Moderne Datenbankkonzepte

Transkript

1 Verteilte Datenbanken Moderne Datenbankkonzepte Wünschenswert, aber extrem aufwändig ( Zweiphasen Commit) Objektrelationale Datenbanken Kompromiss zwischen relational und rein objektorientiert seit 1999 normiert in SQL3 (SQL99) seit Oracle V8.0 implementiert Kapitel 11 1

2 Objektorientierte Datenbanken Definition (objektorientierte Datenbanken) Eine Datenbank heißt objektorientiert, wenn sie grundlegende objektorientierte Konzepte wie Objekte, Klassen, Methoden, Kapselung und Vererbung enthält. Warum objektorientierte Datenbanken? Komplexe Datenstrukturen können direkt in die Datenbank übernommen werden Objektorientierte Ansätze wie Kapselung oder Vererbung können eingesetzt werden Ziel: Direkte Abbildung der Realität in die Datenbank mit überschaubarem und leicht modifizierbarem Code Kapitel 11 2

3 Nachteile relationaler Datenbanken Nachteile Flache Struktur Keine Rekursion Auswirkung Komplexe Objekte werden flachgeklopft ; ihr Aufbau ist aus dem Design nicht mehr direkt ersichtlich Der Aufbau komplexer Objekte kann nur schwer nachvollzogen werden (Stücklistenproblem) Vielzahl von Relationen Häufige Joins auf zusammengehörige Relationen verlängern die Laufzeit Kapitel 11 3

4 Objekte am Beispiel: Aufbau eines Fahrrads Fahrrad Lackierter Rahmen Sattel Gruppe Deore Räder Lenker Pedale Geschweißter Rahmen Felgen Bereifung Schlauch Rohre Tretlager Gabel Kapitel 11 4

5 Objektrelationale Datenbanken Ansatz: Erweiterung relationaler Datenbanken durch Hinzufügen von objektorientierten Strukturen und Methoden Basis: NF 2 -Relationen (NF 2 = NFNF = Non-First-Normal-Form) Definition (NF 2 -Relationen) Eine Relation ist in der n-ten NF 2 -Form (n>1), falls sie in der n-ten Normalform ist, wobei aber die Bedingung der ersten Normalform (Atomarität der Attribute) nicht erfüllt sein muss. Kapitel 11 5

6 SQL3 (SQL99) Es wird unterstützt: NF 2 -Relationen Anwendungssprache, um Rekursion, Konstruktor, Methoden und Datenkapselung zu unterstützen Klassenobjekte (mit private, public, protected Elemente) Templates (parametrisierte Typen) Neue Operatoren wie Recursive Union (für Stücklistenproblem) Neue Datentypen CREATE TYPE CREATE TABLE erweitert IF-, WHILE-, FOR- Kontrollstrukturen Kapitel 11 6

7 Objektrelationale Erweiterungen in Oracle ab V8.0 Wirtssprache ist PL/SQL, was etwas von der SQL3-Norm abweicht. Objektorientierte Strukturen in Oracle: Objekt Objekt-Sichten Variable Felder Eingebettete Relationen (nested table) Kapitel 11 7

8 Create-Type-Befehl (1) CREATE [ OR REPLACE ] TYPE Typname AS OBJECT ( Spalte Datentyp [, ], [ MEMBER { Prozedurname Funktionsname } [, ] ] ) CREATE [ OR REPLACE ] TYPE BODY Typname AS MEMBER { Prozedurdeklaration Funktionsdeklaration } ; [, ] END Beispiel: CREATE OR REPLACE TYPE TAdresse AS OBJECT ( Strasse CHARACTER ( 30 ), PLZ CHARACTER ( 5 ), Ort CHARACTER ( 20 ) ) ; Kapitel 11 8

9 Verwendung des neuen Datentyps CREATE TABLE LieferantNeu ( Nr INTEGER PRIMARY KEY, Name CHARACTER ( 30 ) NOT NULL, Adresse TAdresse, Sperre CHARACTER ) ; Vorteil: In allen drei Relationen Lieferant, Kunde, Personal werden die gleichen Datentypen verwendet! Aber: Wie werden die Daten von Lieferant übertragen? Wie wird auf die Relation LieferantNeu zugegriffen? Kapitel 11 9

10 Zugriff auf Relation LieferantNeu Einfügen aus Relation Lieferant: INSERT INTO LieferantNeu SELECT Nr, Name, TAdresse(Strasse, PLZ, Ort), Sperre FROM Lieferant ; Lesezugriffe: SELECT * FROM LieferantNeu ; SELECT Name, L.Adresse.Ort FROM LieferantNeu L; Kapitel 11 10

11 Objekt-Sichten Beispiel Lieferant: Vorteilhaft: Sicht statt neue Relation CREATE VIEW SLieferant ( Nr, Name, Adresse, Sperre ) AS SELECT L.Nr, L.Name, TAdresse (L.Strasse, L.PLZ, L.Ort), L.Sperre FROM Lieferant L; Zugriffe: SELECT * FROM SLieferant ; SELECT Name, L.Adresse.Ort FROM SLieferant L; Kapitel 11 11

