ORACLE9i: Objekt-Relationale Datenbanken

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1 ORACLE9i: Objekt-Relationale Datenbanken Günter Preuner und Werner Obermair, 1999 Thomas Thalhammer, Institut für Wirtschaftsinformatik Seite 1

2 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 2 Inhalt (1) Motivation (2) Objekttypen (3) Objekttabellen und Referenzen (4) Methoden (5) Programmbereich vs. Datenbereich (6) Kollektionen (7) Inverse Referenzen (8) Packages (9) Vererbung

3 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 3 relationales Datenmodell: Motivation relational / objektorientiert / objektrelational alle Informationen über Entitäten und Beziehungen in Tabellen einfache Datentypen (1. Normalform) Definition von Struktur in Tabellen, Definition von Verhalten in separaten Prozeduren, Packages objektorientiertes Datenmodell: alle Information in Objekten komplexe Datenstrukturen gemeinsame Definition von Struktur und Verhalten Vererbung, Polymorphismus, Dynamische Bindung objektrelationales Datenmodell: Speicherung von Information in Tabellen mit komplexen Datentypen Definition von Struktur und Verhalten in Typen mit Vererbung Rückwärtskompatibilität mit Relationenmodell

4 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 4 Motivation Beispiel: Relationale Umsetzung UML Diagramm konventionelle relationale Umsetzung Thema themaid bezeichnung /anzaussagen umfasst {idabhängig} Aussage nr text wert * CREATE TABLE Themen ( themaid CHAR(5) PRIMARY KEY, bezeichnung VARCHAR(30) NOT NULL); CREATE TABLE Aussagen ( themaid CHAR(5) NOT NULL REFERENCES Themen(themaId) ON DELETE CASCADE, nr NUMBER(2) NOT NULL, text VARCHAR(256) NOT NULL, wert CHAR(1) NOT NULL CHECK (wert IN ( w, f )), PRIMARY KEY (themaid, nr)); {wert IN ('w','f')}

5 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 5 Motivation Beispiel: Objektorientierte Umsetzung UML Diagramm oo Umsetzung (unidirektional) oo Umsetzung (bidirektional) Thema themaid bezeichnung /anzaussagen umfasst * {idabhängig} Aussage nr text wert {wert IN ('w','f')} CLASS Thema ( themaid String, bezeichnung String); CLASS Aussage ( thema Thema, nr Integer, text String, wert Char); natürlich kann die Beziehung auch in die andere Richtung gespeichert werden! CLASS Thema ( themaid String, bezeichnung String, aussagen {Aussage}); CLASS Aussage ( thema Thema, nr Integer, text String, wert Char);

6 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 6 Objektrelationales Datenmodell Übersicht Objekttypen: Definition von Typen mit Struktur (Attribute) und Verhalten (Methoden) Subtyp/Supertyp-Beziehungen Objekttabellen: Tabellen, mit Instanzen von Objekttypen (Objekten) als Zeilen; im Gegensatz zu relationalen Tabellen mit Tupeln als Zeilen Verschachtelte Kollektionen: Verschachtelte Tabellen (nested tables): Definition von Tabellen-Typen benötigt für Tabellen in Tabellen (nicht 1. NF) variable Arrays: Definition von eindimensionalen Feldern; werden benötigt für begrenzte Tabellen innerhalb von Tabellen

7 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 7 Objekttypen Definition Definition von Struktur und Verhalten: mindestens ein Attribut Methoden (Prozeduren und Funktionen) sind optional Vererbung, Polymorphismus, Dynamische Bindung Definition mittels Type Specification und Type Body: Type Specification: Attribute und Schnittstelle von Methoden Type Body: Implementierung aller Methoden derzeit sind alle Attribute und Methoden öffentlich (es gibt keine privaten Attribute und Methoden)

8 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 8 Objekttypen Definition von Attributen Definition von Attributen: manche Datentypen sind nicht zulässig: BOOLEAN, RECORD, %TYPE, %ROWTYPE etc. keine Definition von Typen innerhalb von Typen keine Constraints und Default Werte Beispiel: CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT ( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30));

9 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 9 Objekttypen Verwendung von Objekttypen in PL/SQL-Variablen: DECLARE t TY_Thema; /* kein Anlegen eines Themas: t IS NULL */ in anderen Objekttypen: Objekttyp als Bestandteil eines anderen Typs in relationalen Tabellen: Objekt ist in Tupel eingebettet, gehört exklusiv zu diesem Tupel in Objekttabellen: Objekttyp beschreibt eigenständiges Objekt, das von außen referenziert werden kann

