RRZN. Kurs. Oracle 9i Einführung. Timo Meyer. D Hannover Schloßwender Straße 5. für Niedersachsen Universität Hannover

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1 RRZN Regionales Rechenzentrum für Niedersachsen Universität Hannover D Hannover Schloßwender Straße 5 Timo Meyer Database Administrator (IHK) Kurs Oracle 9i Einführung 2. überarbeitete Auflage Sommersemester 2005

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Einführung Datenbanken Was ist eine Datenbank (DB)? Wichtige Begriffe Redundanz Konsistenz Datenintegrität Datensicherheit Datenschutz Datenbanktypen Hierarchische Datenbanken Netzwerkdatenbanken Relationale Datenbanken Aufbau und Organisation einer Datenbank Ebenen-Modell Weitere Komponenten des DBMS Physische Datenbankarchitektur Zentralisierte DBS Verteilte DBS Client-Server DBS Parallele DBS Übungen Der Datenbankentwurf Datenbank-Lebenszyklus und Entwurfsphasen Anforderungsanalyse Konzeptioneller Entwurf Logischer Entwurf Physischer Entwurf Test und Validation Anwendung und Wartung Entity-Relationship-Modell (ER-Modell) Elemente und grafische Darstellung Kardinalitäten Beziehungstypen Datenbankentwurf Übungen ER-Diagramm der Nordwind Ltd. London

3 4 Das relationale Datenbankmodell Relationen und Schlüssel Relation Attribute und Tupel Schlüssel Umwandlung des ER-Modells in ein relationales Modell Entitätsmengen :1- und 1:n-Beziehungen m:n-beziehungen Generalisierung/Spezialisierung (is-a-beziehung) Normalisierungsprozess Übungen Datenbanken Datenbankabfragesprache Structured Query Language (SQL) Installation einer Oracle-Datenbank Anmelden an Oracle-Datenbank mittels SQL*Plus Worksheet Anmelden an Oracle-Datenbank mittels Eingabeaufforderung Nordwind-Datenbank Starten und Herunterfahren von Oracle Tablespaces erstellen und verwalten Tablespaces erstellen und löschen Tablespaces Offline und Online setzen Tabellen erstellen und verwalten Tabellen erstellen Einfache Tabellen erstellen Datentypen Integritätsregeln in Tabellen verwenden Vorhandene Tabellen anzeigen, ändern und löschen Vorhandene Tabellen anzeigen Vorhandene Tabellen ändern Vorhandene Tabelle löschen Übungen Datenpflege Daten einfügen, aktualisieren und löschen Mehrere Datensätze einfügen Daten aktualisieren Daten löschen Übungen Einfache Datenabfrage SELECT Anweisung verwenden Doppelte Datensätze vermeiden Anzahl der Datensätze beschränken Berechnungen ausführen

4 9.2 Bedingung definieren Vergleichsoperatoren Operator Bereichsprüfung Elementprüfung Mustervergleich Logische Operatoren Gruppieren bzw. Sortieren der Abfrageergebnisse Gruppieren Sortieren Spalten umbenennen Übungen Constraints und Indizes Constraints Primärschlüssel erstellen und löschen Fremdschlüssel erstellen und löschen Übungen: Constraints Indizes Indizes erstellen Indizes löschen Übungen: Indizes Funktionen in Abfragen Standard-SQL-Funktionen Aggregatsfunktionen Aggregatsfunktionen in Bedingungen Nicht-standardisierte Funktionen Übungen Datenabfragen über mehrere Tabellen Datenbestände in mehreren Tabellen Verknüpfungen von Tabellen über Mengenoperatoren Verbund von Tabellen (Joins) Einfaches Verknüpfen von Tabellen Ersatznamen für Tabellen mit dem Schlüsselwort AS definieren Ersatznamen für Tabellen ohne das Schlüsselwort AS definieren Full-Join Inner-Join (Equi-Join) Natural-Join Theta-Join Outer-Join Self-Join Tabellen vereinigen Übungen

5 13 Sichten Sichten erstellen und löschen Daten über Sichten einfügen und löschen Zugriffsrechte und Benutzer verwalten Benutzer und Profile anlegen und Verwalten Benutzer anlegen und verwalten Profile anlegen und verwalten Zugriffsrechte an Benutzer vergeben Übungen Anhang Glossar Wichtige SQL Befehle Literaturhinweise Lösungen zu den Übungen Kapitel 2: Einführung Datenbanken Kapitel 3: Datenbankentwurf Kapitel 4: Relationales Datenbankmodell Kapitel 7: Tabellen einfügen und verwalten Kapitel 8: Datenpflege Kapitel 9: Einfache Datenabfragen Kapitel 11: Funktionen in Abfragen Kapitel 12: Datenabfragen über mehrere Tabellen (Joins) Stichwortverzeichnis

6 1 Einleitung Ob E-Commerce, Internet-Suchmaschinen, prozessorientierte IT-Systeme in Unternehmen: Alles funktioniert nur deshalb, weil ein anforderungsgerecht entwickeltes Datensystem zugrunde liegt, das intensiv gepflegt und ständig überwacht wird. Datenbankadministratoren und Datenbankprogrammierer sind für den reibungslosen Betrieb verantwortlich. Durch ständig wachsende Datenmengen, welche mit IT-Systemen verwaltet werden, sind IT-Spezialisten zunehmend unverzichtbar geworden. Das Seminar richtet sich in erster Linie an Anfänger sowie an Datenbank-Fachleute, die ihre grundlegenden Datenbankkenntnisse auffrischen oder erweitern möchten. Nach diesem Kurs können Sie die Sprache SQL in einer Oracle-Umgebung (Version 8 und 9) einsetzen und installieren. Sie beherrschen Daten und deren Strukturen zu erstellen, pflegen und abzufragen. Im Kurs werden folgende Themen behandelt: Entity-Relationship-Modell (ER-Modell) Relationales Datenbankmodell Installation von Oracle (Oracle 9i) Verwendung von interaktivem SQL (SQL*Plus Worksheet etc.) Erstellung und Verwendung von Datenbankobjekten (Tabellen, Indizes etc.) Anlegen, Ändern und Löschen von Daten Erstellen von vordefinierten und komplexen Datenbankabfragen Verwendung vordefinierter SQL-Funktionen Zugriffsrechte und Benutzerverwaltung Hinweis: Alle Rechte für die Datenbank Nordwind liegen bei der Microsoft Corporation und wurden nur für Übungszwecke dieses Kurses für die Datenbank der Oracle Corporation konvertiert. Alle vorliegenden Informationen werden für Schulungszwecke ohne Rücksicht auf einen evtl. Patentschutz veröffentlicht. Es wurde extra in Anlehnung an die Datenbank Nordwind eine gleichnamige Musterfirma Nordwind Ltd. und deren IT- Tochtergesellschaft gegründet. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Skript berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Meinen herzlichen Dank spreche ich aus gegen die Herren Dipl.-Inf. Stefan HIETEL und Reno FÖLLMER von der dama.go GmbH, Potsdam, ( und Walter ISCHNER vom Computer Service Ischner, Barsinghausen, ( für Ihren freundlichen Rat, Hilfe und die Überlassung einiger Übungsaufgaben. Hannover, den 07. Dezember 2004 Timo Meyer 6

