Vorlesung Datenbankmanagementsysteme

Transkript

1 Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle (auf Basis von Oracle) Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-1

2 Themen der Vorlesung Grundlagen Architekturen Modellierung Relationale Datenbanken Relationaler DB-Entwurf SQL zur Datendefinition Sichten, Zugriffskontrolle, Trigger SQL zur Datenabfrage/- manipulation SQL zur Datenanalyse Programmiersprachenanbindung Transaktionsverwaltung Nicht-relationale Inhalte Phys. Datenbankdesign und Zugriffsstrukturen Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-2

3 Wiederholung Gliederung der Vorlesung - OLAP, OLTP, Aggregatfunktionen, Group by, Window-Konstrukt Trigger Sichten Zugriffschutz Zusammenfassung Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-3

4 Wiederholung Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-4

5 Ergebnis (Würfel) Produkt Summe Haushalt Elektro Kosmetik Summe Zeitraum Sachsen- Anhalt Thüringen Summe Region Kennzahl Umsatz Quelle: Saake/Sattler Vorlesung Data-Warehouse-Technologien Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-5

6 Ergebnis (Bericht) Umsatz Kosmetik Elektro Haushalt SUMME 1998 Sachsen-Anhalt Thüringen SUMME Sachsen-Anhalt Thüringen SUMME SUMME Quelle: Saake/Sattler Vorlesung Data-Warehouse-Technologien Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-6

7 Begriffe OLAP (Online Analytical Processing) - explorative, interaktive Analyse auf Basis des konzeptuellen Datenmodells Klassische operative Informationssysteme Online Transactional Processing (OLTP) - Erfassung und Verwaltung von Daten - Verarbeitung unter Verantwortung der jeweiligen Abteilung - Transaktionale Verarbeitung: kurze Lese-/ Schreibzugriffe auf wenige Datensätze Data Warehouse - Analyse im Mittelpunkt - lange Lesetransaktionen auf vielen Datensätzen - Integration, Konsolidierung und Aggregation der Daten Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-7

8 Syntax Group By select... from... [where...] [group by attributliste ] [having bedingung ] Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie # Anfragen mit SQL

9 Beispiel Aggregatfunktion sum Aggregatfuktionen: Beispiel Gesamtwert aller Alben: select sum(preis) from Album erzeugt folgende Ergebnistabelle: Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie # Anfragen mit SQL

10 Beispiel Gruppierungsselektion mit having mit der having-klausel werden Gruppen ausgewählt Vorsicht: having nicht gleich where!!!! Quelle: K. Schneider Vorlesung Datatenbankmanagementsysteme Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-10

11 Das Window-Konstrukt Wie Group by: Skalare Werte pro Gruppe berechnen Aber: jede (group by eine) Zeile im Ergebnis ausgeben Quelle: K. Schneider Vorlesung Datatenbankmanagementsysteme Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-11

12 Das Window-Konstrukt Mehrere Gruppierungen in einem SFW-Block Quelle: K. Schneider Vorlesung Datatenbankmanagementsysteme Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-12

13 Trigger Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-13

14 Trigger Trigger: Anweisung/Prozedur, die bei Eintreten eines bestimmten Ereignisses automatisch vom DBMS ausgeführt wird Anwendung: - Erzwingen von Integritätsbedingungen ( Implementierung von Integritätsregeln) - Auditing von DB-Aktionen - Propagierung von DB-Änderungen Definition: create trigger on <Operation> : <Anweisungen> Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-14

15 Beispiel für Trigger Realisierung eines berechneten Attributs durch zwei Trigger: - Einfügen von neuen Aufträgen create trigger Auftragszählung+ on insertion of Auftrag A: update Kunde set AnzAufträge = AnzAufträge + 1 where KName = new A.KName - analog für Löschen von Aufträgen: create trigger Auftragszählungof Auftrag A: update - 1 Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-15

16 Trigger Entwurf und Implementierung Spezifikation von 1. Ereignis und Bedingung für Aktivierung des Triggers 2. Aktion(en) zur Ausführung Syntax in SQL:2003 festgelegt verfügbar in den meisten kommerziellen Systemen (aber mit anderer Syntax) Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-16

17 SQL:2003 Trigger Syntax SQL:2003-Trigger Syntax: create trigger <Name> after before <Ereignis> on <Relation> [ when <Bedingung> ] begin atomic <SQL-Anweisungen> end Ereignis: insert update [ of <Liste von Attributen> ] delete Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-17