10 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 10 Objekttypen Verwendung in anderen Objekttypen ein Objekttyp kann als Typ von Attributen bei der Definition eines anderen Objekttypen verwendet werden Beispiel: CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT ( nr NUMBER, text VARCHAR(256), wert CHAR(1), thema TY_Thema); mögliche Instanz von Typ TY_Aussage nr: 1 text: In UML kann... wert: w thema.themaid: Konz bezeichnung: Konzept. Entwurf

11 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 11 Objekttypen Verwendung in relationalen Tabellen ein Objekttyp kann als Spaltentyp bei der Definition einer relationalen Tabelle verwendet werden Beispiel: CREATE TABLE Aussagen( nr NUMBER, text VARCHAR(256), wert CHAR(1), thema TY_Thema); nr text wert thema.themaid thema.bezeichnung 1 In UML kann... w Konz Konzept. Entwurf 3 Jede Klasse... f Log Logischer Entwurf 5 Ein Cluster... f Phys Phys. Entwurf

12 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 12 Objekttypen Verwendung in Objekttabellen Eine Objekttable ist eine Tabelle mit Instanzen von Objekttypen als Zeilen. Jede Zeile wird durch einen Object Identifier (OID) eindeutig identifiziert. Beispiel: CREATE TABLE Themen OF TY_Thema; OID themaid bezeichnung 0EB9883 Konz Konzeptueller Entwurf 0CT2382 Log Logischer Entwurf 1ER0431 Phys Physischer Entwurf unsichtbare Spalte

13 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 13 Objekttabellen und Referenzen Übersicht bisher: Objekte wurden - als eine Spalte eines anderen Typs oder einer Tabelle definiert - eingebettet, also exklusiv einem übergeordneten Objekt zugeteilt - Beispiel (von vorhin): CREATE TABLE Aussagen( nr NUMBER, text VARCHAR(256), wert CHAR(1), thema TY_Thema); Anforderungen: Object sharing: kein exklusives Einbetten, sondern Verweise auf Objekte Object sharing ist sinnvoll, wenn referenziertes Objekt unabhängig existieren kann oder mehrere Objekte auf ein bestimmtes Objekt verweisen: - mehrere Aussagen können zu einem Thema gehören - ein Thema existiert auch, wenn es dazu keine Aussage gibt

14 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 14 Objekttabellen und Referenzen Beispiel (1) UML Diagramm Umsetzung mit Objekttabellen und Referenzen Thema themaid bezeichnung /anzaussagen umfasst {idabhängig} Aussage nr text wert * {wert IN ('w','f')} CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30)); CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT( nr NUMBER(2), text VARCHAR(256), wert CHAR(1), thema REF TY_Thema); CREATE TABLE Themen OF TY_Thema; CREATE TABLE Aussagen OF TY_Aussage;

15 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 15 Objekttabellen und Referenzen Beispiel (2) UML Diagramm Umsetzung mit Objekttabellen und Referenzen Thema themaid bezeichnung /anzaussagen OID themaid bezeichnung 0EB9883 Konz Konzeptueller Entwurf 0CT2382 Log Logischer Entwurf 1ER0431 Phys Physischer Entwurf umfasst {idabhängig} Aussage nr text wert * {wert IN ('w','f')} OID nr text wert thema 3GH In UML kann... w 0EB9883 2HI Die Vererbung... f 0EB9883 4RT Jede Relation... w 0CT2382 2BM Der B*-Baum... f 1ER0431 5PX Jeder Index... f 1ER0431

16 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 16 Objekttabellen und Referenzen Integritätsbedingungen Integritätsbedingungen können nicht zu Objekttypen, sondern nur zu Tabellen definiert werden wichtige Integritätsbedingungen Primary Key: Jedes Objekt wird durch seinen OID eindeutig identifiziert. Dieser OID hat jedoch nur interne Bedeutung. Dient nicht der externen Identifikation eines Objektes durch einen Benutzer. Wertebereichseinschränkungen: UNIQUE, NOT NULL, CHECK Referentielle Integrität: Dangling References (Objekt verweist auf ein Objekt, das nicht mehr existiert) werden dadurch vermieden.

