SQL-Gebiet. Datenbank-Funktionen jenseits SQL. Datenbankfunktionen: SQL und andere. create table, create view, mater. View, create index, drop jeweils

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1 Datenbankfunktionen: SQL und andere SQL-Gebiet DDL DML DCL DP create table, create view, mater. View, create index, drop jeweils insert, update, delete, select, where, Trigger Benutzerverwaltung, Transaktionsverwaltung Programmiersprache Datenbank-Funktionen jenseits SQL Selbstverwaltung Administration Oberflächen Data Dictionary Sicherung, Überwachung interaktiv, programmierbar, administrativ

2 Data Definition Language Datenbank Idee: Datenbehälter, übergeordnete organisatorische Einheit, z.b. für Benutzer, Gebiet create database database_name, drop dataabse database_name Tabelle Idee: Datenbehälter für ein Anwendungsobjekt, z.b. für Artikel mit Spalten (Attribute des Objektrs) und Zeilen (Exemplare des Objekts) (1) Grundform: create table artikel ( anr integer, aname char(12), apreis decimal (5,2), amaterial char(15), alagermenge integer) Zeilen Spalten Spaltenüberschriften drop table table_name (2) Datentypen: integer, char(n), decimal(p,s) etc. (3) einfache Spaltenbeschränkungen: unique, mandatory, optional, primary key (4) Wertebeschränkungen: check (S.143) (5) Beschränkungen durch andere Tabellen, referentielle Integrität z.b. kunde bestellt artikel Sicht Sichten Tabelle

3 Idee: Benutzerdatenausschnitt entsprechend den Benutzeranforderungen aus dem Datenmodell Enthält nur die Definition, die Daten werden bei Bedarf aus der Tabelle abgeleitet 3 Funktionen: neue Überschriften: Namenänderung der Spalten Verdeckungen Virtuelle Werte (Berechnungen) create view view_name, drop view view_name create view teureartikel name, bruttopreis) as Index Idee: Hilfsdatei zum schnelleren Durchsuchen der Haupttabelle vergleichbar mit dem Register von Stichwörtern in einem Buch Umorganisierte Hilfsdatei zu einer Tabelle beschleunigt das Lesen. Tabelle Indexdatei einfach zu finden x y y x aufwendig zu finden lesefrundlich, änderungsunfreundlich create index index_name, drop index index_name materialisierte Sicht Der Grund dafür ist die manchmal lange Aufbauzeit einer normalen kompliziert definierten View. Der Aufbau geschieht durch Speichern in eine Tabelle (create table + insert-select). Nötig ist ein periodischer Update. Tabelle Sicht materialisierte Sicht

4 Data Manipulation Language insert: update: delete: select: zeilenweise (definitionsgemäss, freihe Reihenfolge, mit select) zeilenmengenweise (mit/ohne where) zeilenmengenweise (mit/ohne where) zeilenmengenweise (1) Grundfunktionen: ganze Tabelle Spaltenauswahl Zeilenauswahl sortieren doppelte Zeilen arithmetische Operationen (zur Ausgabe) (2) where Grundform logische Operationen arithmetische Operationen (als Bedingung) (3) Join Tabellenverknüpfung (equi-joins, inner, outer) (4) Subselects in where-bedingung untergeordnete Wertermittlung (5) Mengenoperationen *, count(*), sum, min, max, avg (total oder gruppenweise) (6) Gruppierung Mengenfunktionen für Zeilengruppen (7) Trigger zusätzliche (automatische) Kommandoausführung create table insertzaehler (zeilenzahl integer) insert into insertzaehler values (0) create trigger t1 on person for insert as update insertzaehler set zeilenzahl = zeilenzahl + 1 (8) cursor Die Datenbank liefert eine Zeilenmenge. Die Programmiersprache bearbeitet nur einzeln. Deshalb wird ein Zwischenspeicher (Cursor) eingerichtet, aus dem mit Cursoroperationen (first, next, prev, last, absolute n, relative n) einzelne Ergebnisse abgerufen werden und in Programmvariablen übertragen werden können. Beispiel: Tabelle artikel (anr, aname, apreis, amaterial, alagermenge) Tabelle 'kunde': kundennr nachname vorname kalter Tabelle 'bestellt': kundennr, artikelnr, menge kunde bestellt artikel

