1 Themen heute Rückblick Erweiterung funktionale Beziehungen Relationenmodell Integritätsregeln...

Post on 05-Apr-2015

111 views 1 download

transcript

1

Themen heute

• Rückblick• Erweiterung funktionale Beziehungen• Relationenmodell• Integritätsregeln• Übersetzung ERM in Tabellenmodell• Übung• Grundlegende SQL-Kommandos

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

2

Rückblick

• E/R-Modell• Entity, Entity-Typen, Attribute, Domänen• Relationship-Typ / Beziehungstyp• Funktionale Beziehungen(1:1, 1:n, n:1, n:m)• ISA-Relationship

– total / partiell– disjunkt / nicht disjunkt

• Schlüsselattribute– Schlüsselkandidat– Primärschlüssel– „Fremdschlüssel“– Zusammengesetzter Schlüssel

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

3

Graphische Bausteine des ERM

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

E Entity-Typ E

A Attribut A

A Schlüssel-Attribut A

E A Verbindung zwischen Entity-Typ E und Attribut AA kann undefiniert sein

E1 E2R Binäre Relationship zwischen den Entity-Typen E1 und E2

4

Funktionale Beziehungen / Beispiele

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Abteilungsleiter Abteilungleitet

Angestellter Abteilungarbeitet-in

Person Hausbesitzt

Student Vorlesunghört

1 1

N 1

1 N

N M

5

ISA-Relationship

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

p

Isa-Beziehung:p: partiellt: total

t

nicht disjunkt disjunkt

total partiell

Web-ShopVertriebsdatenbank

7

Produkt Bestellung Kunde

Lieferant

Spediteur Mitarbeiter

Kategorie

liefert beschreibt

liefertaus

Posten bestellt

bearbeitet

PNr BNr KuNr

LNr KaNr

SNr MNr

n m n 1

n

1

n

1

n

1

n

1

Anzahl

8

Produkt Bestellung Kunde

Lieferant

Spediteur Mitarbeiter

Kategorie

Offerte

liefert beschreibt

liefertaus

Posten bestellt

bearbeitetofferiert

PNr BNr KuNr

LNr KaNr

SNr MNr ONrbearbeitet

Offerte

n m n 1

n

1

n

1

n

1

n

1

1 n

1

n

Anzahl BDatumPreis

LPreisLDATUM

OPosten

n

mAnzahlPreis

n

Das Relationenmodell

10

Sinn der 3 Modellierungssprachen

Relationale Modell (Algebra)

• mathematische Fundierung,

• Semantisch eindeutige Formulierung

„Tabellenmodell“

• Implementierung / Realisierung

E/R-Modell

• Kommunikation, Dokumentation

• Übersichtliche Darstellung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

11

Definition: Datenbankschema

Unter einem Datenbankschema versteht man eine Spezifikation der Datenstrukturen einer Datenbank mit den zugehörigen Integritätsbedingungen.

D.h.: ein Datenbankschema enthält die Definition der

– Tabellen

– Attribute

– Primärschlüssel

– Integritätsbedingungen (Einschränkungen der Wertebereiche der Attribute)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

12

Grundkonzepte des Relationenmodells

• Wertebereich / DomäneMögliche Werte eines Attributs, Beispiel „string“

• RelationEine Relation R ist eine Teilmenge des kartesischen Produktes von Domänen Di (1 i n): R D1 x ... x Dn Relationen kann man auch als die Zeilen einer zweidimensionale Tabellen ansehen.

• TupelTupel sind Elemente von Relationen. In Tabellen entsprechen sie den Zeilen.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

13

Grundkonzepte des Relationenmodells

• AttributSpalte einer Tabelle

• AttributwertElement eines dem Attribut zugeordneten Wertebereichs

• RelationenschemaEin Relationenschema besteht aus einem Relationennamen, gefolgt von der Liste ihrer Attribute und den zugeordneten Domänen: R(A1:D1,...,An:Dn)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

14

Grundkonzepte des Relationenmodells

• Relationales DB-SchemaMenge aller Relationenschema in der Datenbank

• Relationale DBDas relationale DB-Schema zusammen mit den momentanen Werten der Relationen

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

15

Integritätsregeln

Integritätsbedingungen sind Forderungen an die Zusammenhänge über die in der relationalen DBen enthaltenen Daten. Es gibt zwei verschiedene Typen von Integritätsbedingungen:

• Strukturelle Regeln: Sie sind inhärent für das Datenmodell.

• Verhaltensregeln: sie sind abhängig von der jeweiligen Anwendung.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

16

Integritätsregeln

Eindeutigkeit von Schlüsseln

Relationen dürfen als Tupelmengen keine Duplikate enthalten. Eine noch schärfere Einschränkung wird durch den Begriff des Schlüsselkandidaten ermöglicht.

