies

14. Assemblies Private Assembly
Identifikation anhand eines einfachen Namens, z.B. “MyAssembly”
Keine Versionsüberprüfung durch die CLR, Versionierung durch den Entwickler
Installation per File copy
Standardmäßig befinden sich Assembly und Anwendung im gleichen Verzeichnis
Verzeichnis kann per config-Datei definiert werden

15. Assemblies Shared Assembly
Identifikation über einen Strong Name
Versionsüberprüfung durch die Runtime
Installation im Global Assembly Cache
Systemweiter “Speicherbereich” für .NET Assemblies
Windows .NET Framework Assemblies
keine Registry-Einträge für die Assemblies

16. Assemblies Dynamic Assembly
Werden mit dem API im System.Reflection.Emit Namespace zur Laufzeit erzeugt
Dynamic Assemblies
Können auf als File im Dateisystem gespeichert werden
Können direkt ausgeführt werden
Beispiel:
Kompilieren von regular Expressions

17. .NET Sicherheitsmodell
Role-Based Security
Enforced by application on itself
Code Access Security
Enforced by the common language runtime on the assembly
Windows User Security
Enforced by the OS on all the code
Role-Based Security
Role based security erlaubt es dem Code Sicherheitsentscheidungen zu treffen, welche auf der Rolle des Users basieren, der den Code ausführt.
Code Access Security
Code access security trifft Sicherheitsentscheidungen für den Code auf der Basis seiner Herkunft.

18. Deployment von .NET Applikationen
Windows Forms
Applikation
Assembly1
Assembly2
Assembly3
Windows Server
Windows Forms Applikation,
lädt Assemblies zur Laufzeit vom Server.
Zentraler Punkt zur Administration der Applikation
Beim ersten Start der Windows Forms Applikation werden die benötigten Assemblies vom Server geladen und lokal gecached.
Beim erneuten Start der Applikation wird geprüft, ob sich die Assemblies auf dem Server geändert haben. Nur dann werden sie vom Server geladen.
Betrieb, Pflege und Wartung genauso einfach, wie bei Web-Applikationen.

19. Windows .NET Framework Namensräume
System
Int16,
String, …
Web
Data
Windows
EnterpriseServices
XML …
Forms UI
Services
XmlDocument, …
ServicedComponent, …
Connection,
DataSet, … … … …

20. Klassenbibliotheken System System.Data System.Xml System.Web
Globalization
Diagnostics
Configuration
Collections
Resources
Reflection
Net IO
Threading
Text
ServiceProcess
Security
Design
ADO
SQLTypes
SQL
XPath
XSLT
Runtime
InteropServices
Remoting
Serialization
SessionState
Caching
Services
Description
Discovery
Protocols UI
HtmlControls
WebControls
System.Drawing
Imaging
Drawing2D
Printing
System.WinForms
ComponentModel

21. ADO.NET (1) Datenbankzugriff, XML
Warum eine neue Schnittstelle für den Datenzugriff?
Web Applikationen benötigen andere Architektur
Lose Kopplung zwischen Applikation und Datenbank
Komfortabele Unterstützung von XML
entwickelt sich zum universellen Datenformat
Problem mit bestehenden APIs
ADO, OLE DB und ODBC: wurden für enge Kopplung und dauerhafte Verbindung zwischen Client und Datenbank konzipiert
ADO.NET unterstützt explizit enge und lose Kopplung zwischen Client und Datenbank
ADO.NET ist eine Sammelung von .NET Framework Klassen, um in .NET Applikationen verschiedene Datenquellen zu integrieren.
Eine solche Datenquelle ist z.B. der Microsoft SQLServer. Warum hat man nun eine neue Schnittstelle für den Datenzugriff entwickelt?
Für Applikationen in einer verteilten Umgebung, wie es das Internet darstellt, ist eine lose Kopplung zwischen Datenquelle und Datenkonsument sehr vorteilhaft. In den letzten Jahren hat sich außerdem XML zum universellen Datenformat entwickelt, daher ist es vorteilhaft, wenn man einfache Mechanismen zur Verfügung hat, die Daten aus den unterschiedlichen Datenquellen in verschiedene XML-Formate zu transformieren. Dies alles leistet ADO.NET.
APIs wie ADO, OLE DB und ODBC sind für enge Kopplung und dauerhafte Verbindungen zwischen Datenquelle und Datenkonsument ausgelegt und sind daher für die oben genannten Umgebungen nicht so gut geeignet.