17 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 17 Objekttabellen und Referenzen Integritätsbedingungen, Beispiel UML Diagramm Umsetzung mit Objekttabellen, Referenzen und Integritätsbedingungen Thema themaid bezeichnung /anzaussagen umfasst {idabhängig} Aussage nr text wert * {wert IN ('w','f')} CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT (...); CREATE TABLE Themen OF TY_Thema ( themaid PRIMARY KEY, bezeichnung UNIQUE NOT NULL); CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT (...); CREATE TABLE Aussagen OF TY_Aussage ( nr NOT NULL, text NOT NULL, wert NOT NULL CHECK (wert IN ( w, f )), thema NOT NULL REFERENCES Themen);

18 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 18 Objekttabellen und Referenzen Zugriff über Referenzen Query: Selektion aller Aussagen zum Themenbereich Entwurf : SELECT a.nr, a.text, a.wert FROM Aussagen a WHERE a.thema.bezeichnung LIKE %Entwurf% Vergabe eines Aliases für die Tabelle ist erforderlich! Navigation entlang einer Referenz durch Punktnotation! Kein Join notwendig! Vergleich: Query im klassischen relationalen Modell: SELECT a.nr, a.text, a.wert FROM Aussagen a, Themen t WHERE a.themaid = t.themaid AND t.bezeichnung LIKE %Entwurf% Join über Fremdschlüsselattribut notwendig!

19 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 19 Objekttabellen und Referenzen Einfügen von Referenzen INSERT: Hinzufügen einer Aussage zum existierenden Thema Konz : INSERT INTO Aussagen VALUES ( TY_Aussage(1, In UML kann..., w, (SELECT REF(t) FROM Themen t WHERE t.themaid = Konz ))); Vergleich: Hinzufügen im klassischen relationalen Modell: INSERT INTO Aussagen VALUES ( 1, In UML kann..., w, Konz );

20 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 20 Methoden Konstruktormethode existiert automatisch (kein explizites Definieren nötig) trägt denselben Namen wie Typ erwartet einen Parameter pro definiertem Attribut (kann NULL sein) kann vom Programmierer nicht um applikationsspezifischen Code erweitert werden muss immer explizit aufgerufen werden: in PL/SQL: DECLARE t TY_Thema:= TY_Thema( Konz, Konzept. Entwurf ) in interactive SQL: INSERT INTO Themen VALUES (TY_Thema( Konz, Konzept. Entwurf ));

21 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 21 Konstruktormethode Benutzerspezifizierte Konstruktoren kann zusätzlich zum Default-Konstruktor definiert werden (mit anderer Parameterliste) Beispiel: CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT (... CONSTRUCTOR FUNCTION TY_Aussage(text VARCHAR, wert CHAR) RETURN SELF AS RESULT... CREATE OR REPLACE TYPE BODY TY_Aussage... CONSTRUCTOR FUNCTION TY_Aussage(text VARCHAR, wert CHAR) RETURN SELF AS RESULT AS BEGIN SELF.nr := generatenewid(); -- generiert eine neue Nummer SELF.text := text; SELF.wert := wert; END;

22 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 22 Methoden Definition Definition von Methoden: Schlüsselwort MEMBER Namen dürfen nicht gleich sein mit Namen von Attributen Parameter IN, OUT, oder IN OUT (Default: IN) impliziter Parameter SELF, referenziert das Objekt, über das die Methode aufgerufen wird, Verwendung optional Overloading möglich (gleicher Methodenname, verschiedene Parameterlisten) Konstruktor-Methode existiert immer, Name gleich wie Objekttyp MAP und ORDER-Methoden für Vergleiche

23 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 23 Methoden Beispiel CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT ( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30), MEMBER FUNCTION anzaussagen RETURN NUMBER, PRAGMA RESTRICT_REFERENCES(anzAussagen, WNDS, RNPS, WNPS)); CREATE OR REPLACE TYPE BODY TY_Thema AS /* Definition der Methoden */ MEMBER FUNCTION anzaussagen RETURN NUMBER IS anzahl NUMBER; BEGIN SELECT COUNT(*) INTO anzahl FROM Aussagen a WHERE a.thema.themaid = SELF.themaId; RETURN anzahl; END; END;

