FAKULTA INFORMATIKY, MASARYKOVA UNIVERSITA V BRNĚ
Slide k přednášce
PV003 – Architektura relačních databází
Milan Drášil, 2004 - 2013
1 DATOVÉ MODELOVÁNÍ, ENTITNĚ-RELAČNÍ MODEL, OD
KONCEPTUÁLNÍHO DATOVÉHO MODELU K FYZICKÉMU
Slouží k popisu datových struktur potřebných pro informační
systém na konceptuální (abstraktní) úrovni.
Entita (entitní typ) – je typ objektu zájmu informačního systému,
který je jednoznačně identifikovatelný. Instance entity múže být
fyzicky existující objekt (dům, osoba), nebo také událost (prodej
auta).
Vztah (relationship) – entity mohou být spolu svázány vztahy (auto
„bylo prodáno“ osobě).
Entity (a vztahy) mohou obsahovat atributy.
Entity a vztahy znázorňujeme E-R diagramy, entity vyjadřujeme jako
obdélníky, vztahy jako spojnice. Vztahy mohou mít určenu
kardinalitu.
Parcela je na listu vlastnictví
1,10,n
Budova je na listu vlastnictví
1,1 0,n
Vlastní
0,n
0,n
Obec má části
1,n1,1
Budovy v obci
0,n
1,1
Obec se skládá z KÚ
1,n 1,1
Parcely v KÚ
1,n
1,1
Obce za okres
1,n
1,1
ParcelaList vlastnictvíBudova
Oprávněný subjekt
ObecČást obce Katastrální území
Okres
Souborově orientované systémy:
Výhody:
- optimalizace datových struktur vzhledem k řešené problematice
- menší systémové nároky
Nevýhody:
- aplikační závislost
- obtížné zabezpečení konzistence dat
- obtížná realizace konkurentních operací (zamykání souborů)
- obtížná čitelnost – dokumentovatelnost datového modelu
- téměř nemožný transakční přístup pro operaci s daty
- obtížné řízení přístupových práv
Datový sklad
File system
Aplikační vybavení
A1 A2 A3 An
Databázově orientované systémy:
Výhody:
- aplikační „nezávislost“
- snadné zabezpečení konzistence dat
- snadná realizace konkurentních operací
- snadná čitelnost - dokumentovatelnost datového modelu
- standardizovaná data umožňují i standardní vývoj IS,
strukturovanou analýzu problematiky (vývoj pomocí prostředků
CASE), od konceptuálního datového modelu je přechod do
fyzického DM takřka automatizovatelný.
- neprocedurální přístup k datům (tj. neříkám „jak“ to chci, ale
„co“ chci)
Datový sklad
RDBMS
databázový server
Aplikační vybavení
(*.exe,*.cgi,*.php,
*.asp …)
A1 A2 A3 An
RDBMS
File system
Nevýhody:
- obtížná implementace nestandardních přístupových technik
- obtížná implementace komplikovanějších datových struktur, je
nutné je normalizovat do tabulek a to může zpomalit přístup k
datům
- neprocedurální přístup k datům
2 RELAČNÍ ALGEBRA
Aby bylo možné standardizovat přístup k datům pomocí databáze,
bylo nutné standardizovat datové struktury.
Běžně lze ukládat data („instance entit“) ve formě záznamů, jejichž
jednotlivé položky mají týž (sémantický) význam jako atributy entit
(převod z E-R modelu 1:1):
Příklad 1. (data o podniku):
Zam:
ID Jmeno Prijmeni Odd
1 Přemysl Novák Pro
2 Jan Procházka Pro
3 Jiřina Tichá Adm
.. ..
Odd:
ID Nazev
Adm Administrativa
Pro Provoz
..
Proj:
DP-ISKN Dálkový přístup ISKN
ÚAP Územní analytika
..
ZaP:
Zam Projekt Procent
1 ÚAP 50
1 DP-ISKN 50
2 DP-ISKN 100
..
Nad těmito strukturami budeme požadovat obecný aparát, který
nám bude poskytovat data například v této formě:
Přemysl Novák Provoz ÚAP 50
Přemysl Novák Provoz DP-ISKN 50
Jan Procházka Provoz DP-ISKN 100
Relační databáze (Edgar F. Codd červen 1970, ACM Journal,
Communications of ACM):
- datové struktury jsou n-ární relace
- relace je reprezentována tabulkou, výčtem pravdivých n-tic
relace
- nad relacemi jsou proveditelné operace relační algebry
Relační algebra:
n - ární relace R - nad množinami M1,..,Mn (domény relace) je
jakákoli podmnožina:
R  M1 x .. x Mn
Projekce relace (R,(Mx..My)) - vznikne z relace R tak, že do ní
zahrneme pouze vyjmenované domény (Mx..My).
Selekce (R,p) – je podmnožina relace R splňující danou
podmínku (predikát) p.
Součin relací A x B jsou všechny m+n-tice (a1,..am,b1..,bn),
kde (a1,..am)A a (b1..,bn)B.
Sjednocení relací (stejných typů) - je běžné množinové sjednocení
Průnik relací (stejných typů) - je běžný množinový průnik
Příklad 2.:
Požadavek na data z Příkladu 1. Lze formulovat v relační algebře:
((Zam x Odd x ZaP,Zam.Odd=Odd.ID  Zam.ID=Zap.Zam),(Zam.Jmeno, Zam.Prijmeni,
Odd.Nazev, ZaP.Projekt,ZaP.Procent))
Zam.ID Zam.JmenoZam.PrijmeniZam.Odd Odd.ID Odd.Nazev ZaP.Zam ZaP.Projekt ZaP.Procent
1Přemysl Novák Pro Adm Administrativa 1ÚAP 50
1Přemysl Novák Pro Adm Administrativa 1DP-ISKN 50
1Přemysl Novák Pro Adm Administrativa 2DP-ISKN 100
1Přemysl Novák Pro Pro Provoz 1ÚAP 50
1Přemysl Novák Pro Pro Provoz 1DP-ISKN 50
1Přemysl Novák Pro Pro Provoz 2DP-ISKN 100
2Jan Procházka Pro Adm Administrativa 1ÚAP 50
2Jan Procházka Pro Adm Administrativa 1DP-ISKN 50
2Jan Procházka Pro Adm Administrativa 2DP-ISKN 100
2Jan Procházka Pro Pro Provoz 1ÚAP 50
2Jan Procházka Pro Pro Provoz 1DP-ISKN 50
2Jan Procházka Pro Pro Provoz 2DP-ISKN 100
3Jiřina Tichá Adm Adm Administrativa 1ÚAP 50
3Jiřina Tichá Adm Adm Administrativa 1DP-ISKN 50
3Jiřina Tichá Adm Adm Administrativa 2DP-ISKN 100
3Jiřina Tichá Adm Pro Provoz 1ÚAP 50
3Jiřina Tichá Adm Pro Provoz 1DP-ISKN 50
3Jiřina Tichá Adm Pro Provoz 2DP-ISKN 100
3 JAZYK RELAČNÍ DATABÁZE
Požadavky na jazyk relační databáze:
- vytváření, modifikace a rušení relací
- dotazy nad tabulkami tj. implementace relační algebry
- vkládání, změna, odstranění řádku v tabulce
- garance konzistence dat
- řízení přístupových práv
- řízení transakcí
Krátká historie SQL:
- IBM se věnovala vývoji jazyka, který by “lidským” způsobem
zabezpečil operace nad relacemi, vznikl jazyk SEQUEL
(Structured English Query Language)
-
Z SEQUEL (už se angličtině moc nepodobal) později vznikl jazyk
SQL
Structured Query Language
- dnes všeobecně uznáván za standard pro komunikaci s relačními
databázemi.
- Jsou kodifikovány standardy SQL (ANSI, ISO/IEC)
Vývoj v komerčních firmách jde vývoj (pochopitelně!) rychleji, než
práce standardizačních komisí  univerzální standard neexistuje
jednotlivé implementace se liší (ORACLE, MS-SQL, INFORMIX, DB2,
MySQL.Postgresql, Sybase)
Části jazyka SQL
- Definiční část – Data Definition Language
- Manipulační část – Data Manipulation Language
- Řízení transakcí – Transaction Control
Procedurální nadstavby
- Transact SQL (MS-SQL,Sybase)
- PL/SQL (Procedural Language/SQL, ORACLE)
Souborový přístup k datům:
FILE *inf;
inf=fopen(…);
while( )
{
fseek(inf,…);
fread(inf,…);
}
Použití databázového stroje:
string sql =
"select jmeno, prijmeni, plat from zamestnanci";
Cursor cursorRes = OpenCursor(sql);
while
(
(object fetchRes = FetchCursor(cursorRes) ) !=null
)
{
//Zpracuj..
}
CursorRes.Close();
4 LEXIKÁLNÍ KONVENCE SQL A ZÁKLADNÍ DATOVÉ TYPY
Příkaz jazyka SQL může být víceřádkový, mohou být použity
tabelátory. Tedy příkaz
SELECT ENAME, SAL*12, MONTHS_BETWEEN
(HIREDATE,SYSDATE) FROM EMP;
a příkaz
SELECT
ENAME,
SAL * 12,
MONTHS_BETWEEN( HIREDATE, SYSDATE )
FROM EMP;
jsou ekvivalentní.