7 2 Einführung Datenbanken 2.1 Was ist eine Datenbank (DB)? Eine Datenbank ist eine strukturierte und organisierte Sammlung von Daten. In jeder größeren Einrichtung (Banken, Behörden, Transportunternehmen etc.) müssen viele Mitarbeiter Zugriff auf Daten haben, z.b. Konten, Lagerbestände, Verwaltungsdaten etc. Ein solcher Zugriff bedeutet Lesen, Anwenden, Verändern von Daten. Dabei unterliegen einige Daten dem Datenschutz (nur bestimmte Mitarbeiter haben Zugriff auf bestimmte Datenbestände) bestimmte Daten dürfen nicht oder nur durch Berechtigung verändert werden und dürfen nicht verloren gehen. Eine Datenbank besteht aus: einer Datenbasis dem eigentlichen Datenbestand dem Datenbank-Management-System (DBMS) gewährt Zugriff auf die Daten sowie dem Data Dictionary (auch: Row-Cache) speichert Informationen über die Datenbank (Sichten, Datenbank-Schema etc.) und deren Verwaltung (Zugriffsrechte etc.) Anwendungen greifen über die Datenbanksoftware auf die Daten zu, die in der Datenbank gespeichert sind. 7

8 Mit speziellen Abfragesprachen (z.b. SQL Structured Query Language) werden Anfragen an die Datenbasis über das DBMS erstellt und dadurch werden die Informationen in definierten Ausgabeformen als Listen Bildschirmausgaben Drucktexten dem Nutzer zur Verfügung gestellt. Die Aufgaben einer Datenbank sind die Verarbeitung von Nutzeranfragen. Lieferung von Daten (Informationsfluss), die Möglichkeit der Rechtevergabe, die Protokollierung der Transaktionen, die Überprüfung der Daten auf Widersprüche, sowie die Möglichkeit zum Mehrbenutzerbetrieb. 2.2 Wichtige Begriffe Bei der Datenbankentwicklung sind folgende Sachverhalte zu beachten: Redundanz: mehrfache physische Speicherung von Daten dadurch werden Änderungen aufwendig, da die gleichen Daten an verschiedenen Stellen geändert werden müssen. Datenbestand wird fehleranfällig, wenn mehrfach gespeicherte Daten nur an einer Stelle geändert werden kann zur Inkonsistenz der Daten führen. Konsistenz: logische Richtigkeit der Daten. Datenintegrität: umfasst die Menge der Maßnahmen die dafür sorgen, dass Daten während der Verarbeitung nicht beschädigt werden können. Zum Beispiel: Kopie von Datenpaketen anlegen. Datensicherheit: beschreibt die Sicherheit vor dem Verlust von Datenbeständen durch technische Ausfälle. Datenschutz: Schutz der Daten vor unberechtigten Zugriff und Verfälschung. 8

9 2.3 Datenbanktypen Hierarchische Datenbanken: zwischen den Datensätzen besteht eine untergeordnete Rangfolge. dieses System dient der Verarbeitung von Datensätzen, die eine unterschiedliche Länge besitzen können. Allgemeine Darstellung Darstellung mit Beispieldaten Netzwerkdatenbanken: zwischen den Tabellen besteht 1:n-Beziehung. Relationen werden als SETS bezeichnet. Allgemeine Darstellung Darstellung mit Beispielen 9

10 Relationale Datenbanken: Daten werden in Tabellen (Relationen) gespeichert, zwischen denen Beziehungen (Integritäten) bestehen. SQL stellt das Hauptbindeglied zwischen den Daten und Resultaten dar. Allgemeine Darstellung Darstellung mit Beispieldaten 2.4 Aufbau und Organisation einer Datenbank Eines der wichtigsten Ziele eines Datenbanksystems ist die Datenunabhängigkeit. Diese wird durch die Trennung der Daten von den Anwendungsprogrammen, die die Datenbank verwalten, erreicht. Beispiel: Ein Großhandel, wie unsere NORDWIND LDT., hat verschiedene Abteilungen. Jede Abteilung braucht nur Teile der Datenbank, bestimmte Sichten. So verwendet jede Abteilung nur Daten, die sie auch benötigt. Zum Beispiel braucht die Abteilung Rechnungswesen keine Informationen zum Lagerbestand. Logische Gesamtsicht auf die DB der Großhandelsfirma NORDWIND Ltd. 10

11 3-Ebenen-Model: Hinweis: Externe Ebene (Data Manipulation Language, Veränderung der Daten schreiben, löschen, hinzufügen) Konzeptionelle Ebene (Data Definition Language, Beschreibung der Daten und ihrer logischen Zusammenhänge: Ausschnitt aus der realen Welt ) Interne Ebene (Data Administration Language, beschreibt Organisation der Daten auf Speichermedium und Zugriffsmöglichkeiten auf die Daten; Zugriffsrechte werden vergeben) 11

12 Datenbankmanagementsystem (DBMS): ist ein Softwarepaket, welches die Verwaltung der Datenbank übernimmt und alle Zugriffe darauf regelt. nimmt Benutzeranfragen entgegen, ermittelt die gefragten Daten aus der Datenbank und liefert sie dem Benutzer bzw. dem Anwendungsprogramm zurück. weitere Aufgaben des DBMS sind: Wahrung der Integrität (in sich richtige und widersprüchliche Daten) Datensicherung (Wiederherstellung nach Systemabsturz) Synchronisation (gleichzeitige Zugriffe verwalten, sodass die Integrität gewahrt bleibt) Datenschutz (bestimmte Daten nur für berechtigte Personen zugänglich) Weitere Komponenten des DBMS: Data Dictionary (speichert Informationen über die Daten der DB und deren Verwaltung) Logbuch (speichert Informationen über alle Transaktionen, dient zur Wiederherstellung) 2.5 Physische Datenbankarchitektur Zentralisierte DBS: Das gesamte DBMS, die Daten und die Anwendungen liegen auf einem Zentral-Computer. An den anderen Standorten befinden sich Terminals, die nur der Ein- und Ausgabe dienen. Probleme sind hier die Antwortzeiten und die Ausfallsicherheit! Netz mit Terminals und zentralisierter Datenbank 12

13 Verteilte DBS: Verteilte DBS sind mehrere logisch zusammengehörige Teildatenbanken, die in einem Netz auf mehreren lokal getrennten Computern verteilt sind. Die Verteilung der Daten wird vor dem Anwender verborgen und erscheint daher als ein zentralisiertes DBS. Verteiltes DBS Client-Server DBS: Hier stellt der Client eine Anforderung an den Server, der Server bearbeitet die Anforderung und gibt die gewünschte Antwort an den Client zurück. Der Server stellt also die Dienstleistungen zur Verfügung und der Client nimmt sie in Anspruch. Die Dienste des Servers können von mehreren Clients gleichzeitig genutzt werden. 13

14 Parallele DBS: In einem parallelen DBS sind mehrere Prozessoren, Platten und Hauptspeicher über eine sehr schnelle Leitung miteinander verbunden. Die Daten werden auf die verfügbaren Platten verteilt. Datenbank-Abfragen und Transaktionen werden so zerlegt, dass sie auf mehreren Prozessoren gleichzeitig abgearbeitet werden können. Dadurch werden die Antwortzeiten verkürzt. 2.6 Übungen: Einführung Datenbanken (Lösung) 1. Welche Datenbanktypen kennen Sie? Wodurch sind sie gekennzeichnet? 2. Nennen Sie die Namen der 3 Ebenen des 3-Ebenen-Modells, und geben Sie an, was in jeder Ebene dargestellt wird. 3. Was ist ein Datenbankmanagementsystem? 4. Was ist ein Data Dictionary, und wozu wird es benötigt? 5. Welche physischen Datenbankarchitekturen kennen Sie? Erläutern Sie eine! 14

