Michael Wagner SQL/XML:2006. Evaluierung der Standardkonformität ausgewählter Datenbanksysteme. Diplomica Verlag
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1 Michael Wagner SQL/XML:2006 Evaluierung der Standardkonformität ausgewählter Datenbanksysteme Diplomica Verlag
2 Michael Wagner SQL/XML: Evaluierung der Standardkonformität ausgewählter Datenbanksysteme ISBN: Herstellung: Diplomica Verlag GmbH, Hamburg, 2010 Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtes. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk 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. Die Informationen in diesem Werk wurden mit Sorgfalt erarbeitet. Dennoch können Fehler nicht vollständig ausgeschlossen werden und der Verlag, die Autoren oder Übersetzer übernehmen keine juristische Verantwortung oder irgendeine Haftung für evtl. verbliebene fehlerhafte Angaben und deren Folgen. Diplomica Verlag GmbH Hamburg 2010
3 Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung Motivation Fragestellung und Ziel Aufbau und Gliederung SQL/XML-Standard Basisdatentyp XML Abbildung zwischen SQL und XML Abbildung von SQL nach XML Abbildung von XML nach SQL SQL/XML-Funktionen Kategorisierung Allgemeine Ausdrücke XMLELEMENT XMLCONCAT XMLFOREST XMLAGG XMLSERIALIZE XMLPARSE XMLQUERY XMLTABLE XMLCOMMENT XMLPI CAST und XMLCAST XMLDOCUMENT XMLTEXT XMLVALIDATE XMLITERATE INSERT, UPDATE, DELETE und MERGE Künftige Entwicklung...36
4 3. Kriterienkatalog Evaluierung ausgewählter Datenbanksysteme Auswahl der Datenbanksysteme Oracle Datenbankserver 11g Release MS SQL Server 2008 Enterprise Edition Sun MySQL Vergleichende Beurteilung Zusammenfassung und Ausblick 52 Literaturverzeichnis 54 Anhang A 59 A.1 Syntax in Oracle 11g Release A.2 Syntax in Microsoft SQL Server A.3 Syntax in MySQL Anhang B 70 B.1 Beispielvorlage B.2 Beispiel in Oracle 11g Release B.3 Beispiel in Microsoft SQL Server B.4 Beispiel in MySQL ii
5 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Integrierte Verwendung von XML und SQL...4 Abbildung 2: Hierarchie des Datentyps XML in SQL/XML: Abbildung 3: Marktanteile von Datenbanksystemen Abbildung 4: Tabellenschema der Beispielvorlage...70 iii
6 Tabellenverzeichnis Tabelle 1: XML Namespace Prefixes und deren URIs... 9 Tabelle 2: Abbildung von SQL-Bezeichnern nach XML-Namen Tabelle 3: Abbildung von SQL-Datentypen nach XML-Schema-Typen Tabelle 4: Abbildung von SQL-Werten nach XML-Werten Tabelle 5: Kategorisierung von SQL/XML-Funktionen Tabelle 6: Kriterienkatalog SQL/XML-Funktionalität Tabelle 7: SQL/XML-Standardkonformität Oracle 11g Release Tabelle 8: SQL/XML-Standardkonformität Microsoft SQL Server Tabelle 9: SQL/XML-Standardkonformität MySQL Tabelle 10: Vergleichende Beurteilung der SQL/XML-Standardkonformität iv
7 1. Einleitung 1.1. Motivation Da die Nutzung des Internets zum Zweck des E-Commerce im B2B- aber auch im B2C-Bereich stetig ansteigt, ist im Zuge dessen auch die Bedeutung des elektronischen Datenaustauschs enorm gewachsen. Es werden Informationen ausgetauscht, die auf Inhalten aus Datenbanken basieren. Die extensible Markup Language (XML) ist ein Dokumentenformat, das aufgrund seines flexiblen und selbstbeschreibenden Charakters die Grundlage für den Datenaustausch über das Internet bildet. (vgl. [Lau05, S. 125]) Neben dem Einsatz von XML zum Austausch relationaler Daten eignet sich XML auch zur Präsentation von relationalen Daten im Web. Historisch bedingt sind große Datenbestände in relationalen Datenbanken gespeichert und eine große Anzahl an Anwendungen greift auf diese Daten zu. (vgl. [Hoh03, S. 52]) Diese Tatsache erfordert im zunehmenden Ausmaß Techniken, die XML und SQL miteinander verbinden (vgl. [Lau05, S. 125]). XML hat sich in kurzer Zeit als Dokumentenformat für den Datenaustausch über das World Wide Web (WWW) entwickelt (vgl. [Tür03, S. 427]) und ist ein wichtiges Dokumentenformat im Web-Kontext (vgl. [Sch03, S. 106]). Dennoch wird laut [Mül04, S. 2] auch in Zukunft der SQL-basierte Datenbankzugriff bestehen und dominierend bleiben. Der Autor nennt folgende drei Argumente, die diese Aussage untermauern: SQL ist eine weit verbreitete, etablierte, mächtige, herstellerunabhängige, normierte Datenbanksprache, [Mül04, S. 2] SQL wird von den Datenbankmanagementsystemen zahlreicher Hersteller unterstützt. Entsprechende Systeme werden [ ] stetig weiterentwickelt und kontinuierlich bezüglich Performance und Funktionalität verbessert. [Mül04, S. 2] Die heutige Datenbanklandschaft wird deutlich von (objekt-)relationalen Datenbanksystemen dominiert. [Mül04, S. 2] 1