5 Datenmanipulation Datenmanipulation genauer Daten einfügen direktes Einfügen mit und ohne Spaltennamen insert into person (knr,nachname,vorname,konto) values (3395,'Brenner','Karl', ) insert into person values (3390,'Heigert','Maria',-2.19) Zeilen einfügen aus einer anderen Tabelle insert into person select knr, nachname, vorname, konto where konto < 0 Daten ändern, löschen Die Sprachkonzepte von SQL kommen in geeigneter Weise in den Änderungskommandos wieder vor. update kunde set plz = 70441, ort = 'Stuttgart' where knr = 3390 delete Daten lesen: Spaltenauswahl Durch Aufzählen der gewünschten Spalten in der ersten Zeile erhält man die Ergebnistabelle mit den zugehörigen Spalten in derselben Anordnung. select nachname, vorname select vorname, nachname select * Daten lesen: Zeilenauswahl Die Zeilenauswahl geschieht durch eine Wertebedingung in der WHERE-Zeile. select anrede, vorname, nachname, ort where ort = 'Muenchen' select nachname, ort, konto where konto = 0.0 select nachname, ort where konto is null Daten lesen: Sortieren select ort order by ort desc

6 Datenmanipulation Daten lesen: doppelte Zeilen vermeiden select distinct ort Daten lesen: logische Verknüpfungen Die Zeilenauswahl kann durch Logik im WHERE-Teil beeinflusst, z.b. verschärft werden. select vorname, nachname, ort, konto where ort = 'Muenchen' or konto > 0 select vorname, nachname, ort, konto where ort = 'Muenchen' and konto > 0 = GLEICH < KLEINER ALS <= KLEINER ODER GLEICH > GRÖSSER ALS >= GRÖSSER ODER GLEICH <> UNGLEICH für mehrere Bedingungen AND, OR für Werte in einem Bereich BETWEEN x AND y für Werte in einer Menge IN (x,y,z) für Vergleich mit einem Teilwert LIKE '%abc% oder LIKE '_a_' für verneinte Bedingungen NOT Klammernsetzung ist möglich Daten lesen: Arithmetik Arithmetische Ausdrücke sind an zwei Stellen möglich: In der WHERE-Bedingung dienen sie zur flexibleren Zeilenauswahl: in der Ausgabeliste und in der WHERE-Bedingung select hname, ort, preis from hotel where preis*7 < 500 select hname, ort, preis, preis+preis, preis*7 from hotel Daten lesen: Tabellenverknüpfung Zwei Tabellen kunde bestellt knr nachname knr menge select kunde.nachname, bestellt.menge, bestellt where kunde.nachname = 'Barth' and kunde.knr=bestellt.knr; Die Verknüpfung der beiden Tabellen erfolgt über zwei identische Spalten im WHERE-Teil, die normale Wertebeschränkung ebenfalls.

7 Datenmanipulation ANSI Syntax: select kunde.nachname, bestellt.menge join bestellt on kunde.knr=bestellt.knr; where kunde.nachname = 'Barth' Die beiden Tabellen sind durch das Wort join verbunden. Die Tabellenverknüpfung und normale Wertebeschränkung sind getrennt, die Tabellenverknüpfungsbedingung steht nach ON. Weitere Operatoren: = (gleich) < (kleiner) <= (kleiner oder gleich) <> (ungleich) > (grösser) >= (grösser oder gleich) Inner Join: SELECT * FROM mitarbeiter, abteilung WHERE wohnort = stadt m_nr m_name m_vorname abt_nr wohnort abt_nr abt_name stadt Kaufmann Brigitte a2 München a2 Diagnose München Keller Hans a3 München a1 Beratung München 2581 Kaufmann Brigitte a2 München a1 Beratung München Keller Hans a3 München a2 Diagnose München Outer Join: SELECT mitarbeiter.*, abteilung.abt_nr FROM mitarbeiter, abteilung WHERE wohnort *= stadt m_nr m_name m_vorname abt_nr wohnort abt_nr Keller Hans a3 München a Keller Hans a3 München a Kaufmann Brigitte a2 München a Kaufmann Brigitte a2 München a Probst Andreas a2 Augsburg NULL 9031 Maier Rainer a2 Augsburg NULL Huber Petra a3 Landshut NULL Mozer Sybille a1 Ulm NULL Müller Gabriele a1 Rosenheim NULL Subselects An der Stelle von Werten können (in Klammern) untergeordnete Selects stehen, die diese Werte erst ermitteln. delete from bestellt where kundennr = (select kundennr where nachname = 'Müller') and artikelnr = (select artikelnr from artikel where artikelname = 'Rahmen');

