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Datenbankadministration2. SQL-Grundlagen

AG DBISUniversity of Kaiserslautern, Germany

Karsten Schmidt [email protected]

(Vorlage TU-Dresden)

Wintersemester 2008/2009

K. Schmidt 2. SQL-Grundlagen

SQL

SQL (Structured Query Language)

deskriptive Anfragespracheangelehnt an die englische Umgangssprache

Enhalt

DQL (data query language): DatenbankanfrageDML (data manipulation language): DatenmanipulationDDL (data definition language): DatendefinitionDCL (data control language): Rechteverwaltung

SQL-Standard

SQL/86, SQL/89, SQL/92 (=SQL2), SQL/99, SQL:2003(=SQL3)Part 1: SQL/Framework (Aufbau des Standards)Part 2: SQL/FoundationPart 3: SQL/CLI (call level interface)Part 4: SQL/PSM (persistent storage modules)...


DB2-Datenobjekte

Datentyp (TYPE)Defintionsbereich eines Attributesfest eingebaut (built-in) oder nutzerdefiniert (user-defined)

Relation (TABLE)ungeordnete Menge von Tupelnpermanent oder temporar

Sicht (VIEW)virtuelle Relationz. B. Vereinfachung von Anfragen, nutzerspezifischeDatendarstellung

Index (INDEX)primar oder sekundarDatenstruktur zum Ablegen / Auffinden von Datenauch: Sicherstellung der Eindeutigkeit, Vorsortierung

u.a. Datenbank (DATABASE), Tabellenbereiche (TABLESPACE),Schema (SCHEMA), Pufferspeicher (BUFFERPOOL)...


SQL

SQL - Datenbankabfragen (DQL)


SELECT-Anweisung

SELECT-Anweisung

SELECT [DISTINCT] <attribute-list> → Projektion

FROM <table-name> [AS <alias>], ... → Kartesisches Produkt

WHERE <predicate-list> → Selektion auf Tupelebene

GROUP BY <attribute-list> → Gruppierung

HAVING <predicate-list> → Selektion a. Gruppenebene

ORDER BY <attribute> [ASC|DESC], ... → Sortierung

FETCH FIRST <k> ROWS ONLY → Top-k (Limit-Anweisung)

Beispiele fur Selektionsbedingungen

Mustersuche in ZeichenkettenWHERE R NAME [NOT] LIKE ’A%’BereichssucheWHERE R REGIONKEY [NOT] BETWEEN 1 AND 3NULL-WerteWHERE R COMMENT IS [NOT] NULL


SELECT-Anweisung

Beispiel: Gesamtumsatz nach LandernSELECT N_NAME AS NAME, SUM(O_TOTALPRICE) AS TURNOVER

FROM ORDERS, CUSTOMER, NATION

WHERE O_CUSTKEY = C_CUSTKEY

AND C_NATIONKEY = N_NATIONKEY

GROUP BY N_NAME

HAVING SUM(O_TOTALPRICE) > 10000000

ORDER BY NAME

ErgebnisNAME TURNOVERARGENTINA 129997977.11CANADA 44510722.92CHINA 20213511.86EGYPT 66482178.24ETHIOPIA 12322553.22INDIA 16368711.10JORDAN 273941626.19MOROCCO 1093739712.60PERU 20573003.30SAUDI ARABIA 26104818.42


Verbundoperationen

Innerer Verbund (inner join)

standardmaßige Verbundartnur Tupel mit Verbundpartner werden in ErgebnisaufgenommenBeispiel

SELECT MITARBEITER.Name, ABT.Name, ABT.Chef

FROM MITARBEITER, ABT

WHERE MITARBEITER.Abteilung = ABT.Name

MITARBEITER.Name ABT.Name ABT.ChefPaul Verwaltung PaulMaik Produktion Maik

MITARBEITERName Abteilung

Paul VerwaltungFritz NULL

Maik Produktion

ABTName Chef

Verwaltung PaulProduktion MaikIT NULL


Verbundoperationen

Außerer Verbund (outer join)

auch Tupel ohne Verbundpartner werden aufgenommenAttribute der anderen Relation werden mit NULL-Werenaufgefullt