Definition:

Eine Menge S von Attributen einer Relation R heißt Schlüsselkandidat, wenn gilt:

1. Keine Instanz von R kann zwei verschiedene Tupel enthalten, die in S übereinstimmen.

2. Keine echte Teilmenge von S hat Eigenschaft 1.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

17

Integritätsregel 1 - Primärschlüssel

Primärschlüssel

Jede Relation muß mindestens einen ausgewählten Schlüsselkandidaten besitzen, den sogenannten Primärschlüssel.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

18

Definition: Fremdschlüssel

Ein Fremdschlüssel einer Tabelle ist ein Attribut, oder eine Attributs-kombination, das (bzw. die) in einer anderen Tabelle als Primärschlüssel auftritt.

Fremdschlüssel stellen die gewünschten Beziehungen zwischen Tabellen her.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

19

Integritätsregel 2 - Fremdschlüssel

FremdschlüsselDer Primärschlüssel eines Relationenschemas R, das einen Relationship-Typ eines E/R-Diagramms modelliert, enthält Fremdschlüssel.

Beispiel:In der Relation „liefert(LName,ArtName,Preis)“ ist „Lname“ ein Fremdschlüssel aus „LIEFERANT“, und „ArtName“ ein Fremdschlüssel aus „ARTIKEL“.

Eine Relationship kann nur existieren, wenn die beteiligten Entities existieren.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

20

Integritätsregel 2 – Referentielle Integrität

Falls ein Relationenschema R einen Fremdschlüssel

F = {A1,..., Al}

des Relationenschemas S enthält, muß zu jedem Tupel

t = (A1 = a1,..., Al = al, ...) aus R

ein Tupel

t' = (A1 = a1,..., Al = al, ...) in S

existieren.

Diese Integritätsregel bezeichnet man auch als referentielle Integrität.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

21

Integritätsregel 2 – Referentielle Integrität

Bemerkung:

• Verletzungen der referentiellen Integrität können auftreten, wenn neue Tupel in R eingefügt oder existierende Tupel aus S gelöscht werden.

• Fremdschlüssel sind meist Teil des Primärschlüssels.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

22

Integritätsregel 3 – NULL-Werte

Manchmal tritt der Fall auf, daß ein neues Tupel t in die Relation R eingefügt werden soll, ohne daß alle Attributwerte von t bekannt oder relevant sind. Für solche Situationen verwendet man den sogenannten NULL-Wert anstelle unbekannter oder irrelevanter Attributwerte.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

23

Integritätsregel 3 – NULL-Werte

Beispiel:

Der neue Angestellte Robert Ford wird eingestellt; die Festsetzung seines Gehalts steht aber noch aus.

ANGESTELLTER   AngName Gehalt 

'Robert Ford'   NULL 

Außerdem soll die Zuordnung von Robert Ford zu einer ABTEILUNG erst später getroffen werden. Analog zum Eintrag in ANGESTELLTER ergibt sich daher:

arbeitet_in   AngName   AbtName

'Robert Ford'   NULL 

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

24

Integritätsregel 3 – NULL-Werte

NULL-Werte können nicht auf allen Attributpositionen sinnvoll eingesetzt werden

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

25

Integritätsregel 3 – NULL-Werte

Kein Attributwert des Primärschlüssels

einer Relation darf NULL sein.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

26

Integritätsregel 3 – NULL-Werte

Bemerkung

• Dadurch soll die eindeutige Identifikation von Tupeln, die Entities oder Relationships beschreiben, gesichert sein.

• Für Fremdschlüssel, die nicht Teil des Primärschlüssels sind, gilt Integritätsregel 3 nicht.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

27

Integritätsregeln - alle

Alle drei Integritätsregeln sind strukturelle Integritätsregeln für das relationale Modell.

Sie sollten von einem relationalen DBMS automatisch überprüft werden!!!

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Übersetzung E/R-Modell in „Tabellen“-Modell

(in Relationales Datenbankschema)

29

Datenmodellierung im Relationalen Modell

• Bei der Erstellung des relationalen Schemadesigns wird folgende Vorgehens-weise nachdrücklich empfohlen:

–Erstellung eines E/R-Diagramms. –Konvertierung des E/R-Diagramms in

ein relationales DB-Schema. • Grund: Grössere Übersichtlichkeit und

grössere semantische Ausdruckskraft des E/R-Modell gegenüber dem Relationen Modell.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

30

Regel 1

Jeder Entity-Typ

muss

als eigenständige Tabelle

mit eindeutigem Primärschlüssel

definiert werden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

31

Konvertierung in Relationales Modell

Konvertierungsregel 1:

E/R-Modell Relationen Modell

Ein Entity-Typ E mit Attributen A1,...,Ak aus den Domänen D1,...,Dk wird abgebildet auf ein k-stelliges Relationenschema E(A1:D1, ..., Ak:Dk).

Falls dabei ein Relationship-Typ E isa F vorliegt, kann man die Attributvererbung (z.B.) durch Hinzunahme aller Schlüsselattribute von F berücksichtigen.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

32

Regel 2

Jede Relationship

kann

als eigenständige Tabelle

definiert werden.

