Daten verwalten mit einer relationalen Datenbank

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1 Verwaltung und Analyse digitaler Daten in der Wissenschaft Daten verwalten mit einer relationalen Datenbank Theorieteil Inhaltsverzeichnis 1 Herausforderung bei der Arbeit mit digitalen Daten 3 2 Grenzen von Datenlisten 3 3 Prinzip einer relationalen Datenbank Normalisierung einer Datenliste Beziehungstypen zwischen zwei Tabellen Die Datenbanksprache SQL Tabellen anlegen und Daten eingeben mit SQL Tabellen anlegen Daten einfügen Abfragen mit SQL Abfragen über eine einzelne Tabelle Abfragen über mehrere Tabellen Verknüpfung von Tabellen mit WHERE statt JOIN...ON Weitere SQL-Konstrukte Hinweise zum Vorgehen 15

2 Begriffe Datenliste Datenbank Tabellen Spaltenüberschriften Zeilen Beziehung Beziehungstyp Primärschlüssel Fremdschlüssel Normalisierung Tabellenschema Referentielle Integrität Redundanz Relationale Operatoren Logische Operatoren SQL Autoren: Markus Dahinden, Lukas Fässler, Oliver Probst, David Sichau Datum: 07 August 2017 Version: 2.0 Hash: a9ee87a Trotz sorgfältiger Arbeit schleichen sich manchmal Fehler ein. Die Autoren sind Ihnen für Anregungen und Hinweise dankbar! Dieses Material steht unter der Creative-Commons-Lizenz Namensnennung - Nicht kommerziell - Keine Bearbeitungen 4.0 International. Um eine Kopie dieser Lizenz zu sehen, besuchen Sie 2

3 1 Herausforderung bei der Arbeit mit digitalen Daten Bei wissenschaftlichen Tätigkeiten werden grosse Mengen digitaler Daten erfasst, modifiziert, visualisiert und archiviert. Dabei ist es eine Herausforderung, die Daten so abzulegen, dass mehrere Personen gleichzeitig darauf zugreifen und die Daten flexibel und effizient weiterverarbeiten können. Bei der Speicherung von Daten sind in der Praxis zwei Systeme vorherrschend: Datenlisten und Datenbanken. 2 Grenzen von Datenlisten Vielleicht haben Sie schon grosse Datenlisten mit einer Tabellenkalkulation (wie z.b. Microsoft Excel oder LibreOffice Calc) bearbeitet und dabei festgestellt, dass diese ab einer gewissen Länge und Breite unübersichtlich werden. Darüber hinaus sind oft einzelne Einträge mehrfach ( redundant ) vorhanden, so dass Änderungen an vielen Orten vorgenommen werden müssen (z.b. mittels Suchen und Ersetzen ). Mit jedem redundanten Eintrag steigt nicht nur der Aufwand für die Datenverwaltung, sondern es wird auch unnötig Speicherplatz verbraucht und bei Manipulationen der Daten steigt das Risiko von Inkonsistenzen. Ein Beispiel einer Datenliste mit redundaten Daten sehen Sie in Tabelle 1. Lebensmittel Kategorie Inhaltsstoff Menge Apfel Obst Calcium (in mg) 5.02 Apfel Obst Fett (in g) 0.3 Birne Obst Calcium (in mg) 10 Birne Obst Fett (in g) 0.3 Poulet Geflügel Calcium (in mg) 14 Poulet Geflügel Fett (in g) 5.92 Tabelle 1: Viele Einträge dieser Nährwerttabelle sind redundant vorhanden. Die Schweizerische Nährwertdatenbank weist Lebensmittel und 105 Inhaltsstoffe auf. 1 Würde man diese Daten als Liste in obiger Form exportieren, bestünde die Tabelle aus mehr als 1.1 Millionen Zeilen. Eine solch grosse Anzahl Redundanzen verunmöglicht eine effiziente Arbeitsweise (stellen Sie sich vor, Sie müssten an Stellen in dieser Tabelle die Übersetzung einer Lebensmittelkategorie abändern). Einfacher und sicherer wäre es, wenn die verschiedenen Kategorien redundanzfrei in einer separaten Tabelle gespeichert wären und mittels Verweisen sichergestellt wäre, dass die Lebensmittel weiterhin die korrekte Kategorie aufweisen. Genau das erlauben Datenbanksysteme (auch Datenbankmanagementsystem DMS genannt)