15 3 Der Datenbankentwurf 3.1 Datenbank-Lebenszyklus und Entwurfsphasen Anforderungsanalyse: Grenzt die Inhalte der neuen DB ein und dient der Festlegung von Benutzergruppen und Anwendungen. Datenobjekte, deren Eigenschaften und Beziehungen, sowie mögliche Vorgänge (Aktualisierungen, Abfragen) und Randbedingungen werden ermittelt Resultat ist der Datenbankansatz. Konzeptioneller Entwurf: Umfasst die Modellierung und Integration der Sichten. Dafür werden meist Entity- Relationship-Diagramme (ER-Diagramm) erstellt. Logischer Entwurf: Grafische Darstellungen eines konzeptionellen Entwurfs werden in das Datenbankmodell des Ziel-Datenbanksystems transformiert. Die gesamte DB wird für eine effektive Speicherung aufbereitet (Normalisierung siehe 4.3). Physischer Entwurf/Implementierung: DB wird erstellt und benötigte Anfragen werden formuliert. Für ein relationales DBS geschieht dies in der Abfragesprache SQL, welche verschiedene Dialekte kennt: Access, SQL-Server, MySQL und ORACLE. Test und Validation: DB und die erstellten Abfragen werden nun getestet und auf ihre Gültigkeit bezüglich der Anforderungen geprüft (validiert). Anwendung und Wartung: In der Phase der Anwendung muss die DB ständig gewartet werden, denn im Laufe der Zeit können sich Änderungen des Datenbankschemas ergeben oder es müssen neue Benutzer angelegt und verwaltet werden. 15

16 3.2 Entity-Relationship-Modell (ER-Modell) Das Entity-Relationship-Modell 1 (kurz ER-Modell oder ERM) ist das bekannteste und meistverwendete grafische Hilfsmittel für den Datenbankentwurf. Es ermöglicht, konzeptionelle Entwürfe einer Datenbank auf leicht verständliche Art grafisch darzustellen. Elemente und grafische Darstellung: Entität (Entity): unterscheidbare (identifizierbare) Dinge aus der realen Welt (z.b. Personen, Gegenstände, Firmen); wird auch als Objekt bezeichnet. Beispiel: Entitäten: Entitätsmengen: Abteilung Forschung Mitarbeiter Andrew Füller Projekt CX Konkurrenzanalyse Alle Abteilungen Alle Mitarbeiter Alle Projekte Entity-Typen: Abteilung Mitarbeiter Projekte Eigenschaften charakterisieren eine Entität, einen Entity-Typ, eine Beziehung bzw. einen Beziehungstyp. Eigenschaften: Abteilung Abteilungsnummer Projektnummer Projektname Projektbeginn Domänen: Abteilung: Einkauf Verkauf Personal Abteilungsnummer: Projektnummer: Projektname:: {A-Z 1-9} 1 Das ER-Modell wurde 1968 von dem amerikanischen Mathematiker Cheen erfunden. 16

17 Schlüssel und Primärschlüssel: Ein Schlüssel setzt sich aus einem oder mehreren Attributen zusammen. Der Primärschlüssel ermöglicht die eindeutige Identifizierung einer Entität, einer Entitätsmenge dadurch, dass sein Wer in einer Entitätsmenge nur ein einziges Mal vorkommt. Ein Entity-Typ kann mehrere Fremdschlüssel besitzen, die für bestimmte Abfragen oder Sortierungen benötigt werden, aber nur einen Primärschlüssel. Entity-Typ PROJEKT besitzt den Primärschlüssel Projektnummer Entity-Typ PERSON besitzt einen Primärschlüssel, der sich aus den Attributen Name und Geburtsdatum zusammensetzt Der Primärschlüssel, welcher sich aus zwei Attributen zusammensetzt 17

18 Beziehung: Durch Beziehungen werden die Wechselwirkungen von Entitäten ausgedrückt. Unterschieden wird durch die Beziehungsmenge und den Beziehungstyp. Beziehung: Mitarbeiter Fuller arbeitet an Projekt CX Konkurrenzanalyse. Beziehung ohne und mit Attribut: Mitarbeiter arbeitet an Projekt. Mitarbeiter arbeitet an Projekt in der Tätigkeit als und zu Prozent Produkt setzt sich zusammen aus Bauteilen, die geliefert werden von Lieferant. Kardinalitäten: Über die Kardinalitäten wird festgelegt, wie viele Entitäten einer Entitätsmenge mit Entitäten einer anderen Entitätsmenge in Beziehung stehen können. Zum Beispiel wie viele Mitarbeiter an einem Projekt mitarbeiten. In der Regel erfolgt die Kennzeichnung von Kardinalitäten durch folgende Angaben: 1 genau eine Zuordnung einfach n,m eine oder mehrere Zuordnungen multiple c eine oder keine Zuordnung konditionell c,n keine oder mehrere Zuordnungen multiple-konditionell 18

19 Daraus ergeben sich folgende Möglichkeiten für die Darstellung der Beziehungen (ohne Kardinalitäten): 1:1 eins-zu-eins-beziehung Jede Entität einer Entitätsmenge ist genau einer Entität einer anderen Entitätsmenge zugeordnet. 1:n eins-zu-n-beziehung Jede Entität einer Entitätsmenge ist eine oder sind mehrere Entitäten einer anderen Entitätsmenge zugeordnet. n:m n-zu-m-beziehung Eine oder mehrere Entitäten einer Entitätsmenge können eine oder mehreren Entitäten einer anderen Entitätsmenge zugeordnet werden. Kardinalitäten: 1 Abteilung besteht aus n Mitarbeitern. n Mitarbeiter arbeiten an m Projekten. Beispiel für Kardinalitäten: Für eine Kardinalität kann auch eine Zahl festgelegt werden, z.b. 2, wenn immer genau 2 Entitäten einer Entitätsmenge in Beziehung stehen. Besteht die Möglichkeit, dass es für einige Entitäten keine Zuordnung in Beziehungen gibt, kann den Angaben 1, n oder m eine 0 hinzugefügt werden. Zum Beispiel 0,n, dass 0, 1, 2,, n Entitäten in Frage kommen. 19

20 Übersicht: Entity-Typ (Klassifizierung) Attribut (Eigenschaft) Primärschlüssel (Identifikation) Beziehung (Relation, Relationship, Assoziation) Part-of-Beziehung (Ist-Teil-von-Beziehung, Aggregation Is-a-Beziehung (Ist-ein-Beziehung, Spezialisierung oder Generalisierung, Teilmengenbeziehung) Datenbankentwurf: Ist die Anforderungsanalyse abgeschlossen, können Sie das konzeptionelle Schema der Datenbank mit dem ER-Modell entwerfen. Dabei kann nach der Top-Down- oder nach der Button-Up-Methode vorgegangen werden. Bei der Top-Down-Methode wird das grob entworfene Modell schrittweise verfeinert. Diese Verfeinerung wird auf die Entität, die Attribute und Beziehungen verwendet. Dabei werden beispielsweise Entity-Typen und Beziehungstypen zerlegt bzw. zusammengefügt, Spezialisierungen bzw. Generalsierungen und Aggregationen aufgebaut und Attribute sowie Schlüssel festgelegt. Beispiel: Kunden und Projektverwaltung In einem Unternehmen sind Sachbearbeiter und Mitarbeiter angestellt. Die Sachbearbeiter betreuen die Kunden und nehmen Aufträge entgegen. Der jeweilige Auftrag wird an eine Abteilung weitergeleitet, aus dem Auftrag wird ein Projekt. An dem Projekt arbeiten mehrere Mitarbeiter. Zur Verwaltung aller Informationen und Ereignisse soll eine Datenbank erstellt werden. In der folgenden Abbildung sind alle Elemente der Datenbank und deren Beziehungen untereinander zusammengestellt. 20