Die Primärschlüssel der zugehörigen Entity-Typen treten als Fremd-schlüssel in dieser Tabelle auf.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

33

Konvertierung in Relationales Modell

Konvertierungsregel 2:

E/R-Modell Relationen Modell

Ein Relationship-Typ R zwischen den Entity-Typen E1, ..., En wird dargestellt durch ein Relationenschema R, dessen Attribute aus allen Schlüsselattributen der Ei bestehen. Gleiche Attribute werden dabei durch Umbenennung in R eindeutig gemacht. Falls R eigene Attribute besitzt, nimmt man diese hinzu.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

34

Regel 2

Der Primärschlüssel der Relationship kann sich aus den Fremdschlüsseln zusammensetzen oder ein anderer Schlüsselkandidat sein,

z.B. ein neuer künstlich eingeführter Schlüssel.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

35

Beispiel: ERM Regel 1 und 2

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Abteilung

ProjektMitarbeiter Zugehörig-keit

Abteilungs-Leiter

Unter-stellung

mn

n

1

1

1

%-AnteilM#

A#

P#

Name Ort Inhalt

Bezeichnung

36

Alternative Kennzeichnung von Schlüsseln

A# := A

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

37

Beispiel: Tabellen Regel 1

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Abteilung Projekt Mitarbeiter

A# Bezeichnung P# Inhalt M# Name Ort

38

Beispiel: Tabellen Regel 2

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Abteilungsleiter Unterstellung Zugehörigkeit

A# M# M# A# M# P# %-Anteil

39

Regel 2 (Beispiel)

Da zu jeder Abteilung genau ein Abteilungsleiter gehört, genügt die Abteilungsnummer A# in der Tabelle ABTEILUNGSLEITER als Primärschlüssel.

Analoges gilt für M# in der Tabelle UNTERSTELLUNG

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

40

Regel 2 (Beispiel)

In der Tabelle ZUGEHÖRIGKEIT müssen die Fremdschlüssel M# und P# zusammen als Primärschlüssel definiert werden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Abbildungsregeln für

Beziehungsmengen

42

Regel 3 (n:m-Beziehung)

Jede n:m Beziehungsmenge muss als eigenständige Tabelle definiert werden.

Die Primärschlüssel der zugehörigen Entity-Typen treten in der Relationship als Fremdschlüssel auf.

Der Primärschlüssel der Relationship setzt sich aus den enthaltenen Fremdschlüsseln zusammen oder ist ein anderer Schlüsselkandidat.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

43

Regel 4 (1:n - Relationship)

Jede 1:n Relationship kann ohne zusätzlicheeigenständige Tabelle definiert werden.

Dazu wird in einer der beiden Tabellen mit Assoziationstyp n ein Fremdschlüssel auf die damit verknüpfte Tabelle geführt.

Die Fremdschlüsselbeziehung wird (i.B.) durch ein Attribut gegeben, das sich aus dem entliehenen Primärschlüssel und dem Entity-Namen „Unterstellung“ zusammensetzt.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

44

Beispiel: Regel 4 (1:n)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter AbteilungUnter-stellung 1n

AbteilungMitarbeiter

A# BezeichnungM# Name Ort A#_Unterstellung

Fremdschlüssel-Beziehung

45

Regel 5 (1:1- Relationship)

Jede 1:1 Relationship kann ohne zusätzlicheeigenständige Tabelle definiert werden.

Dazu wird in einer der beiden Tabellen mit Assoziationstyp 1 ein Fremdschlüssel auf die damit verknüpfte Tabelle geführt.

Die Fremdschlüsselbeziehung wird (i.B.) durch ein Attribut gegeben, das sich aus dem entliehenen Primärschlüssel und dem Entity-Namen „ Abteilungsleiter“ zusammensetzt.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

46

Beispiel: Regel 5 (1:1)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter AbteilungAbteilungs-leiter 11

AbteilungMitarbeiter

A# BezeichnungM# Name Ort

Fremdschlüssel-Beziehung

M#_Abteilungsleiter

Abbildungsregeln für die

Generalisation

48

Regel 6

Jeder Entitytyp einer Generalisationshierarchie verlangt eine eigenständige Tabelle, wobei der Primärschlüssel der übergeordneten Tabelle auch Primärschlüssel der untergeordneten Tabelle wird.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

49

Regel 6

Die Nicht-Disjunkt Eigenschaft erfordert keine spezielle Regelung.

Die Disjunkt-Eigenschaft erfordert die Einführung eines Attributes „Kategorie“ in der übergeordneten Tabelle. Es enthält die Information zu welcher „Unterklasse“ das Objekt gehört.

Bei einer disjunkten und totalen Generalisation muss garantiert werden, dass pro Eintrag in der übergeordneten Tabelle ein Eintrag in einer der Spezialisierungen existiert und umgekehrt.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

50

Regel 6 (Beispiel)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Führungskraft Fachspezialist Lehrling

Mitarbeiter

t

Mitarbeiter

M# Name Ort

Führungskraft

M# Stellung

Fachspezialist

M# Know-how

Lehrling

M# Lehrjahr

Kategorie

M#

Name

Ort

KategorieStellung

Lehrjahr

Know how

51

Regel 6 (Beispiel)

Damit ein bestimmter Mitarbeiter nicht mehreren Kategorien gleichzeitig angehört, führen wir das Merkmal Kategorie ein.