12 Variable Felder CREATE TYPE Typname AS { VARRAY VARRYING ARRAY } ( Anzahl ) OF Datentyp Beispiel: Nicht atomare Relation Verkäufer-Produkt (max. 20 Produkte) CREATE TYPE TProdukt AS VARRAY ( 20 ) OF CHARACTER ( 30 ) ; CREATE TABLE VerkaeuferProdukt ( Verk_Nr CHARACTER ( 4) PRIMARY KEY, Verk_Name CHARACTER (20) NOT NULL, Adresse TAdresse, Produkt TProdukt, Umsatz NUMERIC (10, 2) ) ; Kapitel 11 12

13 Einfügen einer neuen Zeile: Zugriff auf variable Felder INSERT INTO VerkaeuferProdukt VALUES ( 'V1', 'Meier', TAdresse ('Postfach ', '80075', 'München'), TProdukt ('Waschmaschine', 'Herd', 'Kühlschrank'), ) ; Lesezugriff: Select Verk_Name, Adresse, Produkt From VerkaeuferProdukt ; Lesen von einzelnen Produktelementen nur mit Programmierung: z.b.: in Produkt.Count ist die Anzahl der Elemente gespeichert Kapitel 11 13

14 Eingebettete Relationen Syntax: CREATE TYPE Typname AS TABLE OF Datentyp Beispiel: Einbettung der Relation Auftragsposten in die Relation Auftrag AuftrNr Datum Kundnr Persnr , , , , , , , , , , Kapitel 11 14

15 Realisierung der Einbettung CREATE OR REPLACE TYPE TEinzelposten AS OBJECT ( Teilenr INTEGER, Anzahl INTEGER, Gesamtpreis NUMERIC(10,2) ) ; CREATE TYPE ET_Einzelposten AS TABLE OF TEinzelposten ; CREATE TABLE AuftragNeu ( AuftrNr INTEGER PRIMARY KEY, Datum DATE, Einzelposten ET_Einzelposten, Kundnr INTEGER REFERENCES Kunde ON DELETE NO ACTION ON UPDATE CASCADE, Persnr INTEGER REFERENCES Personal ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE ) NESTED TABLE Einzelposten STORE AS ET_Einzelposten_TAB ; Kapitel 11 15

16 Zugriff auf eingebettete Relationen Einfügen: INSERT INTO AuftragNeu VALUES ( 2, '06-Sep-98', ET_Einzelposten ( TEinzelposten (100002, 3, 1950), TEinzelposten (200001, 1, 400) ), 3, 5 ) ; Lesezugriffe: SELECT * FROM AuftragNeu ; SELECT Einzelposten FROM AuftragNeu WHERE AuftrNr = 2 ; Einzelposten(Teilenr, Anzahl, Gesamtpreis) ET_Einzelposten(TEinzelposten(100002, 3, 1950), TEinzelposten(200001, 1, 400), TEinzelposten(500013, 2, 60)) Kapitel 11 16

17 Komplexere Ausgaben Funktion THE ( ) : Wandelt eingebettete Relation in Ausgaberelation um. Beispiel: Ausgabe der Einzelposten als normale Relation: SELECT * FROM THE ( SELECT Einzelposten FROM AuftragNeu WHERE AuftrNr = 2 ) ; Teilenr Anzahl Gesamtpreis Kapitel 11 17

18 Komplexe Ausgabe (2) Aufgabe: Ausgabe des Gesamtvolumens des Auftrags 2 SELECT Sum ( T. Gesamtpreis ) FROM THE ( SELECT Einzelposten FROM AuftragNeu WHERE AuftrNr = 2 ) T ; Kapitel 11 18

19 Einfügen in eingebettete Relation Einfügen eines weiteren Auftragsposten zum Auftrag 2 INSERT INTO THE (SELECT Einzelposten FROM AuftragNeu WHERE AuftrNr = 2 ) VALUES ( TEinzelposten ( , 2, 60 ) ) ; Kapitel 11 19

20 Ausgabe von Daten mehrerer eingebetteter Relationen Ziel: Ausgabe aller Einzelpositionen zu allen Aufträgen mit einem Gesamtwert von über 600 Euro Benötigt: Funktion Multiset: Fast eingebettete Relationen zusammen Cast-Operator: Umwandeln in geeigneten Datentyp SELECT A1.AuftrNr, CAST (MULTISET (SELECT * FROM THE (SELECT Einzelposten FROM AuftragNeu A2 WHERE A2.AuftrNr = A1.AuftrNr ) T WHERE T.Gesamtpreis > 600 ) AS ET_Einzelposten) FROM AuftragNeu A1; Kapitel 11 20

21 Weitere objektorientierte Datenbankansätze PostgreSQL: PostgreSQL ist eine Erweiterung relationaler Datenbanken. PostgreSQL unterstützt weitgehend den SQL-3 Standard. PostgreSQL baut auf der Datenbank Ingres auf und wurde an der Universität von Berkeley entwickelt und hat auch die Datenbank Ingres selbst beeinflusst. PostgreSQL ist frei verfügbar. Kapitel 11 21