24 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 24 Methoden Reinheitsgrade Ein Reinheitsgrad gibt an, welche Datenstrukturen eine Methode liest oder ändert. Reinheitsgrad WNDS RNDS WNPS RNPS Bedeutung Writes No Database State Reads No Database State Writes No Package State Reads No Package State Beschreibung Die Methode führt keine Änderungen an Datenbanktabellen durch (mittels INSERT-, UPDATE- oder DELETE-Anweisungen). Die Methode liest keine Datenbanktabellen (mittels SELECT- Anweisungen). Die Methode führt keine Änderungen an Paketvariablen durch (d.h., Paketvariablen kommen weder auf der linken Seite einer Zuweisung noch in einer FETCH-Anweisung vor). Die Methode liest keine Werte aus Paketvariablen aus (d.h., Paketvariablen kommen weder auf der rechten Seite einer Zuweisung noch als Bestandteil eines prozeduralen oder SQL-Ausdrucks vor). Paket: Modul von zusammengehörigen Prozeduren, Funktionen, Cursors, Typen und Variablen Ein Reinheitsgrad wird mit der Compiler-Anweisung PRAGMA RESTRICT_REFERENCES in der Typ- oder Paketspezifikation festgelegt.

25 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 25 Methoden Aufruf in SELECT-Statements Eine Methode kann in einem SELECT-Statement aufgerufen werden, wenn sie bestimmte Eigenschaften erfüllt: Die Methode besitzt den Reinheitsgrad WNDS (um parallel ausgeführt werden zu können, muß sie auch die Reinheitsgrade RNPS und WNPS besitzen). Die Methode darf nur über IN, nicht aber über IN OUT oder OUT Parameter verfügen. Als Parametertypen und als Typ des Rückgabewertes dürfen nur Datenbanktypen verwendet werden (nicht PL/SQL-Typen wie BOOLEAN oder RECORD). Beispiel: SELECT t.themaid, t.anzaussagen() FROM Themen t;

26 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 26 Methoden MAP- und ORDER-Methoden Motivation: Objekte haben keine implizite Ordnung, eine Reihenfolge ist aber manchmal erwünscht (z.b. ORDER BY-Klausel in SQL-Abfrage) MAP-Methode: parameterlose Funktion, die einen Wert zurückliefert, Sortierung von Objekten erfolgt auf Grund der von diesen Objekten zurückgelieferten Werte; zulässige Datentypen: DATE, NUMBER, VARCHAR2, CHAR,... ORDER-Methode: vergleicht Objekt, über das die Methode aufgerufen wird, mit einem anderen Objekt o desselben Typs, das als Parameter übergeben wird; Funktion liefert -1 (SELF ist kleiner als o), 0 (SELF ist gleich o), 1 (SELF ist größer als o) ORDER MEMBER FUNCTION vergleich(t TY_Thema) RETURN INTEGER IS BEGIN IF (t.anzaussagen() = self.anzaussagen()) THEN RETURN 0; ELSIF (t.anzaussagen() > self.anzaussagen()) THEN RETURN -1 ELSE RETURN 1; END IF; END;

27 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 27 Programmbereich/Datenbereich Motivation Die Ausführung von PL/SQL (und damit auch von Objektmethoden) erfolgt im Programmbereich (nicht im Datenbereich) von Oracle. Im Programmbereich existieren nur Kopien (mit Ausnahme der REFs) der Objekte des Datenbereiches. -> Explizite Synchronisation mit dem Datenbereich erforderlich. Alternative Lösungsmöglichkeiten Verwendung von SQL-Statements (INSERT, UPDATE, DELETE) Verwendung der Prozeduren des Pakets UTL_REF

28 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 28 Programmbereich/Datenbereich Beispiel - Verwendung von SQL-Statements CREATE OR REPLACE TYPE BODY TY_Thema AS MEMBER PROCEDURE aktualisiere (themaidneu CHAR, bezneu VARCHAR) IS BEGIN UPDATE Themen SET themaid = themaidneu, bezeichnung = bezneu WHERE themaid = SELF.themaId; SELF.themaId := themaidneu; SELF.bezeichnung := bezneu; END; /* PROCEDURE */ END; /* TYPE BODY */ -> Artfremd aus Sicht der objekt-orientierten Programmierung

29 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 29 Programmbereich/Datenbereich Verwendung von UTL_REF Das Paket UTL_REF bietet u.a. folgende Prozeduren für die Schnittstelle Programmbereich/Datenbereich: SELECT_OBJECT ( reference IN REF <typename>, object IN OUT <typename> ) entspricht dem SQL-Statement: SELECT VALUE(t) INTO object FROM object_table t WHERE REF(t) = reference; UPDATE_OBJECT ( reference IN REF <typename>, object IN <typename> ) entspricht dem SQL-Statement UPDATE object_table t SET VALUE(t) = object WHERE REF(t) = reference DELETE_OBJECT ( reference IN REF <typename> ) entspricht dem SQL-Statement DELETE FROM object_table t WHERE REF(t) = reference;