Dieses kann die folgenden Werte annehmen:– „Führungskraft“– „Fachspezialist“– „Lehrling“

Es garantiert die Eigenschaften der disjunkten Generalisierungshierarchie.

Die Eigenschaft der Vollständigkeit kann nicht im Datenbankschema ausgedrückt werden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

ÜbungVertriebsdatenbank

in Tabellenformübersetzen

53

Produkt Bestellung Kunde

Lieferant

Spediteur Mitarbeiter

Kategorie

Offerte

liefert beschreibt

liefertaus

Posten bestellt

bearbeitetofferiert

PNr BNr KuNr

LNr KaNr

SNr MNr ONrbearbeitet

Offerte

n m n 1

n

1

n

1

n

1

n

1

1 n

1

n

Anzahl BDatumPreis

LPreisLDATUM

OPosten

n

mAnzahlPreis

54

Tabellen Vertriebsdatenbank

Kunde(KuNr, Name, Adresse, Rabatt)Produkt(PNr, P-Name, KaNr, LNr, Preis, LPreis)Bestellung(BNr,KuNr,MNr,SNr,Bestelldatum,

Lieferdatum)Lieferant(LNr,Name, Adresse)Kategorie(KaNr,Name)Spediteur(SNr, Name, Adresse)Mitarbeiter(MNr,Name, Adresse)Offerte(Onr, KuNr, MNr,Posten(PNr,BNr,Anzahl)Oposten(PNr,ONr,Anzahl,Preis)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

55

Themen heute

Nachtrag Funktionale Beziehungen (Beziehungstypen / Assoziationstypen)

SQL-Einführung / Übersicht

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

56

Nachtrag Funktionale Beziehungen

Es gibt in der Datenbank-Literatur diverse Notationen mit unterschiedlicher Bedeutung

insbesondere eine „genau“ entgegen- gesetzte Definition / Interpretation der funktionalen Beziehung (1:N).

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

57

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

„Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung“ ist die ausdrucksstärkste Variante zur Beschreibung von Beziehungstypen.

Sie soll zur Klärung der Situation deshalb zunächst vorgestellt werden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

58

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

E1 E2R[a,b] [c,d]

Allgemeine Form für diese zweistellige Beziehungstypen:

59

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Die Kardinalitätsangaben

[a,b] und [c,d]

schränken die möglichen Teilnahmen von Instanzen der beteiligten Entity-Typen an der Beziehung ein,

indem jeweils minimale Werte a, c und maximale Werte b, d vorgegeben werden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

60

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter Raumarbeitet-in

E1 E2R[a,b] [c,d]

[0,1] [0,3]

Hierbei beschreiben die numerischen Werte, wie oft (mindestens (a bzw. c) und höchstens (b bzw. d)) ein Entity des zugehörigen Entity-Typs (E1 bzw. E2) in der Beziehung auftauchen muss (mindestens) und kann (höchstens). a, b, c, d (0, 1, ...., *)

61

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter Raumarbeitet

in

[0,1] [0,3]

Jedem Mitarbeiter ist höchstens ein Raum zugeordnet.Es kann aber auch Mitarbeiter geben, denen kein Raum zugeordnet ist.

Es kann Räume geben, denen kein Mitarbeiter zugeordnet ist.Einem Raum können maximal 3 Mitarbeiter zugeordnet sein.

R#M#

62

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter Raumarbeitet

in

[0,1] [0,3]

M# R#

M1M2M3M4

R1R1R1R2

M1M2M3M4M5

R1R2R3R4

3mal

Maximal 3 maloder kein mal

Maximal 1 maloder kein mal

R#M#

63

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter Raumarbeitet

in

[0,1] [0,3]

M# R#

M1M2M3M4M5

R1R2R3R4

R#M#

64

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter Raumarbeitet

in

[1,1] [1,3]

M# R#

M1M2M3M4M5

R1R1R2R3R4

M1M2M3M4M5

R1R2R3R4

R#M#

65

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter Abteilungleitet

Mitarbeiter Abteilungarbeitet-in

Person Hausbesitzt

Student Vorlesunghört

[0,1] [1,1]

[1,1] [1,*]

[0,*] [1,1]

[0,*] [0,*]

66

Kardinalitäten als Teilnahmezahl an der Beziehung

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Die numerischen Werte [min, max] beschreiben, wie oft ein Entity des Entity-Typs an der Beziehung teilnehmen kann,

d.h., sie schränken die Teilnahmen von Instanzen der beteiligten Entity-Typen an der Beziehung ein.

min, max (0, 1, ...., *), (* = unbegrenzt oft)

[0, *] legt keine Einschränkungen fest

[2, 5] mindestens 2 mal, höchstens 5 mal

mögliche Anzahl: 2, 3, 4 ,5

67

Assoziationstypen

Alternative Notation:

1 [1,1] genau ein

c [0,1] kein oder ein

m,n [1,*] mehrere

mc, nc [0,*] kein, ein oder mehrere

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

68

Beispiel: Alternative Notation

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Abteilung

ProjektMitarbeiter Zugehörig-keit

Abteilungs-Leiter

Unter-stellung

mnc

1

m

c

1

%-AnteilM#

A#

P#

Name Ort Inhalt

Bezeichnung

69

Alternative - Funktionale Beziehungen

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

......