Velká a malá písmena nejsou podstatná v rezervovaných slovech
jazyka SQL a identifikátorech. Tedy příkaz:
SELECT
ename,
sal * 12,
month_between( HIREDATE, SYSDATE )
FROM emp;
je ekvivalentní s předchozími příkazy.
Některé databázové stroje (MySQL) lze instalovat jako „case/accent
sensitive“, tedy rozlišuje i diakritická znaménka a malá/velká
písmena.
V databázích je zavedena konvence pro vynucení case/accent
sensitivity, například v DB ORACLE jsou to uvozovky:
CASE_ACCENT_INSENSITIVE_IDENTIFIER
“Identifikátor zohledňující velká/malá a diakritiku“
Základní elementy jazyka SQL:
- Konstanty (101,’text’,’’’něco jiného’’’)
- Datové typy (int, number(m,n), date,
varchar(n),long, long raw)
- NULL speciální hodnota pro prázdnou hodnotu
- Komentáře (/* */)
- Klíčová slova CREATE, DROP, SELECT…
- Objekty databázového schématu (tabulky, pohledy, indexy,
sekvence, …)
Z uvedeného vyplývá, že příkazy jazyka jsou závislé na zadaném
databázovém schématu, tedy jeden příkaz SQL může být
syntakticky správný v jednom schématu a v jiném nikoli. Například
dotaz na tabulku je syntakticky špatně, když ve schématu tabulka
daného jména neexistuje.
5 DDL – DATA DEFINITION LANGUAGE
Vytváření tabulek příkaz create table
CREATE TABLE scott.emp
(
empno NUMBER,
ename VARCHAR2(10)
);
CREATE TABLE emp
(
empno NUMBER CONSTRAINT pk_emp PRIMARY KEY,
ename VARCHAR2(10) CONSTRAINT nn_ename NOT NULL
CONSTRAINT upper_ename
CHECK (ename = UPPER(ename)),
job VARCHAR2(9),
mgr NUMBER CONSTRAINT fk_mgr
REFERENCES scott.emp(empno),
hiredt DATE DEFAULT SYSDATE,
sal NUMBER(10,2) CONSTRAINT ck_sal
CHECK (sal > 500),
comm NUMBER(9,0) DEFAULT NULL,
deptno NUMBER(2) CONSTRAINT nn_deptno NOT NULL
CONSTRAINT fk_deptno
REFERENCES scott.dept(deptno)
);
Modifikace tabulek - příkaz alter table
Přidání sloupce:
ALTER TABLE emp ADD ssn varchar2(32);
Změna typu sloupce:
ALTER TABLE emp modify date_of_birth (26);
Odebrání sloupce:
ALTER TABLE emp DROP COLUMN date_of_birth;
Sekvence:
Pro získání jednoznačné hodnoty typu INT (celé číslo) slouží tzv.
sekvence. Obyčejně jsou využívány v těch situacích, kde neexistuje
objektivní primární klíč v relační tabulce. Hodnota sekvence je
generována nezávisle na transakčním zpracování. Ke každé
sekvenci přistupujeme pomocí pseudosloupců:
CURRVAL vrací současný stav sekvence
NEXTVAL vrací následný stav sekvence
CREATE SEQUENCE SEQ1;
CREATE SEQUENCE SEQ1
START WITH 32 INCREMENT BY 100;
Synonyma:
CREATE PUBLIC SYNONYM T1 FOR TABULKA1;
CREATE PUBLIC SYNONYM TABULKA1
FOR U1.TABULKA1;
Příkaz DROP:
DROP typ_objektu jméno_objektu odstraní objekt z datového
schématu.
Např.:
DROP PUBLIC SYNONYM S1; odstraní ze schématu synonymum s1
Klauzule CASCADE CONSTRAINTS odstraní intergritní omezení
související s touto tabulkou.
DROP TABLE OKRES CASCADE CONSTRAINTS;
odstraní i integritní omezení P01_OBEC_FK01
Integritní omezení (základní prostředek zachování konzistence dat):
Primární klíč – jednoznačná identifikace řádku:
ALTER TABLE EMP ADD CONSTRAINT
pk_emp PRIMARY KEY (empno,deptno);
Cizí klíč – odkaz na hodnotu v jiném sloupci (jiné) tabulky:
ALTER TABLE EMP ADD CONSTRAINT fk_deptno
FOREIGN KEY (deptno) REFERENCES scott.dept(deptno);
Přehled integritních omezení:
NOT NULL Vyplnění sloupce je povinné
UNIQUE Sloupec (sloupce) má unikátní hodnoty v celé tabulce
PRIMARY
KEY
Primární klíč tabulky
REFERENCES Referenční integrita, hodnota sloupce je hodnotou
primárního klíče jiné (stejné) tabulky
CHECK Kontrola vloženého řádku
6 INDEXY
Indexování tabulek příkaz - create index
Index je interní struktura nad sloupcem/sloupci tabulky, která
pomáhá k efektivnějšímu přístupu na její řádky, je-li použit
„uplatnitelný“ predikát (podmínka).
V původních implementacích SQL databází byl implementován
jediný typ indexu (struktura B+
-tree) na úplně uspořádaných
datových typech, kdy libovolné dvě hodnoty daného typu byly
srovnatelné – platila vždy jedna z možností „=“ „<“ „>“.
Uplatnitelné predikáty na tomto typu indexu jsou:
INDEXOVANY_SLOUPEC = výraz
INDEXOVANY_SLOUPEC > výraz
INDEXOVANY_SLOUPEC < výraz
INDEXOVANY_SLOUPEC BETWEEN dolní_mez AND horní_mez
Při jednom průchodu tabulkou je vždy uplatněn maximálně jeden
index, RDBMS prochází primárně indexovou strukturu a z ní získává
odkazy na řádky tabulky.
Například, mějme ve schématu tabulku a indexy:
CREATE TABLE zam
(jmeno VARCHAR(128),pozice VARCHAR(128));
CREATE INDEX zam_idx1 ON zam (jmeno);
CREATE INDEX zam_idx2 ON zam (pozice);
Při podmínce:
jmeno=jmeno AND pozice=pozice
se uplatní jen jeden index, buď zam_idx1, nebo zam_idx2
K „efektivnějšímu“ zásahu provního řádku tabulkt na takový dotaz
slouží složený index:
CREATE INDEX zam_idx1 ON zam (jmeno, pozice);
CREATE INDEX zam_idx2 ON zam (pozice, jmeno);
B-tree
Je základní vyhledávací metoda implementovaná ve všech DB
strojích. Je stromová struktura, ve které uzly (indexové stránky,
index pages), uchovávají více klíčů z úplně uspořádané množiny
s těmito vlastnostmi:
- každý uzel má maximálně m synů
- každý uzel, s výjimkou kořene a listů, má minimálně m/2 synů
- kořen má minimálně 2 syny, pokud není list
- všechny listy jsou na stejné úrovni
- nelistový uzel s k syny obsahuje k-1 klíčů
- pro klíče v uzlu key1,. . ,keyk jsou vzestupně uspořádány
- ukazatel pi ukazuje na uzel, jehož všechny klíče jsou
v intervalu [keyi,keyi+1] (formálně předpokládáme, že
key0=- a keyk+1=
Uzly B+
stromu mají tedy tvar p0key1p1…pk-1keykpk.
R-tree
Analogie k B-stromům, klíče jsou 2D (obecně, nD) obdélníky.
M – maximální počet klíčů v uzlu,
m ≤ M/2 – minimální počet klíčů v uzlu
Definice R-strom:
- Každý uzel obsahuje minimálně m klíčů a maximálně M klíčů
pokud není kořen.
- Klíče v R-stromech jsou obdélníky s ukazateli na synovské
uzly, v listech obdélníky.
- Pro synovské uzly platí, že jejich klíče (tj. obdélníky) jsou
uvnitř “otcovského” obdélníku.
- Listy stromu jsou na téže úrovni.
- Kořen obsahuje minimálně dva klíče, pokud není list.
2
2 4 6 8 10 12 14 16
4
6
8
R1
R2
S1
S2
S3
R3
Q1
Q2
Q1 Q2
R1 R2 S1 S2 S3 R3
GiST stromy (Generalized Index Search Tree)
(Joseph M. Hellerstein, Jeffrey F. Naughton, Avi Pfeffer - Generalized Search
Tree Proceedings of the 21st VLDB Conference Zurich, Switzerland, 1995)
Jsou zobecněním předchozích metod, stromová struktura má
stejnou organizaci jako R-tree. Implementaci nalezneme např.
v RDBMS PosgreSQL. V „objektovém jazyku“ se jedná o jakoukoli
třídu obsahující definici klíčů a operátorů, která implementuje
nasledující metody (zjednodušeno, podrobněji na
http://www.postgresql.org):
- Consistent, pro daný klíč a operátor (query) vrací false, je-li
zaručeno, že dotaz query na daném klíči nemůže být pravdivý.
