Web Technologien Klassische Datenbanken am Beispiel von MySQL

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1 Web Technologien Klassische Datenbanken am Beispiel von MySQL Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maass Chair in Information and Service Systems Department of Law and Economics WS 2011/2012 Wednesdays, 8:00 10:00 a.m. Room HS 021, B4 1

2 Wrap-Up Der Linux, Apache, MySQL, PHP Stack (= LAMP) ist eine Sammlung von Open Source Standardsoftware zur Realisierung serverseitiger dynamischer Websites Client Browser Die Skriptsprache PHP ermöglicht die Erstellung komplexer Serverskripte, welche Formulardaten, Sessions und Cookies lesen und schreiben können Server PHP Apache, (Python, Perl) MySQL Linux Slide 2

3 MySQL Am weitesten verbreitetes Open Source Database Management System (DBMS) der Welt Erstmals 1997 als Version 3.21 veröffentlicht um zu zeigen, dass bereits viele Jahre der Erfahrung im Produkt stecken Die aktuellste Version steht für eine Vielzahl verschiedenster Betriebssysteme zur Verfügung Verfügbar in verschiedenen Versionen mit unterschiedlichem Leistungsumfang, darunter die kostenfreie Community Edition (siehe Slide 3

4 Datenbank Management System Set aus Komponenten zur Definierung, Erstellung und Verwaltung von Datenbanken Datenbanken können Daten persistent speichern, durchsuchen und verwalten Bei MySQL handelt es sich um ein relationales Datenbanksystem (RDBMS) Relationale Datenbanken, nach dem von Edgar F. Codd 1970 entwickelten Modell, beinhalten teilweise untereinander verknüpfte Tabellen zur Speicherung von Daten Anwendung DBMS Datenbank- Dateien Datenbanksystem Slide 4

5 Aufgaben eines DBMS Datensicherheit im Sinne von Zugriffsrechten und Datenverlust Transaktionen zur Ermöglichung von Rollbacks und zur Sicherung der Datenintegrität Datenintegrität nach fest definierten Constraints (z.b. Foreign Key) Anfrageoptimierung durch Bereitstellung einer Sprache welche erst intern in logische Operationen übersetzt wird Anwendungsunterstützung durch Bereitstellung von Triggern und gespeicherten Prozeduren Mehrbenutzerfähigkeit durch Berechtigungsvergabe und Locking-Mechanismen Slide 5

6 Tabellen in relationalen Datenbanken Tabelle Kunden Kundennummer Name Kundentyp Max Müller Franziska Maier Schmid und Söhne GmbH 1 Tabelle Kundentypen TypID Typbezeichnung 0 Privatkunde 1 Geschäftskunde Slide 6

7 Terminologie Datenbank/Database: Ein Behältnis zum Speichern von Daten Tabelle/Table: Der Teil einer Datenbank die die Daten enthält. Eine Tabelle hat Spalten/ Columns zur Speicherung der zeilenweise abgelegten Daten mit ihren Attributen. Spalten/Columns: Jede Spalte enthält ein Attribut eines Datensatzes in einem festgelegten Datentyp (string, integer, date etc.) Zeile/Row: Der Datensatz/Record in einer Tabelle Primärschlüssel/Primary Key: Eine oder mehrere Spalten, welche eindeutige Werte zur Referenzierung eines Datensatzes enthalten Index: Spalten welche häufig zur Filterung von Ergebnissen eingesetzt werden können zum Performance-Gewinn als Indices markiert werden Slide 7

8 SQL SQL ist die Standardsprache zur Interaktion mit relationalen Datenbanken und entstand aus der bereits Anfang der 70er entwickelten Sprache Sequel Verschiedene Datenbanksysteme haben ihren eigenen Dialekt SQL besteht aus Befehlen dreier Kategorien: 1. Data Definition Language (DDL) zur Verwaltung der Datenbanken und deren Struktur 2. Data Manipulation Language (DML) zur Verwaltung der Daten innerhalb einer Datenbank (à CRUD) 3. Data Control Language (DCL) zum Transaktionsmanagement für Locks and Rollbacks, zur Zugriffssteuerung und zur Datenüberprüfung/-korrektur/-aufbereitung Slide 8