LEFT OUTER JOIN

alle Tupel der linken Relation erscheinen im Verbundergebnis


FROM MITARBEITER LEFT OUTER JOIN ABT

ON MITARBEITER.Abteilung = ABT.Name

MITARBEITER.Name ABT.Name ABT.ChefPaul Verwaltung PaulMaik Produktion MaikFritz NULL NULL


Verbundoperationen

RIGHT OUTER JOIN

alle Tupel der rechten Relation erscheinen im Verbundergebnis


FROM MITARBEITER RIGHT OUTER JOIN ABT


MITARBEITER.Name ABT.Name ABT.ChefPaul Verwaltung PaulMaik Produktion MaikNULL IT NULL


Verbundoperationen

FULL OUTER JOIN

alle Tupel erscheinen im Verbundergebnis


FROM MITARBEITER FULL OUTER JOIN ABT


MITARBEITER.Name ABT.Name ABT.ChefPaul Verwaltung PaulMaik Produktion MaikFritz NULL NULL

NULL IT NULL


Mengenoperationen

Mengenoperationen

auf Relationen mit gleichem SchemaVereinigung (UNION), Subtraktion (EXCEPT), Schnittmenge(INTERSECT)Mengensemantik (z.B. UNION vs. Multimenge (UNION ALL)Beispiel

SELECT R_NAME FROM REGION

UNION

SELECT ’NORTH POLE’ FROM TABLE.TABLEDUMMY

1AFRICAAMERICAASIAEUROPEMIDDLE EASTNORTH POLE


Fallunterscheidung

CASE-Ausdruck

Fallunterscheidungin SELECT-, WHERE- oder GROUP BY-Klausel verwendet

SELECT P_NAME,

CASE WHEN P_SIZE < 10 THEN ’SMALL’

WHEN P_SIZE < 20 THEN ’NORMAL’

ELSE ’BIG’

END AS SIZE

FROM PART

P NAME SIZEgoldenrod SMALLfrosted orange turquoise dim chocolate NORMALroyal lace plum spring coral BIG...

Achtung: Reihenfolge der Bedingungen beachten!


Modularisieren von Anfragen

Modularisieren von AnfragenUnterabfrage (WHERE)Nested Table Expression (FROM)(Scalar Full Select (SELECT, WHERE, HAVING))

Unterabfrage (subquery)

liefert Relation als Ergebnisin WHERE-Klausel zur Existenzuberprufung verwendet

WHERE <expression> [NOT] IN|<|>|... [ALL|SOME|ANY] (<subquery>)



unkorrelierte UnterabfrageSELECT N_NAME FROM NATION WHERE N_REGIONKEY IN (

SELECT R_REGIONKEY FROM REGION WHERE R_NAME = ’EUROPE’)

N NAMEFRANCELGERMANYROMANIARUSSIA...

korrelierte UnterabfrageSELECT R_NAME FROM REGION WHERE R_REGIONKEY NOT IN (

SELECT N_REGIONKEY FROM NATION

WHERE N_REGIONKEY = R_REGIONKEY AND N_NAME LIKE ’A%’)

R NAMEASIAEUROPEMIDDLE EAST



Nested Table Expressionliefert Relation als Ergebnisin FROM-Klausel als Ergebnisrelation verwendetmuss benannt werden (AS)

SELECT N_NAME FROM NATION AS T1,

(SELECT R_REGIONKEY FROM REGION

WHERE R_NAME = ’EUROPE’) AS T2

WHERE T1.N_REGIONKEY = T2.R_REGIONKEY

N NAMEFRANCELGERMANYROMANIARUSSIAUNITED KINGDOM


SQL - Erweiterung fur OLAPOnline Analytical Processing


OLAP Funktionalitat

Online Analyitcal Processing (OLAP)Gemeinsamer Standardisierungsvorschlag von IBM und OracleUmfasst