18 Trigger Syntax II for each row bzw. for each statement: Aktivierung des Triggers für jede Einzeländerungen einer mengenwertigen Änderung oder nur einmal für die gesamte Änderung before bzw. after: Aktivierung vor oder nach der Änderung referencing new as bzw. referencing old as: Binden einer Tupelvariable an die neu eingefügten bzw. gerade gelöschten ( alten ) Tupel einer Relation Tupel der Differenzrelationen Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-18

19 Beispiel-Trigger I Kein Kundenkonto darf unter 0 absinken create trigger bad_account after update of Kto on KUNDE referencing new as INSERTED when (exists (select * from INSERTED where Kto < 0) ) begin atomic rollback; end ähnlicher Trigger für insert Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-19

20 Beispiel-Trigger II Kunden müssen gelöscht werden, wenn sie keine Waren mehr bestellt haben create trigger bad_customer after delete on BESTELLUNG referencing old as O for each row when (not exists (select * from BESTELLUNG B where B.KNr = O.KNr)) begin atomic delete from KUNDE where KNr = O.KNr; end Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-20

21 Trigger in ORACLE I Implementierung in PL/SQL Notation create or replace trigger <triggername> before/after insert or update or delete on <tablename> REFERENCING NEW AS <newrow> OLD AS <oldrow> for each row/for each statement when (<Bedingung>) DECLARE variablen deklaration BEGIN if (INSERTING/UPDATING/DELETING) then... end if; END <triggername>; Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-21

22 Trigger in Oracle II Anweisungsebene (statement level trigger): Trigger wird ausgelöst vor bzw. nach der DML-Anweisung Tupelebene (row level trigger): Trigger wird vor bzw. nach jeder einzelnen Modifikation ausgelöst (one tuple at a time) - Prädikat zur Einschränkung (when) - Zugriff auf altes (:old.col) bzw. neues (:new.col) Tupel - für delete: nur (:old.col) - für insert: nur (:new.col) - in when-klausel nur (new.col) bzw. (old.col) Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-22

23 Trigger in ORACLE III Transaktionsabbruch durch raise_application_error(code, message) Unterscheidung der Art der DML-Anweisung if deleting then... end if; if updating then... end if; if inserting then... end if; Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-23

24 Trigger in ORACLE Beispiel I Beispiel Kein Kundenkonto darf unter 0 absinken create or replace trigger bad_account after insert or update of Kto on KUNDE for each row when (:new.kto < 0) begin raise_application_error(-20221, Nicht unter 0 ); end; Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-24

25 Trigger in ORACLE Beispiel II CREATE OR REPLACE TRIGGER MEINTRIGGER BEFORE INSERT OR UPDATE ON MEINETABELLE REFERENCING NEW AS NEW OLD AS OLD FOR EACH ROW BEGIN IF (INSERTING) THEN SELECT SYSDATE INTO :NEW.CHG_DATE FROM DUAL; SELECT SYSDATE INTO :NEW.CRE_DATE FROM DUAL; ELSIF (UPDATING) THEN SELECT SYSDATE INTO :NEW.CHG_DATE FROM DUAL; END IF; END; / Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-25

26 Sichten Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-26

27 Sichten = Externes Schema Externes Schema 1... Externes Schema n Anfragebearbeitung Konzeptuelles Schema Internes Schema Datendarstellung Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-27

28 Sichten: Konzept virtuelle Relationen (bzw. virtuelle Datenbankobjekte in anderen Datenmodellen) (englisch view ) abgeleitete Sicht auf eine Datenbank virtuelle oder berechnete Datenbank Sichten sind externe DB-Schemata folgend der 3-Ebenen- Schemaarchitektur Sichtdefinition benötigt Relationenschema (implizit oder explizit) Berechnungsvorschrift für virtuelle Relation, etwa SQL-Anfrage Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-28

29 Zugriffschutz durch Sichten Beispielrelation: Prüf(Studienfach, Fach, Student, Prüfer, Datum, Note) Relevante Sichten: Fakultät sieht nur die Daten der Studenten Prüfungsamt sieht alle Daten Studenten dürfen ihre eigenen Daten sehen (aber nicht ändern) Stipendienkommission darf Durchschnittsnoten der Studenten sehen Dekan darf statistische Daten des letzten Jahrgangs sehen Sekretariate dürfen Prüfungsdaten ihrer Professoren einsehen Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-29