22. ADO.NET (2) DBMS Managed Code .NET Data Provider Connection Client
DataSet
Rows
Connection
Command
DataReader
DataAdapter
Enge Kopplung
Lose Kopplung

23. Windows Forms (1) Was ist Windows Forms?
Eine Klassenbibliothek innerhalb des Windows .NET Frameworks zur Entwicklung von GUI-Applikationen
Namespace: System.Windows.Forms
Ersetzt die Microsoft Foundation Classes (MFC)
GUI Entwurf mit Windows Forms ist in Visual Studio.NET eingebaut
MFC kann aber weiterhin genutzt werden

24. Windows Forms (2) Ausschnitt aus der Klassenhierachie
System.Object
System.MarshallByRefObject
System.ComponentModel.Component
Control
ButtonBase
Button
TextBoxBase
TextBox
ContainerControll
Form

25. .NET Enterprise Services
API zur Entwicklung und Nutzung von COM+ Komponenten mit Microsoft .NET:
Distributed Transactions
Security
Object Pooling
Just in time activation
Queued Components
Events

26. ASP.NET Saubere Trennung von Programmlogik und Layout (code-behind)
Kompilierte Programme statt Scripting
Erheblich verbesserte Ausführungsgeschwindigkeit
Deployment während des laufenden Serverbetriebes
Unterstützung verschiedenster, mobiler Endgeräte
Gute Tool-Unterstützung (VS.NET)
Modulare, einfach erweiterbare Struktur
Servererweiterungen ohne ISAPI
WebForms, WebControls, Statemanagement
XML Web Services

27. Web Clients / Web Service Client Windows Operating System
ASP.NET Architektur
ASP.NET
Web Controls
XML Web-Service
Web Clients / Web Service Client
Windows Operating System
IIS
(Web-Server)
HTTP / SOAP
applications
.NET
Framework

28. Das .NET Compact Framework
.NET Framework für “Smart Devices”
Ziel: Software als Service für Geräte
“Lightweight” Runtime-Architektur
Kompatible Teilmenge der Desktop Plattform
Verfügbar für:
Windows CE
Unterschiedliche Formfaktoren

29. .NET Remoting
Remoting ist der Zugriff auf Objekte über Grenzen hinweg.
Grenzen können unterschiedliche Maschinen, Prozesse oder Application Domains sein.
Die CLR abstrahiert OS-Prozesse und arbeitet mit „virtuellen Prozessen“ den so genannten Application Domains (Appdomains).

30. Appdomains und Remoting
Eine Appdomain existiert in genau einem Prozess
Ein Prozess kann mehrere AppDomains beinhalten
Aufrufe über AppDomain-Grenzen hinweg erfordern Remoting
Marshal-By-Value Objects und Marshal-By-Reference Objects
Prozess 1
Prozess 2
AppDomain 1
AppDomain 3
AppDomain 2
Objekt
Marshaling

31. Remoting, vereinfachte Darstellung
Client
App Domain 1
Proxy for O
Channel
Object O
App Domain 2

32. Remoting: Aktivierungsmöglichkeiten
Appdomain 1
Appdomain 2
Object
Single-call
Singleton
Client-activated
Client

33. Web Services mit Windows .NET Framework
Web Services mit ASP.NET
Die Web Services werden vom IIS gehostet
Dies ist die Bevorzugte Art mit Microsoft .NET Web Services zu implementieren
Komplette Infrastruktur, welche IIS bietet, wird automatisch genutzt
Web Services mit Remoting
Serverprozess, welche die Web Services hostet, muss vom Programmierer implementiert werden.

34. Support von Web Service durch Visual Studio .NET
Eigene Projektart für Web Services, die unter ASP.NET entwickelt werden
Automatische Generierung von Code-Frames für Web-Services.
Automatische Generierung von Proxies aus WSDL-Beschreibungen
Integrierter UDDI-Browser
Erzeugt automatisch Test-Clients für Web Services

35. SOAP (Logical Messaging)
Global XML Web Services Architecture (GXA) “Secure, Reliable, Transacted services”
SOAP (Logical Messaging)
Transports
Messaging
WSDL, UDDI, Inspection
Quality of Service
Transactions
Business Processes
BPEL4WS
Transport
XML, Encoding
Other protocols
Other services
Coordination
Security
WS-Security
Reliable Messaging
Description