21 Textbeschreibung eines Datenmodells Um eine kompakte Beschreibung der Entity-Typen, Attribute und Schlüsselfelder zu erhalten, kann folgende textuelle Form (die Mengenbeschreibung aus der Mathematik) verwendet werden. Zu Beginn stehen der Name des Entity-Typs und in Klammern die Attribute, wobei der oder die Primärschlüssel unterstrichen sind. Entity-Typen: ANGESTELLTER (PersonalNr, Name, GebDat, PLZ, Wohnort, Strasse, Gehalt, Beruf) MITARBEITER (PersonalNr, Name, GebDat, PLZ, Wohnort, Strasse, Gehalt, Beruf)* SACHBEARBEITER (PersonalNr, Name, GebDat, PLZ, Wohnort, Strasse, Gehalt, Beruf)* ABTEILUNG (AbtNr, AbtName) KUNDE (KnNr, Name, PLZ, Wohnort, Strasse) AUFTRAG (AuftragsNr, AuftrDat, Beschreib, FertigDat) PROJEKT (ProjNr, Name, BegDatum, EndDatum) * Die Attribute erben diese Entity-Typen von dem Entity-Typ ANGESTELLTER. Beziehungstypen: is-a (ANGESTELLTER, MITARBEITER, SACHBEARBEITER) arbeitet_ in (ABTEILUNG, SACHBEARBEITER, Position) arbeitet_in (ABTEILUNG, MITARBEITER, Position) betreut (KUNDE, AUFTRAG) erteilt (KUNDE, AUFTRAG) bearbeitet_als (AUFTRAG, PROJEKT) arbeitet_an (MITARBEITER, PROJEKT, als, prozanteil) betreut (ABTEILUNG, PROJEKT) 3.3 Übungen: Datenbankentwurf (Lösung) 1. Welche Phasen werden beim Entwurf von Datenbanken durchlaufen? 2. Wozu dient das Entity-Relationship-Modell? 3. Erstellen Sie ein grafisches ER-Modell für das Beispiel: Kunden und Projektverwaltung (siehe Seite 20, Datenbankentwurf) 21

22 3.4 ER-Diagramm der Nordwind Ltd. London 22

23 4 Das relationale Datenbankmodell Eine DB besteht im relationalen Modell aus einer Menge von Relationen, in denen die logisch zusammengehörigen Dateien gespeichert werden. 4.1 Relationen und Schlüssel Relation: Eine Relation ist im Sinne einer relationalen DB eine Menge von Tupeln (Datensätze). Sie hat die Form einer Tabelle und ist damit eine Konstruktion aus Spalten und Zeilen. Sowohl Entitäten als auch Beziehungen des ER-Modells werden über Relationen modelliert. Datentechnisch bezieht sich also eine Relation NICHT auf die Beziehung (Verknüpfung) zwischen Tabellen. In einer Relation werden Daten gespeichert. Attribute und Tupel: Eine Tabelle besteht aus Spalten und Zeilen. Bei relationalen Datenbanken werden Spalten ATTRIBUTE oder auch FELDER genannt. Die Zeilen der Tabelle werden als TUPEL oder DATENSATZ bezeichnet. Schlüssel: Die Menge der Attribute, die ein Tupel eindeutig identifizieren, heißen Schlüsselkandidaten. An Schlüssel wird die Minimalitätsanforderung gestellt, d.h. ein Schlüssel muss so kurz wie möglich sein. Primärschlüssel: Der Primärschlüssel ist ein Schlüssel, der einen Datensatz eindeutig identifiziert, z.b. eine Artikelnummer. Häufig handelt es sich dabei um eine fortlaufende Nummer. Sekundärschlüssel: Ähnlich wie beim Primärschlüssel müssen sich die Datensätze auch in den Sekundärschlüsseln unterscheiden. Sie dienen dazu, Redundanzen in den gespeicherten Daten zu vermeiden, da in einem Schlüsselfeld ein Wert nicht mehrfach vorkommen darf. Fremdschlüssel: Ein Fremdschlüssel bezeichnet die Übereinstimmung eines Datenfeldes in einer Tabelle mit dem Primärschlüssel einer anderen Tabelle. Im relationalen Datenmodell werden häufig so genannte Lookup-Tabellen, die zwei Tabellen miteinander verbinden. Index: Für ein oder mehrere Datenfelder angelegtes Inhaltsverzeichnis zum beschleunigten Filtern, Gruppieren oder Sortieren einer Tabelle. 23

24 4.2 Umwandlung des ER-Modells in ein relationales Modell Das folgende ER-Modell soll in ein relationales Modell überführt werden. Die Anzahl der Relationen, die aus dem ER-Modell erzeugt werden, hängt von den definierten Entitätsmengen und den Beziehungstypen zwischen den Entitätsmengen ab. Entitätsmengen: Für jede Entitätsmenge wird eine Relation erstellt, welche für jedes Attribut eine Spalte besitzt. Die Primärschlüssel werden übernommen. Relationenname ABTEILUNG Relationenschema Attribut Datentyp AbteilungsNr Zahl Text Beispiel AbteilungsNr Bezeichnung 001 Personal 002 Einkauf 003 Verkauf MIT- ARBEITER Attribut Datentyp PersonalNr Zahl Name Text Vorname Text Anschrift text PersonalNr Name Vorname Anschrift 0001 King Robert London 0002 Dovalio Nancy Seattle 0003 Fuller Andrew Tacoma 0004 Suyama Michael London 0005 Callahan Laura Seattle PROJEKTE Attribut Datentyp ProjektNr Zahl Beschreibung Text Projekt 2 AZ BY CX Beschreibung Interview Sales Fair Analysis 1:1- und 1:n- Beziehungen: Für die Umsetzung der beiden Beziehungstypen gibt es zwei Möglichkeiten: Es wird eine neue Relation erzeugt, welche als Attribute (Spalten) die Primärschlüssel der beiden Relationen, die in Beziehung stehen, enthält. Zusätzlich kann die Relation beschreibende Attribute in einer zusätzlichen Spalte aufnehmen. Die Darstellungsform hat den Vorteil, dass keine Nullwerte auftreten, und den Nachteil, dass eine weitere Relation benötigt wird. 2 Projekt = ProjektNr. / Projektkennziffer. 24