30 Sichten: Vorteile Vereinfachung von Anfragen für den Benutzer der Datenbank, etwa indem oft benötigte Teilanfragen als Sicht realisiert werden Möglichkeit der Strukturierung der Datenbankbeschreibung Datenbankbeschreibung, zugeschnitten auf Benutzerklassen logische Datenunabhängigkeit ermöglicht Stabilität der Schnittstelle für Anwendungen gegenüber Änderungen der Datenbankstruktur (entsprechend in umgekehrter Richtung) Beschränkung von Zugriffen auf eine Datenbank Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-30

31 Sichten: Nachteile automatische Anfragetransformation Durchführung von Änderungen auf Sichten Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-31

32 Sichten: Definition durch SQL create view <Sichtname> [Schemadeklaration] as <SQL-Anfrage> [with check option] Sichtname: Name der virtuellen Relation Schemadeklaration (optional): Festlegung von Namen für berechnete Spalten SQL-Anfrage: Vorschrift zur Berechnung der Spalten Weitere optionaler Teil: Festlegung, ob Änderungen auch den nicht sichtbaren Teil der Datenbank beeinflussen können Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-32

33 Sichten Beispiele alle Alben aus Genre Rock : create view RockAlben as select Titel, Name, Jahr from Album, Musiker where Album.MNr = Musiker.MNr and Genre = Rock create view NeueMusiker as select Name, Land from Musiker where MNr in (select MNr from Album where Jahr = (select max(jahr) from Album)) Musiker mit Alben aus dem aktuellen Jahr Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-33

34 Sichten: Probleme Durchführung von Änderungen auf Sichten Allgemeine Schwierigkeiten unabhängig von verwendeter Sprache Änderungen auf beliebigen berechneten Datenbankobjekten (Sichten) nicht immer auf vernünftige Änderungen der Basisdatenbank umsetzbar Durch Verlust von Informationen bei einschränkenden Sichten (Selektion-, Projektion-Sichten) Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-34

35 Sichten: Beispiel Problemfälle Beispielszenario im Relationenmodell MGA(Mitarbeiter, Gehalt, Abteilung) AL(Abteilung, Leiter) MGA speichert Daten über Zugehörigkeit von Mitarbeitern zu Abteilungen und deren jeweiliges Gehalt AL gibt für jede Abteilung den Abteilungsleiter an Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-35

36 Projektionssicht MA := π Mitarbeiter,Abteilung (MGA) In SQL mit create view-anweisung: create view MA as select Mitarbeiter, Abteilung from MAG Änderungsanweisung für die Sicht MA: insert into MA values ( Zuse, Info ) Korrespondierende Anweisung auf der Basisrelation MGA: insert into MGA values ( Zuse, null, Info ) Problem der Konsistenzerhaltung, falls Gehalt als not null deklariert! Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-36

37 Selektionssicht MG := σ Gehalt>20 (π Mitarbeiter,Gehalt (MGA)) create view MG as select Mitarbeiter, Gehalt from MGA where Gehalt > 20 Tupelmigration: Ein Tupel MGA( Zuse, 15, Info ) wird aus der Sicht herausbewegt update MG set Gehalt = 15 where Mitarbeiter = Zuse Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-37

38 Kontrolle Tupelmigration create view MG as select Mitarbeiter, Gehalt from MGA where Gehalt > 20 with check option with check option prüft die Einhaltung der where- Klausel beim Einfügen und Ändern Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-38

39 Verbundsichten I MGAL := MAG AL create view MGAL as select Mitarbeiter, Gehalt, MGA.Abteilung, Leiter from MGA, AL where MGA.Abteilung = AL.Abteilung Änderungsoperationen in der Regel nicht eindeutig übersetzbar insert into MGAL values ( Turing, 30, Info, Zuse ) Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-39

40 Verbundsichten II Transformation der Änderung zu und insert into MGA values ( Turing, 30, Info ) 1. Einfügen in AL insert into AL values ( Info, Zuse ) 2. oder alternativ: Änderung in AL update AL set Abteilung = Info where Leiter = Zuse Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-40

41 Aggregierungssichten create view AS (Abteilung, SummeGehalt) as select Abteilung, sum(gehalt) from MAG group by Abteilung Folgende Änderung ist nicht eindeutig umsetzbar: update AS set SummeGehalt = SummeGehalt where Abteilung = Info Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-41

