relationale datenbanken

TDO - Skript
- Datenbanken
- SQL
- ERD
- Access
RELATIONALE DATENBANKEN
RELATIONAL DATABASE
bedeutet eine Beziehung zwischen Tabellen.
Mita rbe ite r (=T abellenname)
Spalte/column: Eigenschaften (Attribut/attribute)
Mitarbeiter#
Name
Job
Mitarb# des Vorgesetzten Abteilungs#
120
19
1
Mayer
Knoll
Messias
Analytiker
Projektleiter
Boss
NULL
1030
1030
007
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
19
1
Zeile/row: Datensatz
row=record
Attributswert
Relation:
= Beziehung/Zusammenhang zwischen Objekten
Funktion:
= eindeutige Relation
Entität (Entity):
= wenn eine Zeile (=Datensatz) eindeutig identifizierbar ist.
z.B.: Buch von Philipp
Entity Type:
= ein Überbegriff
z.B.: Buch Rembold
HIERARCHISCHE DATENBANK
keine Verknüpfungen möglich (Information, Struktur streng hierarchisch)
NETZWERKMODELL
Verknüpfung der einzelnen Objekte möglich, Ziel kann jedoch über verschiedene Verknüpfungen erreicht werden.
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TDO - Skript
SQL
Structured
Query
Language
(strukturierte
Abfrage
Sprache)
SQL = normierte Abfragesprache
ISQL (Interactiv SQL):
Abfrage wird eingegeben, Computer gibt das Ergebnis aus.
Nächste Abfrage wird eingegeben, ... usw.
ESQL (Embedded SQL):
hier wird programmiert
z.B.: im C-Programm wird eine SQL-Anweisung ausgeführt
embedded ... eingebettet
SQL-Anweisungen unterteilt in 3 Gruppen:
•) DML - data manipulating language (für Datensätze)
select
update
delete
insert
selektieren
ändern
löschen
einfügen
•) DDL - data definition language (für Tabellen)
create
drop
alter
erstellen
löschen
ändern
(löscht Tabelle samt Inhalt)
•) DCL - data control language (Benutzerrechte)
grant
revoke
select was
from woher
where Bedingung
erteilen
entziehen
(=Attribut, Attribut, ...)
(=Tabellenname, Tab.name, ...)
Bsp:
select *
from Schüler
where Alter>15
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(* gibt den ganzen Datensatz aus)
( Tabelle Schüler)
(es sollen nur die Schüler ausgegeben werden, die älter als 15 sind)
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TDO - Skript
OPERATOREN
<
>
=
<> (!=)
and
or
not
in
like
is
Negationen:
Wichtig:
0
<=
>=
between
z.B.: not in, not between, is not, ...
... Ziffer
NULL ... nix
%
_
Bsp:
... beliebig viele Zeichen
... genau ein Zeichen
Name derjenigen, deren Gehalt zwischen 1000 und 2000 liegt.
select ename, sal
from emp
where sal between 1000 and 2000
Bsp:
Welche Personen haben den Job CLERK, SALESMAN oder ANALYST.
select ename, job
from emp
where job in ('CLERK', 'SALESMAN', 'ANALYST')
Bsp:
Alle Namen, die mit A anfangen.
select ename
from emp
where ename like 'A%'
Bsp:
Namen derjenigen, die keine Provision bekommen.
select ename
from emp
where comm is NULL
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TDO - Skript
ORDER BY
Bsp:
Ausgabe der Angestelltennummer in der Abteilung 10, sortiert nach Namen.