25 Relationenname besteht_aus Relationenschema Attribut Datentyp PersonalNr Zahl AbteilungsNr Zahl Position Text Beispiel PersonalNr AbteilungsNr Position Leiter Sachbearbeiter Mitarbeiterin Leiter Mitarbeiter Eine der beiden Relationen wird um ein Attribut (Spalte) erweitert. Bei 1:1-Beziehungen ist es egal, welche der beiden Relationen erweitert wird. In der 1:n-Beziehung wird die Relation erweitert, bei der das n steht. Wird das Attribut an die Relation beschreibende Attribute, so werden diese zusätzlich noch bei der erweiterten Relation angefügt, bei der die 1 steht, treten Redundanzen auf, die Sie unbedingt vermeiden sollten. Besitzt die Relation beschreibende Attribute, so werden diese zusätzlich noch bei der erweiterten Relation angegeben. Bei dieser Darstellungsform können Nullwerte auftreten; diese hat aber den Vorteil, dass keine zusätzliche Relationen benötigt wird. Für das obige Beispiel bedeutet das, dass die Relation MITARBEITER erweitert werden muss. Relationen- Relationenschema name MIT- ARBEITER Attribut Datentyp PersonalNr Zahl Name Text Vorname Text Anschrift Text AbtNr Zahl Position Text Besipiel Pers Name Vor- An- Abt Position Nr name schrift Nr 0001 King Robert London 001 Leiter 0002 Dovalio Nancy Seattle 002 Sachbe Fuller Andrew Tacoma 002 Mitarb Suyama Michael London 003 Leiter... Bei Erweiterung der RELATION ABTEILUNG entstehen redundante Daten. ABTEIL- UNG Attribut Datentyp AbteilungsNr Zahl Bezeichnung Text PersonalNr Text Position text AbteilungsNr Bezeichnung Personal Position Nr 001 Personal 0001 Leiter 002 Einkauf 0002 Sachbe. 003 Einkauf 0003 Mitarb. 004 Verkauf 0004 Leiterin... Ein Nullwert kann in diesem Beispiel auftreten, wenn ein Mitarbeiter keiner Abteilung zugeordnet ist. 25

26 m:n-beziehungen: Bei einer m:n-beziehung ist immer eine zusätzliche Relation erforderlich, um die betreffenden Entitäten zu verknüpfen. Diese Relation enthält die Primärschlüssel der beiden Relationen und kann zusätzlich noch beschreibende Attribute enthalten. Für das obige Beispiel wird eine Relation arbeiten_an benötigt. Das Relationsschema wird aus den beiden Primärschlüsseln und den Attributen Tätigkeit und prozanteil (prozentualer Anteil der Arbeitszeit) aufgebaut. Relationenname arbeitet_an Relationenschema Attribut Datentyp PersonalNr Zahl ProjektNr Zahl Tätigkeit Text prozanteil text Beispiel PersonalNr ProjektNr Tätigkeit prozanteil 0004 AZ Leiter AZ Mitarbeiterin AZ Mitarbeiter BY Leiter BY Präsentations- 100 vorbereitung 0004 CX Leiter CX Sachbearbeit CX Mitarbeiterin 50 Generalisierung/Spezialisierung (is-a-beziehung): Für eine Überführung einer is-a-beziehung gibt es mehrere Möglichkeiten, die von dem jeweiligen Schema und von dem Kontext abhängig sind. In diesem Fall ist aber keine zusätzliche Relation für die Beziehung nötig. Es wird für jede Entitätsmenge eine Relation mit den relevanten Attributen angelegt. Den Teilmengen (Spezialisierungen) wird der Primärschlüssel der Obermenge (Generalisierung) als Fremdschlüssel hinzugefügt, um die Zuordnung zu sichern. Relationenname PERSONAL Relationenschema Attribut Datentyp PersonalNr Zahl Name Text Vorname Text Anschrift Text GebDatum Datum Beispiel Personal Name Vor- An- GebDatum Nr name schrift 0001 King Robert London Dovalio Nancy Seattle Fuller Andrew Tacoma Suyama Michael London Callahan Laura Seattle

27 Relationenname ARBEITER Relationenschema Attribut Datentyp PersonalNr Zahl Schicht Zahl Arbeitsplatz Text Beispiel PersonalNr Schicht Arbeitsplatz ANGE- STELLTER Attribut Datentyp PersonalNr Zahl ZimmerNr Zahl TelefonNr Text PersonalNr Schicht Arbeitsplatz Normalisierungsprozess Ziele: Anomalien zu beheben Redundanzen zu vermeiden Einen übersichtlichen und möglichst einfachen Aufbau der Relationen zu erhalten Eine einfache Datenpflege zu ermöglichen Normalisierungsprozess: Die Normalisierung eines relationalen Schemas wird in mehreren Stufen vollzogen. Dabei müssen die Daten in den Relationen in jeder Stufe bestimmte Bedingungen erfüllen. Das Resultat der Anwendung dieser Regeln wird als Normalform des Relationsschemas bezeichnet. Beim Normalisierungsprozess werden die Daten einer Relation auf mehrere Relationen verteilt: BestellNr KdNr Name Kundengr Rabatt ArtNr Bezeichnung Preis Menge Müller 1 0 % Mozarella Starkbier 34,80 18, Henriot 2 5 % 56 Gnocchi 38, Wong 3 10 % Mozarella Fleisch 34,80 18, v. Behr 1 0 % Fleisch Mozarella Starkbier Gnocchi 18,40 34,80 18,00 38, bei BestellNr 06 bestellt der Kunde mit einer Bestellung unter einer Bestell-Nummer 4 Artikel. 27

28 1. Normalform: Wenn die Relation zweidimensional ist. Wenn sich in jedem Datensatz nur Daten befinden, die zu einem Objekt der realen Welt gehören. Für jedes Attribut nur ein Wert eingetragen ist. Die ungeordnete Tabelle wird mit den fehlenden Eigenschaften ergänzt. BestellNr KdNr Name Kundengr Rabatt ArtNr Bezeichnung Preis Menge Müller 1 0 % 72 Mozarella 34, Müller 1 0 % 35 Starkbier 18, Henriot 2 5 % 56 Gnocchi 38, Wong 3 10 % 72 Mozarella 34, Wong 3 10 % 40 Fleisch 18, v. Behr 1 0 % 40 Fleisch 18, v. Behr 1 0 % 72 Mozarella 34, v. Behr 1 0 % 35 Starkbier 18, v. Behr 1 0 % 56 Gnocchi 38, Normalform: Eine Relation befindet sich in zweiter Normalform, wenn jedes Nicht-Schlüsselfeld vom ganzen Primärschlüssel abhängig ist. Die Grundtabelle wird in mehrere Tabellen aufgeteilt, in denen wieder Primärschlüssel vergeben werden. Man erstellt eine weitere Tabelle mit einem neuem Primärschlüssel und fügt die Primärschlüssel den anderen Tabellen als Fremdschlüssel in die zweite Normalform ein (es können auch weitere Attribute vorkommen siehe Spalte Menge) Beispiele: KUNDE KdNr Name Kundengr Rabatt 1076 Müller 1 0 % 4904 Henriot 2 5 % 4100 Wong 3 10 % 3901 v. Behr 1 0 % Primärschlüssel ARTIKEL ArtNr Bezeichnung Preis 35 Starkbier 18,00 40 Fleisch 18,40 56 Gnocchi 38,00 72 Mozarella 34,80 28

