Daten Bank. 4. Vorlesung. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS 2012

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1 Daten Bank 4. Vorlesung Dr. Karsten Tolle PRG2 SS 2012

2 Beispiel Datum Buch verliehen an (0,1) (0,n) Entleiher BuchNr Titel Autor Nummer Name BUCH (BuchNr, Titel, Autor) ENTLEIHER (Nummer, Name) VERLIEHEN_AN(BuchNr, Nummer, Datum) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

3 Beispiel (besser!) RückgabeDatum Buch verliehen an (0,1) (0,n) Entleiher BuchNr Titel Autor EntleiherNr Nachname BUCH (BuchNr, Titel, Autor) ENTLEIHER (EntleiherNr, Name) VERLIEHEN_AN(BuchNr, EntleiherNr, RückgabeDatum) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

4 Beispiel (besser!) RückgabeDatum Buch verliehen an (0,1) (0,n) Entleiher Nr Titel Autor Nr Nachname BUCH (Nr, Titel, Autor) ENTLEIHER (Nr, Name) VERLIEHEN_AN(BuchNr, EntleiherNr, RückgabeDatum) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

5 SQL -Anfragen join groupby groupby having select A 1,A 2,...,A n from R 1, R 2,...,R m [where conditions] [group by clause] [having clause] [order by clause]; Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

6 Group by zum Gruppieren nach Spalten Adresse PLZ ORT STRASSE_NR Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg Schirmberg Bergstraße Bodenrode Hauptstraße Geismar Bergstraße Neustadt Gartenstraße Neustadt Gartenstraße 7 Wie viele Eintragungen gibt es pro PLZ? PLZ count(*) select PLZ, count(*) from Adresse group by PLZ; Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

7 Group by zum Gruppieren nach Spalten PLZ ORT STRASSE_NR Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg Schirmberg Bergstraße Bodenrode Hauptstraße Geismar Bergstraße Neustadt Gartenstraße Neustadt Gartenstraße 7 PLZ ORT count(*) Hannover Schirmberg Bodenrode Geismar Neustadt Neustadt 1 Wie viele Eintragungen gibt es pro Kombination aus PLZ und ORT? selectplz, Ort, count(*) fromadresse groupbyplz, Ort; Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

8 Group by having zum Gruppierennach Spalten mit Bedingung an die Gruppe! PLZ ORT STRASSE_NR Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg Schirmberg Bergstraße Bodenrode Hauptstraße Geismar Bergstraße Neustadt Gartenstraße Neustadt Gartenstraße 7 Wie viele Eintragungen gibt es pro Kombination aus PLZ und ORT, beschränkt auf die Gruppen mit mindestens 2 Einträgen? selectplz, Ort, count(*) fromadresse groupbyplz, Ort havingcount(*) >= 2; PLZ ORT count(*) Hannover 2 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

9 Datenbankmanagementsystem(DBMS) Datenbank (DB) Datenbanksystem (DBS) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

10 Embedded SQL und C -Beispiel EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION; char diebar[21], dasbier[21]; float preis; EXEC SQL END DECLARE SECTION; /* holender WertefürdieBarund dasbier*/ EXEC SQL SELECT price INTO :preis FROM Verkauft WHERE bar = :diebarand bier = :dasbier; /* die Variable preis kann nun verwendet werden*/ Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

11 Embedded SQL - definiert in SQL92 Für C, COBOL, Fortran und andere Quelltext mit SQL-Befehlen Präcompiler SQL LIB STD LIB Quelltext in reiner host language Objektdatei Ausführbares Programm Compiler Linker Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

12 Anwendung 1 Elementare Zugriffsoperationen Anwendung 2 Elementare Zugriffsoperationen Anwendung 3 Elementare Zugriffsoperationen Anwendung 1 Zugriffsoperation en in Progr.- Sprache enthalten Anwendung 2 Zugriffsoperation en in Progr.- Sprache enthalten Call Level Interface Anwendung 3 Zugriffsoperation en in Progr.- Sprache enthalten Datenbank- Managementsystem (DBMS) DBS Datenbank- Managementsystem (DBMS) DBS Datenbank (DB) Datenbank (DB)

