4.9 Datentyp TABLE (vereinfacht) 4.10 Konstruierte Datentypen. Definition einer Tabelle am Beispiel

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1 49 atentyp TABLE (vereinfacht) 4 er SQL-Standard 49 atentyp TABLE (vereinfacht) 4 er SQL-Standard 410 Konstruierte atentypen efinition einer Tabelle am Beispiel CREATE TABLE Stadt ( SName VARAR(50), PName VARAR(50), LCode AR(4), Einwohner NTEGER, LGrad NUMBER, BGrad NUMBER, PRMARY KEY (SName,PName,LCode) ) CREATE TABLE Land ( Provinzen VARAR(50) ARRAY[20] Organisationen ROW(Organiation VARAR(50), Art VARAR(20)) MULTSET CREATE TABLE Stadt ( Koordinaten ROW(LGrad NUMBER, BGrad NUMBER ) atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 44 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite Konstruierte atentypen 4 er SQL-Standard 410 Konstruierte atentypen 4 er SQL-Standard 410 Konstruierte atentypen Ein atentyp heißt konstruiert, sofern seine Werte aus Werten anderen Typen, sogenannter Element-Typen, zusammengesetzt sind er atentyp ARRAY fasst mehrere Werte seines Element-Typs geordnet zusammen, die über einen ndex referenziert werden können er Typ ROW lässt hingegen zu, dass Werte unterschiedlicher Element-Typen geordnet zusammengefasst werden und das der Zugriff auf die einzelnen Komponenten über Bezeichner, analog zu Spaltenbezeichern, ermöglicht wird er atentyp MULTSET fasst mehrere Werte eines Element-Typs, möglicherweise mit uplikaten, zu einer ungeordneten Menge zusammen ie fünfte Provinz eines Landes wird mittels Provinzen[5] referenziert er Längengrad innerhalb der Koordinaten einer Stadt kann mittels eines Pfadausdrucks der orm KoordinatenLGrad angesprochen werden Mittels ( EU, member ) ELEMENT Organisationen wird getestet, ob die Mitgliedschaften eines Landes bezüglich der EU den member-status hat atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 45 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 47

2 411 Einfügen, Löschen und Ändern 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern Sequenznummern 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern Beim Einfügen von Zeilen muss die Eindeutigkeit des Primärschlüssels gewährleistet sein Einfügen Mittels NSERT kann eine neue Zeile, oder eine Menge von neuen Zeilen in eine Tabelle T eingefügt werden Werden nicht zu allen Attributen von T Werte gegeben, so werden für die fehlenden Werte möglicherweise vorgesehene efault-werte, bzw der Nullwert null genommen ie Angabe der Spaltennamen kann entfallen, wenn die Werte in der Reihenfolge der Spaltennamen in der CREATE-Anweisung definiert werden Beispiel Sequenznummerngenerator CREATE SEQUENCE LandSEQ AS NTEGER START WTH 1 /*kleiner (größer) oder gleich MAXVALUE (MNVALUE) sein*/ NCREMENT BY 1 /*eine positive (negative) Zahl*/ MNVALUE 1 /*muss kleiner MAXVALUE sein*/ MAXVALUE /*muss größer als MNVALUE sein*/ NO CYCLE /*CYCLE: wenn MAXVALUE (MNVALUE) erreicht, */ /*beginne wieder mit MNVALUE (MAXVALUE)*/ /*Mehrfachverwendung von Werten führt uu zu einem */ /*Laufzeitfehler*/ NSERT NTO Land (LandNr, LName, HStadt, läche) VALUES ( NEXT VALUE OR LandSEQ, Bavaria, Munich,70) atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 48 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 50 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern Aufnahme eines neuen Mitgliedes in die EU NSERT NTO Mitglied (LCode, Organisation, Art) VALUES ( PL, EU, member ) Alle Länder die Mitglied in irgendwelchen Organisationen sind, die aber noch nicht in der Relation Land auftreten, werden in diese Relation übernommen NSERT NTO Land ( LCode ) SELECT STNCT MLCode ROM Mitglied M WHERE NOT EXSTS ( SELECT LLCode ROM Land L WHERE LLCode = MLCode) Beispiel dentitätsspalte CREATE TABLE Land LandNr NTEGER GENERATE ALWAYS AS ENTTY ( START WTH 1 NCREMENT BY 1 MNVALUE 1 MAXVALUE NO CYCLE), NSERT NTO Land (LName, HStadt, läche) VALUES ( Bavaria, Munich, 70) atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 49 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 51