4 3 Prinzip einer relationalen Datenbank Das Prinzip einer relationalen Datenbank ist die Aufteilung einzelner Datensätze in logische Einheiten (Tabellen). Tabellen besitzen Spalten mit Spaltenüberschriften (auch Attribute genannt) und eine beliebige Anzahl an Zeilen. Diese Aufteilung (Normalisierung) muss verlustfrei sein, das heisst, ein nachträgliches Zusammenführen aller Tabellen muss wieder zur ursprünglichen Datenliste führen. Damit dies funktioniert, werden Schüssel-Spalten verwendet. Man unterscheidet zwischen Primär- und Fremdschlüsseln. Ein Primärschlüssel bezeichnet eindeutig eine einzelne Zeile in einer Tabelle. Eine Voraussetzung dafür ist, dass jeder Wert des Primärschlüssels in dieser Tabelle nur einmal vorkommt und ein gelöschter Schlüssel niemals wieder verwendet wird. Ein Fremdschlüssel hingegen darf mehrfach in einer Tabelle vorkommen. Er wird immer dann verwendet, wenn zwei voneinander abhängige Daten in eigene Tabellen ausgelagert werden. Dabei bleibt der Primärschlüssel der einen Tabelle als Fremdschlüssel in der anderen Tabelle erhalten (siehe Tabelle 2). In der Praxis kann es auch vorkommen, dass sich ein Primärschlüssel aus mehreren Spalten zusammensetzt. Man spricht dabei von einem zusammengesetzten Primärschüssel (ein Beispiel sehen Sie im Abschnitt Beziehungstypen zwischen zwei Tabellen ). Klasse Familie Id Name ref_id Name 1 Vögel 1 Pinguine 2 Reptilien 1 Pelikane 3 Säugetiere 3 Kängurus 2 Alligatoren Klasse Vögel Vögel Säugetiere Reptilien Familie Pinguine Pelikane Kängurus Alligatoren Tabelle 2: Das Prinzip von Primär- und Fremdschlüssel illustriert am Beispiel der Systematik von Tieren. Gegeben sind zwei Tabellen Klasse und Familie. Id stellt einen Primär- und ref_id einen Fremdschlüssel dar. Auf der rechten Seite ist die ursprüngliche Datenliste abgebildet. Sie lässt sich mit Hilfe der Schlüssel-Spalten wiederherstellen. Id ist ein in relationalen Datenbanken weit verbreiteter Kurzbegriff für Identifikationsnummer. Diese ist, wie der Name vermuten lässt, meist ein Primärschlüssel. 3.1 Normalisierung einer Datenliste Bei der Aufteilung von Daten auf mehrere Tabellen gibt es verschiedene mögliche Lösungen. Meist sind jedoch nur wenige davon auch tatsächlich praktikabel und sinnvoll. Das Verfahren der Normalisierung hilft, eine solche Lösung zu finden. Es hier im Detail zu beschreiben, würde den Rahmen dieses Theorieteils sprengen. Im Grundsatz lässt sich jedoch festhalten, dass die Normalisierung in zwei Schritten geschieht: Zunächst 4