9 Entwicklung eines Datenbankmodells Kernfragen: Welche Tabellen benötige ich? Welche Spalten in den Tabellen benötige ich? Wie sehen die möglichen Beziehungen zwischen den verschiedenen Datensätzen aus? Hilfsmittel: Entity-Relationship Model (ERM) Tabelle Kunden Kundennummer Name Max Müller KN Straße Franziska Maier Name Kunde 1 n hat Adresse Stadt Schmid und Söhne GmbH Tabelle Adressen AdressID Kundennummer Straße Hauptstraße (siehe Peter Chen, 1976) Bahnhofsstraße Slide 9

10 SQL Syntax Befehle müssen immer mit einem Strichpunkt terminiert werden Bei Namen wird die Groß-/Kleinschreibung beachtet, bei Befehlen nicht Namen von Datenbanken, Tabellen und Spalten müssen in Akzentsymbole (`) eingefasst werden String-Werte müssen in einfache Anführungszeichen (') eingefasst werden select * from table `Kunden` where `Name`='Maier'; (weitere Datentypen unter Slide 10

11 Anlegen von Datenbanken und Tabellen (DDL) Mit create können Datenbanken und Tabellen erstellt werden Mittels use kann zwischen Datenbanken gewechselt werden Bei der Tabellenerstellung muss jeder Spalte ein Typ (int, varchar, boolean etc.) zugewiesen werden Über weitere Schlüsselwörter können z.b. ein Primärschlüssel oder automatisch hochzählende Werte definiert werden Mit drop können Datenbanken und Tabellen wieder gelöscht werden (weitere Datentypen unter mysql> create database `Shop`; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) mysql> use `Shop`; Database changed SQL Kommandozeile mysql> create table `Kunden` (`Kundennummer` INT NOT NULL AUTO_INCREMENT, `Name` VARCHAR(45), PRIMARY KEY (`Kundennummer`)); Query OK, 0 rows affected (0.02 sec) mysql> drop table `Kunden`; Query OK, 0 rows affected (0.00 sec) mysql> drop database `Shop`; Query OK, 0 rows affected (0.04 sec) Slide 11

12 DDL und DCL mittels GUI Tools Slide 12

13 Datensätze anlegen Mit dem Befehl insert into können Datensätze in einer Datenbank angelegt werden Ist ein Feld als AUTO_INCREMENT definiert wird dieses automatisch mit dem nächsthöheren Wert befüllt Felder die als NOT NULL definiert sind müssen befüllt werden Felder die als PRIMARY KEY oder eindeutige Indices definiert sind müssen die Eindeutigkeit in der Tabelle einhalten mysql> insert into `Shop`.`Kunden` (`Name`, `Hausnummer`) values ('Max Müller', 2); Query OK, 1 row affected (0.00 sec) oder alternativ SQL Kommandozeile mysql> insert into `Shop`.Kunden set `Name`='Franziska Maier', `Hausnummer`=5; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Slide 13

14 Datensätze abfragen Mit dem Befehl select können in einer Datenbank existierende Datensätze abgefragt werden Der Befehl erwartet eine Angabe welche Werte aus der Ergebnismenge zurückgegeben werden sollen; diese kann sein: * für alle Ergebniswerte Eine kommagetrennte Liste aus Spaltennamen Der Befehl select distinct schließt doppelte Ergebnisse in der Ergebnismenge aus SQL Kommandozeile mysql> select * from `Shop`.`Kunden`; ! Kundennummer Name Hausnummer ! 1 Max Müller 2! 2 Franziska Maier 5! ! 2 rows in set (0.00 sec) mysql> select `Name` from `Shop`.`Kunden`;! ! Name! ! Max Müller! Franziska Maier! ! 2 rows in set (0.00 sec) Slide 14