......[0,1] : [1,1]

.........

Mitarbeiter Abteilung

Mitarbeiter Abteilung

1:m

leitet

Unterstellung

......

[1,1] : [1,*]

c:1

Alternative Notation: 1: m

Alternative Notation: c: 1

......

70

Alternative - Funktionale Beziehungen

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Alternative Notation: 1: nc

.........

Mitarbeiter Abteilung

1:nc

Unterstellung

[1,1] : [0,*]

..

..

Variante von Unterstellung mit der Möglichkeit vonAbteilungen ohne Mitarbeiter

71

Funktionale Beziehungen (ERM Ursprung)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

[0,1] : [0,*]Alternative Notation: c: nc

Mitarbeiter AbteilungUnter-

stellung

1N

.........

Mitarbeiter Abteilung

N:1

Unterstellung

..

..

..

......

Bedeutung in alternativer Notation

72

Funktionale Beziehungen (ERM Ursprung)

bedeutet demnach:• Jeder Mitarbeiter kann höchstens zu einer Abteilung

gehören• Einer Abteilung können mehrere Mitarbeiter

zugeordnet sein• Abteilungen und Mitarbeiter müssen aber nicht alle in

der Beziehung auftauchen

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Mitarbeiter AbteilungUnter-

stellung1n

73

Funktionale Beziehungen (ERM Ursprung) / Bemerkung

Was folgt daraus?

Übernahme der „C-Notation“ ins ürsprüngliche ERM

ist nicht sinnvoll!!!

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

74

Funktionale Beziehungen (ERM Ursprung) / Bemerkung

• Falls man Fremdschlüssel von Abteilung in der Tabelle Mitarbeiter führt, kann der Wert gegebenenfalls NULL werden.

• Falls man eine zusätzliche Verknüpfungstabelle einführt, kann man die nicht vorhandenen Verknüpfungen einfach weglassen, kommt dabei ohne NULL-Werte aus.

• Die referentielle Integrität ist verletzt,wenn ein Fremdschlüsselwert exisitiert für den kein zugehöriger Primärschlüssel existiert.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

75

Referentielle Integrität

Falls ein referenziertes Tupel in der Vaterrelation gelöscht oder geändert wird, sind folgende Regeln anwendbar:

• Restricted: Die (Lösch-) Operation auf der Vaterrelation wird nicht zugelassen

• Cascade: die Referenztupel werden mitgelöscht bzw. die geänderten Schlüsselwerte werden übernommen

• Set NULL / Set Default: Die Werte in den zugehörigen Fremdschlüsseln werden auf NULL oder den Default-Wert gesetzt.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

SQLStructured Query Language

77

SQL Geschichte

• 1974 erste relationale Anfragesprache SEQUEL• 1979 Oracle liefert erstes relationales DBMS mit

SQL aus• 1983 IBM stellt DB2 vor• 1985 INGRES und Informix stellen auf SQL um• 1987 ISO 9075 Standard (SQL86)• 1988 ADABAS erhält SQL• 1989 ISO 9075 SQL mit Integrity Enhancement (SQL

89)• 1992 ISO 9075 (SQL2 bzw. SQL-92)• 1999 SQL:1999 (SQL3)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

78

SQL - Implementationen

Standard-SQL und die verfügbaren SQL-Implementierung in kommerziell verfügbaren Datenbanksystemen sind nicht identisch!!!Man unterscheidet– Entry-Level SQL– Intermediate-Level SQL– Full-Level SQL

Der Entry-Level wird von den meisten verfügbaren DBMS unterstützt

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

79

SQL - Implementationen

Unterschiede ergeben sich aus:

unterschiedlichen Funktionalitäten– Teilweise werden Anforderungen des Standards

nicht erfüllt (MySQL)– Teilweise werden zusätzliche Funktionen

angeboten

• unterschiedlicher Syntax (MS-Access)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

80

SQL - Implementationen

Beispiel: MySQL

unterstützt folgende Funktionen nicht:

• Transaktionen• Referentielle Integrität• Sichten• Unterabfragen

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

81

Sprachelemente SQL

• DDL (Data Defintion Language)– Datenbank anlegen– Definition von Domänen– Definition von Relationen und

Integritätsbedingungen– CREATE TABLE (...)– Definiton von Datensichten (Views /

Abfragen)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

82

Sprachelemente SQL

• DML (Data Manipulation Language)– Eingabe (INSERT INTO) – Änderung (UPDATE)– Löschen (DELETE FROM)

• Query-Language– SELECT ... FROM ... WHERE ...