36. Unterstützung von GXA durch das Windows .NET Framework
Microsoft stellt Web Services Enhancements for Microsoft .NET (WSE) zur Verfügung
WSE unterstützt folgende Spezifikationen:
DIME (Direct Internet Message Encapsulation)
WS-Attachments
WS-Routing
WS-Security
Authentifizierung und Integrität
Download:

37. Enterprise UDDI Services
Optionaler Service, der mit Windows Server 2003 ausgeliefert wird
Einfach zu installieren und zu verwalten
Entspricht der UDDI Spezifikation V1 & V2 API
Sehr gut skalierbar, gleiche Code-Basis wie
Entwickelt mit dem Windows .NET Framework 1.1, IIS 6.0 und SQL Server 2000

38. Leader in the Industry Web Services Effort
Completeness of Vision
Microsoft
IBM
Hewlett-Packard
Sun
Microsystems
Oracle
'Major Vendor Web Services Platform Influence Magic Quadrant'
Challengers
Leaders
Niche Players
Visionaries
BEA Systems
As of October 2002
Ability to Execute
*Source: Gartner Research, October, 2002

39. Windows als Applikationsserver
Zusätzliche Lizenzkosten
Teil des Betriebssystems
Applikationsserver
Web-Server
SOAP-Server
Transaktionsmonitor
(Transaktionsservice)
Transaktionsorientiertes
Message Queueing
Directory Services
Windows 2000 Server
(Windows Server 2003)
Microsoft IIS
Microsoft COM+ (MTS)
Microsoft Message Queue
MSMQ
Microsoft Active Directory

40. Gegenüberstellung Microsoft .NET – J2EE (1)
Java
Application Server
.NET Framework
IBM WebSphere, BEA WebLogic, others
Runtime Environment
Common Language Runtime (CLR)
Java Virtual Machine (VM)
Standard Libraries
.NET Framework class library
J2SE, J2EE
GUIs
Windows Forms
Swing
Transactions
Enterprise Services
EJB

41. Gegenüberstellung Microsoft .NET – J2EE (2)
Java
Web Scripting
ASP.NET
JSPs
Data Access
ADO.NET
JDBC
Development Tools
Visual Studio.NET
IBM Visual Age for Java, Borland JBuilder, others
Web Services Support
ASP.NET, .NET Services, others
Some support from IBM and others, more planned
Small Device Platform
.NET Compact Framework
J2ME

42. Demo mit Visual Studio .NET
Implementierung eines XML Web-Service mit ASP.NET
Implementierung eines Windows Forms Clients, der einen mit Java implementierten XML Web-Service konsumiert
Der XML Web-Service wurde mit GLUE Standard Edition von The Mind Electric implementiert (JDK ).
public interface IHugeIntMath {
// Elementare mathematische Operationen auf
// ganzen Zahlen, die als Strings dargestellt
// sind.
public String add(String xstr, String ystr); …
// Berechnet 'x^y'
public String power(String xstr, String ystr); }

43. Danke für Ihre Aufmerksamkeit. Fragen ?
© 2001 Microsoft Corporation. All rights reserved.

44. Weitere Informationen (1)
Design Patterns in C#
Komponenten

45. Weitere Informationen (2)
Michael Stal, C#- und .NET Tutorial, Teil 1 - 3
IX Magazin für Professionelle Informationstechnik
Teil 1: Heft 12, Dezember 2001, Seiten
Teil 2: Heft 1, Januar 2002, Seiten
Teil 3: Heft 2, Februar 2002, Seiten
Holger Schwichtenberg, Nette Vielfalt, Sprachen und Entwicklungstools für das .NET Framework
IX Magazin für Professionelle Informationstechnik, Heft 10, Oktober 2002, Seiten

46. Weitere Informationen (3)
Ralf Westphal
.NET kompakt Spektrum Akademischer Verlag, 2002 ISBN
David Chappell
Understanding .NET
A tutorial and Analysis  ISBN

47. Weitere Informationen (4)
Don Box, Chris Sells
Essential .NET (Development Series): The Common Language Runtime, Vol. 1
Pearson Education, Januar 2003
ISBN

48. Weitere Informationen (5)
Component Software
Beyond Object-Oriented Programming
Second Edition
ADDISION-WESLEY, November 2002
ISBN
Chapter 15, Chapter 21.2, Appendix A
.NET programming:
a practical guide using C#
Prentice Hall PTR, July 2002
ISBN

49. © 2001 Microsoft Corporation. All rights reserved.