SQL: Übersicht. SQL (Structured Query Language) ist ANSI und ISO Standard 1975 SEQUEL = Structured English Query Language für System R

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1 SQL: Übersicht SQL (Structured Query Language) ist ANSI und ISO Standard 1975 SEQUEL = Structured English Query Language für System R (IBM) 1979 Oracle V2 (Relational Software Inc. ) erstes SQL Produkt 1986 ANSI StandardStandard SQL Internationalen Organisation für Normung (ISO) Standard SQL SQL1 (Version 2) standardisiert 1992 SQL2 bzw. SQL 92 von der ISO verabschiedet Alle aktuellen DBMS halten sich im wesentlichen daran 1999 SQL:1999 (ISO/IEC 9075:1999, auch SQL3 genannt) Nochnicht in allen DBMSimplementiert, gilt auchfürdie folgenden: 2003 SQL: SQL:2008 1

2 SQL: Datendefinition Datendefinition in SQL mittels CREATE, DROP und ALTER TABLE CREATE TABLE Definiert eine neue (Basis ) Tabelle mit Namen und Attributspezifikation (Name und Datentyp aus INTEGER; FLOAT, DECIMAL(i, j), CHAR(n), VARCHAR(n)) Ein Constraint NOT NULL kann für Attribute definiert werden Beispiel CREATE TABLE Abteilung( ABT_NAME VARCHAR(10) NOT NULL, ABT_ID INTEGER NOT NULL, ABT_Leiter CHAR(9), ABT_Leiter_seit CHAR(9) ); 2

3 CREATE TABLE (Forts.) SQL: Datendefinition In SQL2 können auch Primärschlüssel, Fremdschlüssel und Constraints für die referentielle Integrität spezifiziert werden Primärschlüssel über die Schlüsselworte PRIMARY KEY und UNIQUE Beispiel CREATE TABLE Abteilung( ABT_NAME VARCHAR(10) NOT NULL, ABT_ID INTEGER NOT NULL, ABT_Leiter CHAR(9), ABT_ Leiter_ seit CHAR(9) ); PRIMARY KEY (ABT_ID), UNIQUE (ABT_NAME), FOREIGN KEY (ABT_Leiter) REFERENCES Personal); 3

4 DROP TABLE: SQL: Datendefinition Löscht eine Tabelle und ihre Definition Die Tbll Tabelle kann nie mehr genutzt ttwerden! Beispiel: DROP TABLE Personal; ALTER TABLE: Fügt ein weiteres Attribut zu einer Relation hinzu Nach Ausführung der Anweisung haben alle Tupel den Wert NULL für diese Attribut t Somit ist NOT NULL Constraint hier nicht erlaubt Beispiel: ALTER TABLE Personal ADD Stellenbezeichung VARCHAR(12); Der Nutzer muss für jedes Tupel einen Wert explizit eintragen 4

5 SQL: Datendefinition Weitere DDL Statements in SQL2 und SQL:1999 CREATE SCHEMA Ein DB Schema Sh wird idexplizit it über einen Namen vereinbart Unterstützung der referentiellen Integrität RESTRICT, CASCADE, SET NULL, SET DEFAULT Beispiel: CREATE TABLE Abteilung( ABT_NAME VARCHAR(10) NOT NULL, ABT_ID INTEGER NOT NULL, ABT_ Leiter CHAR(9), ABT_Leiter_seit CHAR(9) ); PRIMARY KEY (ABT_ID), UNIQUE (ABT_ NAME), FOREIGN KEY (ABT_Leiter) REFERENCES Personal ON DELETE SET DEFAULT ON UPDATE CASCADE); 5

6 Referentielle Integrität (Forts.) SQL: Datendefinition CREATE TABLE Personal( Name VARCHAR(30) NOT NULL, P_ ID CHAR(9), NOT NULL Geb_Dat DATE, ABT_ID INTEGER DEFAULT 1, Vorgesetzter CHAR(9), PRIMARY KEY (P_ID), FOREIGN KEY (ABT_ID) REFERENCES DEPT ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE, FOREIGN KEY (Vorgesetzter) REFERENCES Personal ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE); 6

7 SQL: Datendefinition Weitere Datentypen in SQL2 bzw SQL:1999 DATE: Datums mit unterschiedlichen Formaten, Standard YYYY MM DD TIME: Ziti Zeit in Stunden, Minuten und Sk Sekunden, Standard d hh:mm:ss TIME(i): Zeit mit Sekundenbruchteilen (i stellig) hh:mm:ss:ii...i TIMESTAMP: besteht aus DATE und TIME INTERVAL: Relative Angabe von Zeit im Vergleich zu einer absoluten Angabe ( plus 3 WEEKS ) CLOB: Text ohne interne Struktur BLOB: Digitales Objekt 7

