SQL – deel 1 Katrien Verbert katrien.verbert@cs.kuleuven.be

SQL

•  vandaag: basisconcepten, voorbeelden, oefeningen •  volgende week: geavanceerde concepten, extra voorbeeld

2

geschiedenis

•  SEQUEL (Structured English Query Language) –  voor experimentele gegevensbank "System R" (IBM)

•  → SQL (Structured Query Language) –  voor DB2, Oracle, INGRES/SQL, ... –  eerste commerciële versie: Oracle in 1979

3

standaardisatie: ANSI - ISO

•  SQL1 : 1986 •  SQL2 of SQL92 : 1992

–  “levels of conformance”: entry – intemediate - full

•  SQL99 : 1999 –  aanvullingen met o.a. nieuwe data types, object-georiënteerde

concepten en triggers –  levels of conformance: Core SQL:1999 - Enhanced SQL:1999

4

de meeste implementaties van SQL verschillen in meer of mindere mate van de standaard

 

terminologie

•  relationeel model

–  schema –  relatie –  tupel –  attribuut

•  SQL

–  schema –  tabel –  rij –  kolom

5

schema

•  bevat –  schema-naam –  eigenaar en –  beschrijving van elementen

•  tabellen •  restricties (constraints) •  views •  domeinen •  autorisaties •  …

•  creatie van schema: CREATE SCHEMA

CREATE  SCHEMA  COMPANY    AUTHORIZATION  Jsmith  ;!

6

cataloog

•  = een verzameling gegevensbankschema's in een “SQL omgeving” •  de cataloog bevat één speciaal schema: INFORMATION_SCHEMA •  integriteitsrestricties kunnen opgelegd worden tussen relaties in cataloog •  schema’s binnen eenzelfde cataloog kunnen elementen delen

7

creatie van een tabel

•  naam •  voor alle attributen:

–  naam + SQL-gegevenstype + restricties

•  restricties

CREATE  TABLE    [  <schema  name  >.  ]  <table  name>              (  {  <column  name>  <column  type>  [<aAribute  constraint>]  }                  {<table  constraint>}  *)  

8

numerieke gegevenstypes en domeinen •  gehele waarden:

–  INTEGER - INT –  SMALLINT

•  niet gehele waarden: –  FLOAT – REAL –  DOUBLE PRECISION

•  geformateerde getallen: –  DECIMAL (i, j) – DEC (i, j) – NUMERIC (i, j) met

i: precisie (= totaal aantal dec.cijfers) j: schaal (= aantal cijfers na dec. punt)

10

karakter strings •  string met vaste lengte:

–  CHAR (n) – CHARACTER (n)

•  string met variabele lengte: –  VARCHAR(n) – CHAR VARYING (n) – CHARACTER VARYING (n)

•  notatie van waarden: tussen apostrofs: ‘abc‘

11

gegevenstypes en domeinen in SQL

•  bit strings: –  met vaste lengte: BIT (n) –  met variabele lengte: BIT VARYING (n) –  notatie van waarden: B’10101’

•  logische waarden –  BOOLEAN –  mogelijke waarden: TRUE FALSE UNKNOWN

12

datum en tijd

•  DATE –  10 posities: YYYY-MM-DD –  DATE’2004-02-23’

•  TIME –  ten minste 8 posities: HH:MM:SS –  TIME’09:12:47’

•  TIMESTAMP –  DATE en TIME en 6 posities voor fracties van seconden: –  TIMESTAMP’2004-02-23 09:12:47 648302’

13

in verschillende implementaties

•  namen kunnen verschillen •  soms nog meer variaties in types

•  voorbeeld: –  http://en.wikipedia.org/wiki/

Comparison_of_relational_database_management_systems

14

CREATE  DOMAIN    SSN_TYPE  AS  CHAR(9)  ;!

definitie van type van een attribuut

•  ofwel rechtstreeks •  ofwel via definitie van domein

15

definiëren van restricties op tabel

•  Soorten: –  primaire sleutel: PRIMARY KEY <attrlist> –  alternatieve sleutel: UNIQUE <attrlist> –  verwijssleutel: FOREIGN KEY <attrlist> REFERENCES

<table><attrlist>

•  Actie bij schending van referentiële integriteit: –  bij trigger: ON DELETE / ON UPDATE –  actie: SET NULL / CASCADE / SET DEFAULT

16

restricties op attribuut

•  NOT NULL (automatisch voor primaire sleutels) •  DEFAULT <value> •  CHECK (voorwaarde)

–  kan ook samen met domein declaratie

Dnumber  INT  NOT  NULL  CHECK  (Dnumber  >  0  AND  Dnumber  <  21);  

18

specificeren van restricties

•  twee mogelijkheden –  onmiddellijk bij tabel of attribuut –  met sleutelwoord ‘CONSTRAINT’ en het geven van een naam

•  geeft de mogelijkheid om de restrictie later gemakkelijk aan te passen, weg te laten,….