5 wird die Datenliste in eine atomare Form gebracht, wobei zusammengesetzte Einträge in separate Zeilen getrennt werden. Anschliessend werden die redundant gespeicherten Daten in separate Relationen verschoben, so dass sie entfernt werden können. Unsere Nährwertdatenliste in Tabelle 1 liegt bereits in atomarer Form vor (Normalform 1, 1NF). In Tabelle 3 sehen Sie ein Beispiel einer nicht atomaren Datenliste. Lebensmittel Kategorie Inhaltsstoff Menge Apfel Obst Calcium (in mg) 5.02 Apfel, Birne Obst Fett (in g) 0.3 Birne Obst Calcium (in mg) 10 Poulet Geflügel Calcium (in mg) 14 Poulet Geflügel Fett (in g) 5.92 Tabelle 3: Der erste Schritt der Normalisierung ist noch nicht gemacht: die Werte der zweiten Zeile liegen nicht in atomarer Form vor und müssen zu zwei Zeilen erweitert werden (vergleiche Tabelle 1). Der zweite Normalisierungsschritt (2NF und 3NF) hat zum Ziel, die Daten in logische Gruppen aufzuteilen, um Redudanzen zu reduzieren. Dabei werden die Gruppen so gewählt, dass in jeder Datenliste alle Nicht-Schlüssel-Spalten von Schüssel-Spalten direkt abhängig sind. In der Umsetzung heisst das, dass jede Datenliste mindestens eine Schlüssel-Spalte braucht (Primär- oder Fremdschlüssel) und dass man vom Schlüssel eindeutig auf die ganze Zeile schliessen kann. Unsere Nährwert-Datenliste beinhaltet vier logische Gruppen: Lebensmittel, Kategorie, Inhalt und Menge. Die fertig normalisierten und in eine Tabelle übertragenen Daten sind in Tabelle 4 abgebildet. 3.2 Beziehungstypen zwischen zwei Tabellen In einer relationalen Datenbank unterscheidet man drei Beziehungstypen: 1:1, 1:N und N:M. 2 Die Zahl 1 deutet darauf hin, dass in der entsprechenden Tabelle nur genau ein Eintrag mit diesem Wert vorhanden ist (Primärschlüssel). Der Bezeichner N bedeutet hingegen, dass mehrere Zeilen mit dem gleichen Wert in der Tabelle vorhanden sein können (Fremdschlüssel). 3 Es gilt zu beachten, dass N:M -Beziehungen in relationalen Datenbanken nicht direkt, sondern nur mittels einer Zwischentabelle, die zwei 1 : N -Beziehungen herstellt, erstellt werden können. In Tabelle 4 stellt beispielsweise die Tabelle Menge eine Zwischentabelle dar: Ein Nahrungsmittel hat viele Inhaltsstoffe und 2 Eigentlich gibt es noch den N:1-Beziehungstyp, dies entspricht jedoch dem 1:N-Beziehungstyp umgekehrt zu gelesen. 3 Manchmal wird anstelle von N das Symbol oder auch M verwendet. 5

6 Lebensmittel Id Name Kategorie_Id 1 Apfel 1 2 Birne 1 3 Poulet 2 Kategorie Id Name 1 Obst 2 Geflügel Inhaltsstoff Id Name 1 Calcium (in mg) 2 Fett (in g) Lebensmittel_Inhaltsstoff Inhaltsstoff_Id Lebensmittel_Id Menge Tabelle 4: Die fertig normalisierten Nährwerttabellen. Alle logischen Gruppen sind in eigene Tabellen ausgelagert. Der Schüssel, von dem eine Spalte abhängig ist, wird Primärschlüssel in der neuen Tabelle (z.b. Id in der Tabelle Kategorie). In der Tabelle Lebensmittel_Inhaltsstoff gibt es keinen einzelnen Primärschüssel, stattdessen bilden die Spalten Inhaltsstoff_Id und Lebensmittel_Id einen zusammengesetzten Primärschüssel. 6

7 ein Inhaltsstoff kommt in vielen Nahrungsmitteln vor (1:N und N:1 N:M ). Die Beziehungstypen sind dann von Bedeutung, wenn wir Abfragen definieren, in denen Daten aus verschiedenen Tabellen zusammengeführt werden sollen. 4 Die Datenbanksprache SQL Um Tabellen in einer relationalen Datenbank zu erstellen oder Daten abzuspeichern respektive auszulesen, kommen Datenbanksprachen zum Einsatz. Dabei handelt es sich um klar strukturierte Textanweisungen, die sowohl für Computer als auch für Menschen verständlich sind. Die verbreitetste Abfragesprache für relationale Datenbanken ist SQL (Structured Query Language). Um mit Hilfe von SQL eine relationale Datenbank aufbauen zu können, benötigen Sie ein relationales Datenbanksystem. Dieses ist in der Lage, eine relationale Datenbank zu verwalten. Das System kann SQL-Befehl annehmen und verarbeiten. Neben der Verarbeitung von SQL hat das System noch weitere Aufgaben, wie zum Beispiel die Koordinierung gleichzeitiger Zugriffe von mehreren Benutzern. In diesem Modul werden Sie mit dem Programm DB Browser for SQLite und einer SQLite-Datenbank arbeiten. Das Programm DB Browser for SQLite stellt das Datenbankmanagementsystem dar, die relationale SQLite-Datenbank liegt in Form einer Datei vor. DB Browser for SQLite verfügt über eine grafische Oberfläche, um die Datenbank zu verwalten. Dies ist nicht für jedes Datenbanksystem gegeben. Jedoch verfügen relationale Datenbanksysteme über eine Möglichkeit, SQL-Befehle entgegenzunehmen. 4.1 Tabellen anlegen und Daten eingeben mit SQL Mit SQL können Nutzer Befehle formulieren, um eine Datenliste in eine relationale Datenbank zu übertragen. Viele Datenbanksysteme (wie zum Beispiel DB Browser for SQLite) bieten für diese Aufgabe auch einen grafischen Assistenten an. Sie werden in diesem Modul beide Möglichkeiten kennenlernen. Unabhängig von der gewählten Technologie muss zunächst die Tabellenstruktur definiert werden. Man spricht dabei vom Tabellenschema. Anschliessend können in die Tabelle Daten eingefügt werden Tabellen anlegen Für die Tabelle Klasse aus Tabelle 2 sieht das Tabellenschema in SQL wie folgt aus: CREATE TABLE Klasse ( Id INTEGER, Name TEXT, PRIMARY KEY(Id) ); 7