- Union, pro sadu klíčů {keyi} vrací jejich sjednocení KEY,
přičemž:
Consistent(keyi,query)  Consistent(KEY,query)
pro každý klíč keyi a pro libovolný možný dotaz query
- Penalty, vrací míru rozšíření uzlu při vložení nového klíče
- PickSplit, rozdělí sadu klíčů na dvě sady K1 a K2 tak, aby pro
všechny možné dotazy q v co nejvyšší míře možná pravdivost
Consistent(K1,q) vylučovala pravdivost Consistent(K2,q)
a symetricky
(například v případě R-tree je mírou je obsah průniku
obdélníků (K1) (K2) ).
- Same, operátor rovnosti.
- Compres, Decompres, binární podoba uzlu ve file systému.
Indexy tohoto typu jsou využitelné v „krychlových ndimensionálních
dotazech“ tzv. OLAP (OnLine Analytical
Processing) architektur. Jeden index je vybudován pro všechny
sloupce tabulky a je použit v dotazech typu:
SLOUPEC_1 BETWEEN LOW_1 AND HIGH_1 AND
SLOUPEC_2 BETWEEN LOW_2 AND HIGH_2 AND
..
SLOUPEC_N BETWEEN LOW_N AND HIGH_N
7 DML – DATA MANIPULATION LANGUAGE
Vkládání řádků do tabulek
Příkaz INSERT:
INSERT INTO
tabulka
(sloupec1,sloupec2,…,sloupecn)
VALUES
(hodnota1,hodnota2,…,hodnotan)
Pořadí sloupců nemusí odpovídat pořadí v definici tabulky a
nemusí být všechny.
INSERT INTO tabulka
VALUES (hodnota1,hodnota2,…,hodnotan)
Pořadí sloupců musí odpovídat pořadí v definici tabulky,
nedoporučuje se – změna struktury tabulky, přidání sloupců
vynucuje změnu všech aplikací, které takový insert používají.
Při příkazu INSERT se kontrolují všechna integritní omezení na
tabulce.
V případě, že není dodána hodnota a v definici tabulky je použita
DEFAULT klausule, potom je dosazena příslušná hodnota z DEFAULT
klausule.
Sloupce které jsou primárním nebo unikátním klíčem jsou vždy
indexovány, kontrola je rychlá.
Kontrola referenční integrity - sloupce, na které odkazuje
referenční integrita jsou buď primární, nebo unikátní klíče, proto je
kontrola referenční integrity rychlá.
Změna hodnot v řádcích tabulky
Příkaz UPDATE:
UPDATE tabulka SET
sloupec1=hodnota1,
.
.
sloupecn= hodnotan
Změní hodnoty na všech řádcích
UPDATE tabulka SET
sloupec1=hodnota1,
.
.
sloupecn= hodnotan
WHERE
logická_podmínka
např. WHERE (VEK>40) and (VZDELANI=’MUNI’)
Při příkazu UPDATE se kontrolují všechna dotčená integritní
omezení na tabulce.
Při změně hodnoty sloupce, který je primárním nebo unikátním
klíčem je kontrola rychlá, sloupce jsou indexovány.
Při změně hodnoty sloupce, na který odkazuje jiná tabulka cizím
klíčem je kontrolována korektnost této operace, tedy prochází se
“detailová” tabulka a kontroluje se výskyt staré hodnoty, v případě
jeho nalezení operace končí chybou. Z toho plyne nutnost vytvořit
indexy na každý cizí klíč!
Odstranění řádků z tabulky
Příkaz DELETE:
DELETE FROM tabulka
Odstraní vše!
DELETE FROM tabulka WHERE podminka
Při mazání řádku z tabulky, na kterou odkazuje jiná tabulka cizím
klíčem je kontrolována korektnost této operace, tedy prochází se
“detailová” tabulka a kontroluje se výskyt mazané hodnoty,
v případě jeho nalezení operace končí chybou. Další důvod, proč
vytvářet index na každý cizí klíč!
ON DELETE klausule
CASCADE – při odstranění řádků z nadřízené tabulky (a1) se
odstraní i řádky z tabulky podřízené (b1).
create table a1
(i int primary key);
create table b1
(i int references a1(i) on delete cascade);
SET NULL – při odstranění řádků z nadřízené tabulky (a1) se
odstraní je nastavena hodnota cizích klíčů podřízené tabulky (b1)
na hodnotu NULL.
create table a1
(i int primary key);
create table b1
(i int references a1(i) on delete set null);
8 VÝBĚRY Z TABULEK, VYTVÁŘENÍ RELACÍ
Jednoduché příkazy SELECT:
select SL1, SL2 from TABULKA;
Sloupce lze v rámci příkazu SELECT přejmenovat:
select SL1 A,SL2 B from TABULKA;
select SL1 A,SL2 B from TABULKA order by SL1;
select SL1 A,SL2 B from TABULKA order by SL1 DESC;
Fráze distinct neopakuje stejné řádky
select distinct SL1 A,SL2 B from TABULKA;
V příkazu SELECT lze použít funkce (pozor jejich repertoár a jména
se mohou lišit v závislosti na implementaci RDBMS stroje).
select SL1,SL2 from TABULKA
where SL1 =’BRNO’ and SL2>0;
select SL1,SL2 from TABULKA
where upper(SL1)=’BRNO’;
Výsledek každého SELECT příkazu je formálně tabulka lze s ním
tedy v příkazech takto nakládat:
select * from
(
select JMENO, PRIJMENI
FROM …
ORDER BY PRIJMENI||’ ’||JMENO
)
WHERE PRIJMENI||’ ’||JMENO BETWEEN ’xxxx’ AND ’yyyy’;
Sloupec / konstantu lze nahradit jedno řádko-sloupcovým SELECT
create table OSOBA
(
ID INT PRIMARY KEY,
JMENO VARCHAR2(64),
PRIJMENI VARCHAR2(64),
ID_MATKA INT REFERENCES OSOBA(ID),
ID_OTEC INT REFERENCES OSOBA(ID)
)
SELECT
A.JMENO "Jméno",
A.PRIJMENI "Příjmení",
(SELECT JMENO FROM OSOBA B WHERE B.ID=A.ID_MATKA)
"Jméno matky"
FROM
OSOBA A
Přepínač - výraz CASE:
Přepínač typu CASE může být použit v části SELECT tam kde
vybíráme sloupce (nebo i ve WHERE klausuli) a potřebujeme
„rozskok“ podle konečného počtu podmínek.
Například:
SELECT
case
when poc_obyv>=500 and poc_obyv<1000 then 9
when poc_obyv>=1000 and poc_obyv<5000 then 10
when poc_obyv>=5000 and poc_obyv<10000 then 11
when poc_obyv>=10000 and poc_obyv<50000 then 12
when poc_obyv>=50000 and poc_obyv<100000 then 13
when poc_obyv>=100000 then 14
else 0
end SET_TEXT_HEIGHT
FROM
NAZVY_OBCI
Množinové operace nad relacemi:
Sjednocení:
select … union [all] select…
Průnik:
select … intersect select…
Diference:
select … minus select…
9 SPOJOVÁNÍ TABULEK (JOIN) – NÁSOBENÍ A SELEKCE
select
OS.JMENO "Jméno",
OS.PRIJMENI "Příjmení",
OK.NAZEV "Okres",
OB.NAZEV "Obec",
CO.NAZEV "Část obce",
OS.ADRESA_CPOP "Číslo popisné"
from
P01_OKRES OK,
P01_OBEC OB,
P01_CAST_OBCE CO,
P01_OPSUB OS
where
OS.ID =58342157 AND
OS.ADRESA_OKRES=OK.ID AND
OS.ADRESA_OBEC =OB.ID AND
OS.ADRESA_COBCE=CO.ID
ID = ADRESA_OKRES
ID = ID_CAST_OBCE
ID_KU = LV_KU
ID_LV = CIS_LV
ID = ID_OBEC
ID = ID_OBEC
ID = ID_OKRES
ID = ADRESA_OKRES
ID = ADRESA_OBEC
ID = ADRESA_COBCE
ID = SJM_PARTNER1
ID = SJM_PARTNER2
ID = ID_KU
ID_KU = ID_KU
ID_LV = CIS_LV
ID_KU = ID_KU
ID_LV = ID_LV
ID = ID_OPSUB
P01_BUDOVA
TYP_CISLA
CISLO_DOMOVNI
ID_CAST_OBCE
LV_KU
CIS_LV
VARCHAR2(1)
NUMBER(5)
NUMBER(5)
NUMBER(6)
NUMBER(5)
<pk>
<pk>
<pk,fk1>
<fk2>
<fk2>
P01_CAST_OBCE
ID
NAZEV
ID_OBEC
NUMBER(5)
VARCHAR2(64)
NUMBER(5)
<pk>
<fk>
P01_KAT_UZ
ID
NAZEV
ID_OBEC
NUMBER(5)
VARCHAR2(64)
NUMBER(5)
<pk>
<fk>
P01_LV
ID_KU
ID_LV
NUMBER(6)
NUMBER(5)
<pk>
<pk>
P01_OBEC
ID
NAZEV
ID_OKRES
NUMBER(5)
VARCHAR2(64)
NUMBER(5)
<pk>
<fk>
P01_OKRES
ID
NAZEV
NUMBER(4)
VARCHAR2(64)