29 BESTELLUNG BestellNr KdNr ArtNr Menge Normalform: Eine Tabelle befindet sich in der 3. Normalform, wenn alle Datenfelder nur von einem Schlüssel abhängig sind und untereinander keine Abhängigkeiten auftreten. Sobald ein Nicht-Schlüsselfeld nur über ein anderes Nicht-Schlüsselfeld identifiziert ist, wird von transitiver Abhängigkeit gesprochen. Transitive Abhängigkeiten (direkt untereinander abhängige Attribute werden in einer neuen Tabelle zusammengefasst). Beispiel: RABATT Kundengr Rabatt 1 0 % 2 5 % 3 10 % Primärschlüssel Weitere Normalformen: Boyce-Codd-Normalform (Abhängigkeit von einzelnen Schlüsseln oder Schlüsselattributen) 4. und 5. Normalform: In der 4. Normalform werden mehrwertige Abhängigkeiten von Attributmengen zu einem so genannten Superschlüssel vereinigt. In der 5. Normalform werden weitere Primärschlüssel hinzugefügt. 29

30 4.4 Übungen: Relationales Datenbankmodell 3 (Lösung) 1. Erstellen Sie für eine CD-Sammlung eine Datenbank. Gehen Sie folgendermaßen vor: Erstellen Sie ein ER-Diagramm Wenden Sie die Normalformen an (bis zur 3. Normalform) Um die Datenbank aufzubauen, steht Ihnen die folgende Feldliste zur Verfügung (Sänger bedeutet der Interpret oder der Gruppenname; bei einer Gruppe entfällt die Eingabe des Vornamens): Sängernummer, Name des Sängers, Vorname des Sängers, Bild des Sängers, Bemerkungen zum Sänger, CD-Nummer, Titel der CD, Laufzeit der CD, Bild des Covers, Liednummer, Name des Liedes, Laufzeit des Lieds, Managernummer, Name des Managers, Geschlecht des Managers und Adresse des Managers. Als Regel gilt: Ein Sänger kann einen oder keinen Manager haben. Ein Manager kann jedoch mehrere Sänger beraten. 2. Welche Aussagen treffen für eine m:n-beziehung zu? Eine m:n-beziehung kann in der Praxis nicht erstellt werden. In einer m:n-beziehung kann die referentielle Integrität nicht eingeschaltet werden. Eine m:n-beziehung liegt vor, wenn zwischen zwei Entitäten die Primärschlüssel der beiden Tabellen mehrfach in der Relation vorkommen. Eine m:n-beziehung wird in Access oder Oracle benutzt, um zwei Tabellen zu verknüpfen. 3. Kennzeichnen Sie die falschen Aussagen! In einer Datenbank werden die Daten in Feldern strukturiert abgespeichert. Die referentielle Integrität bedeutet, dass in einem Feld ein Wert eingegeben werden muss. Ein Standardwert soll die Arbeit erleichtern. Der Standardwert wird in jeden neuen Datensatz für ein Feld eingegeben. 3 ISCHNER, W., Prüfungsaufgaben zu Datenbankgrundlagen (Schulung dama.go GmbH Potsdam: Database Administrator Oracle),

31 5 Datenbanken 5.1 Datenbankabfragesprache Structured Query Language (SQL) Die Datenbankabfragesprache SQL wurde aus der Abfragesprache SEQUEL (Structured English QUEry Language) der Firma IBM entwickelt wurde SQL von ANSI (American National Standard Institute) als Standard SQL1 festgelegt. Die Weiterentwicklung der Sprache wurde von den Standardisierungsorganisationen ISO (Internantional Standards Organisation) und ANSI unter der Bezeichnung ISO/IEC 9075:1992 (DIN 66315) veröffentlicht. Sie wird als SQL2 bezeichnet. Zum Sprachumfang von SQL gehören 4 Befehlsgruppen: DDL (Data Definition Language) DQL (Data Query Language) DML (Data Manipulation Language) DCL (Data Control Language) Erstellen von Datenbanken, Tabellen (Relationen) und Indizes Abfragen von Daten Anlegen, Ändern und Löschen von Datensätzen Anlegen von Benutzern und Vergabe von Zugriffsrechten 5.2 Installation einer Oracle-Datenbank 4 Der erste Schritt beim Erstellen einer Datenbank ist das Anlegen der Datenbank selbst. In ihr werden später die Daten in Form von mehreren Tablespaces und Tabellen gespeichert. Es können beliebig viele Tablespaces und Tabellen in einer Oracle-Datenbank erstellt werden. In diesem ersten Abschnitt werden Sie Oracle mit Hilfe des Oracle Universal Installers installieren und dabei eine erste DB namens testdbx erstellen: 1) Starten Sie die Datei Setup.exe von CD. 2) Im Fenster Willkommen klicken Sie bitte auf Weiter. 3) Im Fenster Dateiverzeichnisse überprüfen Sie bitte die Quelle und das Ziel, verändern bitte nichts und klicken anschließend auf Weiter. 4) Im Fenster Verfügbare Produkte wählen Sie bitte Oracle Database aus und klicken danach auf Weiter. 5) Im Fenster Installationsarten wählen Sie bitte Enterprise und klicken anschließend auf Weiter. 6) Im Fenster Datenbank-Konfiguration geben Sie bitte Universal ein klicken anschließend auf Weiter. 4 HIETEL, S., Übungen (Schulung dama.go GmbH Potsdam: Database Administrator Oracle),

32 7) Im Fenster Oracle Services for MS Transaction Server klicken Sie auf Weiter. 8) Im Fenster Speicherort der Datenbankdatei klicken Sie bitte auf Weiter. 9) Im Fenster Datenbank-Identifikation geben Sie bitte als Globaler Datenbankname testdbx (wobei X die Nummer ist, die Ihrem Computer zugeordnet wurde - eventuell beim Trainer erfragen) ein und klicken anschließend auf Weiter. 10) Im Fenster Speicherort der Datenbankdatei klicken Sie bitte auf Weiter. 11) Im Fenster Datenbank-Zeichensatz klicken Sie bitte auf Weiter. 12) Im Fenster Überblick klicken Sie bitte auf Installieren. 13) Geben Sie für das Konto sys das Kennwort sys ein und für das Konto system bitte system. 14) Zum Abschluss klicken Sie bitte auf Weiter und anschließend auf Beenden. 5.3 Anmelden an Oracle-Datenbank mittels SQL*Plus Worksheet 2 Im letzten Teil werden Sie lernen, wie man sich mit Hilfe des Worksheets mit dem Oracle- Server verbindet und arbeitet. 1) Starten Sie das SQLPlus Worksheet. (Start Programme Oracle - OraHome92 Application Development SQLPlus Worksheet). 2) Geben Sie als Benutzernamen den Namen sys und als Kennwort das Kennwort sys ein. Geben Sie unter Dienst den Namen testdbx ein und unter Anmelden bitte SYSDBA auswählen. Klicken Sie anschließend auf OK. 3) Probieren Sie eine kleine Abfrage auszuführen. Geben Sie hierfür select * from scott.emp; ein und bestätigen Sie die Anweisung mit F5. 4) Schließen Sie das SQLPlus Worksheet mit exit. 32