1
2
select empno, ename
from emp
where deptno=10
order by ename
(oder order by 2)
Nach order by können mehrere Kriterien angegeben werden, z.B.: order by No, Gericht
No
Gericht
1411
1411
Spaghetti
Spinat
ASC ... ascending (aufsteigend)
DESC ... descending (absteigend)
ÄNDERN VON "ÜBERSCHRIFTEN"
select empno Mitarbeiternr, ename Name
from emp
MITARBEITERNR
NAME
7396
7499
SMITH
ALLEN
Mitarbeiternr →
"Mitarbeiternr" →
MITARBEITERNR
Mitarbeiternr
AUSDRÜCKE UND FUNKTIONEN
+
-
*
/
||
Grundrechnungsarten
Zusammenhängen von Zeichenfolgen
ABS (<numerischer Ausdr.>)
Absolutbetrag
SIGN (<numerischer Ausdr.>)
Vorzeichen
LENGTH (<String>)
Länge
SUBSTR (<String>, von, Länge)
Teilstring von einer Zeichenkette
NVL (<Ausdruck>, Ersatz)
Konvertierung von NULL-Werten
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NVL ... NULL-value
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Bsp:
Alle Namen, die an der 3. Stelle ein A haben.
select ename
from emp
where substr (ename, 3, 1)='A'
Bsp:
ENAME
BLAKE
CLARK
ADAMS
Ausgabe vom Namen und Gehalt+Provision.
select ename, sal+nvl (comm, 0)
from emp
ENAME
SMITH
ALLEN
WARD
JONES
MARTIN
SAL+NVL (COMM, 0)
800
1900
1750
2975
2650
.
.
.
.
.
.
SAL+COMM
1900
1750
2650
.
.
.
NULL wird für diese Berechnung zu 0 konvertiert, um sie dann mit sal zu addieren.
Bsp:
Zusammenhängen von Name und Beruf aus der Abteilung 30.
select ename || '-' || job "NAME-BERUF"
from emp
where deptno=30
NAME-BERUF
ALLEN-SALESMAN
WARD-SALESMAN
.
.
.
GRUPPENFUNKTIONEN
I) SUM
Jahresgehalt pro Person?
select sal*12
from emp
SAL*12
9600
.
Jahresgehalt aller.
select sum (sal*12)
from emp
SUM (SAL*12)
348300
II) MAX
max (<Ausdruck>)
III) MIN
min (<Ausdruck>)
IV) AVG
avg (<Ausdruck>)
Bei SUM, MAX, MIN und AVG werden NULL-Werte ignoriert.
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TDO - Skript
V) COUNT
a) COUNT (*)
Zählt alle vorhandenen Datensätze.
select count (*)
from emp
COUNT (*)
14
b) COUNT (<Ausdruck>)
Abzählen von Datensätzen ungleich NULL.
select count (mgr)
from emp
COUNT (MGR)
13
c) COUNT (distinct <Ausdruck>)
select count (distinct job)
from emp
COUNT (DISTINCT JOB)
5
GROUP BY
Bsp:
Durchschnittsgehalt pro Filiale.
select distinct deptno
from emp
select avg (sal)
from emp
where deptno=10
DISTINCT DEPTNO
10
20
30
AVG (SAL)
2916,67
select avg (sal)
from emp
where deptno=20
.
.
.
einfacher:
select deptno, avg (sal)
from emp
group by deptno
DEPTNO
10
20
30
AVG (SAL)
2916,67
2175
1566,67
HAVING
Nach der group by - Klausel kann kein where benutzt werden. SQL bietet dafür den Filter having an.
Having definiert eine Bedingung, welche sich auf das Ergebnis der Gruppierung bezieht. Es ist somit möglich, je
Gruppe die Entscheidung zu treffen, ob diese in die Ausgabe mit aufgenommen werden soll oder nicht.
In having können Gruppenfunktionen (min, max, ...) benutzt werden, die in where nicht zulässig sind.
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TDO - Skript
JOINS
= Abfrage mehrerer Tabellen
EMP
DEPT
empno, ename, deptno, ...
select ...
from emp, dept
→
ename, deptno, ...
KARTESISCHES PRODUKT wird gebildet (= 14*4 Datensätze)
select emp.deptno
from ...