8 Mit dem Befehl CREATE TABLE wird zunächst der Tabellenname definiert. Im Beispiel ist dies Klasse. Anschliessend folgen zwei Zeilen, in denen je eine Spalte der Tabelle definiert wird. Eine Spaltendefinition besteht immer aus einem Spaltennamen und einem Datentyp. Der Datentyp bestimmt, welche Kategorie von Werten in der Spalte gespeichert werden darf. In der Spalte Id sollen nur Ganzzahlen gespeichert werden, deshalb wurde der Datentyp INTEGER (engl. Ganzzahl) verwendet. Die zweite Spalte verwendet den Datentyp TEXT, welcher es erlaubt, beliebigen Text einzufügen. Die letzte Zeile definiert den Primärschlüssel. Die Spalte Id wird als Primärschlüssel ausgewählt Daten einfügen Nachdem die Tabellenstruktur definiert und der entsprechende Befehl ausgeführt wurde, legt das Datenbanksystem die Tabellenstruktur in der relationalen Datenbank an. Es sind jedoch noch keine Daten in der Tabelle vorhanden. Mit folgendem SQL-Befehl können Sie eine Zeile in die Tabelle Klasse einfügen: INSERT INTO Klasse (Id, Name) VALUES (1, Vogel ); Zunächst muss der Name der Tabelle angegeben werden, in welcher die Zeile eingefügt werden soll. Anschliessend folgen die Spaltennamen der Tabelle. Im letzten Teil folgen die eigentlichen Werte der Zeile. Hierbei ist zu beachten, dass die Reihenfolge mit der Angabe der Spaltennamen übereinstimmen muss: Der erste Wert, im Beispiel 1, wird in die Spalte Id eingefügt, der zweite Wert, 'Vogel', wird in die Spalte Name eingefügt. Der Datentyp muss dabei übereinstimmen. Für Text müssen die einfachen Anführungszeichen verwendet werden. 4.2 Abfragen mit SQL Mit SQL können Nutzer Abfragen formulieren, wobei mittels relationalen und logischen Operatoren die gewünschten Zeilen gefiltert werden können. Eine Auflistung dieser Operatoren finden Sie in den Tabellen 5 und 6. Das Ergebnis einer relationalen Operation ist entweder true oder false, ebenso wie deren Verknüpfung mittels logischer Operatoren. SQL kann sowohl für Abfragen über eine einzelne Tabelle (nächster Abschnitt), als auch für Abfragen über mehrere durch Schlüssel-Spalten verknüpfte Tabellen verwendet werden (übernächster Abschnitt). Wichtig: Voraussetzung für eine erfolgreiche Abfrage ist die genaue Kenntnis der Datenbankstruktur ( Was sind die Schlüssel-Spalten?, Wie sind die Tabellen miteinander verknüpft? etc.). 8