<pk>
P01_OPSUB
ID
ICO
RC
SJM_PARTNER1
SJM_PARTNER2
PRIJMENI
JMENO
TITUL_PRED
TITUL_ZA
ADRESA_OKRES
ADRESA_OBEC
ADRESA_COBCE
ADRESA_CPOP
NUMBER
NUMBER(8)
NUMBER(10)
NUMBER
NUMBER
VARCHAR2(128)
VARCHAR2(64)
VARCHAR2(16)
VARCHAR2(16)
NUMBER(4)
NUMBER(5)
NUMBER(5)
NUMBER(5)
<pk>
<fk4>
<fk5>
<fk1>
<fk2>
<fk3>
P01_PARCELA
ID_KU
PARC_TYP
PARC_CIS
PAR_POD
DRUH_POZ
NEM_VYUZ
VYMERA
CIS_LV
NUMBER(6)
NUMBER(1)
NUMBER(4)
NUMBER(3)
NUMBER(2)
NUMBER(3)
NUMBER(9)
NUMBER(5)
<pk,fk1,fk2>
<pk>
<pk>
<pk>
<fk2>
P01_VLASTNI
ID_KU
ID_LV
ID_OPSUB
PODIL_CITATEL
PODIL_JMENOVATEL
NUMBER(6)
NUMBER(5)
NUMBER
NUMBER
NUMBER
<pk,fk1>
<pk,fk1>
<pk,fk2>
10 WHERE KLAUSULE
1) Porovnání výrazu s výrazem nebo poddotazem (subquery)
select * from
P01_OPSUB
where ADRESA_OBEC=
(select ID from P01_OBEC where nazev=‘Praha‘);
2) Porovnání výrazu se seznamem výrazů nebo poddotazem
select * from
P01_OPSUB
where
ADRESA_OBEC = SOME(3701,3801,3201);
select * from
P01_OPSUB
where
ADRESA_OBEC <> ALL(3701,3801,3201);
3) Příslušnost k množině
select * from
P01_OPSUB
where ADRESA_OBEC IN
(select ID from P01_OBEC where počet_obyv>2000);
4) Rozsahový dotaz
select * from
P01_OPSUB
where
RC BETWEEN 5800000000 AND 5899999999;
5) NULL test
select * from
P01_OPSUB
where TITUL_PRED IS NOT NULL;
6) Existence v poddotazu
select * from
P01_OPSUB A
where exists
(
select NULL from
P01_OBEC B
where
B.ID=A.ADRESA_OBEC AND
B.ID_OKRES<>A.ADRESA_OBEC
);
7) Srovnání řetězců
select * from
P01_OPSUB
where
PRIJMENI LIKE ’Nov%’;
8) Logická kombinace 1) – 7) pomocí logických operátorů
AND OR NOT
11 TECHNIKY SPOJOVÁNÍ (JOIN) TABULEK:
Nested loops (vnořené cykly):
Prochází se celá „vnější“ tabulka a hledá se odpovídající klíč
v tabulce „vnitřní“. Podle existence indexu ve vnitřní tabulce se
hledá odpovídající řádek podle indexu, nebo opět plným
průchodem.
Sort merge join :
Uspořádá obě tabulky (vrácené řádky) podle klíče, kterým tabulky
spojujeme, v případě existence indexu použije vhodný index. Poté
prochází obě uspořádané tabulky a vrací kombinace řádků se
stejnými klíči.
Hash join :
Pro menší tabulku se z klíčů vytvoří hash tabulka. Poté se prochází
větší tabulka a hledá se odpovídající klíč v hash tabulce.
Databáze ORACLE se rozhoduje pro strategii na základě naplnění
tabulek, frekvence výskytu klíčů.
12 OUTER JOIN – VNĚJŠÍ SPOJENÍ TABULEK
Outer join (vnější spojení) dvou tabulek vrací povinně všechny
řádky jedné z tabulek, i když nevyhovují podmínce. Sloupce, resp.
výrazy v příkazu select z ostatních tabulek jsou v těchto případech
vráceny jako NULL. Provádí se (+) operátorem ve WHERE klausuli.
create table t1 (i int);
create table t2 (i int);
insert into t1 values (1); ..(2); ..(3);
insert into t2 values (2); ..(3); ..(4);
SELECT t1.i i1,t2.i i2
FROM t1,t2
WHERE t1.i=t2.i
SELECT t1.i i1,t2.i i2 I1 I2
FROM t1,t2 ------
WHERE t1.i=t2.i (+) 1 null
2 2
3 3
SELECT t1.i i1,t2.i i2 I1 I2
FROM t1,t2 ------
WHERE t1.i(+)=t2.i 2 2
3 3
null 4
13 ULOŽENÉ PŘÍKAZY SELECT = VIEW
create view jmeno as select …
S objekty typu view se v DML zachází:
SELECT: stejně jako s tabulkami
UPDATE: všechny sloupce jsou jednoznačně přiřazeny
key-preserved tabulkám – tj. takovým tabulkám
jejichž primární klíč je zároveň klíčem ve view, příkaz
mění řádky právě jedné tabulky
DELETE: řádky view odkazují na právě jednu key-preserved
tabulku, z ní jsou řádky vymazány
INSERT: nesmí se odvolávat na sloupce náležící non-keypreserved
tabulce, všechny vkládané sloupce náleží
právě jedné key-preserved tabulce
Příklad VIEW:
CREATE TABLE ODDELENI
(
ID INT PRIMARY KEY,
NAZEV VARCHAR2(256)
);
CREATE TABLE PRACOVNIK
(
ID INT PRIMARY KEY,
JMENO VARCHAR2(32),
PRIJMENI VARCHAR2(32),
ID_ODD INT,
CONSTRAINT PFK1 FOREIGN KEY (ID_ODD)
REFERENCES ODDELENI(ID)
);
CREATE VIEW PRAC_EXT AS
SELECT
A.ID ID_PRAC,
A.PRIJMENI PRIJMENI,
A.JMENO JMENO,
B.ID ID_ODD,
B.NAZEV NAZ_ODD
FROM
PRACOVNIK A,
ODDELENI B
WHERE
A.ID_ODD=B.ID;
1) Které sloupce z tohoto VIEW jdou vkládat?
2) Které sloupce z tohoto VIEW jdou měnit?
3) Lze z tohoto VIEW mazat (DELETE), co se stane při?
Příklad: Jeden až několik pracovníků ze stejné oblasti má přidělen
účet a může vidět jen svou oblast:
CREATE TABLE PVP_PRACOVNIK (
ID_PRACOVNIK NUMBER NOT NULL,
OBLAST VARCHAR2 (8) NOT NULL,
ORG_JEDN_HR VARCHAR2 (10) NOT NULL,
HARMONOGRAM VARCHAR2 (9) NOT NULL,
USER_NAME VARCHAR2 (16),
PRIJMENI VARCHAR2 (50) NOT NULL,
JMENO VARCHAR2 (25) NOT NULL,
TARIFNI_TRIDA VARCHAR2 (4),
TARIFNI_STUPEN VARCHAR2 (2),
DATUM_NASTUPU DATE NOT NULL,
DATUM_VYSTUPU DATE,
…
) ;
CREATE OR REPLACE VIEW U_PVP_PRACOVNIK AS select *
from
PVP_PRACOVNIK
WHERE
OBLAST IN
(SELECT OBLAST
FROM PVP_PRACOVNIK
WHERE USER_NAME=USER
)
Materializované pohledy
Jsou uložené výsledky dotazů (select), narozdíl od view výsledky jsou
skutečně fyzicky uloženy. Je možnost výsledky dotazu obnovovat.
create materialized view v1
REFRESH FORCE
START WITH SYSDATE
NEXT SYSDATE + 1/1440
as select ...
REFRESH metoda obnovy
FAST pohled musí mít primární klíč, musí
exitsovat MATERIALIZED VIEW LOG na
detailové tabulce
COMPLETE provedeni celého dotazu znovu
FORCE server vybere rychlejší metodu
START WITH .. NEXT interval obnovy
14 UŽIVATELSKY DEFINOVANÉ DATOVÉ TYPY (ADT), OBJEKTOVĚ
RELAČNÍ DATABÁZE
Vytvoření typu:
create type Point as object
(
x number,
y number
)
create type Points as varray (10000) of Point;
create type LineString as object
(
NumPoints int,
Vertexes Points
)
create table Streets
(
id int,
geom LineString,
constraint Streets_pk primary key (id)
)
insert into Streets (id,geom)
values
(1,
Linestring(3,
Points(
Point(0 , 0),
Point(2000, 123),
Point(2020,13460)
)
)
)
Vytvoření typu s metodami:
create or replace type AType as object (
x number,
y varchar2(10),
member function ToString
return varchar DETERMINISTIC
) NOT FINAL –-[, NOT INSTANTIABLE]
/
create type body AType is
member function ToString return varchar
DETERMINISTIC is
begin
return y; -- PL/SQL tělo metody viz. funkce
end;
end;
/
ADT nelze standardně (B+
-tree) indexovat, lze však použít
deterministickou funkci (viz. deterministické funkce PL/SQL), jejíž
argument je ADT a která vrací „indexovatelný“ typ.
create table ATable(a Atype);
create index ATable_i1 on ATable(a.ToString());
Typ použitý jako typ sloupce by neměl být NOT INSTANTIABLE,
jinak do něj nelze vkládat hodnoty.
Dědičnost typů:
create or replace type BType under AType
(
z varchar2(200)
);
Typ, ze kterého dědíme musí být NOT FINAL.