42 Probleme bei Aggregierungssichten I create view DS (Abteilung, GehaltsSumme) as select Abteilung, sum(gehalt) from MAG group by Abteilung Anfrage: Abteilungen mit hohen Gehaltsausgaben select Abteilung from DS where GehaltsSumme > 500 Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-42

43 Probleme bei Aggregierungssichten II Nach syntaktischer Transformation: select Abteilung from MGA where sum(gehalt) > 500 group by Abteilung keine syntaktische korrekte SQL-Anfrage korrekt wäre: select Abteilung from MGA group by Abteilung having sum(gehalt) > 500 Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-43

44 Probleme mit Aggregierungssichten III Anfrage select avg (GehaltsSumme) from DS müsste wie folgt transformiert werden: select avg(sum (Gehalt)) from MGA group by Abteilung aber: geschachtelte Aggregatfunktionen sind in SQL nicht erlaubt! Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-44

45 Zusammenfassung der Sichten-Probleme Verletzung der Schemadefinition Vermeidung von Integritätsverletzungen (z.b. durch Einfügen von Nullwerten bei Projektionssichten) Datenschutz Seiteneffekte auf nicht-sichtbaren Teil der Datenbank vermeiden (z.b. Tupelmigration bei Selektionssichten) Auswahlproblem nicht immer eindeutige Transformation Aggregierungssichten keine sinnvolle Transformation möglich Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-45

46 Einschränkungen für Änderungsoperatione auf Sichten änderbar nur Selektions- und Projektionssichten (Verbund und Mengenoperationen nicht erlaubt) 1:1-Zuordnung von Sichttupeln zu Basistupeln: kein distinct in Projektionssichten Arithmetik und Aggregatfunktionen im select-teil sind verboten genau eine Referenz auf einen Relationsnamen im from-teil erlaubt (auch kein Selbstverbund) keine Unteranfragen mit Selbstbezug im where-teil erlaubt (Relationsname im obersten SFW-Block nicht in from-teilen von Unteranfragen verwenden) group by und having verboten Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-46

47 Rechtevergabe Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-47

48 Rechtevergabe zur Zugriffskontrolle Data Control Language DCL Rechtevergabe in Datenbanksystemen Zugriffsrechte (AutorisierungsID, DB-Ausschnitt, Operation) AutorisierungsID: interne Kennung eines Datenbankbenutzers DB-Ausschnitt: Relationen und Sichten Operation: Lesens, Einfügen, Ändern, Löschen Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-48

49 Rechtevergabe in SQL grant <Rechte> on <Tabelle> to <BenutzerListe> [with grant option] In <Rechte>-Liste: all bzw. Langform all privileges oder Liste aus select, insert, update, delete Hinter on: Relationen- oder Sichtname Hinter to: Autorisierungsidentifikatoren (auch public, group) spezielles Recht: Recht auf die Weitergabe von Rechten (with grant option) Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie # Rechtevergabe zur Zugriffskontrolle

50 Authorisierung für public create view MeineAufträge as select * from AUFTRAG where KName = user; grant select, insert on MeineAufträge to public; Jeder Benutzer kann seine Aufträge sehen und neue Aufträge einfügen (aber nicht löschen!). Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-50

51 Zurücknahme von Rechten revoke <Rechte> on <Tabelle> from <BenutzerListe> [restrict cascade ] restrict: Falls Recht bereits an Dritte weitergegeben: Abbruch von revoke cascade: Rücknahme des Rechts mittels revoke an alle Benutzer propagiert, die es von diesem Benutzer mit grant erhalten haben Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-51

52 Rollenmodell in SQL SQL-99: Definition von Rollen und Weitergabe der Rechte an diese Rollen Vorteil create role Administrator_Bibliotheksdatenbank Spezieller Nutzer nicht mehr Empfänger eines Rechtes, sonder die Rolle, die er einnimmt Erleichterung der Verwaltung z.b. beim Wechsel von Nutzern Menge der Rechte eines Nutzers := Menge der Rechte als Nutzer + Menge der Rechte in seinen Rollen Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-52

53 Trigger Zusammenfassung - Erweitere Integritätssicherung für verteilte Datenpflege - Automatisierung der Datenpflege Sichten und Probleme bei Änderungen Zugriffsschutz auf Schemaobjekte Vorlesung Datenbankmanagementsysteme Trigger, Sichten und Zugriffskontrolle M. Lange, S. Weise Folie #10-53