9 Operator Beschreibung Beispiel Wert (wenn Id=4) > grösser als Id > 5 false < kleiner als Id < 10 true <> ungleich Id <> 0 true >= grösser oder gleich Id >= 4 true <= kleiner oder gleich Id <= 4 true Tabelle 5: Die häufigsten relationalen Operatoren, die in SQL-Abfragen Verwendung finden. Operator Beschreibung Beispiel Wert (wenn Id=4) AND logische UND-Verknüfpung Id > 5 AND Id < 10 false OR logische ODER-Verknüpfung Id > 5 OR Id < 10 true NOT logische NOT-Verknüpfung NOT Id > 5 true Tabelle 6: Die häufigsten logischen Operatoren, die in SQL-Abfragen Verwendung finden Abfragen über eine einzelne Tabelle Tabelle 7 zeigt ein Beispiel einer relationalen Datenbanktabelle Ablageort zur Erfassung von Farbe und Ablageort eines Objekts. Ablageort Nummer Farbe Ablage 1 blau Kiste 1 2 grün Kiste 2 3 rot Kiste 2 4 braun Kiste 3 Tabelle 7: Hier abgebildet ist die Tabelle Ablageort einer Datenbank, in der die Ablageorte von Objekten gespeichert sind. Die Spalte Nummer ist Primärschlüssel dieser Tabelle. Meist werden SQL-Abfragen, wie auch in diesem Modul, von Hand geschrieben. Einige Datenbankmanagementsysteme (wie z.b. Microsoft Access) bieten jedoch auch grafische Assistenten an, welche für einfache Abfragen ausreichend sind und im Hintergrund SQL- Code generieren. Abbildung 1 zeigt einen solchen Assistenten und den generierten SQL- Code. Rechts ist das Resultat der Abfrage abgebildet. Die Fragestellung lautet: Welche 9

10 Farbe haben die Objekte in Kiste 1? Abbildung 1: Beispiel eines Datenbankmanagementsystems mit grafischem Assistenten zur Eingabe von SQL-Code. Die SQL-Abfragen enthalten folgende drei Grundelemente: Die SELECT-Anweisung gibt die Spalten an, die im Resultat angezeigt werden sollen, die FROM-Anweisung gibt die Tabelle an, aus der die Daten bezogen werden sollen, mittels der optionalen WHERE-Anweisung kann das Resultat auf ausgewählte Zeilen eingeschränkt werden. Beispiel: SELECT Nummer FROM Ablageort WHERE Farbe = rot ; Resultat: Nummer 3 Wie Sie sehen, muss die im WHERE verwendete Spalte nicht zwingend auch im SELECT aufgeführt werden. 10

11 4.2.2 Abfragen über mehrere Tabellen Im folgenden Abschnitt wollen wir uns darauf konzentrieren, wie man Tabellen mit SQL verknüpft. Wir haben oben erfahren, dass die Stärke von relationalen Datenbanksystemen das Aufteilen grosser Tabellen ist. Um nun an Informationen zu gelangen, die sich über zwei oder mehr Tabellen erstrecken, muss die Verknüpfung in der SQL-Abfrage abgebildet werden. Dies wird mit der JOIN- oder der WHERE-Anweisung realisiert. Wir wollen diesen Vorgang nun schrittweise anhand eines Beispiels erläutern. Vorerst betrachten wir die Verknüpfung mittels JOIN, jene mit WHERE ist weiter unten beschrieben. Gegeben sind zwei Tabellen Lml (steht für Lebensmittel) und Kat (steht für Kategorie), die in einer 1:N -Beziehung stehen (siehe Tabelle 8): Lml (Lebensmittel) Kat (Kategorie) Id Name Kat_Id Id Name 1 Apfel 2 1 Gemüse 2 Banane 2 2 Obst 3 Blumenkohl 1 Tabelle 8: In der Tabelle Lml ist Id ein Primär- und kat_id ein Fremdschlüssel. Letzterer referenziert den Primärschlüssel Id in der Tabelle Kat. Beide Tabellen sind im Datenbanksystem abgespeichert und haben je mindestens eine Schlüssel-Spalte. Eine mögliche Verknüpfung dieser Tabellen sieht in SQL so aus: SELECT * FROM Lml JOIN Kat ON Lml.Kat_Id = Kat.Id; Beachten Sie, dass mit dem Wildcard -Zeichen (*) alle Spalten beider Tabellen ausgegeben werden. Um die Funktionsweise dieser Anweisungen zu verstehen, wollen wir die Abfrage schrittweise betrachten. Wir schauen uns erst den eigentlichen JOIN an: Lml JOIN Kat Dieser Befehl lässt das Datenbanksystem eine temporäre Tabelle erstellen, die aus dem Kreuzprodukt der Tabellen Lml und Kat besteht (siehe Tabelle 9). 4 Kreuzprodukt bedeutet, dass jede Zeile der Tabelle Lml mit jeder Zeile der Tabelle Kat verbunden wird. Tabelle 9 hat also 5 Spalten (drei aus der Tabelle Lml und zwei aus der Tabelle Kat) und 3 2 = 6 Zeilen (Anzahl Zeilen aus Lml Anzahl Zeilen aus Kat). Die Tabelle beinhaltet viele Einträge, die semantisch keinen Sinn ergeben. Dennoch ist sie das Beste, was das Datenbanksystem aus der Information Lml JOIN Kat machen 4 Die temporäre Tabelle wird nur im Arbeitsspeicher zwischengespeichert. Sobald die komplette Anweisung SELECT...FROM... abgearbeitet ist, wird die Tabelle wieder aus dem Arbeitsspeicher entfernt. 11