13 Zum Selberlesen Die CLI-Implementierung bildet die Befehlssätze verschiedener DBMS auf eine immer gleiche Funktionsbibliotek ab. für das Programm an sich ist es unwichtig, mit welcher Datenbank es arbeitet. Das CLI hat also die Funktion eines Übersetzers, der Programmaufrufe in eine Sprache übersetzt, die die Datenbank versteht und umgekehrt Daten, die von der Datenbank zurückgeliefert werden, so formatiert, dass sie vom Programm verarbeitet werden können. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

14 Vorteile CLI zu ESQL Kein Präcompiler nötig. VorteilfürClient/Server Architektur, da unabhägig(er) von der Zieldatenbank Anwendung 1 Anwendung 2 Anwendung 3 Call Level Interface Oracle IBM DB2 Datenbank (DB) Datenbank (DB)

15 Programmierschnittstellen, die das CLI- Konzept umsetzen (CLI-Implementierungen), sind z.b.: Open Database Connectivity (ODBC), Java Database Connectivity (JDBC). Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

16 Zugriff aus einem Programm heraus Warum sind SQL-Statements wie: SELECT * FROM INSERT INTO <table> VALUES zu vermeiden? Besser: SELECT a1, a2, a3, FROM INSERT INTO <table> (a1, a2, a3, ) VALUES Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

17 FIRSTNME LASTNME BIRTH STREET NUMBER TOWN ZIP Jon Lucas {Zeil, Lange Str.} {12, 114} {Frankfurt, Frankfurt} {60313, 60313} Lucas Jon Gräfstr. 27 Frankfurt Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

18 1. Normalform Definition: Ein RelationenschemaR ist in 1. Normalform (1NF), wenn die Wertebereiche aller Attribute von R atomar sind. 1.NF Wertebereiche atomar Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

19 1. Normalform FIRSTNME LASTNME BIRTH STREET NUMBER TOWN ZIP Jon Lucas {Zeil, Lange Str.} {12, 114} {Frankfurt, Frankfurt} {60313, 60313} Lucas Jon Gräfstr. 27 Frankfurt FIRSTNME LASTNME BIRTH STREET NUMBER TOWN ZIP Jon Lucas Zeil 12 Frankfurt Jon Lucas Lange Str. 114 Frankfurt Lucas Jon Gräfstr. 27 Frankfurt Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

20 Diskutieren NF1 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

21 Diskutieren NF1 PLZ ORT STRASSE_NR Telefon Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg (0) Bodenrode Hauptstraße Neustadt Gartenstraße 7 kukuk Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

22 Nachteile nicht1. NF Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

23 Nachteile nicht1. NF Finden wird erschwert bis unmöglich Sortierungen werden sinnlos bis unmöglich Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

24 Schlüssel? PLZ ORT STRASSE_NR Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg Bodenrode Hauptstraße Neustadt Gartenstraße 7 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

25 Schlüssel? PLZ ORT STRASSE_NR Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg Bodenrode Hauptstraße Geismar Bergstraße Neustadt Gartenstraße 7 Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

26 Schlüssel? PLZ ORT STRASSE_NR Hannover Schaumburgstr Hannover Quetlinburger Weg Schirmberg Bergstraße Bodenrode Hauptstraße Geismar Bergstraße Neustadt Gartenstraße Neustadt Gartenstraße 7 keine Abhängigkeiten Schlüssel: PLZ, ORT, STRASSE_NR Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

27 Fahrzeuge der Firma AB HERSTELLER KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN VW F-AB 123 bis 3.5t B MB F-AB 234 bis 7.5t C1 MB F-AB 235 bis 7.5t C1 MAN F-AB 236 bis 12t C MB F-AB 239 bis 12t C Abhängigkeiten? Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

