Garten - Daten – Bank Was ist das?

Garten - Daten – Bank
Was ist das?
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
Inhalt heute …
• Kurz: Motivation und Begriffe
• SQL (survival package)
– create table (Tabelle erzeugen)
– insert into (Einfügen)
– select (Anfragen)
•
•
•
•
Struktur
Aggregatfunktionen
where-Bedingungen
Anfrage über mehrere Tabellen
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
2
Daten
Definition (Duden):
1. Plural von Datum
2. [Zahlen]werte, Angaben,
formulierbare Befunde
3. (EDV) elektronisch
gespeicherte Zeichen,
Angaben,
Informationen
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
Bank
•
•
•
•
Bank zum sitzen
Bank als Geldinstitut
Sandbank
…
3
Datenbank
Definition (Duden):
Elektronisches System, in dem große Mengen
an Daten zentral gespeichert werden können.
Datenbank
Was ist der Unterschied einer Datenbank zu einer Festplatte?
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
4
• Datenbankmanagementsystem (DBMS)
• Datenbank (DB)
• Datenbanksystem (DBS)
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
5
Vorteile DBS
• Redundanz und Inkonsistenz
Werden durch die zentrale
Datenverwaltung und Datenhaltung
vermieden.
• Sicherheit gegen Datenmissbrauch
Durch die zentrale Benutzerverwaltung
können Zugriffsrechte gut kontrolliert
werden.
• Datenkonsistenz auch bei Ausfall
Durch Recovery-Strategien wird sicher
gestellt, dass auch nach einem
unerwartetem Ausfall die Daten konsistent
bleiben (Transaktionen).
• … und weitere!
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
6
Fragen um herauszufinden, ob
man ein DBMS benötigt:
1. Liegt eine große Datenmenge vor, die schwer zu managen
ist?
–
–
Braucht es lange das Dokument zu öffnen?
Ist das Betrachten der Daten schwierig, muss man viel scrollen
und ist es schwer die gesuchten Daten zu finden?
2. Arbeiten verschiedene Personen/Anwendungen mit den
Daten?
3. Gibt es weitere Daten, die mit den gegebenen Daten in
Relation stehen und ebenfalls gespeichert werden?
–
Ziehen Änderungen an einer Stellen Änderungen an anderen
Stellen nach sich?
4. Werden die gleichen Daten an unterschiedlichen Orten
verwendet?
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
7
Geschäftswissen
Kunde
Bank
Geld
SoftwareIngenieur
Konto
Anforderungen
1. ....
2. ....
3. ....
BankExperte
Datenbank
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
Schema
8
Erstellung einer Datenbank:
Erster Schritt …
• Was sind die Anforderungen?
• Was sind die Ziele?
• Ist bekannt was gespeichert werden soll?
Design des Datenmodels
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
9
Erstellung einer Datenbank:
Zweiter Schritt …
• Welches DBMS wird genutzt?
• Wer soll wie auf die Daten zugreifen?
Umsetzung des Datenmodels im DBMS
• Wir verwenden in PRG2:
– relationales DBMS – insb. MySQL
– Zugriff über die Anfragesprache SQL
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
10
Relationales Datenbankmodell
E.F. Codd, 1970 (Grundbegriffe)
• Tabellen mit Zeilen und Spalten um die Daten
darzustellen.
Attribute
Employee
Tupel
EMPNO
FIRSTNME
LASTNME
PHONENO
SALARY
001
Jon
Lucas
2983
2000
003
Jon
Smith
2980
3588
103
Lucas
Jon
4444
3980
999
Jon
Smith
3987
1500
Schema bzw. Relationenschema:
Employee (EMPNO, FIRSTNME, LASTNME, PHONENO, SALARY)
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
11
MySQL
• http://dev.mysql.com/downloads/mysql/
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
12
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/
… für Version 5.1 gibt es das Ref. Manual auch in Deutsch!