12 Temporäre Tabelle Lml.Id Lml.Name Lml.Kat_Id Kat.Id Kat.Name 1 Apfel 2 1 Gemüse 1 Apfel 2 2 Obst 2 Banane 2 1 Gemüse 2 Banane 2 2 Obst 3 Blumenkohl 1 1 Gemüse 3 Blumenkohl 1 2 Obst Tabelle 9: Ergebnis der JOIN-Anweisung. kann: Nämlich, jede Zeile der einen Tabelle mit jeder Zeile der anderen Tabelle zu verbinden (Kreuzprodukt). Wollen wir eine an die Bedeutung der Tabellen angepasste Verknüpfung erreichen, so müssen wir dem Datenbanksystem mehr Informationen zur Verfügung stellen. Dies geschieht über die ON-Anweisung: Lml JOIN Kat ON Lml.Kat_Id = Kat.Id Mit diesem Befehl ist das Datenbanksystem in der Lage, die korrekte Tabelle zu liefern: Nach dem Erstellen der Tabelle 9 wird diese Zeile für Zeile durchlaufen, und alle Einträge, die die Bedingung Lml.Kat_Id = Kat.Id nicht erfüllen, werden entfernt. Daraus ergibt sich die gewollte, sinnvoll verknüpfte Tabelle 10. Temporäre Tabelle Lml.Id Lml.Name Lml.Kat_Id Kat.Id Kat.Name 1 Apfel 2 2 Obst 2 Banane 2 2 Obst 3 Blumenkohl 1 1 Gemüse Tabelle 10: Ergebnis der JOIN-Anweisung. Wie wir oben angemerkt haben, existiert die resultierende Tabelle nur temporär im Arbeitsspeicher und auch nur solange, wie das Datenbanksystem sie braucht. Das heisst, wenn wir dem Datenbanksystem nur den Befehl Lml JOIN Kat ON Lml.Kat_Id = Kat.Id geben, dann wird Tabelle 10 im Arbeitsspeicher erstellt, aber direkt danach wieder gelöscht: Wir befehlen dem Datenbanksystem sozusagen nur das Erstellen der Tabelle. Sie wird aber nicht auf dem Bildschirm ausgegeben. Damit ergibt der obige Befehl so keinen 12