Erweiterte GruppierungsfunktionalitatAnalytische Funktionen (analytic functions)

Ziel: Unterstutzung von Managemententscheidungen (decisionsupport)u.a. integriert in IBM DB2 und Oracle DBMS


Einfache Gruppierung nach SQL-Standard

Gruppierung (GROUP BY)

Zusammenfassung von Tupeln mit gleichen Auspragungen inden Gruppierungsattributen zu einem neuen TupelAggregation fur NichtgruppierungsattributeIm SELECT-Teil durfen nur Gruppierungsattribute undAggregationen bzw. Konstanten auftretenAggregationsfunktionen: SUM(), MAX(), MIN(), COUNT(), AVG(),STDDEV()

RJahr Quartal Umsatz2004 1 102004 2 202004 3 102004 4 202005 1 30

SELECT Jahr, SUM(Umsatz)FROM RGROUP BY Jahr

ErgebnisJahr Summe2004 602005 30


GROUPING SETS

Gruppierungsmengen (GROUPING SETS)

Gruppierung nach mehreren Kriterien gleichzeitig

GROUP BY GROUPING SET ((<attribute-list>), ...)

Angabe aller gewunschten Gruppierungskombinationennicht notwendigerweise disjunkt (Multimenge)leere Menge () entspricht keiner Gruppierung (Superaggregat)


SELECT Jahr,Quartal,SUM(Umsatz)FROM RGROUP BY GROUPING SETS ((), (Jahr) , (Jahr, Quartal)

)

ErgebnisJahr Quartal Summe

- - 902004 - 60

2005 - 30

2004 1 10

2004 2 20

2004 3 10

2004 4 20

2005 1 30


CUBE

CUBE

Berechnung aller Teilmengen fur eine Menge vonGruppierungsattributen (Potenzmenge)GROUP BY CUBE (<attribute-list>)

Bei n Gruppierungsattributen alle 2n Gruppierungskombiniationen


SELECT Jahr,Quartal,AVG(Umsatz)FROM RGROUP BY CUBE ( Jahr , Quartal )

ErgebnisJahr Quartal AVG

- - 18- 1 20

- 2 20

- 3 10

- 4 20

2004 - 15

2005 - 30

2004 1 10

2004 2 20

2004 3 10

2004 4 20

2005 1 30


ROLLUP

ROLLUP

Hierarchische multidimensionale GruppierungGROUP BY ROLLUP (<attribute-list>)

ROLLUP (A1, A2, ..., AN)= GROUPING SET ((), (A1), (A1, A2), ..., (A1, A2, ..., AN))Anwendung bei funktionaler Abhangigkeit zwischen Attributen

z.B. Land bestimmt den Kontinent eindeutig:ROLLUP (R_REGIONKEY, N_NATIONKEY)


SELECT Jahr,Quartal,SUM(Umsatz)FROM RGROUP BY ROLLUP ( Jahr , Quartal )


- - 902004 - 60

2005 - 30

2004 1 10

2004 2 20

2004 3 10

2004 4 20

2005 1 30


GROUPING-Funktion

GROUPING-Funktion

Unterscheidung von systemseitig generierten und in den Datenvorhandenen NULL-WertenRuckgabewert

0 Attribut ist an aktueller Gruppierung beteiligt1 Attribut ist nicht an aktueller Gruppierung beteiligt

RJahr Quartal Umsatz2004 1 102004 2 202004 3 102004 4 202005 1 302005 - 30

SELECT Jahr,Quartal,SUM(Umsatz),GROUPING(Jahr),GROUPING(Quartal)

FROM RROLLUP ( Jahr , Quartal )