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

83

Sprachelemente SQL

Zusätzliche Anweisungen

• zur Steuerung von Transaktionen• zur Definition von Indexen• zur Verwaltung von Benutzern und

deren Zugriffsrechten

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

84

Datenbank anlegen, löschen, schliessen

• CREATE DATABASE datenbankname

• DROP DATABASE datenbankname

• CLOSE DATABASE datenbankname

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Nicht standardisiert!!!

85

Datenbank anlegen, löschen, schliessen

Beispiele:

• CREATE DATABASE Kunden

• DROP DATABASE Kunden

• CLOSE DATABASE Kunden

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

86

SQL Domänen

Neben den vordefinierten Datentypen können selbstdefinierte Domänen bei der Tabellendefinition zur Spezifikation der zulässigen Attributwerte verwendet werden (natürlich auch mehrfach).

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

87

SQL Domänen

Allgemein:CREATE DOMAIN domänenname [AS]

Datentyp[default][bedingung];

„bedingung“ wird grundsätzlich durch CHECK-Klausel realisiert.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

88

SQL Domänen

Beispiele:CREATE DOMAIN Zahlungsart AS CHAR(1)

CHECK (VALUE IN (‘R‘, ‘B‘, ‘N‘,‘V‘,‘K‘))DEFAULT ‘N‘;

CREATE DOMAIN Kunden-Key AS INTEGERCHECK (VALUE > 100);

CREATE DOMAIN Kunden-Status AS CHAR(1)CHECK (VALUE IN (‘W‘, ‘G‘, ‘S‘));

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

89

SQL Domänen

Beispiel:

CREATE TABLE kunde (kunden_nr Kunden_Key NOT NULL,status Kunden-Status,zahlung Zahlungsart,...);

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

90

SQL Datentypen

• INTEGER vier Byte• SMALLINT zwei Byte• DECIMAL (p,q) Dezimalzahlen p-Stellen• REAL Gleitpunktzahlen (einf.)• CHARACTER(n) Zeichenketten, Länge=n• CHARACTER VARYING(n) höchstens n Zeichen

• DATE Kalenderdaten 1 - 9999• TIMESTAMP(p) Datum und Uhrzeit• TIME(p) Stunden, Min., Sek., • BOOLEAN (True, False, Unknown)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

91

Operationen mit Datentypen

Für numerische Datentypen• Addition: +• Subtraktion: -• Multiplikation: *• Division: /Reihenfolge der Abarbeitung

– Klammern – Punktrechnung vor Strichrechnung– von links nach rechts

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

92

SELECT (WHERE - Klausel)

6 Vergleichsoperatoren für Attributwerte:

= gleich

<> oder != ungleich (DB-spezifisch)

< kleiner

> grösser

<= kleiner oder gleich

>= grösser oder gleich

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

93

SELECT (WHERE - Klausel)

Ausführungsreihenfolge der logischen Operatoren:

1 NOT

2 AND

3 OR

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

94

CREATE TABLE

Allgemein:

CREATE TABLE table_name(spaltendefinitionsliste[,tabellenintegritätsregelliste]);

spaltendefinition ::=spaltenname typangabe [default-Klausel]

[spaltenintegritätsregelliste]

tabellenintegritätsregel ::=

check-klausel | primary_key-klausel |

unique-klausel | foreign-key-klausel

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

95

CREATE TABLE

Einfach Allgemein:

CREATE TABLE table_name(Spalte1 Daten-Typ-für-Spalte-1, Spalte2 Daten-Typ-für-Spalte-2,... ) ;

Beispiel: für eine Kundentabelle

CREATE TABLE Kunde(Vorname char(50),Name char(50),Addresse char(50),Stadt char(50),Land char(25),Geburtstag date);

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

96

DDL CREATE TABLE

CREATE TABLE mitarbeiter

(personnr INTEGER NOT NULL,

name CHAR(18) NOT NULL

vorname CHAR(18),

geschlecht CHAR(1),

abtnr INTEGER,

Gehalt DECIMAL(8,2));

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

97

DDL CREATE TABLE

CREATE TABLE Kunde (kundennr INTEGER NOT NULL,status CHAR(1) NOT NULL,Name CHAR(30) NOT NULL,zahlungsart CHAR(1) NOT NULL DEFAULT

‘N',Ort CHAR (39) NOT NULL,CHECK (status IN (‘W‘, ‘G‘, ‘S‘)),CHECK (zahlungsart IN (‘R‘, ‘B‘, ‘N‘,‘V‘,‘K‘)),PRIMARY KEY (kundennr));

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

98

DDL CREATE TABLE

Mögliche Konsistenzbedingungen:• Primärschlüssel

• weitere Schlüssel (Schlüsselkandidaten)

• Fremdschlüssel mit Bezugstabelle

• Einschränkungen für die Wertebereiche der Spalten

• Verbot von Nullmarken in Spalten

• Spaltenübergreifende Integritätsbedingungen

• tabellenübergreifende Integritätsbedingungen

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

SELECT

100

SELECT

Der Queryblock hat in seiner Grundform die Gestalt:

SELECT [DISTINCT] A1,..., Ak

FROM R1, ..., Rl

WHERE

Erläuterungen: • Die Ai sind Attribute der Relationen R1, ..., Rl.