30 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 30 Programmbereich/Datenbereich Beispiel - Verwendung von UTL_REF MEMBER PROCEDURE aktualisiere (themaidneu CHAR, bezneu VARCHAR) IS BEGIN SELF.themaId := themaidneu; SELF.bezeichnung := bezneu; END; /* PROCEDURE */ Der Aufrufer der Methode aktualisiere hat dafür zu sorgen, daß das Thema- Objekt in den Datenbereich übertragen wird. DECLARE themar REF TY_Thema; thema TY_Thema; BEGIN SELECT REF(t) INTO themar FROM Themen t WHERE t.themaid = WA ; UTL_REF.SELECT_OBJECT(themaR, thema); thema.aktualisiere( RC, Recovery ); UTL_REF.UPDATE_OBJECT(themaR, thema); END;

31 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 31 Programmbereich/Datenbereich Einschränkungen von PL/SQL Die Funktionen REF(), DEREF(), und VALUE() können in PL/SQL nicht verwendet werden. Navigation über REF-Attribute ist in PL/SQL nicht möglich! Abhilfe: Verwendung der Prozedur UTL_REF.SELECT_OBJECT Beispiel (Navigation Aussage -> REF Thema, in Methode von TY_Aussage): DECLARE meinthema TY_Thema; BEGIN... UTL_REF.SELECT_OBJECT(SELF.thema, meinthema); meinthema.aktualisiere(...);... END;

32 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 32 Kollektionen Arten und Eigenschaften generelle Eigenschaften: Menge von Objekten desselben Typs keine mehrfach geschachtelten Strukturen zulässig verschachtelte Tabellen ( nested tables ): Tabellen innerhalb von anderen Tabellen physische Speicherung nicht eingebettet in andere Tabelle sondern in separater Tabelle keine maximale Größe variable Arrays: Felder mit begrenzter Zahl von Elementen geordnete Menge: Zugriff über numerischen Index physisch eingebettet in übergeordnete Tabelle

33 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 33 Kollektionen Typdefinition verschachtelte Tabelle: CREATE TYPE type_name AS TABLE OF element_type; variable Arrays: CREATE TYPE type_name AS VARRAY (size_limit) OF element_type; Beispiele: CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS TABLE OF REF TY_Aussage; CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS VARRAY (10) OF REF TY_Aussage;

34 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 34 Verschachtelte Tabellen Beispiel (1) UML Diagramm Thema themaid bezeichnung /anzaussagen umfasst {idabhängig} Aussage nr text wert * {wert IN ('w','f')} Umsetzung mit verschachtelter Tabelle (Thema referenziert Aussagen) CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT( nr NUMBER(2), text VARCHAR(256), wert CHAR(1)); CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS TABLE OF REF TY_Aussage; CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT ( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30), aussagen TY_Aussagen); CREATE TABLE Aussagen OF TY_Aussage; CREATE TABLE Themen OF TY_Thema NESTED TABLE aussagen STORE AS ThemaAussagen;

35 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 35 Verschachtelte Tabellen Beispiel (2) OID themaid bezeichnung 0EB9883 Konz Konzeptueller Entwurf 0CT2382 Log Logischer Entwurf 1ER0431 Phys Physischer Entwurf Themen ThemaAussagen REF 3GH9345 2HI2856 4RT0902 2BM9822 5PX7704 Aussagen OID nr text wert 3GH In UML kann... w 2HI Die Vererbung... f 4RT Jede Relation... w 2BM Der B*-Baum... f 5PX Jeder Index... f

36 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 36 Verschachtelte Tabellen Constraints Constraints für verschachtelte Tabellen durch separates ALTER TABLE-Statement Constraints können sein: UNIQUE, SCOPE etc. (FOREIGN KEY nicht möglich) Beispiel: CREATE TABLE Themen OF TY_Thema NESTED TABLE aussagen STORE AS ThemaAussagen; ALTER TABLE ThemaAussagen ADD (SCOPE FOR (column_value) IS Aussagen); Hinweise: COLUMN_VALUE ist implizierter Attributname der (einzigen) Spalte von ThemaAussagen SCOPE schränkt Werte für COLUMN_VALUE auf OIDs von Aussagen ein, prüft allerdings bei Lösch-/Update-Operationen nicht die referenzielle Integrität