- - 120 1 12004 - 60 0 1

2005 - 60 0 1

2004 1 10 0 0

2004 2 20 0 0

2004 3 10 0 0

2004 4 20 0 0

2005 1 30 0 0

2005 - 30 0 0

NULL-Werte in den Daten


DQL-Zusammenfassung

SQL (Structured Query Languag)deskriptive Anfragespracheangelehnt an die englische Umgangssprache

DQL (Data Query Languag)Sprache fur Datenbankabfragenfeste StrukturJoinsMengenoperationenAggregationsfunktionenOLAP-Erweiterungen

erweiterte Gruppierungsmoglichkeiten(Analytische Funktionen)


SQL - Datenmanipulation (DML)SQL - Datendefinition (DDL)


SQL-DML

Einfugen von TupelnINSERT INTO REGION VALUES (6,’NORTHPOLE’,’’)

INSERT INTO NATION (N_NATIONKEY, N_NAME, N_REGIONKEY)

SELECT NATIONKEY, NAME, 6 FROM NORTHPOLE_NATIONS

Verandern von TupelnUPDATE LINEITEM

SET L_DISCOUNT = L_DISCOUNT + 0.01

WHERE L_SUPPLEY = 12

Loschen von TupelnDELETE FROM REGION WHERE R_REGIONKEY > 5


Definition von Datenbankobjekten

Definition von Datenbankobjekten (s. Folie 3)Erzeugen von Datenbankobjekten: CREATE-Statement

CREATE TABLE REGION (

R_REGIONKEY INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,

R_NAME CHAR(25) NOT NULL,

R_COMMENT VARCHAR(152)

)

Loschen von Datenbankobjekten: DROP-Statement

DROP TABLE REGION

Verandern von Datenbankobjekten: ALTER-Statement

ALTER TABLE REGION ADD COLUMN R_SIZE INT


Sichten

Sicht (View)

virtuelle Relation zur Vereinfachung von Anfragen bzw.nutzerspezifischen Datendarstellungauch Datenschutz durch Ausblenden von Tupeln / AttributenSpezifikation des Inhaltes durch SQL-Anfrage

CREATE VIEW CUST_AMERICA AS

SELECT CUSTOMER.*

FROM CUSTOMER, NATION, REGION

WHERE C_NATIONKEY = N_NATIONKEY

AND N_REGIONKEY = R_REGIONKEY

AND R_NAME = ’AMERICA’

SELECT * FROM CUST_AMERICA


Integritiatsbedingungen

Integritiatsbedingungen (constraints)Primarschlussel, Fremdschlussel, Disjunktheit (UNIQUE),wertebasiert (CHECK)ALTER TABLE <table-name> ADD CONSTRAINT

<constraint-name>

PRIMARY KEY (<attribute-list>)

FOREIGN KEY (<attribute-list>) REFERENCES

<table-nm>(<attr-list>)

UNIQUE (<attribute-list>)

CHECK (<predicate>)

BeispielALTER TABLE REGION

ADD CONSTRAINT MAX5 CHECK (R_REGIONKEY BETWEEN 1 AND 5)


Datumsfunktionen


Datumsfunktionen

Datumsfunktionenoft als Gruppierungsattribute verwendetanwendbar auf alle DATE, TIME und TIMESTAMP AttributeYEAR (<attribute>)

MONTH (<attribute>)

DAY (<attribute>)

HOUR (<attribute>)

MINUTE (<attribute>)

SECONS (<attribute>)

...

Beispiel:SELECT YEAR(o_orderdate), SUM(o_totalprice)

FROM ORDERS

GROUP BY YEAR(o_orderdate)


Zusammenfassung

SQLStandardabfragesprache fur relationale DatenbanksystemeDDL, DQL, DML, DCLOLAP-ErweiterungenDatumsfunktionen

Datenbankobjekteverschiedene Komponenten einer Datenbank

Sichtenvirtuelle Relationen

Integritatsbedingungensichern die Integritat der Daten


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