Datenbankadministration

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1 Datenbankadministration 9. XML und XQuery AG DBIS University of Kaiserslautern, Germany Karsten Schmidt (Vorlage TU-Dresden) Wintersemester 2008/2009

2 XML in DB2 XML in DB2 vor Version 9 als CLOB mit XML-Extender: Dekomposition von XML-Dokumenten auf relationale Tabellen XML in DB2 ab Version 9 Datentyp XML für wohlgeformte XML-Dokumente internes Speicherformat hierarchische Speicherung Anfragen mittels XQuery, SQL oder Kombination XML-Indizes

3 XQuery-Datenmodell und XML-Schema

4 XQuery-Datenmodell XQuery-Datenmodell (XDM) Instanz des XDM: Sequenz Sequenz: geordnete Sammlung von null oder mehreren Elementen Element: atomarer Wert, Knoten, komplettes XML-Dokument atomarer Wert: definiert durch XML-Schema (xs:string, xs:integer, xs:decimal, xs:date,... ) Knoten: Dokumentknoten, Elementknoten, Attributknoten, Textknoten,... Eigenschaften keine Unterscheidung zwischen einelementiger Menge und dem Element selbst keine geschachtelten Sequenzen Beispiele (42, text,<wichtig/>) 13

5 XML-Schema XML-Schema Informationen zur Struktur des XML-Dokuments Art der Schachtelung von Elementen Häufigkeit des Auftretens von Elementen Attribute von Elementen Datentyp und Wertebereich kann aus mehreren XML-Schemadokumenten bestehen XML-Schema Repository Informationen zum Validieren und Verarbeiten von XML-Dokumenten (XML-Schema, DTD, externe Objekte) Katalogsicht SYSCAT.XSROBJECTS XML-Schema registrieren REGISTER XMLSCHEMA <schemauri> FROM <contenturi> AS <relationalidentifier> XML-Schema überprüfen, Registrierung abschließen COMPLETE XMLSCHEMA <relationalidentifier>

6 XML-Daten

7 Einfügen, Ändern und Löschen von XML-Daten Einfügen von XML-Daten Validierung optional implizites oder explizites Parsen der Daten Beispiele INSERT INTO xmltab (xmlcol) VALUES ( <doc>...</doc> ) INSERT INTO xmltab (xmlcol) VALUES ( XMLVALIDATE (XMLPARSE (DOCUMENT <doc>...</doc> ) ACCORDING TO XMLSCHEMA ID myschema)) Ändern von XML-Daten keine Änderungen an XML-Dokumenten möglich gesamtes XML-Dokument ersetzen Löschen von XML-Daten Spaltenwert auf NULL setzen

8 Austausch von XML-Daten Import von XML-Daten Validierung optional kein LOAD möglich XML-spezifische Optionen für IMPORT Pfad zu XML-Daten: XML FROM <xml-path> Datentyp: MODIFIED BY XMLCHAR weitere: XMLPARSE, XMLVALIDATE Export von XML-Daten separate Speicherung der XML-Daten Ersetzen der XML-Daten durch XML-Kennung (XML Data Specifier) XML-spezifische Optionen für EXPORT Speicherpfad für XML-Daten: XML TO <xml-path> Datentyp: MODIFIED BY XMLCHAR weitere: XMLFILE, XMLSAVESCHEMA

9 XML-Funktionen XML-Funktionen XMLPARSE Zeichendaten, Binärdaten XDM XMLSERIALIZE XDM Zeichendaten, Binärdaten XMLVALIDATE Gültigkeitsprüfung von Struktur, Inhalt und Datentypen eines XML-Dokuments nur für XML-Schema (nicht DTD) XMLCAST Datentypkonvertierung zwischen XML- und SQL-Datentypen XMLEXISTS Überprüfung, ob XQuery-Ausdruck nicht-leere Sequenz zurückgibt

10 XQuery

11 XQuery XQuery vom W3C standardisierte XML-Anfragesprache eigenständige Anfragesprache in DB2 Einbettung in und von SQL möglich XQuery vs. SQL XQuery SQL Datenmodell hierarchisch, flach, geordnet mengenorientiert Ergebnisse Sequenz von XML- Menge verschiedener Daten SQL-Datentypen Groß-/Kleinschrei- ja nein bung relevant NULL-Werte nein ja

12 XPath XPath Bestandteil von XQuery Navigation durch XML-Dokument Beispiele alle -Adressen aller Kunden /Client/ erste -Adresse des Kunden mit der ID ]/ [1] alle -Adressen aller Kunden aus Kalifornien /Client[Address/state= CA ]/ /Client/Address[state= CA ]/../ <Client id=... > < >...</ > <Address> <city>...</city> <state>...</state> </Address> </Client> alle Städte unterhalb des direkten Kinderknotens aller Kunden /Client/*/city alle -Adressen imgesamten XML-Dokument //