37 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 37 Verschachtelte Tabellen Einfügen, Beispiel INSERT INTO Themen VALUES (TY_Thema( Konz, Konzeptueller Entwurf,TY_Aussagen())); INSERT INTO Aussagen VALUES(TY_Aussage(1, In UML kann..., w )); INSERT INTO Aussagen VALUES(TY_Aussage(2, Die Vererbung..., f ));... Hinzufügen von bestehenden Aussagen zu einem bestehenden Thema durch unnesting der Verschachtelten Tabelle mittels Operator TABLE: INSERT INTO TABLE(SELECT t.aussagen FROM Themen t WHERE t.themaid = Konz ) (SELECT REF(a) FROM Aussagen a);

38 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 38 Verschachtelte Tabellen Abfragen, Beispiel Auch bei Abfragen über eine verschachtelte Tabelle muß ein unnesting erfolgen. Dazu wird der TABLE-Operator in der FROM-Klausel einer Abfrage verwendet: Problem: Direkte Abfrage von Attributen einer verschachtelten Tabelle funktioniert nur, wenn versch. Tabelle direkt eingebettete Objekte enthält (keine REFs)! SELECT a.nr FROM Themen t, TABLE(t.aussagen) a WHERE t.themaid= Konz ; CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS TABLE OF TY_Aussage; Mögliche Abhilfe bei verschachtelten REF-Tabellen: Auswahl ganzer verschachtelter Objekte und spätere Weiterverarbeitung (Navigation über Nested Table REFS funktioniert nicht)! SELECT DEREF(VALUE(a)) FROM Themen t, TABLE(t.aussagen) a WHERE t.themaid= Konz ; Ergebnis CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS TABLE OF REF TY_Aussage; DEREF(VALUE(A))(NR, TEXT, WERT) VALUE: Liefert den Wert eines Tabellen-Alias DEREF: Dereferenziert eine Referenz TY_AUSSAGE(1, In UML kann..., w )

39 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 39 Kollektionen Unterschiede verschachtelte Tabellen - variable Arrays Größe: beliebig bei verschachtelten Tabellen, begrenzt bei variablen Arrays Löschen einzelner Elemente: erlaubt bei verschachtelten Tabellen, nicht möglich bei variablen Arrays (nur NULL-Setzen zulässig) Positionen, an denen Element gelöscht wurde, werden als gelöscht markiert Dichte Speicherung: zu Beginn sind sowohl verschachtelte Tabellen als auch variable Arrays dicht (d.h., es gibt keine Lücken ); nach Löschoperationen können in verschachtelten Tabellen Lücken entstehen

40 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 40 Kollektionen Standard-Methoden Aufruf in PL/SQL durch collection_variable.method_name[(parameters)] Name Erklärung EXISTS(n) Existiert n-tes Element in der Kollektion? COUNT Anzahl der Elemente in der Kollektion LIMIT Obergrenze von Elementen in variablen Arrays FIRST/LAST Index des ersten bzw. letzten Elementes PRIOR(n)/NEXT(n) Index vor/nach dem Element mit Index n (NULL, falls nicht vorhanden) EXTEND[(n)] Anfügen von n NULL-Elementen an Kollektion (bei variablen Arrays darf LIMIT nicht überschritten werden (n ist optional - Default für n ist 1)) TRIM[(n)] Entfernen von n Elementen vom Ende der Kollektion DELETE[(n)] DELETE(n,m) Löschen des Elements n (bzw. der Elemente n bis m); nur in verschachtelten Tabellen möglich, Element wird als gelöscht markiert

41 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 41 Kollektionen Standard-Methoden, Beispiel CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT ( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30), aussagen TY_Aussagen, MEMBER FUNCTION anzaussagen RETURN NUMBER, PRAGMA RESTRICT_REFERENCES(anzAussagen, RNDS, WNDS, RNPS, WNPS)); CREATE OR REPLACE TYPE BODY TY_Thema AS /* Definition der Methoden */ MEMBER FUNCTION anzaussagen RETURN NUMBER IS BEGIN RETURN aussagen.count(); END; END;

42 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 42 Inverse Referenzen Beispiel (1) UML Diagramm Umsetzung mit inversen Referenzen CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage; Vorwärtsdeklaration Thema themaid bezeichnung /anzaussagen umfasst {idabhängig} Aussage nr text wert * {wert IN ('w','f')} CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS TABLE OF REF TY_Aussage; CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT ( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30), aussagen TY_Aussagen); CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT ( nr NUMBER(2), text VARCHAR(256), wert CHAR(1), thema REF TY_Thema); CREATE TABLE Aussagen OF TY_Aussage; CREATE TABLE Themen OF TY_Thema NESTED TABLE aussagen STORE AS ThemaAussagen;