8 Datenmanipulation Daten lesen: V ereinigung von Ergebnismengen select hname, ort, preis, 'UEBER 100' from hotel where preis > union select hname, ort, preis, 'UNTER 100' from hotel where not preis > order by 1, 2 Die Teile müssen vereinigungsverträglich sein. Mengenoperationen für die ganze Tabelle select sum(gehalt) from Person Mengenoperationen gruppenweise select sum(gehalt) from Person group by wohnort Mengenoperationen gruppenweise nur für bestimmte Gruppen select sum(gehalt) from Person group by wohnort having sum(gehalt) < 5000 Trigger Es gibt eine Tabelle person (pnr integer, pname char(12)) pnr pname Adam 223 Berta Konstanter Eintrag: create table ereignis (kommentar char(50)) create trigger insertprotokoll on person for insert as insert into ereignis values ('Schon wieder ein Neuer') insert into person... select * from ereignis Update-Zähler: kommentar Schon wieder ein Neuer create table zähler (anzahl integer) insert into zähler values (0) create trigger updatezähler on person for update as update zähler set anzahl = anzahl + 1

9 Datenmanipulation Delete-Protokoll: create table delperson (pnr integer, pname char(12)) create trigger deleteprotokoll on person for delete as insert into delperson select * from deleted delete from person... und select * from delperson und select * from person pnr pname pnr pname Berta 222 Adam Die Tabelle deleted (mit gleicher Struktur wie person) enthält die durch einen Trigger gelöschten Werte. Die Tabelle inserted (mit gleicher Struktur wie person) enthält die durch einen Trigger eingefügten Werte. Beide Tabellen enthalten die durch einen Trigger geänderten Werte. ausführliches Delete-Protokoll: Neben den gelöschten Daten werden noch User und Datumuhrzeit protokolliert. create table delperson2 (us char(10), ti datetime, pnr int, pname char(12)) create trigger deleteprotokoll2 on person for delete as insert into delperson2 select user_name(), getdate(), * from deleted delete from person where pnr = 222 select * from delperson2 dbo :19: Adam

10 Data Control Language (vom Datenbankadministrator ausgeführt) Es gibt Gefahren für die Daten: 1) unberechtigte Zugriffe 2) Mehrfachbenutzung 3) Irrtümer (rückgängig machen) 4) Technische Abbrüche (sollen keine Trümmer hinterlassen) zu 1) Benutzerverwaltung create user drop user identified by grant { connect resource dba } to meier grant <Tätigkeit> on <Objekt> to <Benutzer> revoke <Tätigkeit> on <Objekt> from <Benutzer> Ablauf: - Superuser wird bei Installation festgelegt. - Superuser legt Datenbankadministratoren an. - Jeder Datenbankadministrator legt seine Mitarbeiter-User an (resource, connect). meier Operationen (select, insert, update, delete, definieren, benutzen) person form1 x x Oberflächen werden immer "höher", d.h. entfernen sich immer mehr vom DBMS. Die Benutzer werden immer datenbankunausgebildeter. SQL verschwindet in den Tiefen der Systeme, bleibt aber als funktionaler Standard erhalten. zu 2) Sperren Bei gleichzeitiger Mehrfachbenutzung tritt evtl. lost update auf (Die spätere Änderung überschreibt die frühere.). Abhilfe für beides ist sperren. in der Datenbank: meier 500 user 1 user 2 meier +100 meier -100 Ablauf: - user1 holt den Satz mit user2 holt den Satz mit user1 addiert 100: user2 subtrahiert 100: user1 schreibt zurück: user2 schreibt zurück: 400