3 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern generierte Spalten er Wert eines Attributes ergibt sich automatisch aus den Werten anderer Attribute desselben Tupels Beispiel CREATE TABLE Land ( LandNr NTEGER GENERATE ALWAYS AS ENTTY ( ),, läche NUMBER, Einwohner NUMBER, ichte GENERATE ALWAYS (Einwohner / läche)) Ändern UPATE T SET A 1 = val 1,, A n = val n WHERE P Anstelle eines direkten Wertes innerhalb einer Zuweisung kann auch ein skalarer Ausdruck stehen m Zuge der Euro-Umstellung, werden die Angaben des Bruttosozialprodukt angepasst UPATE Land SET BruttoSP = CASE BruttoSP WHEN LCode = THEN BruttoSP * 0,5 WHEN LCode = THEN BruttoSP * 0,16 ELSE NULL EN atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 52 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 54 4 er SQL-Standard 411 Einfügen, Löschen und Ändern 412 Sichten 4 er SQL-Standard 412 Sichten Löschen ELETE ROM T WHERE P Es werden alle Tupel aus T, für die der bedingte Ausdruck P wahr ist, markiert und anschließend aus T entfernt Beispiel Löschen des gesamten nhalts der Tabelle Stadt ELETE ROM Stadt Löschen von ausgewählten Zeilen ELETE ROM Stadt WHERE Einwohner < (SELECT AVG(Einwohner) ROM Stadt) Eine Sicht V ist eine durch einen Anfrageausdruck E definierte Tabelle: CREATE VEW V AS <E> m Unterschied zu den als Sicht definierten Tabellen bezeichnen wir die mittels CREATE TABLE definierten Tabellen als Basistabellen Bezeichner von Sichten dürfen in SQL überall stehen, wo ein Tabellenbezeichner stehen darf atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 53 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 55

4 4 er SQL-Standard 412 Sichten 4 er SQL-Standard 412 Sichten efiniere zu der Tabelle Benachbart eine bezüglich Symmetrie abgeschlossene Tabelle symbenachbart in orm einer Sicht LCode1 Benachbart LCode2 CREATE VEW symbenachbart AS SELECT LCode1 AS Von, LCode2 AS Nach ROM Benachbart UNON SELECT LCode2 AS Von, LCode1 AS Nach ROM Benachbart Welche Länder sind zu eutschland benachbart? SELECT Nach ROM symbenachbart WHERE Von = Ändern von Sichten Sei R ein atenbank-schema Eine atenbankänderung ist eine unktion t von der Menge der nstanzen zu R auf sich selbst Eine Sicht ist eine unktion f von der Menge aller nstanzen zu R in die Menge aller nstanzen zu S, wobei S das durch die Sicht definierte Relationsschema ist Eine Sichtänderung ist eine unktion u von der Menge aller nstanzen zu S auf sich selbst Sei u eine Sichtänderung und t eine atenbankänderung, so dass für jede atenbank-nstanz gilt: u(f ()) = f (t()), dann nennen wir t eine Transformation von u Auf einer Sicht sind grundsätzlich nur solche Änderungen zulässig, zu denen eine Transformation existiert atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 56 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 58 4 er SQL-Standard 412 Sichten 4 er SQL-Standard 412 Sichten Materialisierte und virtuelle Sichten Ein atenbanksystem kann Sichten entweder bei Bedarf jeweils neu berechnen, oder eine einmal berechnete Sicht für weitere Bearbeitungen permanent speichern m ersten all redet man von einer virtuellen Sicht, im zweiten all von einer materialisierten Sicht Soll eine Anfrage bearbeitet werden, die sich auf eine virtuelle Sicht bezieht, so wird vor Ausführung der Anfrage der Name der Sicht durch den sie definierenden Ausdruck ersetzt (Anfrage-Modifizierung) Gegenüber einer materialisierten Sicht hat eine virtuelle Sicht den Vorteil, dass ihr nhalt garantiert dem aktuellen Zustand der atenbank entspricht Beispiel A B B C r = a b s = b c x b b z insert (y,b,c) in v Es existiert keine Transformation v = r s = A B C a b c a b z x b c x b z Standardmäßig ist eine Sicht einer atenbank virtuell Materialiserte Sichten werden typischerweise für sogenannte atenlager (ata-warehouses) eingesetzt; zu ihrer Aktualisierung ist häufig ein erheblicher organisatorischer und systemtechnischer Aufwand vonnöten m folgenden betrachten wir ausschließlich virtuelle Sichten Eine interessante rage ist, ob in einer virtuellen Sicht Einfügen, Löschen und Ändern von Zeilen erlaubt sein kann, oder nicht delete (a,b,c) in v Es existiert keine Transformation update (a,b,c) zu (y,b,c) in v Es existiert keine Transformation atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 57 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 59