19

weglaten van tabel / schema

•  Drop behaviour voor schema: –  CASCADE:

•  schema + alle tabellen erin weglaten

–  RESTRICT: •  schema enkel weglaten als het leeg is

•  Drop behaviour voor tabel: –  CASCADE:

•  alle restricties en views die aan de tabel refereren worden mee weggelaten

–  RESTRICT: •  tabel enkel weglaten als er geen restricties of views naar verwijzen

DROP  SCHEMA    <name>  <drop  behaviour>  DROP  TABLE            <name>  <drop  behaviour>  

21

–  <drop behaviour> =

•  CASCADE | RESTRICT

–  <default option> = •  DROP DEFAULT | SET DEFAULT <value>

wijzigen van tabel

ALTER  TABLE  <name>                    {      ADD            <column  name>  <column  type>  

   |  DROP      <column  name>  <drop  behaviour>      |  ALTER    <column  name>  <default  opVon>      |  ADD    CONSTRAINT        <constraint  definiVon>      |  DROP    CONSTRAINT    <constraint  name>    <drop  

behaviour>  }

22

ALTER  TABLE    COMPANY.EMPLOYEE    ADD  COLUMN  Job  VARCHAR(12)  ;!

ALTER  TABLE    COMPANY.EMPLOYEE    DROP  COLUMN  Address  CASCADE  ;!

ALTER  TABLE    COMPANY.DEPARTMENT    ALTER  COLUMN  Mgr_ssn  DROP  DEFAULT  ;!

ALTER  TABLE    COMPANY.DEPARTMENT    ALTER  COLUMN  Mgr_ssn  SET  DEFAULT  ‘33445555’  ;!

ALTER  TABLE    COMPANY.EMPLOYEE    DROP  CONSTRAINT  EMPSUPERFK  CASCADE  ;!

23

•  Basisvorm van een vraag (query):

•  vgl. met relationele algebra: –  SELECT projectie –  FROM carthesisch product –  WHERE selectie

opvragingen (queries) in SQL

SELECT  <aAributen  lijst>              FROM          <tabellen  lijst>            WHERE    <condiVes>  ;

 

24

In  relaVonele  algebra:    

πBdate,Address  (σ  Fname  =  'John'    AND    Minit  =  ‘John’    AND    Lname  =  ‘Smith’  (EMPLOYEE)  )  

voorbeeld

•  Q_0: geef de geboortedatum en het adres van werknemer John B. Smith

Bdate Address ---------- ------------------------ 1965-01-09 731 Fondren, Houston, TX!

SELECT    Bdate,  Address  FROM            EMPLOYEE  WHERE    Fname='John'  AND  Minit='B'  AND  Lname='Smith’  ;!

•  Q1B: geef naam en adres van alle werknemers die voor het "research" departement werken

•  vergelijk met uitdrukking in tupel relationele calculus

SELECT    E.Fname,  E.Lname,  E.Address  FROM    EMPLOYEE    E,  DEPARTMENT    D  WHERE    D.Dname  =  'Research'  AND  D.Dnumber  =  E.Dno  ;!

26

{  t.Fname,  t.Lname,  t.Address  |  EMPLOYEE(t)                                    AND  (∃d)  (DEPARTMENT(d)                                                                AND  d.Dname  =  'Research’                                                              AND  d.Number  =  t.Dno)  }  

 geef  namen  van  projecten  die  gecontroleerd  worden  door  departement  5  

27

 select    ?    from    ?    where  ?  

28

 select    ?    from    ?    where  ?  

 SELECT  pname  FROM  project  WHERE  dnum=5;  

 geef  social  security  numbers  van  werknemers  die  werken  aan  projecten  die  gecontroleerd  worden  door  departement  5  

 geef  voornaam  en  familienaam  van  werknemers  die  werken  aan  projecten  die  gecontroleerd  worden  door  departement  5  

29

 select    ?    from    ?    where  ?  