11 Die Änderung des user1 (+100) geht verloren. user1 müsste den Satz während der ganzen Zeit sperren. Weitere Unterscheidungen: Lesesperren, Schreibsperren, gravierendes Problem: Deadlock zu 3) Transaktionsverwaltung Eine Transaktion ist eine benutzerdefinierte Befehlsfolge, die ganz oder garnicht ausgeführt wird, auch wenns länger dauert. Beginn einer Transaktion am Anfang der Sitzung Ende einer Transaktion am Ende der Sitzung dazwischen mit "commit" Ende und Anfang einer Transaktion zugleich (früher mal begin transaction, end transaction) Zweck: Realisierung: SQL: Probleme: Realisierungsgarantie auch längerer Abläufe Im Log-Protokoll werden alle Datenänderungen (kein Lesen) schnell parallel notiert und bei Bedarf nachgearbeitet oder rückgängig gemacht ("rollback, undo"). COMMIT, ROLLBACK Je weiter zurück die Dinge liegen, die man ungeschehen machen will, desto mehr Platz für das Protokoll braucht man. ACID-Eigenschaften einer Transaktion: A (atomicity): C (consistency): I (isolation): D (durability): Eine Transaktion ist unteilbar, wird also ganz oder gar nicht ausgeführt. VOR und NACH der Transaktion ist der Datenbestand konsistent. Die Einzelaktionen können ungestört durchgeführt werden. Die Ergebnisse werden dauerhaft/permanent gespeichert. Es gibt eine einstellbare Transaktionsschärfe (isolation level) Isolierungsstufe 0: Es wird nichts gesperrt. (READ UNCOMMITTED) Bsp. Ist Tabelle leer? Isolierungsstufe 1: Es wird implizit eine Zeile gesperrt, wenn sie angefasst wird. Es ist immer nur eine Zeile pro Tabelle gesperrt. (READ COMMITTED) Bsp. Gehaltserhöhung für alle. Isolierungsstufe 2: Es wird eine Zeile gesperrt, wenn sie angefasst wird. Diese Sperre wird für wiederholtes Arbeiten gehalten. (REPEATABLE READ) Bsp. Umbuchung Isolierungsstufe 3: Es wird implizit eine ganze Ergebnismenge für wiederholtes Arbeiten gesperrt. (CURSOR STABILITY) Bsp. Jahresabschluss u.a. Statistiken zu 4) technische Abbrüche werden damit auch erledigt

12 Prozedurales SQL (industriell eigenständige Weiterentwicklungen) Prozeduralität Der klassische Fall ist die Kommunikation zwischen einem Programm und der Datenbank. Bei ausgedehnten Computernetzen wird durch die Programmierfähigkleit des Datenbanksystems die Kommunikationsbelastung reduziert. Deshalb können in der Datenbank Prozeduren angelegt werden, die alle üblichen Anforderungen erfüllen: Abkürzung für einen oder mehrere SQL-Befehle, Steuerungsbefehle (if/while/begin-end/lokalevariable), Parametrisierung, Anschluss von Prozeduren anderer Sprachen SQL-Abkürzung create procedure p1 as select * from person execute p1 Ablaufsteuerung create procedure p2 as select 'xxxxx' = case when nr = 1 then "eins" when nr = 2 then "zwei" end execute p2 create procedure p3 as if exists (select * from person) print 'Personen existieren' execute p3 create procedure p4 as int begin print 'eine person' end execute p4 Parameter create procedure varchar(20) as select * from autoren where au_vname and au_nname execute p5 Meier Otto

13 Metadaten durch ein Data Dictionary Systemtabellen sysobjects Beschreibt Systemobjekte: S definiert eine Systemtabelle, U eine Benutzertabelle, V eine View, L eine Log-Datei, P eine DB-Prozedur, R eine Integritätsregel, D einen default-wert, TR einen Trigger. Beispiel: select * from sysobjects where xtype = "U" syscolumns sysindexes sysusers Beschreibt Spalten. Beschreibt Indizes. Beschreibt Benutzer. sysdatabases Beschreibt Datenbanken. Systemprozeduren sp_help sp_helptext sp_rename Meldet Informationen zu Datenbankobjekten (jedes in der sysobjects-tabelle aufgeführte Objekt), Datentypen. Gibt den Text einer Regel, eines Standardwertes, einer unverschlüsselten gespeicherten Prozedur, eines Triggers oder einer Sicht aus. Ändert in der aktuellen Datenbank den Namen eines vom Benutzer erzeugten Objekts (z. B. Tabelle, Spalte, benutzerdefinierter Datentyp).