43 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 43 Inverse Referenzen Beispiel (2) Hinzufügen von zwei Aussagen zum bestehenden Thema mit der themaid Konz : INSERT INTO Aussagen VALUES (TY_Aussage(1, In UML kann..., w, (SELECT REF(t) FROM Themen t WHERE t.themaid= Konz ))); INSERT INTO Aussagen VALUES (TY_Aussage(2, Die Vererbung..., f, (SELECT REF(t) FROM Themen t WHERE t.themaid= Konz ))); INSERT INTO TABLE (SELECT t.aussagen FROM Themen t WHERE t.themaid = Konz ) (SELECT REF(a) FROM Aussagen a WHERE a.thema.themaid= Konz );

44 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 44 Inverse Referenzen Inkonsistenzen Problem: Werden Referenzen in beide Richtungen verwaltet, so sind beim Hinzufügen eines neuen Datensatzes zwei Schritte erforderlich. Wird nur ein Schritt ausgeführt, so befindet sich die Datenbank in einem inkonsistenten Zustand. Ziel: Generelle Vermeidung inkonsistenter Zustände. Vorschlag: Für DML-Operationen werden eigene Prozeduren/Funktionen eingeführt, die verhindern, daß es zu Inkonsistenzen kommt. Außerhalb der Datenbank werden keine INSERT-, UPDATE-, oder DELETE-Operationen verwendet, sondern nurmehr die Prozeduren/Funktionen, die diese Operationen kapseln. (Denkbar wären auch Methoden, solche können aber über JDBC nicht aufgerufen werden!) Konsequenz: Von außerhalb der Datenbank, z.b. von einer JDBC-Applikation, werden nur mehr SELECT-Statements und die vordefinierte Prozeduren oder Funktionen ausgeführt.

45 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 45 Packages Verwendung, Beispiel (1) Ein Package erlaubt, zusammengehörige Variablen, Funktionen, Prozeduren, Typen, Cursors und Exceptions in einem Modul zusammenzufassen. CREATE OR REPLACE PACKAGE Test AS PROCEDURE fuegethemaein(parthemaid IN CHAR, parbezeichnung IN VARCHAR); e_themabereitsvorhanden EXCEPTION; PROCEDURE loeschethema(parthemaid IN CHAR); e_themanichtvorhanden EXCEPTION; PROCEDURE fuegeaussageein(parthemaid IN CHAR, parnr IN NUMBER, partext IN VARCHAR, parwert IN CHAR); e_aussagebereitsvorhanden EXCEPTION; PROCEDURE loescheaussage(parthemaid IN CHAR, parnr IN NUMBER); e_aussagenichtvorhanden EXCEPTION; END Test;

46 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 46 Packages Verwendung, Beispiel (2) CREATE OR REPLACE PACKAGE BODY Test AS... PROCEDURE fuegeaussageein(parthemaid IN CHAR, parnr IN NUMBER, partext IN VARCHAR, parwert IN CHAR) IS neueaussage TY_Aussage; neueaussageref REF TY_Aussage; themaref REF TY_Thema; BEGIN SELECT REF(t) INTO themaref FROM Themen t WHERE t.themaid=parthemaid; neueaussage := TY_Aussage(parNr,parText,parWert,themaRef); INSERT INTO Aussagen a VALUES(neueAussage) RETURNING REF(a) INTO neueaussageref; INSERT INTO TABLE(SELECT t.aussagen FROM Themen t WHERE t.themaid=parthemaid) VALUES(neueAussageRef); END fuegeaussageein;... END Test; mögliche Verwendung: CALL Test.fuegeAussageEin( Konz,1, In UML kann..., w );

47 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 47 Objektrelationales Schema vollständiges Beispiel CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage; / CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussagen AS TABLE OF REF TY_Aussage; / CREATE OR REPLACE TYPE TY_Thema AS OBJECT ( themaid CHAR(5), bezeichnung VARCHAR(30), aussagen TY_Aussagen, MEMBER FUNCTION anzaussagen RETURN NUMBER, PRAGMA RESTRICT_REFERENCES (anzaussagen, RNDS, WNDS, RNPS, WNPS)); / CREATE OR REPLACE TYPE TY_Aussage AS OBJECT ( nr NUMBER(2), text VARCHAR(256), wert CHAR(1), thema REF TY_Thema); / CREATE TABLE Themen OF TY_Thema ( themaid PRIMARY KEY, bezeichnung NOT NULL) NESTED TABLE aussagen STORE AS ThemaAussagen; CREATE TABLE Aussagen OF TY_Aussage ( nr NOT NULL, text NOT NULL, CHECK(wert IN ( w, f )), thema REFERENCES Themen ON DELETE CASCADE); CREATE OR REPLACE TYPE BODY TY_Thema AS MEMBER FUNCTION anzaussagen RETURN NUMBER IS BEGIN RETURN aussagen.count(); END; END;