 SELECT  pname,  essn  FROM  project,  works_on    WHERE  dnum=5  and  pno=pnumber;  

30

SELECT  pname,  fname,  lname    FROM  project,  works_on,  employee    WHERE  dnum=5  and  pno=pnumber  and  essn=ssn;  

SELECT  pname,  essn  FROM  project,  works_on  WHERE  dnum=5  and  pno=pnumber;  

SELECT  pname  FROM  project  WHERE  dnum=5;  

SELECT    Pnumber,  Dnum,  Lname,  Address,  Bdate  FROM    PROJECT,  DEPARTMENT,  EMPLOYEE  WHERE    Dnum  =  Dnumber    AND    Mgr_ssn  =  Ssn                  AND    PlocaVon  =  'Stafford’  ;  

voorbeeld •  geef voor elk project dat als locatie Stafford heeft, het

projectnummer, nummer van het departement dat het leidt, en de familienaam, adres en geboortedatum van de manager van dat departement

resultaat:

Pnumber Dnum Lname Address Bdate ------- ---- ------- ----------------------- ---------- 10 4 Wallace 291 Berry, Bellaire, TX 1941-06-20 30 4 Wallace 291 Berry, Bellaire, TX 1941-06-20

SELECT    Fname,  EMPLOYEE.Name,  Address  FROM    EMPLOYEE,  DEPARTMENT  WHERE    DEPARTMENT.Name  =  'Research'                  AND  DEPARTMENT.Dnumber  =  EMPLOYEE.Dnumber  ;!

dubbelzinnige attribuutnamen

•  Tot nog toe: steeds duidelijk bij welke relatie een attribuut behoorde

•  Wat indien dit niet het geval is? vb. attributen Name en Dnumber (i.p.v. Dno) in EMPLOYEE en

DEPARTMENT tabel

•  Oplossing: attribuutnaam = <tabel>.<attribuut>

aliasen

•  voorbeeld: –  geef voor elke werknemer de voor- en familienaam en de

familienaam van zijn/haar supervisor –  2 verwijzingen naar EMPLOYEE: een voor werknemer zelf, een

voor supervisor

•  hoe van elkaar onderscheiden? •  "aliases": de verwijzingen krijgen aparte namen

SELECT    E.Fname,    E.Lname,  S.Fname,  S.Lname  FROM    EMPLOYEE    AS  E,      EMPLOYEE  AS  S  WHERE    E.Super_ssn  =  S.Ssn  ;!

33

aliasen –  Q 8: for each employee, retrieve the employee’s first and last

name and the last name of his or her immediate supervisor

–  Definitie: - onmiddellijk na de naam van de relatie - na sleutelwoord AS

SELECT    E.Fname,    E.Lname,  S.Fname,  S.Lname  FROM    EMPLOYEE    AS  E,      EMPLOYEE  AS  S  WHERE    E.Super_ssn  =  S.Ssn  ;!

SELECT    E.Fname,    E.Lname,  S.Fname,  S.Lname  FROM    EMPLOYEE    E    S  WHERE    E.Super_ssn  =  S.Ssn  ;  

34

SELECT    Ssn  FROM    EMPLOYEE  ;!

SELECT    Ssn,  Dname  FROM    EMPLOYEE,  DEPARTMENT  ;!

weglaten van WHERE en van attributenlijst

•  WHERE kan weggelaten worden: geen selectie

carthesisch product

35

SELECT    *  FROM    EMPLOYEE  WHERE          Dno  =  5  ;!

SELECT    *  FROM    EMPLOYEE,  DEPARTMENT  WHERE    Dname  =  'Research'  AND  Dno  =  Dnumber  ;!

SELECT    *  FROM    EMPLOYEE,  DEPARTMENT  ;!

weglaten van WHERE en van attributenlijst

•  Alle attributen selecteren (met *) : geen projectie

36

Verschil tussen tabellen en relaties

•  een relatie uit het relationeel model is een verzameling tupels en bevat dus geen dubbels

•  SQL elimineert niet automatisch dubbels

37

SELECT      ALL  Salary  FROM              EMPLOYEE  ;!

SELECT      DISTINCT  Salary  FROM              EMPLOYEE  ;!

Salary ------ 30000 40000 25000 43000 38000 25000 25000 55000!

Salary ------ 30000 40000 25000 43000 38000 55000!

•  Vermijden van dubbels: SELECT DISTINCT

SELECT  Salary  FROM    EMPLOYEE  ;!

equivalent met

38

(SELECT    DISTINCT  Pnumber    FROM    PROJECT,  DEPARTMENT,  EMPLOYEE    WHERE    Dnum  =  Dnumber  AND  Mgr_ssn  =  Ssn  AND  Lname  =  'Smith')      UNION    (SELECT    DISTINCT  Pnumber    FROM    PROJECT,  WORKS_ON,  EMPLOYEE    WHERE    Pno  =  Pnumber  AND  Essn  =  Ssn  AND  Lname  =  'Smith')  ;!