5 4 er SQL-Standard 412 Sichten 4 er SQL-Standard 412 Sichten Projektionssicht Einfügen, Löschen und Ändern ist nur dann erlaubt, wenn der Schlüssel der Basistabelle komplett in der Sicht vorhanden ist nformationen über Länder sind nur anonymisiert erlaubt CREATE VEW Landnfo AS SELECT läche, Einwohner ROM Land NSERT NTO Landnfo VALUES (250000,20) NSERT nicht zulässig Verbundsicht n SQL-92 und in SQL:1999 werden eine Reihe von Regeln diskutiert, deren Erfülltsein die Existenz einer Transformation sichern iese Regeln garantieren im Wesentlichen ein eindeutiges Rückverfolgen der Sichtänderung zu einzelnen Zeilen in den Basistabellen Ordne jeder Stadt ihren Kontinent zu CREATE VEW Stadtnfo AS SELECT SSName, LKontinent ROM Stadt S, Lage L WHERE SLCode = LLCode NSERT NTO Stadtnfo VALUES ( reiburg, reiländereck ) NSERT nicht zulässig atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 60 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 62 4 er SQL-Standard 412 Sichten 4 er SQL-Standard 412 Sichten n-line/temporary-table Sichten mittels WTH Selektionssicht Aufgrund von Einfügungen und Änderungen können als unerwünschter Seiteneffekt Zeilen aus der Sicht herausfallen und damit in anderen Sichten erkennbar werden ieser Seiteneffekt kann durch Hinzunahme der Klausel WTH ECK OPTON zu der Sichtdefinition verhindert werden Beschränkung auf Großstädte CREATE VEW Großstadt AS SELECT * ROM Stadt WHERE Einwohner >= 1000 UPATE Großstadt SET Einwohner=Einwohner*09 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 61 Vergleiche: SELECT STNCT SLCode ROM Stadt S WHERE (SELECT AVG(Einwohner) ROM Stadt WHERE LCode = SLCode) = (SELECT MN(Einw) ROM (SELECT AVG(Einwohner) AS Einw ROM Stadt GROUP BY Lcode)); mit WTH avgeinwohner AS (SELECT LCode, AVG(Einwohner) AS Einw ROM Stadt GROUP BY Lcode), mineinwohner AS (SELECT MN(Einw) as mine ROM avgeinwohner) SELECT LCode ROM avgeinwohner S WHERE SEinw = (SELECT mine ROM mineinwohner); WTH führt zu einer klareren Struktur, im Sinne einer lokal definierten virtuellen Sicht (in-line view), materialisierten Sicht (temporären Tabelle) atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 63

6 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen 413 SQL und Programmiersprachen 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen (A) SQL-Erweiterung 4 SQL hat eine tabellenorientierte Sematik SQL hat eine im Vergleich zu einer Programmiersprache eingeschränkte Mächtigkeit, so dass es typischerweise ermöglicht wird, SQL von einem in einer gängigen Programmiersprache geschriebenen Programm aus aufzurufen Anwendungen können so unter Ausnutzung der vollen Mächtigkeit einer Programmiersprache atenbank-nstanzen verarbeiten mpedance-mismatch! eklaration von Variablen, Zuweisung von Werten an Variable, Sequenz von Anweisungen, bedingte Anweisungen und Wiederholungsanweisungen, unktionen und Prozeduren unktionen können als parametrisierbare virtuelle Sichten betrachtet werden 4 Oracle verwendet teilweise eine andere Syntax! atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 64 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 66 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen Ansätze der ntegration (A) Erweiterung von SQL um imperative Sprachelemente zur ormulierung von in der atenbank gespeicherten benutzerdefinierten unktionen und Prozeduren (SQL-Erweiterung) (B) Einbettung von SQL-Ausdrücken in eine Programmiersprache (statisches SQL) (C) Übergabe eines datenabhängig gebildeten SQL-Ausdrucks an eine atenbank während der Ausführung eines Programms (dynamisches SQL) Tabellen Benachbart LCode1 LCode2 symbenachbart LCode1 LCode2 Berechne zu der Tabelle Benachbart den symmetrischen Abschluss CREATE UNCTON symbenachbart() RETURNS TABLE ( LCode1 AR(4), LCode2 AR(4) ) RETURN (SELECT * ROM Benachbart UNON SELECT LCode2 AS LCode1, LCode1 AS LCode2 ROM Benachbart ) SELECT * ROM TABLE (symbenachbart()) T atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 65 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 67