8 SQL: Anfragen (Queries) SQL hat eine Anweisung füranfragen: f das SELECT Statement S Wichtiger Unterschied zwischen dem formalen relationalen Modell und dem SQL Datenmodell : SQL arbeitet mit Multimengen (Bags), d.h. es können identische Tupel in einer Tabelle existieren. Beispiel: {A, B, C, A} ist ein Bag; {A, B, C} ist sowohl Bag als auch Menge DieGrundform einer SQLSELECTAnweisung SELECT isteine Abbildung, auch SFW Klausel (SELECT FROM WHERE Block) genannt SELECT <attribute list> FROM <table list> WHERE<condition> <attribute list> ist die Menge der Attributnamen, deren Werte das Ergebnis der Anfrage bilden <table list> spezifiziert alle Tabellen (Relationen) zur Beantwortung der Anfrage <condition> ist eine (boolesche) Bedingung, g, die jedes Tupel spezifiziert, das in der Antwortmenge ist. 8

9 Beispiels DB Schema: SQL: Anfragen (Queries) Personal V_Name N_NameName P_ID Geb_Dat Adr M_W Gehalt Vorg Abt_Nr Abteilung Abt_Name Abt_ID Abt_Leiter Abt_Leiter_Seit Standort Abt_ID Standort Projekt P_Name Proj_ID Standort Abt Ab Arbeitet_für t P_ID Proj_ID Stunden Angehörige P_Id An_Name M_W Geb_Dat Beziehung 9

10 Einfache Anfragen: SQL: Anfragen (Queries) Entsprechen den Ausdrücken Selektion, Projektion und Join der RA Anfrage auf einer Tabelle: Geburtsdatum und Adresse von Mitarbeiter Bernd Müller Q0: SELECT Geb_Dat, Adr FROM Personal WHERE VName= Bernd' V_Name AND NName= Müller N_Name Entspricht einer Selektion (WHERE Klausel) und Projektion (SELECT Klausel) Resultat kann Duplikate enthalten Anfrage auf zwei Tabellen: Name und Adresse aller Mitabeiter der Forschungs Abteilung Q1: SELECT V_Name, N_Name, Adr FROM Personal, Abteilung WHERE Abt_Name= Name= Forschung' ANDAbt Abt_ID=Abt_Nr Entspricht einer Kombination von Selekton, Projektion und Join der RA 10

11 SQL: Anfragen (Queries) Einfache Anfragen (Forts.) Gib mir die Projekt Id, die zugehörige Abteilungs_Id und Nachname, Adresse und Geburtsdatum des zuständigen Abteilungsleiters für jedes Projekt in Freiberg Q2: SELECT Proj_ID, Abt_Id, NN N_Name, Adr, GbDt Geb_Dat FROM Projekt, Abteilung, Personal WHERE Abt=Abt_ID AND Abt_Leiter = P_ID AND Standort= 'Freiberg'; IN Q2 gibt es zwei Joins Aliase: Attributnamen müssen in SQL Statements eindeutig sein (bzgl. Relationen) Falls Attribute mit gleichem Namen aus unterschiedlichen Tabellen in einer Anweisung benötigt werden, müssen diese qulifiziert werden: Tabellennamen als Präfix Beispiele: Personal.Geb_Dat, Projekt.Standort In einigen Anfragen benötigt man eine Tabelle mehrfach; in diesem Fall (und für abkürzende Schreibweisen werden Aliase vergeben: Beispiel Q8: Gib mir Name und Name des direkten Vorgesetzten eines Mitarbeiters Q8: SELECT P.V_Name, P.N_Name, V.V_Name, V.N_Name FROM Personal (AS) P V WHERE P.Vorg=V.P_ID In Q8 sind die Tabellennamen P und V Aliase oder auch Tupelvariablen für die Personal Tabelle; P und V repräsentieren unterschiedliche Kopien P die Untergebenen, V die Vorgesetzten, AS ist optional 11