13 FLWOR FLWOR komplexe Anfragen an XML-Dokumente for: Iteration durch Eingabesequenz, Variablenbindung bei jedem Durchlauf let: Variablendeklaration und Wertzuweisung (keine Iteration!) where: Filter order by: Sortierung return: Ergebniskonstruktion Beispiele for $i in (1,2,3) return <out>{$i}</out> <out>1</out>, <out>2</out>, <out>3</out> let $i := (1,2,3) return <out>{$i}</out> <out>1 2 3</out> for $i in (3,2,1) where $i>1 order by $i return <out>{$i}</out> <out>2</out>, <out>3</out>

14 Beispiel Tabelle person firstname lastname age address Kathy Smith Larry Menard XML-Dokumente mit Adressinformation <address country= canada > <street>25 East Creek</street> <city>markham</city> <phone type= home > </phone> </address>

15 XQuery als eigenständige Anfragesprache XQuery als eigenständige Anfragesprache Kennzeichnung durch Schlüsselwort XQUERY Eingabedaten für XQuery mittels db2-fn:xmlcolumn Achtung: Tabellen- und Spaltennamen in Großbuchstaben Beispiel Telefonnummern aller Personen aus Markham XQUERY for $addr in db2-fn:xmlcolumn ( PERSON.ADDRESS )/address where $addr/city = Markham return $addr/phone oder kurz: XQUERY db2-fn:xmlcolumn ( PERSON.ADDRESS )/address[city = Markham ]/phone

16 SQL in XQuery SQL in XQuery eingebettete SQL-Anfrage mittels db2-fn:sqlquery SQL-Anfrage muss XML-Daten zurückliefern Maskierung einfacher Anführungszeichen erforderlich Beispiel Telefonnummer von Kathy Smith XQUERY let $phone := db2-fn:sqlquery ( SELECT address FROM person WHERE firstname = Kathy AND lastname = Smith )/address/phone/text() return <kathysphone>{$phone}</kathysphone>

17 XQuery in SQL XQuery in SQL Projektion von XML-Daten in SQL-Anfrageergebnis mit XMLQUERY Erzeugen einer relationalen Tabelle aus XML-Daten mit XMLTABLE Einschränkung der Ergebnismenge mit XMLEXISTS Beispiel Name und Telefonnummer aller Personen über 40, für die eine -Adresse angegeben ist SELECT firstname, lastname, XMLQUERY ( $doc/address/phone passing address as doc ) as phone FROM person WHERE age > 40 AND XMLEXISTS ( $doc/address/ passing address as doc )

18 XML-Indizes

19 XML-Indizes XML-Indizes auf Komponente des XML-Dokumentes (nicht gesamte Spalte) Identifizierung des zu indexierenden Teils durch XML-Muster (eingeschränkter XPath-Ausdruck) auf Elementen und Attributen möglich auch // und * unterstützt Angabe eines SQL-Datentypes für die indexierten Werte erforderlich (DATE, TIMESTAMP, VARCHAR oder DOUBLE) nur einzelne XML-Spalten indexierbar (keine zusammengesetzten Indizes) mehrere Indizes für eine XML-Spalte möglich Beispiel CREATE INDEX p_xml_idx ON person (address) GENERATE KEY USING XMLPATTERN AS SQL VARCHAR(20)

20 XML-Indizes Bedingungen für Indexnutzung Index auf komplexen Elementen möglich, aber Auswirkung auf Anfrage Beispiel: <name> CREATE INDEX... USING <first>kathy</first> XMLPATTERN //name AS <last>smith</last> SQL VARCHAR(50) </name> Prädikat muss [name= KathySmith ] lauten Index auf Textknoten Anfrage nach Textknoten Übereinstimmung des Datentyp des Literals eines Prädikates mit Datentyp des Indexes relevant für DOUBLE /element[element = value ] keine Indexnutzung /element[element = value] Indexnutzung

21 Anforderungen und Einschränkungen Anforderungen Unicode-Datenbank (UTF-8) Einschränkungen an XML-Spalten nicht als Schlüssel verwendbar (z.b. Primär-, Fremdschlüssel, eindeutige Schlüssel,... ) nicht in relationale Indizes keine Standardwerte oder generierte Werte... an Datenbank keine Partinionierung keine Längenbeschränkung für XML-Spalten, aber für serialsierte XML-Daten: 2GB

22 Zusammenfassung XQuery-Datenmodell Sequenzen, Elemente, Knoten XML-Schema Validierung von XML-Daten DML und Austausch von XML-Daten Besonderheiten im Umgang mit XML-Daten XQuery eigenständig oder eigebettet XML-Indizes Anfrageoptimierung mit Indizes auf XML-Dokumenten weitere Informationen zum XQuery-Datenmodell, XML-Schema, XPath und XQuery in den Vorlesungen

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