48 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 48 Vererbung Motivation Bisher (relational/obj-rel ohne Vererbung): Vererbung wurde simuliert indem die Subtyp/Supertyp-Beziehung durch explizite Verweise realisiert wurde. Polymorphismus, Überschreiben von Methoden und Dynamische Bindung konnten nicht angewendet werden. Jetzt: Vermeidung von Redundanzen durch Herausfaktorisieren gemeinsamer Struktur- und Verhaltensinformationen (Generalisierung) bzw. durch Einführen von spezieller Erweiterungen (Spezialisierung) Polymorphismus, Überschreiben von Methoden und Dynamische Bindung können angewendet werden UNDER-Klausel bei Typdeklaration OVERRIDING-Klausel bei Methodensignatur

49 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 49 Vererbung Modifiers FINAL / NOT FINAL: Vererbung kann gezielt verboten bzw. erlaubt werden bei Typ- und Methodendeklaration spezifizieren Defaults: FINAL Typen, NOT FINAL Methoden INSTANTIABLE / NOT INSTANTIABLE: Zur Definition von abstrakten Typen und Methoden bei Typ- und Methodendeklaration spezifizieren Defaults: INSTANTIABLE Typen und Methoden

50 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 50 Vererbung Beispiel UML Diagramm Person name adresse geb_dat Umsetzung mit Vererbung CREATE OR REPLACE TYPE TY_Person AS OBJECT ( name VARCHAR(40), adresse VARCHAR(100), geb_dat DATE, MEMBER PROCEDURE druckeadresse ) NOT FINAL; Student matrikelnr stud_adresse CREATE OR REPLACE TYPE TY_Student UNDER TY_Person ( matrikelnr CHAR(7), stud_adresse VARCHAR(100), OVERRIDING MEMBER PROCEDURE druckeadresse ); CREATE TABLE Personen OF TY_Person (...); /* kann Instanzen von Person und Student aufnehmen */

51 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 51 Vererbung Konstruktoren Der Konstruktor eines Subtyps erweitert den Konstruktor des Suptertyps. Die Attribute des Supertyps werden zuerst angeführt. UML Diagramm Person name adresse geb_dat INSERT INTO Personen VALUES ( TY_Person( Huber Franz, Hauptstraße 20, 4040 Linz, 15-May-1970 )); Student matrikelnr stud_adresse INSERT INTO Personen VALUES ( TY_Student( Meier Kurt, Wiesenweg 4, 6020 Innsbruck, 03-Nov-1980, , Blumengasse 4, 4040 Linz ));

52 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 52 Vererbung Polymorphismus und Queries Um in einer Objekttabelle auf Attribute von Subtypen zugreifen zu können, stellt Oracle die Funktion TREAT (... AS type) zur Verfügung (nur im SELECT- Teil einer SQL-Query erlaubt): Beispiel: SELECT TREAT(VALUE(p) AS TY_Student).matrnr FROM personen p; liefert die Matrikelnummer vom Meier Kurt und NULL für Huber Franz Um in einer SQL-Query den Typ eines Objektes zu ermitteln stellt Oracle das Prädikat IS OF (type) zur Verfügung. Beispiel: SELECT TREAT(VALUE(p) AS TY_Student).matrnr FROM personen p WHERE VALUE(p) IS OF (TY_Student); Dieses Query wird nur für Objekte des Typs TY_Student ausgewertet

53 Objektrelationale Datenbanken mit Oracle9i Seite 53 Vererbung Spezifika/Einschränkungen Oberster Typ einer Hierarchie muss zumindest ein Attribut definieren Leere Typen (keine Attribute, keine Methoden) sind nicht erlaubt PL/SQL stellt nur das Schlüsselwort SELF, nicht aber SUPER zur Verfügung Spezialisierung von Methoden nur durch vollständiges überschreiben möglich Keine SUPER-Aufrufe (d.h. Ausführen der Implementierung einer Methode beim Basistyp) möglich