• Bei Mehrdeutigkeit kann die ausführliche Form Rj.Ai gewählt werden.

• „WHERE“ ist eine Formel über den Relationen Rj. Die üblichen logischen Konnektoren und arithmetischen Vergleichsoperatoren sind erlaubt.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

101

SELECT

Beispiel:

Ermittle die Namen aller Kunden mit negativem Saldo.

SELECT KundenName

FROM KUNDEN

WHERE Saldo < 0;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

102

SELECT

Beispiel:

Ermittle alle Kundendaten aller Kunden mit negativem Kontostand.

SELECT *

FROM KUNDEN

WHERE Saldo < 0;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

SELECTBeispiel

104

DDL CREATE

CREATE TABLE Ladeninfo

(Ladenname CHAR(50),

Verkauf INTEGER,

Datum DATE);

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

105

Beispieltabelle

Ladenname Verkauf Datum

Lörrach 1500 Jan-05-2001

Konstanz 250 Jan-07-2001

Lörrach 300 Jan-08-2001

Freiburg 700 Jan-08-2001

Ladeninfo

106

SELECT

Allgemein:

SELECT column_name

FROM table_name;

Beispiel:

SELECT Ladenname

FROM Ladeninfo ;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

107

SELECT

Resultat:

Ladenname

Lörrach

Konstanz

Lörrach

Freiburg

Es können mehrere Spaltennamen und mehrere Tabellennamen angegeben werden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Doppelwerte

108

SELECT - DISTINCT

Allgemein:

SELECT DISTINCT column_name FROM table_name ;

Beispiel:

SELECT DISTINCT Ladenname FROM Ladeninfo ;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

109

SELECT - DISTINCT

Resultat:

Ladenname

Lörrach

Konstanz

Freiburg

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Keine doppelten Wertemehr!

110

SELECT (WHERE-Klausel)

Allgemein:

SELECT column_name FROM table_name WHERE condition ;

Beispiel:

SELECT Ladenname FROM Ladeninfo WHERE Verkauf > 1000 ;

selektiert alle Läden mit mehr als 1000.- DM Verkauf an einem Tag.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

111

SELECT

Resultat:

Ladenname

Lörrach

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

112

SELECT (WHERE - Klausel)

AND-Operator / OR-Operator / NOT-OperatorSELECT Ladenname, Verkauf, Datum

FROM Ladeninfo WHERE Verkauf > 1000 AND Datum != Jan-05-2001 ;

SELECT *FROM Ladeninfo WHERE Verkauf > 1000 OR Datum = Jan-05-2001 ;

SELECT Ladenname , Verkauf

FROM Ladeninfo WHERE NOT Verkauf > 1000;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

113

SELECT (WHERE - Klausel)

Kombination von OperatorenSELECT Ladenname

FROM Ladeninfo WHERE Verkauf > 1000 AND (Datum != Jan-05-2001 OR DATUM != Jan-06-2001) ;

SELECT Ladenname FROM Ladeninfo WHERE Verkauf > 1000 OR Datum != Jan-05-2001 AND Datum != Jan-07-2001;

SELECT Ladenname FROM Ladeninfo WHERE NOT Verkauf > 1000 AND Verkauf > 400 ;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

114

SELECT- Funktionen

Allgemein:

SELECT function type(column_name) FROM table_name;

Beispiel:

SELECT SUM(Verkauf)

FROM Ladeninfo;

Das Kommando liefert die Summe aller Verkaufswerte (Einträge in der Spalte Verkauf)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

115

SELECT - Funktionen

Resultat:

SUM(Verkauf)

2750

2750 ist die Summe aller Einträge in der Spalte Verkauf.

SUM(Verkauf)=1500 + 250 + 300 + 700.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

116

SELECT - Funktionen

Standard-Aggregatfunktionen

• SUM (Summe)

• COUNT (Anzahl Tupel)

• MIN (Minimum)

• MAX (Maximum)

• AVG (Mittelwert)

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

117

SELECT - COUNT

Allgemein:

SELECT COUNT(column_name) FROM table_name ;

Beispiel:

SELECT COUNT(Ladenname) FROM Ladeninfo ;

Das Beispiel liefert die Anzahl der in der Tabelle eingetragenen Läden.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

118

SELECT - COUNT

Resultat:

Count(Ladenname)

4

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

119

SELECT - COUNT

COUNT und DISTINCT können auch zusammen in einer Anfrage verwendet werden, um die Anzahl der unterschiedlichen Einträge in der Tabelle zu ermitteln.Z.B.:

SELECT COUNT(DISTINCT Ladenname) FROM Ladeninfo

ermittelt die Anzahl der verschiedenen Ladeneinträge in der Tabelle

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

120

SELECT - COUNT

Resultat:

Count(DISTINCT Ladenname)

3

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

121

SELECT - AVG

Allgemein:

SELECT AVG (column_name) FROM table_name ;

Beispiel:

SELECT AVG (Verkauf) FROM Ladeninfo ;