13 Sinn. Was wir eigentlich möchten, ist eine Abfrage der Tabelle. Wir wissen, dass Spalten einer Tabelle mittels der SELECT-Anweisung abgefragt werden können. Verbinden wir also jetzt die SELECT-Anweisung mit dem obigen Befehl, erhalten wir: SELECT * FROM Lml JOIN Kat ON Lml.Kat_Id = Kat.Id; Der Teil innerhalb der FROM-Anweisung erstellt die Tabelle im Arbeitsspeicher. Die SELECT-Anweisung angewandt auf diese Tabelle gibt den Inhalt auf dem Bildschirm aus. Wir verstehen jetzt also vollständig die Bedeutung unserer SQL-Abfrage. Erweiterungen der SELECT-Anweisungen sind natürlich möglich, wie zum Beispiel die Auswahl von bestimmten auszugebenen Spalten: SELECT Lml.Name, Kat.Name FROM Lml JOIN Kat ON Lml.Kat_Id = Kat.Id; Durch entsprechende Modifikation des SELECT-Befehls kann eine Untermenge aller Spalten abgefragt werden. Wie oben beschrieben, wird auch hier erst die temporäre Tabelle erstellt, aber dann werden nur die Spalten Lml.Name und Kat.Name ausgegeben (Tabelle 11). Temporäre Tabelle Lml.Name Apfel Banane Blumenkohl Kat.Name Obst Obst Gemüse Tabelle 11: Ergebnis der JOIN...ON-Anweisung mit SELECT und WHERE. Eine ebenfalls sehr häufig benutzte Funktion von SQL ist wie bereits erwähnt, die Limitierung der Ausgabe auf gewisse Zeilen. Dazu benutzt man die WHERE-Anweisung: SELECT Lml.Name, Kat.Name FROM Lml JOIN Kat ON Lml.Kat_Id = Kat.Id WHERE Kat.Id = 2; Diese Abfrage liefert Tabelle Verknüpfung von Tabellen mit WHERE statt JOIN...ON Statt des JOIN...ON kann auch die WHERE-Anweisung genutzt werden, um die Verknüpfung der Tabellen abzubilden. Aus Gründen der Lesbarkeit empfiehlt es sich aber, die Tabellen mittels JOIN...ON zu verknüpfen. Folgende SQL-Abfragen liefern exakt das gleiche Ergebnis: 13

14 Temporäre Tabelle Lml.Name Kat.Name Apfel Obst Banane Obst Tabelle 12: Ergebnis der JOIN...ON-Anweisung mit SELECT und WHERE. SELECT * FROM Lml JOIN Kat ON Lml.kat_Id = Kat.Id WHERE Kat.Id = 2; SELECT * FROM Lml, Kat WHERE Lml.Kat_Id = Kat.Id AND Kat.Id = 2; Weitere SQL-Konstrukte Wie Sie bisher gesehen haben, kann SQL dazu verwendet werden, die gewünschten Zeilen aus einer Datenbank auszulesen. Hierbei können auch Wildcard-Zeichen in Kombination mit LIKE in der WHERE-Anweisung verwendet werden. Das Prozent-Zeichen (%) steht für 0 bis viele beliebige Zeichen. Beispiel: Abfrage: Welche Nahrungsmittel haben ein n im Namen? SELECT Lml.Bezeichung FROM Lml WHERE Lml.Bezeichnung LIKE %n% ; Resultat: Lml.Bezeichnung Banane Blumenkohl Mittels der AS-Anweisung kann die Anzeige der Spaltenüberschriften festgelegt werden. Zudem kann die Funktion COUNT benutzt werden, um die Anzahl der gefundenen Datensätze zu bestimmen und auszugeben: 14

15 Beispiel: Namen? Abfrage: Wie viele Nahrungsmittel haben ein l als letzten Buchstaben im SELECT COUNT(Lml.Bezeichung) AS Anzahl_Lebensmittel FROM Lml WHERE Lml.Bezeichnung LIKE %l ; Resultat: Anzahl_Lebensmittel 2 SQL kann aber auch dazu verwendet werden, bestehende Zeilen zu verändern oder zu löschen. Statt mit SELECT beginnen diese SQL-Befehle mit UPDATE, DELETE oder INSERT. Diese SQL-Anweisungen sind jedoch nicht Inhalt dieses Moduls. 5 Hinweise zum Vorgehen Was gehört zu diesem Modul und was nicht? Das Erstellen einer sinnvollen Datenbank erfordert viel Wissen und Praxiserfahrung. Erwarten Sie deshalb nicht, dass Sie bereits nach diesem Kurs zum Datenbank-Experten werden. Der Einsatz von DB Browser for SQLite mit einer grafischen Oberfläche als Beispiel eines Datenbanksystems hat den Vorteil, dass Sie auch ohne Programmierkenntnisse an Probleme beim Erstellen und im Umgang mit Datenbanken herangeführt werden. Sie werden Schritt für Schritt eine Datenliste überführen und somit gewissermassen durch die Normalisierung der Datenliste geleitet. Anschliessend setzen Sie SQL ein, um Tabellen zu erstellen, Daten einzufügen und Abfragen durchzuführen. 15