Tabellenname (von der das Attribut angegeben wird)
INNER JOIN
= zur Vermeidung des kartesischen Produkts
select ...
from emp, dept
where emp.deptno = dept.deptno
→
in diesem Beispiel wären es nur noch 14 Datensätze
OUTER JOIN
hier werden Datensätze miteinbezogen, die in einer anderen Tabelle nicht vorkommen (wird selten benutzt).
select ...
from emp, dept
where emp.deptno (+) = dept.deptno →
Datensatz.
Filiale 40 hat in der Tabelle EMP keinen entsprechenden
Durch das Anführen von (+), werden bei dieser Tabelle
Datensätze mit dem Wert NULL generiert.
Die Benennung des Joins erfolgt dadurch, ob links (LEFT OUTER JOIN) oder rechts (RIGHT OUTER JOIN)
NULL-Werte angefügt werden (emp.deptno (+) = dept.deptno → LOJ / dept.deptno = emp.deptno (+) → ROJ)
EQUI JOIN
= die Verknüpfung innerhalb einer Tabelle
select ...
from emp E1, emp E2
where E1.deptno = E2.deptno
 by K. Zimmermann
→
→
E1 und E2 = Synonyme
Verknüpfung mit sich selbst (um z.B. ein Liste aller Mitarbeiter
und deren Vorgesetzten
auszugeben)
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TDO - Skript
SUBSELECTS
man darf selects miteinander verschachteln
select ename, job, deptno
from emp
where job = (select job
from emp
where ename = 'JONES')
Ein SUBSELECT kann auch nach group by verwendet werden ( having avg (sal) > (select ...) )
Operatoren die nur ein Ergebnis zurückliefern:
=
>
<
>=
<=
<> (!=)
Operatoren, bei denen ein subselect mehrere Ergebniszeilen zurückliefert:
any
all
in
= any
( in )
!= all
( not in )
> any
( > min )
< any
( < max )
> all
( > max )
VIEW
= Ansicht, Lupe od. Fenster einer oder mehrerer Tabellen, für vollständige bzw. Teil-Ansichten
In der VIEW sind keine Datensätze; sie besteht nur aus einem select - Statement. Werden in der/den zugehörigen
Tabelle(n) Daten verändert, so ändert sich auch die VIEW. Soll die Originaltabelle geschützt werden oder
soll verhindert werden Daten zu Manipulieren und zu Ändern, so wird eine VIEW angelegt.
Vorteil einer View ist, daß man wichtige Daten die öfters benötigt werden zusmmenfassen kann. Sollen einige
Daten für andere Benutzer gesperrt bleiben (z.B.: Gehaltsdaten), so kann dies mittels eines selects erfolgen.
Tabelle A
Tabelle B
A1 A2 A3 A4
create
select
from
where
View Z
B1 B2 B3 B4 B5
A1 B2 B4
view Z as
A1, B2, B4
A, B
A4=B5
order by darf nicht bei der Erstellung einer View vorkommen.
Wird im select - Statement ein Berechnungsausdruck verwendet, so muß als Attribut ein Name gewählt werden
[ create view X (maxsal, ...) as select max(sal), ... from ... ].
Ansonst wird mit einer View wie mit einer Tabelle gearbeitet:
löschen einer View:
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drop
select *
from Z
view Z
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TDO - Skript
TABLE
= Tabelle, in der die Daten gespeichert sind
erstellen einer Tabelle:
create table name
löschen einer Tabelle:
drop
Bsp:
table name
Erstellen einer Tabelle mit verschiedenen Attributen
create table allgemein
(MITNR number (4) not null, NAME char (12), DATUM date, GEHALT number (7,2))
Als Attribute gelten:
char (n)
Zeichenfolge mit max. Länge n
number (n,d) num. Wert mit gesamt n Stellen und d Nachkommastellen
date
Datum
not null bedeutet, daß in dem Feld immer ein Wert stehen muß der ungleich null ist.
