Kalkülteil. Structured Query Language, SQL. 1. Semantik: erzeuge alle Kombinationen von Tupeln

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1 Structured Query Language, SQL vom American National Standards Institute, ANSI, genormte Datenbanksprache. enthält eine Teilsprache, die eine relationale Anfragesprache ist, Mischung von tupelorientierten Relationenkalkül mit einigen algebraischen Elementen, angereichert durch arithmetische und textverarbeitende Elemente. Kalkülteil 1. Semantik: erzeuge alle Kombinationen von Tupeln µ 1 aus R 1,...,µ k aus R k (wobei die R i nicht notwendig verschieden sein müssen); Syntax: binde Tupelvariable µ 1 an Relationensymbol R 1,..., Tupelvariable µ k an Relationensymbol R k ; 2. Semantik: wähle diejenigen Kombinationen aus, für die eine Formel Φ mit Prädikatenzeichen für Komponentenvergleiche wie = oder gültig ist; Syntax: setze aus Tupelvariablen und passenden Attributen gebildete Attributterme der Form µ.a in aussagenlogische Kombination von Prädikatenzeichen für Vergleiche von Werten ein; 3. Semantik: liefere dann die Komponenten µ i1 (A 1 ),...,µ il (A l ) dieser Kombinationen; Syntax: bilde Liste der diese Komponenten bezeichnenden Attributterme µ i1.a 1,...,µ il.a l

2 Dreischrittverfahren Vereinfachungen Anstatt in der FROM-Klausel algebraisch π {Ri1.A 1,..., R il.a l } (σ Φ (R 1... R k )) In der SQL-Syntax wird Teil 1 durch das Schlüsselwort FROM eingeleitet, durch R i µ i eine Tupelvariable µ i an das Relationensymbol R i zu binden, darf man in der SELECT- und der WHERE-Klausel das Relationensymbol selbst wie eine Tupelvariable benutzen und die entsprechende Bindung R i R i zu R i abkürzen. Teil 2 durch das Schlüsselwort WHERE eingeleitet, Teil 3 vorangestellt und durch das Schlüsselwort SELECT (eigentlich wäre PROJECT angebracht) eingeleitet. entsprechender SQL-Ausdruck hat dann folgendes Aussehen: SELECT DISTINCT µ i1.a 1,...,µ il.a l Anstatt eine Komponente µ(a) durch den entsprechenden vollständigen Attributterm µ.a zu bezeichnen, darf man auch nur das Attribut A verwenden, wenn entsprechend der FROM-Klausel und des Datenbankschemas die fehlende Tupelvariable eindeutig in Form eines Relationensymbols ergänzt werden kann. FROM R 1 µ 1,...,R k µ k WHERE Φ Enthält die Attributtermliste in der SELECT-Klausel alle entsprechend der FROM-Klausel bildbaren Attributterme, so kann sie durch * abgekürzt werden

3 Schema: < PERSON {Name, Geschlecht} > < BEH {Patient, Arzt, ArtPro} > < ELT {Name, Eltern} > Hypergraph: PERSON Geschlecht Anfragewunsch Bestimme für das Kind theresia ihr Geschlecht und ihre Eltern! Ausdruck der Relationenalgebra: σ Name=theresia (PERSON ELT). SQL-Anfrage: FROM PERSON, ELT WHERE PERSON.Name = ELT.Name AND PERSON.Name = 'theresia' ELT Eltern Name Patient Arzt Mensch ArtPro BEH

4 Anfragewunsch: Bestimme alle Ärzte, die weibliche Patienten behandeln! Anfragewunsch: Bestimme die Großeltern des Kindes theresia! Ausdruck der Relationenalgebra: π Arzt (σ Geschlecht = weib (σ Patient = Name (BEH PERSON) ) ). Eine entsprechende SQL-Anfrage: SELECT DISTINCT Arzt FROM BEH, PERSON WHERE BEH.Patient = PERSON.Name AND PERSON.Geschlecht = 'weib' SQL-Anfrage: SELECT GRAD2.Eltern FROM ELT GRAD1, ELT GRAD2 WHERE GRAD1.Eltern = GRAD2.Name AND GRAD1.Name = 'theresia'

5 Kalkülteile von SQL: Attributtermliste Attributterm, einfache SQL- SELECT DISTINCT Attributtermliste * FROM Variablenbindungsliste WHERE Formel Tupelvariable. Attributterm Relationensymbol Attribut Variablenbindungsliste Relationensymbol Tupelvariable,

6 algebraischer Teil von SQL Formel Atomformel NOT Formel AND Formel OR ( Formel ) Formel SQL-Anfrage einfache SQL-Anfrage INTERSECT UNION SQL- Anfrage MINUS Atomformel Term Vergleichsprädikat Term EXISTS einf. SQL-Anfrage Term Attributterm Konstantenzeichen Vergleichsprädikat =

7 Der algebraische Teil erlaubt durch den Kalkülteil gebildete Ergebnisse mengentheoretisch zu verknüpfen. Der arithmetische Teil erlaubt, die vier Grundrechenarten mitsamt den arithmetischen Vergleichsoperationen und in der kommerziellen Datenverarbeitung häufig benötigte Aggregatfunktionen wie Durchschnitt, Summe, Maximum, Minimum, Anzahl innerhalb von SQL zu benutzen. Der textverarbeitende Teil erlaubt, Konstantenzeichen als nichtatomare Zeichenfolgen zu behandeln, die man bezüglich des Vorkommens von Teilworten testen, konkatenieren usw. kann. weitere Sprachmittel: SQL-Anfragen ineinander schachteln, Entfernung von Duplikaten in Ergebnissen unterdrücken, Ergebnisse weiter aufbereiten. Natürlicher Verbund: Seien < R {A 1,..., A k, B 1,..., B l } > und < S {B 1,..., B l, C 1,...,C m } > zwei Relationenschemas. Der natürliche Verbund von R und S wird bezeichnet durch SELECT DISTINCT R.A 1,...,R.A k, R.B 1,...,R.B l, S.C 1,...,S.C m FROM R, S WHERE R.B 1 = S.B 1 AND R.B 2 = S.B 2... A=c-Selektion: AND R.B l = S.B l. Sei < R X > ein Relationenschema mit A X. Die A = c-selektion von R wird bezeichnet durch FROM R WHERE A = 'c'

8 Projektion: A=B-Vergleich: Sei < R X > ein Relationenschema und {A 1,..., A k } X. Sei < R X > ein Relationenschema mit {A, B} X. Die Projektion von R auf {A 1,..., A k } wird bezeichnet durch SELECT DISTINCT A 1,...,A k FROM R. Der A = B-Vergleich von R wird bezeichnet durch FROM R WHERE A = B. Vereinigung: Differenz: Seien < R X > und < S X > vereinigungsverträgliche Relationenschemas. Seien < R X > und < S X > vereinigungsverträgliche Relationenschemas. Die Vereinigung von R und S wird bezeichnet durch FROM R UNION FROM S. Die Differenz von R und S wird bezeichnet durch FROM R MINUS FROM S