Relationale Anfragesprachen

Transkript

1 Relationale Anfragesprachen Structured Query Language: SQL Query by Example: QBE Kapitel 1

2 Übungen Fr 8.0 Uhr Michael Kühn Raum E 11

3 SQL standardisierte - Datendefinitions (DDL)- - Datenmanipulations (DML)- - Anfrage (Query)-Sprache derzeit aktueller Standard ist SQL 99 objektrelationale Erweiterung

4 Studenten Assistenten Matr Nr Pers Nr Semes ter Nam e Fachg ebiet Note hör en prü fen arbei tenfü r Professoren Vorlesunge n les en voraus setzen SWS VorlN r Titel Raum Rang PersN Nachfolger Vorgänger Uni-Schema 1 N 1 1 N N N M M M N

5 5 Rang Raum PersNr 6 7 Kant 17 6 Curie Augustinus 1 5 Popper 1 10 Kopernikus 17 Russel Professoren Semester MatrNr 18 Xenokrates 00 Feuerbach 9555 Theophrastos 910 Carnap Schopenhauer Aristoxenos Fichte Jonas 50 Studenten 17 Die Kritiken 60 1 Glaube und Wissen 50 1 Der Wiener Kreis 559 gelesen Von SWS Titel 17 Grundzüge Bioethik 516 Wissenschaftstheorie 505 Logik 05 Mäeutik 509 Erkenntnistheorie 50 Ethik 501 Vorlesungen Nachfolger Vorgänger voraussetzen MatrNr hören Boss Fachgebiet PerslNr Ideenlehre Platon 00 Gott und Natur Spinoza Keplersche Gesetze Newton Planetenbewegung Rhetikus 005 Sprachtheorie Wittgenstein 00 Syllogistik Aristoteles 00 Assistenten Note PersNr MatrNr prüfen

6 (Einfache) Datendefinition in SQL Datentypen character (n), char (n) character varying (n), varchar (n) numeric (p,s), integer blob oder raw für sehr große binäre Daten clob für sehr große String-Attribute date für Datumsangaben Anlegen von Tabelle create table Professoren (PersNr integer not null, varchar (0) not null, Rang character () ); 6

7 Veränderung am Datenbestand Einfügen von Tupeln insert into Studenten (MatrNr, ) values (811, `Archimedes ); insert into hören select MatrNr, from Studenten, Vorlesungen where Titel= `Logik ; 7

8 MatrNr Studenten Semester Theophrastos Feuerbach Archimedes - Null-Wert 8

9 Einfache SQL-Anfragen Sortierung select PersNr,, Rang from Professoren order by Rang desc, asc; PersNr Curie Kant Russel Augustinus Kopernikus Popper Rang 9

10 Veränderungen am Datenbestand Löschen von Tupeln delete Studenten where Semester > 1; Verändern von Tupeln update Studenten set Semester= Semester + 1; 10

11 Einfache SQL-Anfrage select PersNr, from Professoren where Rang= ; PersNr Russel Curie Kant 11

12 Einfache SQL-Anfragen Sortierung select PersNr,, Rang from Professoren order by Rang desc, asc; PersNr Curie Kant Russel Augustinus Kopernikus Popper Rang 1

13 Duplikateliminierung select distinct Rang from Professoren Rang In der relationalen Algebra werden Duplikate automatisch eliminiert, aufgrund der Mengensemantik In SQL wird dies aus Effizienzgründen standardmäßig nicht gemacht. Auf Wunsch kann die Eliminierung mit distinct erzwungen werden. 1

15 Anfragen über mehrere Relationen Welcher Professor liest "Mäeutik"? select, Titel from Professoren, Vorlesungen where PersNr = gelesenvon and Titel = `Mäeutik ;, Titel( σ PersNr = gelesenvon Titel = ' Mäeutik' (Professoren Vorlesungen)) 15

16 PersNr Anfragen über mehrere Relationen Professoren Rang Russel Raum Titel Grundzüge Ethik Vorlesungen SWS gelesen Von Kant Mäeutik 60 Die Kritiken 17 Verknüpfung Χ 16

17 Die Kritiken Ethik Grundzüge Mäeutik Ethik Grundzüge Titel SWS gelesen Von Raum Kant 17 Rang PersN r Russel Russel 15 SWS gelesen Von Rang Titel Raum PersN r Mäeutik Mäeutik Titel Auswahl Projektion

18 Kanonische Übersetzung in die relationale Algebra Allgemein hat eine (ungeschachtelte) SQL-Anfrage die Form: Übersetzung in die relationale Algebra: Π A1,..., An (σ P (R 1 x... x R k )) Π A1,..., An select A 1,..., A n σ P from R 1,..., R k where P; x x R k x R R 1 R 18

19 Anfragen über mehrere Relationen Welche Studenten hören welche Vorlesungen? select, Titel from Studenten, hören, Vorlesungen where Studenten.MatrNr = hören.matrnr and hören. = Vorlesungen.; Alternativ: select s., v.titel from Studenten s, hören h, Vorlesungen v where s. MatrNr = h. MatrNr and h. = v. 19