Soll eine vorhandene Tabelle erweitert werden, so muß alter verwendet werden:
alter
table allgemein
add (PROZENT number (6,2))
Unsere Tabelle sieht jetzt so aus:
ALLGEMEIN
MITNR NAME DATUM GEHALT
PROZENT
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um Datensätze in einer Tabelle anzulegen:
I) insert ... into
insert into allgemein
values (12, 'JAMES', '24-APR-93', 1234.76, 3.25)
Eintragen in bestimmte Felder:
insert into allgemein (MITNR, NAME, GEHALT)
...
ALLGEMEIN
MITNR NAME DATUM GEHALT PROZENT
12 JAMES 24.04.93
1234.76
3.25
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TDO - Skript
Bei insert into werden einzelne Datensätze angelegt.
II) insert ... select
insert into allgemein (MITNR, NAME, DATUM, GEHALT)
select empno, ename, hiredate, sal
from emp
Bei insert select werden Datensätze von vorhandenen Tabellen übernommen.
Zu beachten ist die richtige Reihenfolge der Attribute und die Übereinstimmung des Datentyps.
Es können nicht nur neue Datensätze angelegt werden, sondern auch vorhandene nachträglich verändert werden:
update allgemein
set
gehalt = 5000
where prozent = 3.25
Wie bei insert select kann auch bei update subselects verwendet werden.
Hier besteht die Möglichkeit, daß nach set ein subselect folgt, um einen variablen Wert einzufügen.
SYNONYME
Synonyme werden verwendet, um eigene Tabellen mit gekürztem Tabellennamen darzustellen, oder
um sie anderen Benutzern zugänglich zu machen (inklusive Berechtigung).
erstellen eines Synonyms:
create (public) synonym name
for
username.tabellenname
löschen eines Synonyms:
drop
public .. allgemein zugänglich
synonym name
INDEX
In einer SQL - Datenbank werden die einzelnen Datensätze in undefinierter Reihenfolge gespeichert.
Wird ein Datensatz gesucht, so muß die Tabelle sequentiell durchsucht werden. Bei größeren u/o miteinander
verknüpften Tabellen können dadurch längere Wartezeiten entstehen.
Ein Nachteil des Verfahrens ist der Mehraufwand, da neben der Tabelle auch die Indexdatei gewartet werden muß.
erstellen eines Indexes:
create (unique) index name on tablename
(columnname, ... asc/desc )
löschen eines Indexes:
drop
index name
TRANSAKTIONEN
In (ORACLE - ) SQL werden Änderungen temporär ausgeführt. Dies hat den Vorteil, daß z.B. bei einem
Stromausfall die Hauptdatenbank nicht verändert wird. Will man nach einer Transaktion auf die Hauptdatenbank
schreiben, so muß COMMIT eingegeben werden. Ist man mit den Änderungen nicht zufrieden, so muß
ROLLBACK eingegeben werden. Dieser Befehl erlaubt es, alle Änderungen bis zum letzten COMMIT
zurückzunehmen.
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TDO - Skript
Bis zu dieser Seite ist der Lernstoff im Skript Einführung in SQL v3.0 nachzulesen.
ENTITY RELATIONSHIP DIAGRAMM
ERD
= die graphische Darstellung der Beziehungen zwischen den Tabellen
Die Beziehungen werden im Uhrzeigersinn betrachtet.
Bsp:
I)
II)
Lehrer unterrichtet min. 1 und max. mehrere Schüler
Schüler wird unterrichtet von min. 1 und max. mehreren Lehrern
Bezeichnung immer singular:
der Lehrer, der Schüler, ...
ENTITIES
Beziehungen zwischen Entities:
1 : 1
Schule - Direktor
Ehemann - Ehefrau
1 : m
Direktor - Lehrer
Mutter - Kind
m : n
Lehrer - Schüler
I) FUNDAMENTALE ENTITÄT
Die Entität hat für sich betrachtet eine Bedeutung, ohne Abhängigkeit von einer anderen Entität.
II) ATTRIBUTIVE ENTITÄT
Sie ergänzt eine fundamentale Entität.
