TDO Skriptum

SQL (Structured Query Language)

1.1 Relationeale Datenbanken - Relational database

Bei einer relationalen Datenbank sind die Daten in Tabellenform gespeichert.

Tabelle
SNr.	Vorname	Zuname	Alter
3	Max	Müller	16
18	Peter	Berger	17	Datensatz
12	Herbert	Maier	16
13	Gunther	Müller	16
5	Sigfried	Gunaker	18
	Spalte (Attribut)

SQL steht für structured query language (Strukturierte Abfragesprache)

select ZN, SNR bestimmt aus welcher Tab. Daten gehohlt werden
from schüler gibt an welche Zeile
where A>16 and ... gibt an welche Spalte


BEISPIEL 1.01 (Alle Schüler mit dem Vorname Josef die älter als 16 sind)
select ZN
from schüler
where VN=´Josef´and A>16


BEISPIEL 1.02 (Alle Piloten mit mehr als 1000 Flugstunden)

Vorname	Zuname	Flugstunden
Max	Müller	16
Peter	Berger	17
Herbert	Maier	16
Gunther	Müller	16
Sigfried	Gunaker	18

select ZN
from pilot
where Flugstunden> 1000

Karthesische Produkt und die Join Bedingung

Tabelle: Spieler		Tabelle: Verein
ZN	Verein		Verein	Präsident
Herzog	Bremen		Bremen	Pfanner
Stanzl	Austria		Austria	Haym
SQL bildet eine neue Tabelle mit allen Atributen
Spieler.ZN	Spieler.Verein	Verein.Verein	Verein.Präsident
Herzog	Bremen	Bremen	Pfanner	ü
Herzog	Bremen	Austria	Haym	û
Stanzl	Austria	Bremen	Pfanner	û
Stanzl	Austria	Austria	Haym	ü

Um alle "richtigen" Daten herauszufiltern muss man von der Join Bedingung gebrauch machen: where S.Verein=V.Verein


BEISPIEL 2.01 (Alle Stewardes mit deren Piloten)

	Tabelle: SF			Tabelle: PF
Stewardes	Flugzeug	Alter		Pilot	Flugzeug	Alter
Roth	36	31		Mayer	71	35
Blau	19	29		Müller	36	37
Grün	36	34

select SF.Stewardes, PF.Pilot
from SF, PF
where SF.Flugzeug= PF.Flugzeug

bei dem Befehl from SF, PF bildet SQL folgende Tabelle

SF.Stewardes	SF.Flugzeug	SF.Alter	PF.Pilot	PF.Flugzeug	PF.Alter
Roth	36	31	Mayer	71	35
Roth	36	31	Müller	36	37
Blau	19	29	Mayer	71	35
Blau	19	29	Müller	36	37
Grün	36	34	Mayer	71	35
Grün	36	34	Müller	36	37

BEISPIEL 2.02 (Alle Stewardessen, die älter sind als ihre Piloten)
select SF.Stewardes, PF.Pilot
from SF, PF
where SF.Flugzeug= PF.Flugzeug and SF.Alter> PF.Alter


BEISPIEL 2.03 (Alle Autotypen aus England u. einer Kleinstadt)

Tabelle: A		Tabelle: S
Autotyp	Stadt		Stadt	Land	EW
Vauxhall	Birmingham		Birmingham	England	1 200 000
Renault	Paris		Paris	Frankreich	12 000 000
BMW	München		München	Deutschland	1 500 000

select A.Autotyp, S.Land
from A, S
where A.Stadt= S.Stadt and Land= "England" and EW< 20001


BEISPIEL 2.04 (Welche Schüler sind in 4HB/a)

Tabelle: Schüler		Tabelle: Klasse		Tabelle: Lehrer
Schüler	Klasse		Klasse	KV	Abteilung		Hauptfach	Name
Dunst	4HB/a		4HB/a	Mercury	TA		Vauxhall	Novotny
Rauch	4HB/a		1FT/b	Novotny	TA		Renault	Mercury
Schall	5HW/c		5HW/c	Schläfer	TA		BMW	Reichel

select S.Schüler
from S
where S.Klasse= ´4HB/a´


BEISPIEL 2.05 (Welche Schüler haben Mercury als KV)
select S.Schüler
from S, K
where S.Klasse= K.Klasse and KV= ´Mercury´


BEISPIEL 2.06 (Welche Schüler haben einen Chemielehrer als KV)
select S.Schüler
from S, K, L
where S.Klasse= K.Klasse and K.KV= L.Name and L.Hauptfach= ´Chemie´