ORACLE nepodporuje vícenásobnou dědičnost, dědit lze pouze
z jednoho nadřazeného typu.
Obecně není možné SELECT na celý ADT, neboť ne všechny typy
klientských rozhraní podporují ADT. Musíme vybírat jeho jednotlivé
složky:
select AT.A.x from ATable AT;
V případě neznáme položky ADT, možností je využití podpory
pomocí XML:
select
xmlelement("ROW",geom).getStringVal()from Streets
resp:
select xmlelement("ROW",geom).getClobVal() from
Streets
vrátí:
<ROW>
<LINESTRING>
<NUMPOINTS>2</NUMPOINTS>
<VERTEXES>
<POINT>
<X>0</X>
<Y>0</Y>
</POINT>
<POINT>
<X>2000</X>
<Y>123</Y>
</POINT>
</VERTEXES>
</LINESTRING>
</ROW>
Vzhledem, tomu, že v moderních vývojových prostředí klientský
aplikací (C++, C# .NET) je implementována masivní podpora
parsingu XML, jedná se o poměrně silný a univerzální prostředek.
Pozor, cenou je zvýšená zátěž databázového serveru a řádově větší
přenos dat v XML formátu.
15 HIERARCHICKÉ DOTAZY
Vybere „podstrom“ ze stromové struktury v tabulce.
create table HI
(
ID INT,
PARENT INT,
.
.
.
CONSTRAINT HI_FK01 FOREIGN KEY
(PARENT) REFERENCES HI(ID);
);
INSERT INTO HI VALUES (1,null);
INSERT INTO HI VALUES (2,1);
INSERT INTO HI VALUES (3,1);
INSERT INTO HI VALUES (4,3);
INSERT INTO HI VALUES (5,3);
CONNECT BY klausule:
definuje relaci „rodič“ ve stromu
START WITH klausule:
Příklad:
select level,id,parent from hi
connect by prior ID=PARENT
start with id=3;
LEVEL ID PARENT
--------- --------- ---------
1 3 1
2 4 3
2 5 3
16 SKUPINOVÉ (AGREGAČNÍ) FUNKCE
Jsou funkce které vrací jeden výsledek na základě vstupu z více
řádků.
Pokud není uvedena group by klausule potom je výsledek funkce
aplikován na celý výsledek SELECT dotazu.
AVG(expr) – průměr z expr
select
AVG(PLAT)
from
ZAMESTNANCI
where
VEK between 25 and 30;
COUNT({* | [DISTINCT|ALL] expr}) - počet řádků, ve kterých je
expr NOT NULL
select count(*) from P01_VL
vrátí počet řádků z tabulky P01_VL
Další skupinové funkce:
MAX(expr)
MIN(expr)
STDDEV(expr)
SUM(n)
group by klausule
Použitím group by klausule jsou podle výrazu v této klausuli
agregovány řádky výsledku
select
PRIJMENI
from
P01_OPSUB
group by PRIJMENI;
Seznam sloupců v select příkazu, který obsahuje group by může
obsahovat pouze:
- Konstanty
- skupinové funkce
- výrazy, které jsou identické s výrazy v group by
- výrazy, které jsou založeny na předešlých výrazech
select
rtrim(upper(PRIJMENI),40)||‘-‘||count(*)
from
P01_OPSUB
group by PRIJMENI;
having klausule
Používá se k omezení výstupu na základě skupinových funkcí
select
rtrim(upper(PRIJMENI),40)||‘-‘, count(*)
from
P01_OPSUB
group by PRIJMENI
having count(*)>2;
Strategie vyhodnocení SQL dotazu
1.Obsahuje-li SELECT WHERE klausuli zpracují se pouze řádky
které vyhovují WHERE
2.Obsahuje-li SELECT GROUP BY klausuli, vytvářejí se skupiny
podle výrazů group by
3. Obsahuje-li SELECT HAVING klausuli, potom jsou vyřazeny ty
skupiny, které podmínku having nesplňují
17 OPTIMALIZACE PŘÍKAZŮ
Exekuční plán:
delete from plan_table;
commit;
explain plan
SET STATEMENT_ID = 'Adresa 01'
INTO plan_table
for
select
a.NAZEV Okres,
b.NAZEV Obec,
c.NAZEV Ulice,
d.CIS_OR COR
from
u_okresy A,
u_obce B,
u_ulice C,
u_adresy D
where
b.kodok=a.kodok and
c.iczuj=b.iczuj and
d.kodul=c.kodul and
d.PRIZNAK_ulice=c.priznak and
b.nazev like 'Brno%' and
c.NAZEV like 'Podlesná%'
SELECT LPAD(' ',2*(LEVEL-1))||operation operation,
options,
object_name,object_type
FROM plan_table
START WITH id = 0 AND statement_id = 'Adresa 01'
CONNECT BY PRIOR id = parent_id AND statement_id
= 'Adresa 01';
SELECT STATEMENT
NESTED LOOPS
NESTED LOOPS
HASH JOIN
TABLE ACCESS BY INDEX
ROWID
U_OBCE TABLE
INDEX RANGE SCAN IX_U_OBCE INDEX
TABLE ACCESS FULL U_ULICE TABLE
TABLE ACCESS BY INDEX
ROWID
U_OKRESY TABLE
INDEX UNIQUE SCAN PK_U_OKRESY INDEX (UNIQUE)
INDEX RANGE SCAN IX_U_ADRESY_2 INDEX
Přístup k tabulce:
FULL
INDEX RANGE SCAN
UNIQUE SCAN
Řízení přístupu - HINT
{DELETE|INSERT|SELECT|UPDATE}
/*+ hint [text] [hint[text]]... */
/*+ INDEX(jméno_indexu) */ - vynutí použití indexu
CREATE INDEX P01_OPSUB_I2 ON P01_OPSUB(ADRESA_OKRES);
CREATE INDEX P01_OPSUB_I1 ON P01_OPSUB(PRIJMENI);
CREATE INDEX P01_OKRES_I1 ON P01_OKRES(NAZEV);
select /*+ INDEX(P01_OKRES_I1) */
a.prijmeni,
b.nazev
from
p01_okres b,
p01_opsub a
where
a.ADRESA_OKRES=b.ID AND
B.NAZEV='KROMĚŘÍŽ' AND
A.PRIJMENI = 'NOVÁK'
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_OKRES
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_OKRES_I1 (NON-UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_OPSUB
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_OPSUB_I1 (NON-UNIQUE)
/*+ ORDERED */
Spojení (JOIN) tabulek probíhá v pořadí podle FROM
klausule.
select /*+ ORDERED */
a.prijmeni,
b.nazev
from
p01_opsub a,
p01_okres b
where
b.ID=a.ADRESA_OKRES AND
B.NAZEV='KROMĚŘÍŽ' AND
A.PRIJMENI = 'NOVÁK'
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_OPSUB
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_OPSUB_I1 (NON-UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_OKRES
INDEX (UNIQUE SCAN) OF P01_OKRES_PK (UNIQUE)
select /*+ ORDERED */
a.prijmeni,
b.nazev
from
p01_okres b,
p01_opsub a
where
b.ID=a.ADRESA_OKRES AND
B.NAZEV='KROMÌŘÍŽ' AND
A.PRIJMENI = 'NOVÁK'
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_OKRES
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_OKRES_I1 (NON-UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_OPSUB
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_OPSUB_I1 (NON-UNIQUE)
EXPLAIN PLAN FOR
select
KU.NAZEV,
PA.PARC_TYP,
PA.PARC_CIS,
PA.PAR_POD,
VL.PODIL_CITATEL||'/'||VL.PODIL_JMENOVATEL
from
P01_VLASTNI VL,
P01_PARCELA PA,
P01_KAT_UZ KU
where
VL.ID_OPSUB=1 AND
VL.ID_KU =PA.ID_KU AND
VL.ID_LV =PA.CIS_LV AND
PA.ID_KU =KU.ID;
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
NESTED LOOPS
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS (FULL) OF P01_KAT_UZ
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_PARCELA
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_PARCELA_PK (UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_VLASTNI
INDEX (UNIQUE SCAN) OF P01_VLASTNI_PK (UNIQUE)
create index P01_VLASTNI_i1 on P01_VLASTNI(ID_OPSUB);
EXPLAIN PLAN FOR
select
KU.NAZEV,
PA.PARC_TYP,
PA.PARC_CIS,
PA.PAR_POD,
VL.PODIL_CITATEL||'/'||VL.PODIL_JMENOVATEL
from
P01_VLASTNI VL,
P01_PARCELA PA,
P01_KAT_UZ KU
where
VL.ID_OPSUB=1 AND
VL.ID_KU =PA.ID_KU AND
VL.ID_LV =PA.CIS_LV AND
PA.ID_KU =KU.ID;
SELECT STATEMENT Optimizer=CHOOSE
NESTED LOOPS
NESTED LOOPS
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_VLASTNI
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_VLASTNI_I1 (NON-UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_PARCELA
INDEX (RANGE SCAN) OF P01_PARCELA_PK (UNIQUE)
TABLE ACCESS (BY INDEX ROWID) OF P01_KAT_UZ
INDEX (UNIQUE SCAN) OF P01_KAT_UZ_PK (UNIQUE)
18 TCC – TRANSACTION CONTROL COMMANDS
Transakce – je posloupnost DML příkazů, které převedou datové
schéma z jednoho konzistentního stavu do druhého.