28 Fahrzeuge der Firma AB HERSTELLER KENNZEICHEN ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN VW F-AB 123 bis 3.5t B MB F-AB 234 bis 7.5t C1 MB F-AB 235 bis 7.5t C1 MAN F-AB 236 bis 12t C MB F-AB 239 bis 12t C MB F-AB 230 bis 17t C aus ZUGEL_GES_GEW folgt hier FÜHRERSCHEIN: ZUGEL_GES_GEW FÜHRERSCHEIN umgekehrt nicht! Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

29 Funktionale Abhängigkeit (FD) Seien X und Y Teilmengen von R. Eine Relation r(r) erfüllt (satisfies) die funktionale Abhängigkeit (functionaldependency) FD X Y, wenn für je zwei (beliebige) Tupelu, v r(r) gilt: u(x) = v(x) u(y) = v(y). X Y u(x) = v(x) u(y) = v(y) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

30 Beispiel Gegeben ist die Relation r(r): A B C D E a1 b1 c1 d1 e1 a1 b2 c2 d2 e1 a2 b1 c3 d2 e1 a2 b1 c4 d3 e1 a3 b2 c5 d1 e1 Geben Sie an, welche der folgenden Abhängigkeiten r nicht widerspricht: A D AB D C BDE E A A E A BC Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

31 Axiome von Armstrong 1. β α (Reflexivität -trivial) 2. (Erweiterungsregel) 3. (Transitivität) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

32 FDs? Stadt Stadt Kreis, Stadt Kreis Stadt Kreis Kreis Bundesland Stadt Bundesland Stadt Kreis Bundesland Rüsselsheim Groß-Gerau Hessen Mörfelden-Walldorf Groß-Gerau Hessen Dietzenbach Offenbach Hessen Dreieich Offenbach Hessen Walldorf (Baden) Rhein-Neckar-Kreis Baden-Württemberg Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

33 Schlüssel Ein Schlüsselidentifiziert eine Entität. Er besteht aus einer Menge von Attributen, deren Werte alle Instanzen einer Entität eindeutig bestimmen. Ein Schlüssel(key) einer Relation r(r) ist eine minimale Teilmenge K von R, so dass für je zwei verschiedenetupelt 1, t 2 rgilt: t 1 (K) t 2 (K) und keine echte Teilmenge K' von K hat diese Eigenschaft. Ein Schlüssel kann als Integritätsbedingung angesehen werden. Falls K Schlüssel von r(r), t 1 r, t 1 (K) =t 2 (K), t 1 t 2 dann dürfte t 2 nicht in r(r) eingefügt werden. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

34 Schlüssel Gegeben seien ein RelationenschemaR und eine Menge F von FDs. X R ist ein Oberschlüsselfür R X R X ist ein Schlüsselfür R X R und X minimal ( ( A X: X\A R)) Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

35 Wie finde ich alleschlüssel wenn FDs gegeben? Gegeben RelationschemaR und eine Menge F von FDs z.b. R = (A, B, C, D, E) und FD = {AB, CDAC} Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

36 Wie finde ich alleschlüssel wenn FDs gegeben? Gegeben RelationschemaR und eine Menge F von FDs z.b. R = (A, B, C, D, E) und FD = {AB, CDAC} Gibt es Attribute, die nicht auf der rechten Seite der FDs vorkommen? Falls ja, gehören diese zu jedem Schlüssel! Hier: D und E Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

37 Gegeben RelationschemaR und eine Menge F von FDs z.b. R = (A, B, C, D, E) und FD = {AB, CDAC} Gibt es Attribute, die nicht auf der rechten Seite der FDs vorkommen? Falls ja, gehören diese zu jedem Schlüssel! Hier: D und E (kann aber auch sein) ist dies bereits ein Schlüssel, sind wir fertig! Dr. Karsten Tolle PRG2 SS

38 Gegeben RelationschemaR und eine Menge F von FDs z.b. R = (A, B, C, D, E) und FD = {AB, CDAC} Gibt es Attribute, die nicht auf der rechten Seite der FDs vorkommen? Falls ja, gehören diese zu jedem Schlüssel! Hier: D und E (kann aber auch sein) ist dies kein Schlüssel kombinatorisch ausprobieren. Dr. Karsten Tolle PRG2 SS