33 5.4 Anmelden an Oracle-Datenbank mittels Eingabeaufforderung In diesem Teil werden Sie lernen, wie man sich mit Hilfe der MS-DOS Eingabeaufforderung mit dem Oracle-Server verbindet und dort arbeitet. 1) Starten Sie die MS-DOS-Eingabeaufforderung 2) (Start Ausführen CMD OK) 3) Geben Sie sqlplus /nolog ein und bestätigen Sie mit Enter. 4) Im Feld Benutzernamen eingeben geben Sie bitte connect as sysdba ein und bestätigen Sie mit Enter. 5) Probieren Sie eine kleine Abfrage auszuführen. Geben Sie hierfür select * from scott.emp; ein und bestätigen Sie die Anweisung mit Enter. 6) Schließen Sie sqlplus mit exit. 5.5 Nordwind-Datenbank Im Folgenden werden Sie die Tabellen der Übungsdatenbank Nordwind via Skript unter Oracle installieren. Melden Sie sich mit Hilfe der Eingabeaufforderung an der Oracle Datenbank an. Geben Sie bitte folgende Syntax an dem SQL-Prompt ein, um die Nordwind- Tabellen via Skript 5 zu installieren: SQL> start C:\nordwind_skript\nordwind.txt 5 Kommentare werden in Text-Skripten (.txt) mit # und in SQL-Skripten (.sql) mit -- eingeleitet. Auch kann unter der DOS-Oberfläche bei SQL*Plus ein Editor mit edit aufgerufen werden. 33

34 5.6 Starten und Herunterfahren von Oracle 6 Der Startvorgang von Oracle wird in drei Stati unterteilt: Status 1 NOMOUNT SQL> STARTUP NOMOUNT; Der erste Status ist der Status NOMOUNT. In diesem wird die entsprechende Startdatei (INI-Datei pfile ) gelesen, die entsprechenden physischen Strukturen (Datendateien, Redo-Log-Dateien und Control-Dateien) identifiziert, die Speicherstrukturen (SGA System Global Area) initialisiert und die Hintergrundprozesse (DBWn Database Writer, LGWR Logwriter, CKPT Checkpoint, SMON SystemMONitor, PMON Prozess- MONitor und ARCn ARChiver) gestartet. Hiermit wird eine Instanz gestartet. Sie können mit dem Parameter pfile= die entsprechend zu öffnende INI-Datei angeben. Status 2 MOUNT (DB angehängt) SQL> STARTUP MOUNT; Hier werden die Control-Dateien geöffnet und die Speicherorte der Datendateien sowie der Online-Redo-Log-Dateien gelesen. Status 3 OPEN (DB geöffnet) SQL> STARTUP OPEN; Hier werden die Datendateien sowie die Online-Redo-Log-Dateien geöffnet und Sperren etc. gesetzt. Eine Oracle-Datenbank wird hochgefahren und geöffnet. 6 HIETEL, S., Skript zu Oracle Performance Tuning (Schulung dama.go GmbH Potsdam: Database Administrator Oracle),

35 Ähnlich wie die Stati beim Hochfahren einer Datenbank gibt es auch vier Stati beim Herunterfahren der Datenbank: Status 1 Shutdown normal SQL> SHUTDOWN NORMAL; Wenn Sie die Option Shutdown normal benutzen, so werden keine neuen Benutzersitzungen zugelassen. Oracle wartet, bis sich alle Benutzer abgemeldet haben. Benutzer werden zum Abmelden jedoch nicht gedrängt oder von Oracle informiert. Sind alle Benutzer abgemeldet, so wird die Datenbank geschlossen, die Instanz abgehängt (Control-Datei dismountet) und die Instanz heruntergefahren (reservierter Speicher für die SGA freigegeben und alle Hintergrundprozesse beendet). Status 2 Shutdown immediate SQL> SHUTDOWN IMMEDIATE; Wenn Sie die Option Shutdown immediate benutzen, so werden wie auch bei der ersten Statusoption keine neue Benutzersitzungen zugelassen. Oracle beendet alle Benutzersitzungen. Alle nicht abgeschlossenen Transaktionen werden beendet. Sind alle Benutzer abgemeldet, so wird die Datenbank geschlossen, die Instanz abgehängt (dismountet) und die Instanz heruntergefahren. Status 3 Shutdown transactional SQL> SHUTDOWN TRANSACTIONAL; Wenn Sie die Option Shutdown transactional benutzen, so werden wie auch bei der ersten Statusoption keine neuen Besitzersitzungen zugelassen. Es werden keine neuen Transaktionen zugelassen. Oracle wartet bis die aktuellen Transaktionen durch ein commit (schreiben der Daten in die Datenbank) beendet sind. Danach werden alle Benutzer abgemeldet, die Datenbank geschlossen, die Instanz abgemeldet und heruntergefahren. Status 4 Shutdown abort SQL> SHUTDOWN ABORT; Die Datenbank wird sofort geschlossen. Es wird weder auf den Abschluss laufender SQL-Anweisungen gewartet, noch eine Speicherung für die abgeschlossenen Aktionen durchgeführt. 35

36 6 Tablespaces erstellen und verwalten 6.1 Tablespaces erstellen und löschen Tablespaces fassen Datendateien zusammen. Sie dienen als Speichereinheit für Objekte. Benutzern werden generell in einem Standard-Tablespace zugeordnet, aber nie im System-Tablespace angelegt. Wenn nun diese Benutzer ein Objekt erstellen, so wird dieser Standard-Tablespace hierfür genutzt. Die wichtigsten Anweisungen sollen kurz an dieser Stelle vorgestellt und erläutert werden: Beispiel: CREATE TABLESPACE testdbs DATAFILE c:\oracle\oradata\testdb\testdbs01.dbf SIZE 10M ONLINE; Es wird ein Tablespace namens testdbs erstellt, welcher aus der Datendatei (Dateiname ist gleich der Pfadname der Datei) c:\oracle\oradata\testdb\testdbs01.dbf besteht. Der Tablespace hat eine Initialgröße von 10 MByte und wurde auf Online gesetzt. Beispiel: DROP TABLESPACE testdbs; Der Tablespace testdbs wird gelöscht. Die entsprechenden Dateien im Tablespace werden nicht mitgelöscht. Diese können anschließend manuell gelöscht werden. 6.2 Tablespaces Offline und Online setzen Manchmal müssen Tablespaces Offline gesetzt werden. Dies kann notwendig werden, wenn mehrere Datendateien eines Tablespaces beschädigt sind und das Öffnen der Datenbank verhindern. In diesem Fall können Sie die Datenbank mounten, den entsprechenden Tablespace Offline setzen, und anschließend die DB öffnen. Beispiel: 1. ALTER TABLESPACE testdbs01 OFFLINE; Der Tablespace testdbs01 wird OFFLINE gesetzt. 2. ALTER TABLESPACE testdbs01 ONLINE; Der Tablespace testdbs01 wird ONLINE gesetzt. 36

37 7 Tabellen erstellen und verwalten 7.1 Tabellen erstellen Tabellen (Relationen) sind die einzigen Objekte einer Datenbank, in denen Daten gespeichert werden. Eine Tabelle besteht aus einzelnen Feldern. Durch die Namen und Datentypen der Felder wird die Struktur bzw. das Schema der Tabelle festgelegt. Zusammengehörige Daten werden in einer Tabelle eingetragen. Diese bilden einen Datensatz bzw. ein Tupel. Einfache Tabelle erstellen: Eine Tabelle mit den dazugehörigen Datenfeldern wird mit der Anweisung CREATE TABLE erstellt. Die Anweisung besitzt sehr viele Optionen, die z.b. das Definieren von Standardwerten erlauben. Einfachste Form: CREATE TABLE Tabellenname ( datenfeld 1 datentyp 1, datenfeld 2 datentyp 2 datenfeld x datentyp x); Beispiel: CREATE TABLE test1 ( vorname VARCHAR (100), name VARCHAR (100)); Erstellen einer neuen Tabelle mit SQL*Plus / ORACLE. Die Anweisung im Beispiel erstellt eine Tabelle der Anlieferfirmen shippers mit den Spalten (Feldern) shipperid, companyname und phone. Hinter dem Feld steht der Datentyp, den das Feld annehmen soll. 37