ACID
A – Atomic celá se provede, nebo odvolá
C – Consistent na konci není porušeno žádné omezení
I – Isolated operace jsou izolovány od ostatních transakcí
D – Durable po ukončení transakce jsou data trvale
uložena
COMMIT – Potvrzení změn DML od počátku transakce.
ROLLBACK [TO savepoint]–Odvolá změny od počátku transakce/
savepoitnt
SAVEPOINT – Stanoví místo po které lze provést rollback
SET TRANSACTION READ WRITE – default nastavení transakcí
SET TRANSACTION READ ONLY – nastaví transakci tak, že nejsou
povoleny příkazy INSERT, UPDATE, DELETE a SELECT s klausulí FOR
UPDATE. Musí být prvním příkazem transakce.
Úrovně izolace:
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL SERIALIZABLE – Úroveň
izolace podle normy SQL92. V případě že se transakce mění objekt,
který je měněn jinou konkurentní transakcí, potom transakce končí
chybou v případě, že konkurentní transakce je potvrzena.
SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL READ COMMITTED –
(default chování ORACLE). V případě, že transakce požaduje zámek
na řádky, které jsou drženy jinou transakcí, potom transakce čeká
na uvolnění, potom DML příkaz provede.
SELECT …… FOR UPDATE [NOWAIT];
Uzamkne vybrané řádky/sloupce pro aktuální transakci až do
COMMIT nebo ROLLBACK.
LOCK TABLE lock mode MODE [NOWAIT];
ROW SHARE – Zakazuje EXCLUSIVE LOCK, jinak nechává povolené
konkurentní aktivity na tabulce
EXCLUSIVE – Výhradní právo na tabulku pro transakci, mimo SELECT
zakazuje cokoli.
SHARE – Zakazuje UPDATE tabulky
CREATE TABLE I1
(
I INT,
C VARCHAR2(64),
CONSTRAINT I1_PK PRIMARY KEY (I)
);
INSERT INTO I1 VALUES (1,‘A‘);
COMMIT;
READ COMMITED
SE #1 - UPDATE I1 SET C='B' WHERE I=1;[OK]
SE #2 - UPDATE I1 SET C='C' WHERE I=1;[OK – čeká]
SE #1 – COMMIT; [OK]
SE #2 – COMMIT; [OK]
SELECT * FROM I1
I C
1 C
SERIALIZABLE
SE #1 - UPDATE I1 SET C='B' WHERE I=1;[OK]
SE #2 - UPDATE I1 SET C='C' WHERE I=1;[OK – čeká]
SE #1 – COMMIT; [OK]
SE #2 – havaruje
SELECT * FROM I1
I C
1 B
Integritní omezení INITIALLY DEFERRED kontrolují se až v okamžiku
COMMIT transakce.
Příklad: povinná vazba 1:1
CREATE TABLE T1
(
I INT PRIMARY KEY
);
CREATE TABLE T2
(
I INT PRIMARY KEY
);
ALTER TABLE T1 ADD CONSTRAINT T1_FK1
FOREIGN KEY (I) REFERENCES T2(I);
ALTER TABLE T2 ADD CONSTRAINT T2_FK1
FOREIGN KEY (I) REFERENCES T1(I) INITIALLY DEFERRED;
Proběhne:
INSERT INTO T2 VALUES (2);
INSERT INTO T1 VALUES (2);
COMMIT;
Havaruje:
INSERT INTO T1 VALUES (3);
INSERT INTO T2 VALUES (3);
COMMIT;
I SELECT příkaz je v jistém smyslu transakční, databáze musí vrátit
stav dat, který byl platný v okamžiku jeho zadání!!
Deadlock:
CREATE TABLE I1
(
I INT,
C VARCHAR2(64),
CONSTRAINT I1_PK PRIMARY KEY (I)
);
INSERT INTO I1 VALUES (1,‘A‘);
INSERT INTO I1 VALUES (2,‘B‘);
COMMIT;
SE #1 - UPDATE I1 SET C='C' WHERE I=1;[OK]
SE #2 - UPDATE I1 SET C='D' WHERE I=2;[OK]
SE #1 - UPDATE I1 SET C='E' WHERE I=2;[OK - čeká]
SE #2 - UPDATE I1 SET C='F' WHERE I=1;[OK - čeká]
SE #1 – během čekání na prostředek došlo k deadlocku
SE #1 – COMMIT;
SE #2 – COMMIT;
SELECT * FROM I1
I C
1 F
2 D
Strategie transakcí z klientských aplikací.
Optimistický a pesimistický přístup transakcí.
Organizace rollback segmentů (snímek je příliš starý)
19 JAZYK - PL/SQL
19.1STRUKTURA BLOKU
PL/SQL je součástí databázového stroje.
Je procedurální jazyk, tak jak je pojem procedurálního jazyka běžně
chápán.
Je strukturován do bloků, tj. funkce a procedury jsou logické bloky,
které mohou obsahovat bloky atd.
Příkazy: řídící příkazy jazyka PL/SQL, přiřazení-výrazy, SQL příkazy
DML.
[DECLARE
-- declarations]
BEGIN
-- statements
[EXCEPTION
-- handlers]
END;
19.2DEKLARACE
Kolik_mi_zbyva_penez NUMBER(6);
skutecne BOOLEAN;
Datový typ tabulka%ROWTYPE odpovídá struktuře tabulky.
Datový typ tabulka.sloupec%ROWTYPE odpovídá typu sloupce v
tabulce
JM P01_OPSPUB.JMENO%TYPE;
OBSUB%ROWTYPE;
Přiřazení, výrazy:
tax := price * tax_rate;
bonus := current_salary * 0.10;
amount := TO_NUMBER(SUBSTR(’750 dollars’, 1, 3));
valid := FALSE;
19.3DML A KURSORY
INTO fráze:
SELECT sal*0.10 INTO bonus
FROM
emp
WHERE
empno = emp_id;
Kursor:
DECLARE CURSOR c1 IS
SELECT empno, ename, job FROM emp WHERE deptno = 20;
Ovládání kursorů:
1) Analogie k souborovému přístupu:
OPEN, FETCH, CLOSE
OPEN C1;
..
FETCH C1 into a,b,c;
..
CLOSE C1;
2) For cykly pro kursory:
DECLARE CURSOR c1 IS
SELECT ename, sal, hiredate, deptno FROM emp;
...
BEGIN
FOR emp_rec IN c1 LOOP
salary_total := salary_total + emp_rec.sal; …
END LOOP;
Použití ROWTYPE pro kursory:
DECLARE CURSOR c1 IS
SELECT ename, sal, hiredate, job FROM emp;
emp_rec c1%ROWTYPE;
Dynamické SQL příkazy:
Jsou dotazy jejichž konečný tvar vzniká až při běhu programu.
EXECUTE IMMEDIATE
sql_stmt := ’INSERT INTO dept VALUES (:1, :2, :3)’;
EXECUTE IMMEDIATE sql_stmt
USING dept_id, dept_name, location;
19.4ŘÍDÍCÍ PŘÍKAZY
IF-THEN-ELSE:
IF acct_balance >= debit_amt THEN
UPDATE accounts SET bal = bal - debit_amt
WHERE account_id = acct;
.
.
ELSE
INSERT INTO temp VALUES
(acct, acct_balance, ’Insufficient funds’);
.
.
END IF;
FOR-LOOP:
FOR i IN 1..order_qty LOOP
UPDATE sales SET custno = customer_id
WHERE seriál_num = seriál_num_seq.NEXTVAL;
END LOOP;
WHILE-LOOP:
WHILE salary < 4000 LOOP
SELECT sal, mgr, ename INTO salary, mgr_num,
last_name FROM emp WHERE empno = mgr_num;
END LOOP;
19.5ASYNCHRONNÍ OŠETŘENÍ CHYB
begin
select …… into a,b,c;
EXCEPTION
WHEN NO_DATA_FOUND THEN
-- process error
end;
19.6FUNKCE A PROCEDURY
CREATE OR REPLACE PROCEDURE [FUNCTION] jmeno
(
par1 IN VARCHAR2,
par2 OUT INT
)
[RETURN VARCHAR2]
IS
var1 VARCHAR2(1);
BEGIN
.
.
RETURN [var1];
END jmeno;
/
Deterministické funkce:
Jsou funkce, které vrací pro stejné argumenty vždy stejný výsledek.
Výsledek tedy není ovlivněn momentálním stavem databáze
(schéma, data, čas..). Jen tyto funkce lze použít v indexech
založených na funkcích.
create or replace function fun1(…) return varchar2
deterministic
Funkce lze použít v DML příkazech například:
SELECT moje_funkce(43) FROM DUAL;
SELECT moje_funkce(SL3+SL2);
DELETE FROM TAB1 WHERE SL1=moje_funkce(SL3+SL2);
Procedury spouštíme v rámci PL/SQL bloku:
Begin
moje_procedura(argument,… …);
end;
19.7BALÍKY – PACKAGE
Jsou pojmenované programové jednotky, které mohou obsahovat
typy, proměnné, funkce a procedury.