12 Einfache Anfragen (Forts.) leere WHERE Klausel: SQL: Anfragen (Queries) Falls keine Bedingung (WHERE Klausel) l) existiert, tsind alle Tupel für das Ergebnis qualifiziert Entspricht WHERE TRUE Beispiel: Gib mit die P_IDs aller Mitarbeiter Q9: SELECT P_ ID FROM Personal; Falls mehrere Tabellen in der FROM Klausel spezifiziert sind (ohne WHERE Klausel) wird das kartesische Produkt ausgegeben Beispiel: Q10: SLC SELECT P_ID, Abt_Name FROM Personal, Abteilung; Problem: Sehr große Antwortmengen möglich! 12

13 Einfache Anfragen (Forts.) SQL: Anfragen (Queries) *: Um alle Attribute der spezifizierten Tabellen auszugeben wird * benutzt: Beispiele: Q1C: SELECT * FROM Personal WHERE Abt_Nr=5; Q1D: SELECT * FROM Personal, Abteilung WHERE Abt_Name= Forschung' AND Abt_Nr=Abt_ID; DISTINCT: SQL behandelt Tabellen nicht alsmengen; Duplikate können auftreten Um Duplikate in der Antwort zu vermeiden wird DISTINCT genutzt: Beispiele mit/ohne Duplikate: Q11: SELECT Gehalt FROM Personal Q11A: SELECT DISTINCT Gehalt FROM Personal 13

14 Mengenoperationen SQL: Anfragen (Queries) SQL hat Mengenoperationen eingebaut UNION (und ein einigen i Versionen von SQL MINUS und INTERSECT) Ergebnisse sind immer Mengen, Duplikate werden eliminiert Mengenoperationen nur auf vereinigungsverträglichen Tabellen: hier identische Attribute und diese in der gleichen Reihenfolge spezifiziert! Beispiel: Suche alle Projektnummern der Projekte, in denen ein Mitarbeiter mit Nachnamen Müller mitarbeitet t oder die zu einer Abteilung gehören, die von einem Mitarbeiter Müller geleitet werden Q4: (SELECT P_Name FROM Projekt, Abteilung, Personal WHERE Abt=Abt_ID AND Abt_Leiter=P_ID AND N_Name = Müller ) UNION (SELECT P_Name FROM Projekt P, Arbeitet für A, Personal Pers WHERE PProj P.Proj_ID=A.Proj_ID IDAND P.P_ID PP ID= Pers.P_IDP AND N_Name = Müller ) 14

15 SQL: Anfragen (Queries) Geschachtelte h Anfragen: Ein SELECT Statement kann als geschachtelte Subanfrage in einer WHERE Klausel der sogenannten äußeren Anfrage genutzt werden Sh Schachtelung htl ist itoft eine Alternative ti zu Anfragen; Beispiel Bi il Q1: SELECT V_Name, N_Name, Adr FROM Personal WHERE Abt_Nr IN (SELECT Abt_ID FROM Abteilung WHERE Abt_Name= Forschung' ) IN entspricht dem Element Operator erweitert auf Multimengen Anfragen können beliebig tief geschachtelt werden Attribute werden möglichst früh (am weitesten innen) zugeordnet Korrellierte (Sub )Anfragen sind dadurch definiert, dass Attribute über Anfragegrenzen hinweg genutzt werden Beispiel: Name der Mitarbeiter mit Angehörigen mit identischem Vornamen Q12: SELECT P.V_Name, P.N_Name FROM Personal las P WHERE P.P_ID IN (SELECT P_ID FROM Angehörige WHERE P_ID = P.P_ID AND P.V_Name=An_Name) _ 15

16 Geschachtelte Anfragen (Forts.): SQL: Anfragen (Queries) Jede geschachtelte Anfrage, die nur IN oder = Operatoren in der Schachtelung nutztkann durcheine einfache (nicht geschachtelte) SWF Klausel ausgedrückt werden Beispiel (s.o.): Q12A: SELECT P.V_Name, P.N_Name FROM Personal P, Angehörige A WHERE P.P_ID ID=A.P_ID ANDP.V P.V_Name=A.An_Name; EXISTS prüft, ob das Ergebnis einer korrelierten Subanfrage leer ist oder nicht Beispiel (s.o.): Q12B : SELECT P.V_Name, P.N_Name FROM Personal P WHERE EXISTS (SELECT * FROM Angehörige WHERE P_ID=P.P_ID PP ANDPV P.V_Name=An_Name) N 16