Verzameling-bewerkingen in SQL

–  UNION, INTERSECT, EXCEPT (= verschil) –  relaties moeten vergelijkbaar zijn

•  zelfde attribuuttypes in zelfde volgorde –  dubbels worden automatisch verwijderd

–  vb: Q 4: •  geef alle projecten waarbij Smith betrokken is als manager van het

controlerend departement of waaraan hij meewerkt

operaties die slaan op multisets

•  sleutelwoord ALL na de operator: –  UNION ALL –  EXCEPT ALL –  INTERSECT ALL

R   A  

a2  a1  

a2  a3  

V   A  

a3  a2  

S   A  

a2  a1  

a4  a5  

W   A  

a2  a1  

T   A  

a1  a1  

a2  a2  a2  a3  a4  a5  

T ← R UNION ALL S V ← R EXCEPT ALL S W ← R INTERSECT ALL S

SELECT    Fname,Lname  FROM    EMPLOYEE  WHERE    Address  LIKE    '%Houston,TX%’  ;  

SELECT    Fname,Lname  FROM    EMPLOYEE  WHERE    Bdate  LIKE    '_  _5_  _  _  _  _  _  _’  ;!

string- en rekenkundige operatoren

•  Test string op patroon: LIKE –  _ : één willekeurig teken –  % : willekeurige rij tekens

Q12: Geef de naam van alle werknemers die in Houston, Texas wonen

Q12A: Geef de naam van alle werknemers die in de jaren 1950 geboren zijn

SELECT    Fname,  Lname,    1.1  *  Salary  AS  Increased_sal  FROM    EMPLOYEE,    WORKS_ON,    PROJECT  WHERE    Ssn  =  Essn    AND    Pno  =  Pnumber                    AND    Pname  =  'ProductX’  ;!

rekenkundige operatoren: +, -, *, /

•  kunnen gebruikt worden op numerieke waarden

•  Q13: Geef het salaris van elke werknemer die werkt aan project ‘ProductX’, verhoogd met 10 %

42

andere operatoren

•  strings –  concatenatie | |

•  datum, tijd, tijdsstempel: –  verhogen of verlagen met een interval –  verschil tussen data, tijden: → een interval

de salaris-voorwaarde is equivalent met ((Salary >= 30 000) AND (Salary <= 40 000))

SELECT    *  FROM    EMPLOYEE  WHERE    (Salary  BETWEEN  30  000  AND  40  000)  AND    Dno  =  5  ;!

•  BETWEEN: –  Q14: Geef alle werknemers van departement 5 met een

salaris tussen 30 000 en 40 000 EUR

43

SELECT      Dname,    Fname,    Lname,    Pname  FROM      DEPARTMENT,  EMPLOYEE,  WORKS_ON,  PROJECT  WHERE      Dnumber  =  Dno    AND    Ssn  =  Essn    

     AND    Pno  =  Pnumber    ORDER  BY      Dname,  Lname,  Fname  ;  

ordenen van query resultaten •  ORDER BY <attributen> [ ASC | DESC ]

–  Q 15: Geef een lijst van de namen van de werknemers en de namen van de projecten waarop zij werken, per departement, en in elk departement alfabetisch geordend volgens familienaam, voornaam

•  default ordening is stijgend (ASC) •  dalende orde (DESC) moet steeds expliciet vermeld worden: ORDER BY Dname DESC, Lname ASC, Fname ASC

•  nagaan of een waarde null is: –  IS NULL –  IS NOT NULL

•  Q 18 : retrieve the names of all employees who have no

supervisors

SELECT    Fname,  Lname  FROM    EMPLOYEE  WHERE    Super_ssn  IS  NULL  ;!