CREATE PACKAGE name AS
-- public type and item declarations
-- subprogram specifications
END [name];
CREATE PACKAGE BODY name IS
-- private type and item declarations
-- subprogram bodies
END [name];
Instance objektů vznikají v rámci sezení, tj. nemohou vzniknout
kolize zapříčiněné konkurentním používáním objektů balíku.
CREATE PACKAGE STEMIG AS
C_MASTER_NAME VARCHAR2(16):='S3';
FUNCTION TO_NUMEXT (x in char) RETURN number;
FUNCTION ANG (X1 IN NUMBER,Y1 IN NUMBER,
X2 IN NUMBER,Y2 NUMBER)
RETURN NUMBER;
END STEMIG;
CREATE PACKAGE BODY STEMIG IS
FUNCTION TO_NUMEXT (x in char)
RETURN number
IS
R number;
BEGIN
R:=TO_NUMBER(x);
return(R);
exception when VALUE_ERROR THEN
return(NULL);
END;
END STEMIG;
20 TRIGGERY
PL/SQL bloky, které jsou přidruženy k tabulkám.
Události které spouští triggery:
INSERT,UPDATE,DELETE
Typy triggerů:
STATEMENT ROW
BEFORE Trigger je spuštěn
jednou před
provedením příkazu
Trigger je spuštěn
jednou před
modifikací každého
řádku
AFTER Trigger je spuštěn
jednou po provedení
příkazu
Trigger je spuštěn
jednou po modifikaci
každého řádku
:NEW a :OLD proměnné v řádkovém triggeru odkazují na nové
resp. staré hodnoty modifikovaného řádku.
Logické proměnné v každém řádkovém triggeru:
INSERTING - true jestliže trigger je spuštěn INSERT
DELETING - true jestliže trigger je spuštěn DELETE
UPDATING - true jestliže trigger je spuštěn UPDATE
UPDATING(column_name) modifikuje sloupec
PL/SQL bloky nesmí obsahovat příkazy řízení transakcí (commit,
rollback, …)
Triggery by neměly “šifrovat” data tedy by neměly obsahovat bloky
typu:
if UPDATING(’STAV_KONTA’)
and
JMENO_MAJITELE_UCTU=’Drášil’
and
:NEW.STAV_KONTA < :OLD.STAV_KONTA
THEN
:NEW.STAV_KONTA := :OLD.STAV_KONTA;
end if;
Kódování zdrojových kódů balíků, těl balíků, procedur, funkcí –
vznikne zašifrovaný zdrojový text (doporučuji – nikdy nepoužívat,
programátoři svoje zdroje většinou šifrují dostatečně):
WRAP INAME=input_file [ONAME=output_file]
Přiklad: trigger hlídající akce nad tabulkou:
CREATE TRIGGER audit_trigger
BEFORE
INSERT OR
DELETE OR
UPDATE
ON nejaka_tabulka
FOR EACH ROW
BEGIN
IF INSERTING THEN
INSERT INTO audit_table
VALUES (USER||’ is inserting’||’ new key: ’||
:new.key);
:NEW.USER_NAME=USER;
ELSIF DELETING THEN
INSERT INTO audit_table
VALUES (USER||’ is deleting’||’ old key: ’||
:old.key);
ELSIF UPDATING(’FORMULA’) THEN
INSERT INTO audit_table
VALUES (USER||’ is updating’||’ old formula: ’||
:old.formula||’ new formula: ’ ||
:new.formula);
ELSIF UPDATING THEN
IF :OLD.USER_NAME<>USER THEN
RAISE_APPLICATION_ERROR(’-20000’,
’Přístup k řádku odmítnut’)
END_IF;
INSERT INTO audit_table
VALUES (USER||’ is updating’||’ old key: ’ ||
:old.key||’ new key: ’ || :new.key);
END IF;
END;
21 ADMINISTRACE PŘÍSTUPOVÝCH PRÁV
Role jsou seznamy práv:
CREATE ROLE jméno;
GRANT [system_priv|role,…] TO [user|role|PUBLIC];
Příklady systémových práv:
ALTER ANY TABLE, CREATE ANY SEQUENCE, CREATE
PROCEDURE, SELECT ANY TABLE …
GRANT [object_priv|ALL (column,…),… ] ON
schema.object TO [user|role|PUBLIC]
Příklady práv k objektům:
ALTER,EXECUTE,INSERT,READ,SELECT,UPDATE
Práva na tabulky končí na úrovni sloupců, pro práva na řádky
tabulek musíme použít techniku triggerů nebo „updatable view“.
Zrušení práv
REVOKE [priv] from [user|role|PUBLIC]
Příklad postupu administrace:
1) Vytvoříme DB schéma master uživatele.
2) Vytvoříme PUBLIC synonyma pro každý objekt.
3) Stanovíme role pro přístup k objektům, podle typů uživatelů.
4) Rolím přidělíme práva pro jednotlivé objekty.
5) Každý nový uživatel systému nevlastní žádné objekty, “vidí” je
prostřednictvím veřejných synonym.
6) Správce systému přidělí potřebné role každému uživateli.
Nestandardní indexy
FullText:
Umožňuje efektivní vyhledání řádků podle „volného“ textu, který je
obsažen ve sloupci typu CLOB.
Tabulka s dokumenty (text, *.doc, *.pdf ..)
create table FULLWORD
(
ID INT primary key,
TEXT CLOB
);
Full text index:
CREATE INDEX FULLWORD_FTI
ON FULLWORD(TEXT)
INDEXTYPE IS CTXSYS.CONTEXT;
Naplnění tabulky dokumenty:
insert into fullword (ID,TEXT) values (1,
'Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing
elit. Vivamus ornare congue turpis.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (2,
'Cras volutpat, neque et sodales congue, urna mauris
dignissim sem, blandit laoreet magna mauris in
nibh.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (3,
'In ac felis eget velit elementum consectetur. Morbi
vitae sem. Proin varius luctus risus.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (4,
'Fusce ut dui a massa congue vehicula.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (5,
'Class aptent taciti sociosqu ad litora torquent per
conubia nostra, per inceptos himenaeos.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (6,
'Phasellus ut lacus. Praesent nec nisl.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (7,
'Pellentesque sapien lectus, ultrices rhoncus,
consequat at, elementum non, orci.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (8,
'Ut consequat ipsum ut ante. Quisque diam sem,
posuere id, vehicula eu, tincidunt ac, neque.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (9,
'Vestibulum leo. Fusce vel ante ac dui tincidunt
ornare.');
insert into fullword (ID,TEXT) values (10,
'Nam est augue, vehicula ut, molestie non, iaculis
quis, arcu.');
commit;
Obnovení indexu (není automatické):
EXEC CTX_DDL.SYNC_INDEX('FULLWORD_FTI');
Select příkaz z frází CONTAINS:
SELECT ID,text FROM FULLWORD
WHERE
CONTAINS(TEXT, 'vehicula') > 0
Vrátí:
4 Fusce ut dui a massa congue vehicula.
8 Ut consequat ipsum ut ante. Quisque diam sem,
posuere id, vehicula eu, tincidunt ac, neque.
10 Nam est augue, vehicula ut, molestie non,
iaculis quis, arcu.
Prostorové indexy (Oracle Spatial Data Option)
Slouží k efektivnímu přístupu ke geometrickým datům (čáry,
polygony..).
Zdrojem pro index je tzv. minimální omezující obdélník (maxima a
minima souřadnic).
Použitá metoda pro tento typ indexu je R-Tree (modifikace B+
stromu).
Indexovatelné sloupce jsou typu MDSYS.SDO_GEOMETRY
Tabulka s geometrickým sloupcem:
ALTER TABLE AK_HRANICE_PARCEL
ADD GEOMETRY MDSYS.SDO_GEOMETRY;
Metadata pro geometrický sloupec:
insert into mdsys.user_sdo_geom_metadata
(table_name,column_name,diminfo)
values
('AK_HRANICE_PARCEL','GEOMETRY',
MDSYS.SDO_DIM_ARRAY
(MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('X',1230000000, 933000000,5),
MDSYS.SDO_DIM_ELEMENT('Y', 906000000, 410000000,5)
));
Prostorový index:
create index AK_HRANICE_PARCEL_SPAT ON
AK_HRANICE_PARCEL(GEOMETRY)
INDEXTYPE IS MDSYS.SPATIAL_INDEX;
Prostorový dotaz:
select
ID,GEOMETRIE
FROM ISKN.AK_HRANICE_PARCEL A
WHERE
MDSYS.SDO_FILTER
(GEOMETRIE,
MDSYS.SDO_GEOMETRY
(2003,
(SELECT SRID FROM user_sdo_geom_metadata
WHERE
TABLE_NAME='AK_HRANICE_PARCEL' AND
COLUMN_NAME='GEOMETRY'),
NULL,
MDSYS.SDO_ELEM_INFO_ARRAY(1,1003,3),
MDSYS.SDO_ORDINATE_ARRAY
(
1144945653, -- dotazovací obdélník
520792013,
1145270564,
521132433)
),
'queryType=window')='TRUE';
22 HOSTITELSKÉ NADSTAVBY SQL
22.1PRO*C
Výhoda: relativní platformová nezávislost, vznikne „čistý“ C kód.