III) ASSOZIATIVE ENTITÄT
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Seite: 11
1995/96
TDO - Skript
Sie beschreibt die Beziehung zwischen den Entitäten (m : n Beziehungen auflösen).
Bsp:
___
... Primary Key
m : n Beziehungen will man im ERD nicht haben → assoziative Entität
Regel:
-) m : n Beziehungen müssen im ERD aufgelöst werden
-) Relationen haben immer einen Namen
SCHLÜSSEL (key)
I) PRIMÄR SCHLÜSSEL (primary key)
ist ein Schlüssel (Attribut), der den Datensatz eindeutig identifiziert
"not null" ist nicht erlaubt/möglich
II) SEKUNDÄR SCHLÜSSEL (secondary key)
muß den Datensatz nicht mehr eindeutig identifizieren, hilft ihn aber schneller zu finden
III) SCHLÜSSELKANDITAT (kanditatkey)
wenn mehrere Attribute als Primärschlüssel benutzt werden können
Mitarbeiter
MNr
4711
4712
...
MName
SCRO
PIFF
...
 by K. Zimmermann
MAdr
Ungarg. 69
Ungarg. 69
...
Projekt
PNr
3749
3867
...
Seite: 12
PName ...
Internet ...
ISDN
...
Projektbeteiligung
MNr
4711
4711
4712
PNr
3749
3867
3867
Dauer
300
20
90
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TDO - Skript
Regel:
-) primary keys müssen gesucht werden (und werden im ERD immer unterstrichen)
NORMALISIERUNG
= wie ERD, jedoch ohne graphische Darstellung
Die Aufgabe der Normalisierung ist es, Denundanzen (Datenüberfluß) und die damit verbundenen Probleme
aus der Datenbank fernzuhalten.
MNr
4712
4712
1. Aussage:
2.
3.
4.
.
.
.
12. Aussage:
MName
PIFF
PIFF
MAdr
...
...
Ort
WIEN
WIEN
PBez
Internet
ISDN
→ Redundanz, wenn sich z.B. die Madr ändert
Ein Mitarbeiter hat einen Namen
Ein Mitarbeiter hat einen Wohnort
Ein Mitarbeiter ist in einer Abteilung tätig
Ein Mitarbeiter arbeitet an mehreren Produkten
Ein Mitarbeiter arbeitet eine bestimmte Zeit am Produkt
Jede Abteilung trägt eine eigene Bezeichnung
Jedes Produkt trägt eine eigene Bezeichnung
In einer Abteilung sind mehrere Mitarbeiter tätig
An einem Produkt arbeiten mehrere Mitarbeiter
Jeder Mitarbeiter hat eine Mitarbeiternummer
Jede Abteilung hat eine Abteilungsnummer
Jedes Produkt hat eine Produktnummer
→ Tabelle:
MName
Motti
Wohnort
Zürich
Abt.
Physik
Prodt.
A, B
Zeit
60, 40
MNr
101
PNr
11, 12
Abtnr
1
Regel:
1. Normalform (1. NF)
Kreuzungspunkt zwischen Spalten und Zeile darf max. 1 Wert aufweisen.
Eine Relation ist in 1. NF, wenn jedes Attribut der Relation vom Schlüssel funktional abhängig ist.
D.h. jedes Attribut hat zu jeden Schlüsselwert nur einen bestimmten Attributswert, man sagt auch:
jedes Attribut ist auch atomar (= elementar).
Es kann zu jedem Schlüsselwert genau ein Attributswert genannt werden (kann auch leer sein).
Attribute
Relation
R (A1, A2, A3, ...)
= Zuordnung
1. NF
R (S1, S2, A1, A2, A3, ...)
Maßnahmen für die 1. NF
Schlüsselkanditat finden; bei Kreuzungspunkt nur einen Eintrag
 by K. Zimmermann
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TDO - Skript
 by K. Zimmermann
Seite: 14
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