45

SELECT    SUM(Salary),  MAX(Salary),  MIN(Salary),  AVG(Salary)  FROM    EMPLOYEE;  

aggregaatfuncties

•  Ingebouwde functies: –  COUNT, SUM, MAX, MIN, AVG

•  voorbeeld: zoek som, maximum, minimum en gemiddelde van alle salarissen

46

SELECT    SUM(Salary),  MAX(Salary),  MIN(Salary),  AVG(Salary)  FROM    (EMPLOYEE  JOIN  DEPARTMENT  ON  Dno  =  Dnumber)  WHERE    DNAME  =  'Research’  ;  

–  Q 20 •  zoek som, maximum, minimum, gemiddelde, van de salarissen van alle

werknemers uit het 'Research' departement

aggregaatfuncties

47

•  bepaal totaal aantal werknemers

•  bepaal aantal werknemers in departement 'Research’

•  tel het aantal verschillende waarden voor salaris

SELECT    COUNT(*)  FROM    EMPLOYEE  ;  

SELECT    COUNT(*)  FROM    EMPLOYEE,  DEPARTMENT  WHERE    Dno  =  Dnumber    AND    Dname  =  'Research’  ;!

SELECT      COUNT  (DISTINCT  Salary)  FROM    EMPLOYEE  ;  

aggregaatfuncties

48

SELECT    Lname,  Fname  FROM    EMPLOYEE  WHERE    (  SELECT    COUNT(*)                        FROM    DEPENDENT                        WHERE    Ssn  =  Essn  )  >=  2  ;!

aggregaatfuncties

–  gebruik binnen WHERE (voor geneste queries): –  voorbeeld: geef alle werknemers die minstens 2 personen ten

laste hebben

49

SELECT          DNO,  COUNT(*),  AVG(Salary)  FROM          EMPLOYEE  GROUP  BY      DNO  ;  

groepering

•  Groeperen van tupels : GROUP BY –  aggregaatfuncties worden voor elke groep afzonderlijk toegepast

•  voorbeeld: geef voor elk departement het nummer, het aantal werknemers en het gemiddelde salaris

50

aanpassingen maken in SQL

•  Toevoegen: INSERT •  Weglaten: DELETE •  Wijzigen: UPDATE

51

INSERT  INTO    EMPLOYEE  VALUES      ('Richard',  'K',  'Marini',  '653298653',                        ‘1962-­‐12-­‐30',  '98  Oak  Forest,  Katy',  TX',                        'M',  37000,  '987654321',  4)  ;  

INSERT  INTO    EMPLOYEE  (Fname,  Lname,  Ssn)  VALUES        ('Richard',  'Marini',  '653298653')  ;  

toevoegen

•  INSERT commando •  verschillende vormen

–  zonder expliciete vermelding van attributen: •  volgorde respecteren

–  met expliciete vermelding van attributen: •  nulls en defaults kunnen weggelaten worden

52

CREATE  TABLE      DEPTS_INFO      (  Dept_name      VARCHAR(15),  

       No_of_emps      INTEGER,              Total_sal        INTEGER  );    INSERT  INTO                            DEPTS_INFO  (Dept_name,No_of_emps,Total_sal)  

 SELECT      Dname,  COUNT(*),  SUM(Salary)          FROM      (  DEPARTMENT  JOIN  EMPLOYEE  ON  

         Dnumber  =  Dno  )            GROUP  BY    Dname  ;!

In dit voorbeeld niet zo'n goed idee redundantie + mogelijk verlies van integriteit beter : view definiëren (zie later)

Meerdere tupels tegelijk toevoegen

•  vaak meteen na creatie van tabel, laden van resultaat van een query

53

DELETE  FROM    EMPLOYEE  ;!

DELETE  FROM    EMPLOYEE  WHERE      Ssn  =‘123456789'  ;!

DELETE  FROM    EMPLOYEE  WHERE      Dno  IN      (SELECT      Dnumber                                                FROM            DEPARTMENT                                                WHERE        Dname  =  'Research')  ;!

weglaten van tupels •  DELETE FROM <tabel> WHERE <conditie>

–  alle tupels die aan conditie voldoen worden weggelaten –  geen WHERE deel: alle tupels weg

•  ! tabel verdwijnt niet, wordt enkel leeg •  tabel kan weggelaten worden met DROP TABLE

DELETE  FROM    EMPLOYEE  WHERE      Lname  =‘Brown'  ;!

54

UPDATE    PROJECT  SET                      PlocaVon  =  'Bellaire',  Dnum  =  5  WHERE    Pnumber  =  10  ;  

UPDATE    EMPLOYEE  SET      Salary  =  Salary  *  1.1  WHERE    Dno  IN    (SELECT    Dnumber                                    FROM    DEPARTMENT                                    WHERE    Dname  =  'Research')  ;!

wijzigen van tupels

•  UPDATE <tabel> SET { < attr > = < expr > , … } WHERE <conditie>

•  selecteer te wijzigen tupels met WHERE-conditie •  ken voor die tupels nieuwe waarden aan attributen toe: in SET deel

55

VRAGEN?

56