20 Query Plan Execution select, Titel - 1 from Studenten, hören, Vorlesungen -,5,6 where Studenten.MatrNr = hören.matrnr and - hören. = Vorlesungen.; - RETURN (1) HSJOIN () HSJOIN () TBSCAN (6) TBSCAN () TBSCAN (5) Table: STUDENTEN Table: HÖREN Table: VORLESUNGEN 0

22 Mengenoperationen und geschachtelte Anfragen Mengenoperationen union, intersect, minus ( select from Assistenten ) union ( select from Professoren);

23 Existenzquantor exists select p. from Professoren p where not exists ( select * from Vorlesungen v where v.gelesenvon = p.persnr );

24 Existenzquantor exists select p. from Professoren p where not exists ( select * from Vorlesungen v where v.gelesenvon = p.persnr ); Korrelation

25 Mengenvergleich select from Professoren where PersNr not in ( select gelesenvon Unkorrelierte Unteranfrage: meist effizienter, wird nur einmal ausgewertet from Vorlesungen ); 5

26 Der Vergleich mit "all" Kein vollwertiger Allquantor! select from Studenten where Semester >= all ( select Semester from Studenten); 6

27 Aggregatfunktion und Gruppierung Aggregatfunktionen avg, max, min, count, sum select avg (Semester) from Studenten; select gelesenvon, sum (SWS) from Vorlesungen group by gelesenvon; select gelesenvon,, sum (SWS) from Vorlesungen, Professoren where gelesenvon = PersNr and Rang = group by gelesenvon, having avg (SWS) >= ; 7

29 Besonderheiten bei Aggregatoperationen SQL erzeugt pro Gruppe ein Ergebnistupel Deshalb müssen alle in der select-klausel aufgeführten Attribute - außer den aggregierten auch in der group by-klausel aufgeführt werden Nur so kann SQL sicherstellen, dass sich das Attribut nicht innerhalb der Gruppe ändert 9

30 Ausführen einer Anfrage mit group by select gelesenvon,, sum (SWS) from Vorlesungen, Professoren where gelesenvon = PersNr and Rang = group by gelesenvon, having avg (SWS) >= ; Vorlesung x Professoren Vorl Nr Titel SWS gelesen Von PersNr Rang Raum Grundzüge Ethik Die Kritiken Kant 7 where-bedingung 0

31 select gelesenvon,, sum (SWS) from Vorlesungen, Professoren where gelesenvon = PersNr and Rang = group by gelesenvon, having avg (SWS) >= ; Titel Grundzüge Ethik Erkenntnistheori e Mäeutik Logik Wissenschaftsthe orie Bioethik Die Kritiken SWS gelesen Von PersNr Kant Russel Russel Russel Kant Rang Raum Gruppierung 1

32 having-bedingung Raum Russel Erkenntnistheorie 50 Russel Wissenschaftstheo. 505 Russel Bioethik 516 Logik 05 Ethik 501 Mäeutik 509 Kant Die Kritiken 60 Rang SWS Grundzüge Titel PersNr gelesenvon Kant Raum Rang PersNr gelesenvon SWS Titel VorlN r 7 7 Kant Kant Grundzüge Die Kritiken Ethik Mäeutik Logik Aggregation (sum) und Projektion

33 select gelesenvon,, sum (SWS) from Vorlesungen, Professoren where gelesenvon = PersNr and Rang = group by gelesenvon, having avg (SWS) >= ; gelesenvon 17 Kant sum (SWS) 10 8

34 Geschachtelte Anfrage (Forts.) Unteranfrage in der where-klausel Welche Prüfungen sind besser als durchschnittlich verlaufen? select * from prüfen where Note < ( select avg (Note) from prüfen );

35 Geschachtelte Anfrage (Forts.) Unteranfrage in der select-klausel Für jedes Ergebnistupel wird die Unteranfrage ausgeführt Man beachte, dass die Unteranfrage korreliert ist (greift auf Attribute der umschließenden Anfrage zu) select PersNr,, ( select sum (SWS) as Lehrbelastung from Vorlesungen where gelesenvon=persnr ) from Professoren; 5

37 Unkorrelierte versus korrelierte Unteranfragen korrelierte Formulierung select s.* from Studenten s where exists (select p.* from Professoren where p.gebdatum > s.gebdatum); 7

38 Äquivalente unkorrelierte Formulierung select s.* from Studenten s where s.gebdatum < (select max (p.gebdatum) from Professoren p); Vorteil: Unteranfrageergebnis kann materialisiert werden Unteranfrage braucht nur einmal ausgewertet zu werden 8

39 Entschachtelung korrelierter Unteranfragen -- Forts. select a.* from Assistenten a where exists ( select p.* from Professoren p where a.boss = p.persnr and p.gebdatum>a.gebdatum); Entschachtelung durch Join select a.* from Assistenten a, Professoren p where a.boss=p.persnr and p.gebdatum > a.gebdatum; 9