Das Beispiel liefert den Mittelwert der in der Tabelle eingetragenen Verkaufswerte.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

122

SELECT - MIN

Allgemein:

SELECT MIN (column_name) FROM table_name ;

Beispiel:

SELECT MIN (Verkauf) FROM Ladeninfo ;

Das Beispiel liefert den kleinsten Wert der in der Tabelle eingetragenen Verkaufswerte.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

123

SELECT - MAX

Allgemein:

SELECT MAX (column_name) FROM table_name ;

Beispiel:

SELECT MAX (Verkauf) FROM Ladeninfo ;

Das Beispiel liefert den grössten Wert der in der Tabelle eingetragenen Verkaufswerte.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

INSERT INTO

125

INSERT INTO

Es gibt zwei Möglichkeiten, Daten in eine Tabelle einzufügen:

• Jede Zeile für sich allein

• mehrere Zeilen gleichzeitig

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

126

INSERT INTO

Allgemein:

INSERT INTO table_name (column1, column2, ...)VALUES (value1, value2, ...) ;

Beispiel:

INSERT INTO Ladeninfo (Ladenname, Verkauf, Datum)VALUES ('Lörrach', 900, 'Jan-10-2001') ;

fügt eine zusätzliche Zeile in die Tabelle Ladeninfo mit den Verkaufsinformationen für Lörrach am 10.Januar 2001 ein.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

127

INSERT INTO

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Ladenname Verkauf Datum

Lörrach 1500 Jan-05-2001

Konstanz 250 Jan-07-2001

Lörrach 300 Jan-08-2001

Freiburg 700 Jan-08-2001

Lörrach 900 Jan-10-2001

Ladeninfo

Tabelle nach der Insert-Operation

128

INSERT INTO

Allgemein:

INSERT INTO Tabellen_Name (Spalte1, Spalte2, ...)SELECT Spalte1, Spalte2, ...FROM Tabelle1 ;

Diese Form des Kommandos ermöglicht es gleichzeitig mehrere Zeilen in eine Tabelle einzufügen. Mit dem SELECT-Kommando spezifizieren wir die Daten, die wir in die Tabelle einfügen wollen. Dazu verwenden wir Informationen aus einer anderen Tabelle.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

129

INSERT INTO

INSERT INTO Ladeninfo (Ladenname, Verkauf, Datum)SELECT Ladenname, Verkauf, DatumFROM Verkauf_InformationWHERE Year(Datum) = 1998;

Wenn Sie z.B. gerne eine Tabelle hätten, die die Verkaufsinformationen für das Jahr 1998 enthält, und wenn es bereits eine Verkaufstabelle gibt, die die Werte von 1995 bis 2000 enthält und wenn beide Tabellen die gleiche Struktur haben, liefert das Kommando das gewünschte Ergebnis.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

UPDATE

131

UPDATE

Allgemein:

UPDATE table_nameSET column_1 = [new value]WHERE {condition} ;

Beispiel:

UPDATE LadeninfoSET Verkauf = 500WHERE Ladenname = "Lörrach" AND Datum = "Jan-08-2001“;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

132

UPDATE

Ladeninfo

Beispieltabelle

vor dem UPDATE:

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Ladenname Verkauf Datum

Lörrach 1500 Jan-05-2001

Konstanz 250 Jan-07-2001

Lörrach 300 Jan-08-2001

Freiburg 700 Jan-08-2001

133

UPDATE

Das Kommando ändert die Verkaufswerte für den Laden Lörrach am 01/08/2001auf 500.- DM anstatt wie bisher 300.- DM.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

134

UPDATE

Ladeninfo

Ergebnistabelle

nach dem UPDATE:

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Ladenname Verkauf Datum

Lörrach 1500 Jan-05-2001

Konstanz 250 Jan-07-2001

Lörrach 500 Jan-08-2001

Freiburg 700 Jan-08-2001

135

UPDATE

In diesem Fall gibt es nur eine Zeile in der betrachteten Tabelle, die der Bedingung (WHERE-Klausel) genügt.

Würden mehrere Zeilen der Bedingung genügen, würden sie alle entsprechend geändert.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

136

UPDATE

Es ist auch möglich mehrere Spalten gleichzeitig zu ändern. Die Syntax dafür lautet:

UPDATE table_nameSET column_1 = new value 1,

column_2 = new value 2)

WHERE {condition} ;

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

DELETE FROM

138

DELETE FROM

Allgemein:

DELETE FROM table_nameWHERE {condition} ;

Beispiel:

DELETE FROM LadeninfoWHERE Ladenname = "Lörrach“;

löscht alle Datensätze (Zeilen) aus der Tabelle „Ladeninfo“deren Ladenname identisch ist mit „Lörrach“.

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

139

DELETE FROM

Ladeninfo

Die Ergebnistabelle

sieht dann

folgendermassen aus:

Prof. Dr. Fabian Glasen, Datenbanken, Februar 2002

Ladenname Verkauf Datum

Konstanz 250 Jan-07-2001

Freiburg 700 Jan-08-2001