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
13
MySQL - Command Line Client
• Wichtige Befehle:
–
–
–
–
–
–
–
show databases; -- zeigt die Datenbanken an
create database <database_name>; -- erzeugt eine leere DB
drop database <database_name>; -- löscht eine DB
use <database_name>; -- erzeugt eine Verbindung zur Datenbank
show tables; -- zeigt die Tabellen der Datenbank an
explain <table_name>; -- gibt Informationen über die Tabelle
show variables; -- zeigt die aktuellen Einstellungen an
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
14
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
15
Structured Query Language
• SQL ist für Relationale Datenbanksysteme!
Standards:
• SQL-1 von 1986 bzw. 1989 (ca. 120 Seiten)
• SQL-2 (SQL92) von 1992 (ca. 580 Seiten)
http://www.contrib.andrew.cmu.edu/~shadow/sql/sql1992.txt
• SQL-3 (SQL99) von 2000 (ca. 1200 Seiten)
http://www.cse.iitb.ac.in/dbms/Data/Papers-Other/SQL1999/ansi-iso-9075-2-1999.pdf
• SQL 2003 - ISO/IEC 9075:2003
• SQL:2006 - ISO/IEC 9075-14:2006 (SQL/XML)
• …
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
16
Heute …
• Erstellen
• Einfügen
• Anfragen
-
create
insert
select
… später
• update, delete, alter, drop …
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
17
Tabellen erstellen
Eine Tabelle wird im Minimalfall mit ihrem
eindeutigen Namen sowie der Liste der
zugehörigen Attribute samt Domänen nach
folgendem Schema definiert:
create table Relations-Name (
Attribut-Name Domäne { , Attribut-Name
Domäne}∗
);
z.B.: create table test (id int);
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
18
die wichtigsten-SQL-Datentypen
(Domänen)
•
•
•
•
•
•
•
•
integer/int
char(n)
varchar(n)
double
date
time
datetime
timestamp
• clob(n)
• blob(n)
• …
Siehe: http://dev.mysql.com/doc/refman/5.6/en/data-types.html
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
19
create table Konto (
KtoNr integer,
KundenName varchar(25),
FilialName varchar(25),
Saldo real
Aus real macht MySQL intern double!
);
create table Kunde (
Name varchar(25),
Vorname varchar(25),
Strasse varchar(25),
Stadt varchar(25),
GebDatum date
);
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
20
Einfügen von Tupeln I
Um Daten einzufügen, spezifiziert man das Tupel,
welches eingefügt werden soll …
Die Werte für die Attribute der Tupel müssen aus der
Domäne (Definitionsbereich) der Attribute sein.
insert into Kunde
values
('Otto', 'Hans', 'Bäckerweg 12', 'Frankfurt', '1970-1201') ;
Der Kunde "Hans Otto" wird eingefügt.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
21
Einfügen von Tupeln II
... unbekannte Werte können mit NULL-Values
befüllt werden:
insert into Kunde
values
('Otto', 'Hans', null, 'Frankfurt', '1970-12-01') ;
Der Kunde "Hans Otto" wird eingefügt.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
22
Einfügen von Tupeln III
... alternativ kann man die Attribute angeben, die
gesetzt werden sollen:
insert into Kunde (Vorname, Name, GebDatum)
values ('Hans', 'Otto', '1970-12-01') ;
Der Kunde "Hans Otto" wird eingefügt.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
23
Einfügen von Tupeln IV
... es können auch mehrere Datensätze mit einem
SQL-Statement eingefügt werden:
insert into Kunde (Vorname, Name, GebDatum)
values
('Hans', 'Otto', '1970-12-01'),
('Hans', 'Otto', '1925-11-24'),
('Hans', 'Otto', ‚2012-12-24') ;
Der Kunde "Hans Otto" wird 3-mal eingefügt.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
24
Primärschlüssel
Mittels der Klausel primary key kann eine
Attribut einer Relation als Primärschlüssel
ausgezeichnet werden. Hierdurch wird
verhindert, dass ein Wert mehr als einmal
eingetragen wird.
create table Konto (
KtoNr integer primary key not null,
KundenName varchar(25),
FilialName varchar(25) not null,
Saldo double ) ;
abhängig vom DBMS, ob „not null“
nötig ist – MySQL nicht nötig.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
25
Primärschlüssel
Wenn mehr als ein Attribut als Primärschlüssel
definiert werden sollen, wird die Klausel in der
Form primary key (Attributnamen-Liste)
verwendet.