8 In Folge dessen haben sich führende Datenbankhersteller wie Oracle und IBM früh dazu entschlossen, ihre Datenbanksysteme (DBS) um XML-Funktionalitäten zu erweitern (vgl. [Tür03, S. 427]). Da die Integration dieser Funktionalität ohne Abstimmung zwischen den Herstellern stattgefunden hat, existieren mehrere unterschiedliche Implementierungen zwischen den Systemen (vgl. [Sch03, S. 192]). Das SQL-Normierungsgremium hat daher ebenfalls auf die rasante Verbreitung von XML reagiert und den SQL-Standard um den Part 14 SQL/XML erweitert (vgl. [Tür03, S. 427]). Laut [Nor08, S. 50] war die Veröffentlichung der Schlussentwürfe (Final Draft International Standard FDIS) für den SQL:2008-Standard im ersten Quartal 2008 vorgesehen. Die Realität zeigte aber, dass der Standard tatsächlich erst Mitte Juli 2008 veröffentlicht wurde (vgl. [ISO08b]). Dieses Buch basiert auf dem Schlussentwurf ISO/IEC-14:2006. Dieser Teil 14 des Standards wurde noch im Jahr 2006 veröffentlicht, da dieser aufgrund der wirtschaftlichen Bedeutung vom Normierungsgremium bevorzugt behandelt wurde (vgl. [Nor08, S. 50]). Ein FDIS ist an alle ISO-Mitglieder übermittelt, um das formale Einverständnis innerhalb von zwei Monaten abzugeben, und unterliegt in dieser Phase keinen Änderungswünschen mehr, wobei diese aber für spätere Versionen festgehalten werden (vgl. [ISO08c]) Fragestellung und Ziel Dieses Buch verfolgt das Ziel, Grundkenntnisse der im SQL/XML:2006-Standard spezifizierten SQL/XML-Funktionen zu vermitteln und die Unterstützung durch ausgewählte relationale DBS zu evaluieren. Bei den ausgewählten XMLunterstützenden DBS handelt es sich um die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Buches aktuellen Versionen der Hersteller Oracle, Microsoft und Sun. Der SQL/XML-Standard wird dazu in diesem Buch näher beschrieben und die Unterstützung der standardisierten SQL/XML-Funktionalität wird anhand eines Kriterienkatalogs an den ausgewählten DBS untersucht. Dieser Kriterienkatalog soll sich am SQL/XML:2006-Standard orientieren und zur Wiederverwendung auf beliebige XML-unterstützende relationale DBS ausgearbeitet werden. Die 2
9 Erkenntnisse der Untersuchung werden abschließend dokumentiert und ausgewertet Aufbau und Gliederung In Kapitel 1 - Einleitung erfolgt eine Einführung in das Thema SQL/XML. Das Kapitel 2 SQL/XML-Standard erläutert die SQL/XML-Funktionalitäten laut dem aktuellen SQL/XML-Standard und gibt einen Ausblick auf künftige Erweiterungen der Spezifikation. Kapitel 3 Kriterienkatalog umfasst nach der Ausarbeitung der theoretischen Grundlagen den Kriterienkatalog, der an jedes XML-unterstützende relationale DBS angewendet werden kann. Abschließend wird in Kapitel 4 - Evaluierung ausgewählter Datenbanksysteme anhand des ausgearbeiteten Kriterienkatalogs die Unterstützung der SQL/XML- Funktionalität untersucht und die Erkenntnisse der Untersuchung dargestellt und bewertet. 3
10 2. SQL/XML-Standard Der SQL/XML-Standard spezifiziert die Speicherung von XML-Dokumenten bzw. von Sequenzen von XML-Elementen in der Datenbank. Dafür stehen der Basisdatentyp XML und eine Reihe von SQL/XML-Funktionen zur Generierung von XML-Dokumenten zur Verfügung. Zusätzlich wird die Abbildung zwischen SQL und XML definiert (vgl. [Tür03, S. 427]). Abbildung 1 zeigt die Integration von SQL und XML laut [Tür08, S. 2]. Abbildung 1: Integrierte Verwendung von XML und SQL [Tür08, S. 2] Auch [Lau05, S. 163] beschäftigt sich damit, wie Inhalte aus Datenbanken im XML-Format extrahiert, Inhalte von XML-Dokumenten in Datenbanken gespeichert und Anfragen über XML-Dokumenten in SQL-Anfragen abgebildet werden können. Die theoretischen Grundlagen, um diese Fragen beantworten zu können, sollen in diesem Kapitel aufgearbeitet werden. 4
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