17 Geschachtelte Anfragen (Forts.): SQL: Anfragen (Queries) Namen der Mitabeiter ohne Angehörige Q6: SELECT VN V_Name, NN N_Name FROM Personal P WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM Angehörige WHERE P_ID=P.P_ID) EXISTS ist notwendigfür die Ausdrucksmächtigkeit von SQL! Explizite Mengen (Aufzählungen) Statt Schachtelung können auch explizite Aufzählungen (Mengen) in einer WHERE Klausel genutzt werden: Q13: SELECT DISTINCT P_ID FROM Arbeitet_für WHERE Proj_ID IN (1, 2, 3) 17

18 Anfragen und NULL SQL: Anfragen (Queries) In SQL Anfragen kann auf NULL Wert geprüft werden Hier itis ist oder IS NOT als Operator zu nutzen (NULL Wertesind unterschiedlich, = geht nicht!) Beispiel: Alle Mitarbeiter ohne Vorgesetzten Q14: SELECT V_Name, N_Name FROM Personal WHERE Vorg IS NULL Achtung: Bei Join Bedingungen werden NULL Werte nicht berücksichtigt! 18

19 SQL: Anfragen (Queries) Joins In der FROM Klausel kann ein JOIN definiert werden Sieht wie jede andere Tabelle aus Verschieden Joins können spezifiziert werden ("theta" JOIN, NATURAL JOIN, LEFT OUTER JOIN, RIGHT OUTER JOIN, CROSS JOIN, etc) Beispiele: Q8: SELECT PV P.V_Name, PN P.N_Name, N VV V.V_Name, VN V.N_NameN FROM Personal P V WHERE P.Vorg=V.P_ID kann geschrieben werden als Q8: SELECT P.V_Name, P.N_Name, V.V_Name, V.N_Name FROM (Personal P LEFT OUTER JOIN Personal V ON P.Vorg=V.P_ID) Q1 (s.o.) o) Q1: SELECT FROM WHERE oder als Q1: SELECT FROM WHERE V_Name, N_Name, Adr (Personal JOIN Abteilung ON Abt_Nr=Abt_ID) Abt_Name= Forschung V_Name, N_Name, Adr (Personal NATURAL JOIN Abteilung AS Abteilung(Name, Abt_Nr, AL, ALS) Name= Forschung 19

20 SQL: Datendefinition Aggregationen COUNT, SUM, MAX, MIN, und AVG Maximales, minimales und durchschnittliches Gehalt der Mitarbeiter Q15: SELECT MAX(SALARY), MIN(SALARY), AVG(SALARY) FROM Personal In machen DBMS nur eine Aggregationsfunktion nach SELECT erlaubt! Anzahl aller Mitarbeiter und Anzahl der Mitarbeiter in der Forschungsabteilung: Q17: SELECT COUNT (*) FROM Personal Q18: SELECT COUNT (*) FROM Personal, Abteilung WHERE Abt_Nr=Abt_ID AND Abt_Name= Forschung 20

21 Gruppierung SQL: Datendefinition Vielfach möchte man die Aggregationsfunktion auf Untergruppen der Tupelmenge anwenden Jd Jede Untergruppe wird iddfii definiert tüber identische Werte bezüglich eines oder mehrerer Gruppierungsattribute Gruppierung geht über GROUP BY auf Attribute die auch selektiert werden müssen Beispiel: Gib mir Nummer, Anzahl Mitarbeiter und deren Durchschnittsgehalt für jede Abteilung Q20: SELECT Abt_Nr, COUNT (*), AVG (Gehalt) FROM Personal GROUP BY Abt_Nr Gruppen bilden sich her aufgrund ndidentischer Abt_Nr Beispiel: Gib mir für jedes Projekt dessen Nr und Name sowie die Anzahl Mitarbeiter im Projekt Q21: SELECT P.Proj_ID, P_Name, COUNT (*) FROM Projekt P, Arbeitet_für A WHERE P.Proj_ID=A.Proj_ID GROUP BY P.Proj_ID, P_Name 21

22 Group by having SQL: Datendefinition Ergänzend können Gruppen, über die aggregiert werden soll, durch Bedingungen ausgewählt werden Die Having Klausel selektiert Gruppen (statt individuelle Tupel) Beispiel: Für jedes Projekt mit mehr als zwei Mitarbeitern gib mir dessen Nr und Name sowie die Anzahl Mitarbeiter im Projekt Q21: SELECT PP P.Proj_ID, PN P_Name, COUNT (*) FROM Projekt P, Arbeitet_für A WHERE P.Proj_ID=A.Proj_ID GROUP BY P.Proj_ID, P_Name HAVING COUNT(*) >2 22