15 Datensätze filtern und sortieren Über den Befehl where kann die Ergebnismenge durch Filter eingeschränkt werden Der Befehl order by erlaubt es, durch die Parameter asc und desc die Ergebnismenge auf- oder absteigend nach bestimmten Spalten zu sortieren Weitere Filter/Sortierungen werden kommagetrennt hintereinander geschrieben SQL Kommandozeile mysql> select * from `Shop`.`Kunden` where `Kundennummer`=2; ! Kundennummer Name Hausnummer ! 2 Franziska Maier 5! ! 1 row in set (0.00 sec) mysql> select * from `Shop`.`Kunden` order by `Name` asc; ! Kundennummer Name Hausnummer ! 2 Franziska Maier 5! 1 Max Müller 2! ! 2 rows in set (0.00 sec) Slide 15

16 Datensätze ändern und löschen Die Befehle update...set und delete from ermöglichen das ändern und löschen von Datensätzen Um nicht alle Datensätze einer Tabelle zu ändern oder zu löschen, können die Befehle mit dem Befehl where kombiniert werden Die beiden Befehle werden lediglich auf die Ergebnismenge angewendet SQL Kommandozeile mysql> update `Shop`.`Kunden` set `Name`='Franziska Müller' where `Kundennummer`=2; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) Rows matched: 1 Changed: 1 Warnings: 0 mysql> delete from`shop`.`kunden` where `Kundennummer`=1; Query OK, 1 row affected (0.00 sec) mysql> select * from `Shop`.`Kunden`; ! Kundennummer Name Hausnummer ! 2 Franziska Müller 5! ! 1 row in set (0.00 sec) Slide 16

17 Verknüpfte Datenanfragen Über sog. Joins können Inhalte verschiedener Tabellen in einer Anfrage abgefragt werden Über Referenzen der verschiedenen Tabellen untereinander können Datensätze mit anderen in Bezug gesetzt werden Kundennummer Beispiel: Abfrage aller Kunden aus der Tabelle Kunden und dazu jeweils die passende Adresse aus der Tabelle Adressen, referenziert über die Kundennummer Tabelle Kunden Name 1 Max Müller 2 AdressID Franziska Maier Kundennummer Straße Bahnhofsstraße 2 1 Hauptstraße Tabelle Adressen SQL Kommandozeile mysql> select * from `Shop`.`Kunden` join `Shop`.`Adressen` on `Kunden`.`Kundennummer`= `Adressen`.`Kundennummer`; ! Kundennummer Name AddressId Kundennummer Straße! ! 1 Max Müller 2 1 Hauptstraße! 2 Franziska Maier 1 2 Bahnhofsstraße! ! 2 rows in set (0.00 sec) Slide 17

18 MySQL & PHP Zur einfachen Verknüpfung einer MySQL-Datenbank mit PHP stellt PHP die MySQL Extension bereit Die MySQL Extension bietet ein umfangreiches Set von Funktionen um mit Datensätzen in MySQL Datenbanken zu arbeiten Mit der Extension können MySQL Datensätze zu PHP Arrays umgewandelt werden, was den Zugriff auf Ergebnisse erheblich erleichtert Alle angeboten Funktionen sind auf der PHP Website dokumentiert: Slide 18

19 MySQL & PHP Beispiel PHPAndMySQL.php Slide 19

20 Literatur Bücher: Hugh E. Williams, David Lane Web Database Applications with PHP & MySQL ISBN-10: Paul DuBois MySQL Cookbook ISBN-10: X, ISBN-13: Web: Artikel: Peter Pin-shan Chen: The Entity-Relationship Model: Toward a Unified View of Data, ACM Transactions on Database Systems, Vol. 1, p. 9-36, 1976 Slide 20

21 Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maass Chair in Information and Service Systems Saarland University, Germany Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Maass