7 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen Gib zu einem Land alle erreichbaren Länder mit der Mindestanzahl Grenzübergänge an CREATE UNCTON ErreichbarVon(Start AR(4)) RETURNS TABLE ( Nach AR(4), Anzahl NTEGER ) BEGN CREATE TABLE Erreichbar ( Nach AR(4), Anzahl NTEGER ); ECLARE alt, neu NTEGER; /* nitialisiere mit den direkt erreichbaren Ländern */ NSERT NTO Erreichbar SELECT TLCode2 AS Nach, 1 AS Anzahl ROM TABLE (symbenachbart()) T WHERE TLCode1 = Start; /* nitialisiere Abbruchbedingung */ SET alt = 0; SET neu = (SELECT COUNT(*) ROM Erreichbar); /* Berechne iterativ die indirekt erreichbaren Länder */ WHLE (alt <> neu) O SET alt = neu; NSERT NTO Erreichbar SELECT STNCT BLCode2, (AAnzahl + 1) ROM Erreichbar A, TABLE (symbenachbart()) B WHERE ANach = BLCode1 AN BLCode2 <> Start AN BLCode2 NOT N (SELECT Nach ROM Erreichbar); SET neu = (SELECT COUNT(*) ROM Erreichbar); EN WHLE; RETURN Erreichbar; EN atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 68 Zyklen und Mehrfachberechnungen sollen vermieden werden STNCT berücksichtigt den all, dass zum selben Land mehrere Wege gleicher Länge existieren können Zyklen werden berücksichtigt, indem ein weiteres Land nur dann hinzugefügt wird, wenn das neu berechnete Land nicht bereits als erreichbares Land bekannt ist Zyklen zum Start werden ebenfalls ausgeschlossen NSERT NTO Erreichbar SELECT STNCT BLCode2, (AAnzahl + 1) ROM Erreichbar A, TABLE (symbenachbart()) B WHERE ANach = BLCode1 AN BLCode2 <> Start AN BLCode2 NOT N (SELECT Nach ROM Erreichbar); atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 70 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen nitialisiere Erreichbar mit den direkt erreichbaren Ländern NSERT NTO Erreichbar SELECT TLCode2 AS Nach, 1 AS Anzahl ROM TABLE (symbenachbart()) T WHERE TLCode1 = Start; ie Berechnung soll terminieren, wenn kein neues indirekt erreichbares Land hinzugekommen ist SET neu = (SELECT COUNT(*) ROM Erreichbar); WHLE (alt <> neu) O SET alt = neu; NSERT NTO Erreichbar SET neu = (SELECT COUNT(*) ROM Erreichbar) EN WHLE; (B) statisches SQL Stehen die auszuführenden SQL-Anfragen bereits zur Übersetzungszeit eines Programms als Teil des Programmcodes fest, dann redet man von einer statischen Einbettung von SQL in eine Programmiersprache Eine datenabhängige Änderung der Anfragen während der Ausführung des Programms ist dann nicht mehr möglich ie Ergebnisse einer SQL-Anfrage werden innerhalb des Programms mittels eines Cursors zugänglich gemacht atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 69 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 71

8 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen 4 er SQL-Standard 413 SQL und Programmiersprachen (C) dynamisches SQL EXEC SQL ECLARE StadtCursor CURSOR OR SELECT STNCT SSName, LLName ROM Stadt S, Land L WHERE SLCode = LandLCode; EXEC SQL OPEN StadtCursor; EXEC SQL ET StadtCursor NTO :stadtname, :landname; EXEC SQL CLOSE StadtCursor; Können wir einen SQL-Ausdruck während der Ausführung eines Programms in orm einer Zeichenkette an das atenbanksystem übergeben, so redet man von dynamischem SQL Standardisierte Schnittstellen: OBC und JBC Erweiterung von Java: SQLJ Berechnen einer Adjazenzmatrix <?php sql connect( Mondial, lausen, buch ); $AdjazenzMatrix = array(); $query = SELECT * ROM Benachbart ; $result = sql query($query); while ($row = sql fetch assoc($result)) { $i = $row[ von ]; $j = $row[ nach ]; $AdjazenzMatrix[$i][$j] = 1; }?> atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 72 atenbanken und nformationssysteme, WS 2012/13 27 November 2012 Seite 73