create table Transaktion (
vonKtoNr integer not null,
anKtoNr integer not null,
Datum date not null,
Betrag double,
primary key (vonKtoNr, anKtoNr, Datum) ) ;
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
26
Syntaktische Grundform der
SQL-Anfrage
select
A1,A2, ... ,An
from
R1, R2, ... ,Rm
[where
conditions]
[group by clause]
[having
clause]
[order by clause];
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
27
Von Workbench:
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
28
Anfragen ohne Bedingungen
Filiale ( Name Leiter Stadt Einlagen )
select Name, Leiter from Filiale;
select Leiter, Name from Filiale;
select Stadt from Filiale;
select * from Filiale;
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
29
SQL verwirklicht das Prinzip der
„Vielfachmenge“ (engl. multiset). In den
Ergebnismengen können demnach Duplikate
auftreten.
Sind keine Duplikate erwünscht, müssen sie
explizit durch den Zusatz distinct entfernt
werden.
select distinct Stadt from Filiale;
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
30
Aggregatfunktionen
Die sog. Aggregatfunktionen können in der
select-Klausel anstelle von einzelnen
Attributen angegeben werden.
Ergebnis einer Aggregatfunktion ist ein Wert,
kein Tupel.
select count(∗) as AnzahlKonten
from Konto;
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
31
Aggregatfunktionen
• min( A ) zur Berechnung des Minimalwerts aller Tupel unter dem
Attribut A.
• max( A ) zur Berechnung des Maximalwerts aller Tupel unter dem
Attribut A.
• avg( [ distinct ] A ) zur Berechnung des Durchschnittswerts aller
Tupel unter dem Attribut A, wobei unter Angabe von distinct
mehrfach gleiche Werte nur einmal in die Berechnung eingehen.
• sum( [ distinct ] A ) zur Berechnung der Summe aller Tupel unter
dem Attribut A, wobei unter Angabe von distinct mehrfach gleiche
Werte nur einmal in die Berechnung eingehen.
• count( ∗ ) zum Zählen der Tupel der betrachteten Relation.
• count( [ distinct ] A) zum Zählen der Tupel der betrachteten
Relation, wobei zunächst eine Duplikateneliminierung bezogen auf
Werte unter dem Attribut A stattfindet.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
32
where-Klausel
Bezüglich der Bedingung sind Vergleiche mit den
üblichen Operatoren, den logischen
Verknüpfungen and und or sowie beliebige
Klammerungen gestattet.
Konto ( KontoNr KundenNr FilialName Saldo )
select * from Konto
where Saldo > 5000 or KundenNr <= 100;
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
33
Anfrage über mehrere Relationen
Werden in der from-Klausel mehrere Relationen
spezifiziert, so erfolgt die Berechnung des
kartesischen Produktes.
Konto ( KontoNr KundenNr FilialName Saldo )
Filiale ( Name Leiter Stadt Einlagen )
select * from Filiale, Konto;
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
… im Ergebnis wird jeder DS auf Filiale
mit jedem DS aus Konto verbunden!
34
Anfrage über mehrere Relationen
Konto ( KontoNr KundenNr Name Saldo )
Filiale ( Name Leiter Stadt Einlagen )
select * from Filiale, Konto;
select * from Filiale, Konto
where Name = ' test';
Fehlermeldung: Name nicht eindeutig!
select * from Filiale f, Konto k
where f.Name = ' test';
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
35
SQL-Online-Tutorial
• http://sqlzoo.net/
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
36
SQL Online Tutorial
• Anfragen können interaktiv ausgeführt werden.
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
37
SQL – Web Links
• SQL Tutorial (deutsch): http://www.sqltutorial.de/
• SQL Tutorial (englisch): http://www.w3schools.com/sql/
• SQL Online ausprobieren: http://sqlzoo.net/
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
38
Literatur – eBooks allgemein
• http://www.ub.unifrankfurt.de/datenbanken/ebooks_gesamt.html
Dr. Karsten Tolle – PRG2 – SS 2014
39