38 Folgende optionale Parameter sind bei der Definition von Datenfeldern möglich: NOT NULL NULL DEFAULT standardwert Mit diesem Parameter wird eine Eingabe eines Wertes für das entsprechende Datenfeld erzwungen. Die Angabe NOT NULL ist für die Schlüsselfelder unbedingt anzugeben. Mit diesem Parameter wird festgelegt, dass das Datenfeld standardmäßig keinen Wert (auch nicht 0 oder eine leere Zeichenkette enthält. Der Parameter DEFAULT definiert einen Standardwert. Enthält das Datenfeld bei der Eingabe keinen Wert, so wird automatisch dieser Standardwert verwendet. Datentypen: Beim Erstellen einer Tabelle muss für jedes Datenfeld ein Datentyp angegeben werden. Möglich sind hierbei: Numerische Datentypen: Datentypen Speicherbedarf Wertebereich / Beschreibung SMALLINT 2 Byte INTEGER (INT) 4 Byte FLOAT 4 Byte Fließkommazahlen zwischen -1,79E und 1,79E (7 signifikante Stellen). DATE 8 Byte Interner Oracle-Datentyp zum eines Datums mit Oder ohne Zeitanteil. Datumswerte: Eingabeformat Beispiel DD.MM.YYYY Day, DD.MM.YY Samstag, Day, DD Mounth YYYY Samstag, 18 September 2004 Datentypen für Zeichen und Texte: Datytyp CHAR (Länge) VARCHAR (Länge) VARCHAR2 (Länge) BLOB Erklärung Zum Speichern beliebiger Textinformationen. Die maximale Länge wird dabei als Parameter übergeben. Wie CHAR, nur wird der tatsächlich verbrauchte Speicherplatz belegt, falls der eingegebene Text kleiner als die Maximallänge ist. Intern verwendete Typenbezeichnung zum Speichern variabler Zeichenfolgen, d.h., beim VARCHAR-Typ handelt es sich im Prinzip um ein kompatibles Synonym für VARCHAR2. Wird empfohlen zur Standardbenutzung! Zum Speichern großer, auch binärer Datenmengen, z.b. sehr große Textdateien, Grafiken, Bilder oder Videos. Maximale Größe in Oracle 4 GByte. 38

39 Integritätsregeln in Tabellen verwenden: Beim erstellen einer Tabelle können bereits Regeln für die zu speichernden Daten definiert werden. Eine Gültigkeitsprüfung wird nach der Definition der Datenfelder mit dem Schlüsselwort CONSTRAINT (engl. Zwang, Nebenbedingung) eingeleitet. Damit wird erreicht, dass bereits bei der Eingabe nur gültige Werte in der Tabelle gespeichert werden können. Beispiel: CREATE TABLE test2 ( test2id INT NOT NULL, name VARCHAR (30), vorname VARCHAR (20), CONSTRAINT test2_ck CHECK (test2id > 2)); Es wird eine Tabelle mit den Feldern test2id, name und vorname erstellt. Beim Feld test2id werden nur Werte größer als 2 akzeptiert. Beispiele für Gültigkeitsbedingungen: Bedingung Erklärung categoryid <= 100 Wahr, wenn die categoryid kleiner oder gleich 100. categoryname NOT LIKE %A& Wahr, wenn der categoryname den Buchstaben A nicht enthällt. description IN ( Apfel, Orange ) Wahr, wenn description den Wert Apfel oder Orange trägt. Eine weitere Möglichkeit ist das Erstellen von berechneten Spalten, deren Inhalt nicht in der Datenbank gespeichert wird. Durch berechnete Spalten kann Platz eingespart und Inkonsistenzen vermieden werden. Beispiel: CREATE TABLE test3 ( test3id INT NOT NULL, stueck INT DEFAULT 1, preis FLOAT NOT NULL, wert COMPUTED BY (stueck*preis)); Es wird eine Tabelle mit den Feldern test3id, stueck (Defaultwert=1), preis (muss einen Wert enthalten) und dem Feld wert in dem das Ergebis von stueck * preis berechnet wird. Berechnete Datenfelder werden nicht von allen SQL-Dialekten unterstützt!!! 39

40 7.2 Vorhandene Tabellen anzeigen, ändern und löschen Vorhandene Tabellen anzeigen: Über die Anweisung DESCRIBE (DESC) Tabellename kann man den Inhalt der in der Datenbank vorhandene Tabellen auflisten lassen: Beispiel: DESCRIBE DESC sys.v$tablespace; Vorhandene Tabellen ändern: Die Struktur einer Tabelle kann jederzeit über die Anweisung ALTER TABLE geändert werden. Dabei ist es möglich: Datenfelder hinzuzufügen oder löschen Datenfelddefinitionen verändern Gültigkeitsprüfungen hinzufügen oder löschen Schlüssel und Indizes hinzufügen oder löschen ALTER TABLE tabellenname [ADD datenfelddefinition] [ADD CONSTRAINT constraintname CHECK (gültigkeits-bedingung)] [DROP objektname]; Beispiele: 1. ALTER TABLE test3 ADD name VARCHAR (20); Das Datenfeld name wird der Tabelle test4 hinzugefügt. 2. ALTER TABLE test3 ADD PRIMARY KEY (test3id); Das vorhandene Datenfeld test3id wird zum Primärschlüssel gemacht. 3. ALTER TABLE test3 MODIFY name VARCHAR (20) NOT NULL; Für das Datenfeld name soll eine Eingabe erforderlich sein. 40

41 4. ALTER TABLE test3 ADD CONSTRAINT test3_ck CHECK (test3id > 1); Für das vorhandene Datenfeld test3id wird die Bedingung > 1 festgelegt. 5. ALTER TABLE test3 DROP name; [ALTER TABLE test3 DROP COLUMN name;] Das Datenfeld name wird aus der Tabelle gelöscht. Vorhandene Tabelle löschen: Mit der Anweisung DROP TABLE lassen sich Tabellen löschen. Dabei werden die Definitionen der Tabellenstruktur und alle in der Tabelle gespeicherten Datensätze gelöscht. DROP TABLE tabellenname; 7.3 Übungen: Tabellen (Lösung) 1. Erstellen Sie eine neue Tabelle t_artikel mit den Datenfeldern artid, artname und artpreis. Verwenden Sie geeignete Datentypen. 2. Löschen Sie das Datenfeld artpreis. 3. Erstellen Sie eine Tabelle t_personen mit den Datenfeldern persid, vorname und nachname. Verwenden Sie geeignete Datentypen. Für alle Datenfelder soll dabei eine Eingabe erforderlich sein. 4. Ändern Sie die Tabelle und fügen Sie ein zusätzliches Datenfeld lebenslauf hinzu. In dem Feld soll eine größere Datenmenge z.b. ein Word-Dokument gespeichert werden können. 5. Fügen Sie ein neues Datenfeld angestellt_seit in die Tabelle ein. Es soll ein Datumswert gespeichert werden können. 6. Löschen Sie die Tabellen t_artikel und t_personen. 41