Deklarační část:
EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;
VARCHAR DBuser[80];
VARCHAR DBpswd[20];
VARCHAR sql_stmt[8192];
EXEC SQL END DECLARE SECTION;
SQLDA *selda;
int i;
Výkonná část:
EXEC SQL WHENEVER SQLERROR do gsSqlError();
strcpy(DBuser.arr,"TEST@GB001");
strcpy(DBpswd.arr,"TEST");
DBuser.len=strlen(DBuser.arr);
DBpswd.len=strlen(DBpswd.arr);
printf("connect\n");
EXEC SQL CONNECT :DBuser IDENTIFIED BY :DBpswd;
srintf(stmtP,”DROP TABLE AUDIT”);
strcpy(sql_stmt.arr,stmtP);
sql_stmt.len=strlen(sql_stmt.arr);
EXEC SQL PREPARE STMT FROM :sql_stmt;
EXEC SQL EXECUTE STMT;
PRO*C prekompilátor:
strcpy(sql_stmt.arr,stmtP);
sql_stmt.len=strlen(sql_stmt.arr);
/* EXEC SQL PREPARE STMT FROM :sql_stmt; */
{
struct sqlexd sqlstm;
sqlstm.sqlvsn = 10;
sqlstm.sqhstv[0] = (void *)&sql_stmt;
sqlstm.sqlest = (unsigned char *)&sqlca;
sqlstm.sqlety = (unsigned short)256;
sqlstm.occurs = (unsigned int )0;
sqlstm.sqhstl[0] = (unsigned int )8194;
sqlstm.sqhsts[0] = ( int )0;
sqlstm.sqindv[0] = ( void *)0;
sqlstm.sqinds[0] = ( int )0;
sqlstm.sqharm[0] = (unsigned int )0;
sqlstm.sqadto[0] = (unsigned short )0;
sqlstm.sqtdso[0] = (unsigned short )0;
sqlstm.sqphsv = sqlstm.sqhstv;
sqlstm.sqphsl = sqlstm.sqhstl;
sqlstm.sqphss = sqlstm.sqhsts;
sqlstm.sqpind = sqlstm.sqindv;
sqlstm.sqpins = sqlstm.sqinds;
.
sqlcxt((void **)0, &sqlctx, &sqlstm, &sqlfpn);
if (sqlca.sqlcode < 0) gsSqlError();
}
/* EXEC SQL EXECUTE STMT; */
{struct sqlexd sqlstm;
sqlstm.sqlvsn = 10;
sqlstm.arrsiz = 4;
sqlstm.sqladtp = &sqladt;
.
sqlcxt((void **)0, &sqlctx, &sqlstm, &sqlfpn);
if (sqlca.sqlcode < 0) gsSqlError();
}
22.2OBJEKTOVÁ ROZHRANÍ SQL, ADO.NET
Výhoda: Moderní prostředí, relativní nezávislost na typu databáze
(pokud používáme základ SQL).
this.oracleConnection =
new Oracle.DataAccess.Client.OracleConnection();
this.oracleConnection.ConnectionString =
MyConnectString;
this.oracleConnection.Open();
this.oracleConnection.SetCommand(sqlStmt);
…
22.3VÁZANÉ PROMĚNNÉ (BIND), OBRANA PROTI SQL INJEKCÍM
Při vývoji aplikace je nutné dát si pozor na možné útoky, tzv. SQL
injekce. V databázové schématu máme například tabulku, která
obsluhuje přístupová práva:
CREATE TABLE REMOTE_USERS
(
USER_NAME VARCHAR2(64),
USER_PSWD VARCHAR2(64)
);
Aplikace potom “ověřuje“ uživatele například takto:
public bool Authenticate
(string userName, string userPassword)
{
string sqlStmt =
"SELECT COUNT(*) FROM REMOTE_USERS WHERE USER_NAME='" +
userName +
"' AND USER_PSWD='" +
userPassword+ "'";
System.Data.SqlClient.SqlCommand command =
new SqlCommand(sqlStmt);
object o = command.ExecuteScalar(sqlStmt);
return (Convert.ToInt32(o) == 1);
}
Útok:
potom probíhá například takto:
userName="SQL injekce"
userPassword="je snadná' OR ROWNUM<'2"
Výsledný dotaz do tabulky uživatelů vždy vrací hodnotu 1:
SELECT COUNT(*)
FROM REMOTE_USERS
WHERE
USER_NAME='SQL injekce' AND
USER_PSWD='je snadná' OR ROWNUM<'2'
Obrana:
Použijeme tzv. vázané proměnné (bind), tj. využijeme možnosti
nezávislého odeslání příkazu a jeho parametrů.
public bool Authenticate
(string userName, string userPassword)
{
string sqlStmt =
"SELECT COUNT(*) FROM REMOTE_USERS "+
" WHERE USER_NAME=@a1 AND USER_PSWD=@a2";
System.Data.SqlClient.SqlCommand command =
new SqlCommand(sqlStmt);
command.Parameters.AddWithValue("@a1", userName);
command.Parameters.AddWithValue("@a2", userPassword);
object o = command.ExecuteScalar(sqlStmt);
return (Convert.ToInt32(o) == 1);
}
23 NORMALIZACE A SQL
23.1NULTÁ NORMÁLNÍ FORMA
Žádné omezení (někdy se uvádí nutnost existence alespoň jednoho
atributu, který může obsahovat více než jednu hodnotu, někdy se
uvádí “entity jsou reprezentovány tabulkami, jejich atributy
sloupci”).
23.2PRVNÍ NORMÁLNÍ FORMA
Všechny atributy tabulky jsou již dále nedělitelné, atomické.
PARCELA
KU# TYP# CISLO# PODLOMENI# VLASTNICI
523641 1 231 2 ID1,ID2,ID3 …
VLASTNIK
ID# JMENO …
5803042751
- nelze zaručit konzistenci databáze pomocí referenční integrity
(lze ji však zajistit pomocí triggerů)
- nelze efektivně indexovat
- komplikované neefektivní SQL dotazy (i když jsou v principu
možné)
function vlast
(VLASTNICI IN VARCHAR2,PORADI IN INT)
RETURN INT; /* vrací jedno ID z řetězce PORADI) */
select … from PARCELA A,VLASTNIK B
where
vlast(A.VLASTNICI,1)=B.ID
union all
select … from PARCELA A,VLASTNIK B
where
vlast(A.VLASTNICI,2)=B.ID …
- Problém vymezení domén – je “rodné číslo” doména nebo se
skládá ze DEN,MESIC,ROK,POHLAVI,PODLOMENI…?
Zásadně vždy dodržet !!!
23.3DRUHÁ NORMÁLNÍ FORMA
Každá tabulka obsahuje primární klíč a každý neklíčový atribut je
plně závislý na všech atributech tvořící primární klíč.
OBEC
ID_OKRES# ID_OBEC# POCET_OBYV_OBEC POCET_OBYV_OKRES …
3702 1 398456 1456024
(není v 2. normální formě - POCET_OBYV_OKRES je závislý na části
klíče signalizuje existenci entity “OKRES”)
V zásadě není bezpodmínečně nutné dodržet (někdy kvůli
výkonnosti opravdu nebývá dodržena – v některých případech se
vyhneme join operaci), musíme dát pozor na:
- existenci entit, jejichž existenci signalizuje podklíč
denormalizovaných tabulek, který způsobuje porušení 2.
normální formy.
- zaručení konzistence atributů v denormalizované tabulce pomocí
triggerů
Někdy se jedná o netriviální systém triggerů viz. uvedený příklad:
a) Změna počtu obyvatel v tabulce OBEC vyvolá trigger, který
přepočítá POCET_OBYV_OKRES v tabulce OKRES.
b) Změna počtu obyvatel v tabulce OKRES se musí zpětně
promítnout do tabulky OBEC .
Uvedené nelze provádět řádkovými triggery – tabulka je měněna a
nelze v ní provádět UPDATE a SELECT!!!
23.4TŘETÍ NORMÁLNÍ FORMA
Hodnoty atributů nejsou (funkčně) závislé na hodnotách jiných
atributů.
VLASTNIK
ID# JMENO PRIJMENI RODNE_CISLO POHLAVI …
1 Drášil Milan 5803042751 M
2 Drášilová Dominika 6552104531 Ž
(není v 3. Normální formě 3. cifra sloupce RODNE_CISLO je závislá
na sloupci pohlaví)
VLASTNIK
ID# … POHLAVI ROK_N MESIC_A DEN_N RC
1 M 58 03 04 2751
2 Ž 65 02 10 4531
U rozsáhlejších systémů téměř nelze dodržet – 3. Normální forma
zakazuje redundanci dat. Ta bývá někdy i užitečná – rodné číslo
může sloužit i ke kontrole správnosti pořízení data narození a
pohlaví.
Redundanci můžeme s klidným svědomím povolit, musíme však
prostředky databáze zajistit její konsistenci (triggery,integritní
omezení)
alter table VLASTNIK ADD constraint VLASTNIK_CH1
check
((POHLAVI in ('M','Z')) AND
(
(POHLAVI='M' AND
SUBSTR(RC,3,1) IN ('0','1'))
)
OR
(POHLAVI='Z' AND
SUBSTR(RC,3,1) IN ('5','6'))
)))