BEISPIEL 2.07 (Welche Schüler aus der Ta haben einen Pysiklehrer als KV)
select S.Schüler
from S, K, L
where S.Klasse= K.Klasse and K.KV= L.Name and K.Abteilung= ´TA´and L.Hauptfach= ´Physik´



BEISPIEL 2.08 (Autotypen einer Stadt mit mind. 1/10 der Bev. d. Landes)

Tabelle: A		Tabelle: S		Tabelle:L
Autotyp	Stadt		Stadt	Land	EW		Land	Kontinent
Vauxhall	Birmingham		Birmingham	England	1 200 000		England	Europa
Renault	Paris		Paris	Frankreich	12 000 000		Frankreich	Europa
BMW	München		München	Deutschland	1 500 000		Deutschland	Europa
Rikscha V8	Phnom Penh		Phnom Penh	Kambodscha	500 000		Kambodscha	Asien

select A.Autotyp
from A, S, L
where A.Stadt= S.Stadt and S.Land= K.Land and S.EW> (L.EW* 0,1)

Bei langen Tebellennamen können Synonyme verwendet werden

select L, S
from Landesschulinspektor L, Stadtschulrat S
where L.Name= S.Name

1.3 Equijoin

Joint man eine Tabelle mit sich selbst so heißt das Equijoin

BEISPIEL 3.01 (Alle Menschen und Großväter sind gesucht)

Tabelle: Mensch
Kind	Vater
Josef	Peppi
Peppi	Hans
Susi	Peppi
Peter	Peppi

select K.Kind, V.Vater
from Mensch K, Mensch V
where K.Vater= V.Kind


BEISPIEL 3.01 (Alle Menschen und ihre Geschwister sind gesucht)
select K.Kind, V.Vater
from Mensch K, Mensch V
where K.Vater= V.Vater and K.Kind not(V.Kind)

1.4 Gruppenfunktionen

Tabelle:

Zahl

15

5

25

max 25 count 3
min 5 sum 45
avg 15

1.5 Subselect

select ZN
from schüler
where Klasse=´3Hba´
and A=( select max(a)
from schüler
where Klasse=´3Hba´)

Der Befehl Distinct dient zur Duplicatenunterdrückung

select distinct Name
from Schüler
macht aus Tab1, Tab2

Tab1		Tab2
Maier		Maier
Maier		Roth
Roth
Roth
Maier

BEISPIEL 4.01 (Das Alter des ältesten der Schule ist gesucht)
select Alter
from Schüler
where Alter=( select max(Alter)
from Schüler)


BEISPIEL 4.02 (Wie heißen die 15 jährigen der Schule)
select ZN
from Schüler
where Alter=19



BEISPIEL 4.03 (Wie heißen die ältesten der Schule)
select ZN
from Schüler
where Alter=( select max(Alter)
from Schüler)


BEISPIEL 4.04 (Welche Schüler der 3Hb/b sind jünger als die S. d. 4Hb/b)
select ZN
from Schüler
where Klasse=´3Hbb/b´and
Alter=( select min(Alter)
from Schüler
where Klasse)´4Hb/b)
BEISPIEL 4.05 (Namen der Schüler die älter sind als der Druchschnitt)
select ZN
from Schüler
where Alter=( select avg(Alter)
from Schüler)


BEISPIEL 4.06 (In welcher Klasse sitzt der größte Schüler d. Schule)
select distinct Klasse
from Schüler
where Größe=( select max(Größe)
from Schüler)


BEISPIEL 4.07 (In welchem Stock/Stöcken sitzen 1,77m große Schüler)

Tabelle:Schüler		Tabelle: Ort
SNr.	Vorname	Zuname	Alter	Größe		Klasse	Stock
3	Max	Müller	16	178		4Hb/a	2
18	Peter	Berger	17	156		3HB/a	2
12	Herbert	Maier	16	172		4HB/c	1
13	Gunther	Müller	16	189		1FL	0
5	Sigfried	Gunaker	18	202		3Hak/a	3

select distinct Ort, Stock
from Schüler, Ort
where Schüler.Größe=177 and Schüler.Klasse=Ort.Klasse


BEISPIEL 4.08 (Angenommen, alle Schüler sind verschieden groß, wie groß ist der zweitgrößte?)
select ZN
from Schüler
where Größe=( select max(Größe)
from Schüler
where Größe<( select max(Größe)
from Schüler)




´Maier´in (Müller, Maier, Huber,...) ü
´Maier´in (Müller, Huber, Fischer,...) û
12>max(8,12,13,20) ü
Exists(9,13); ü
Exists() û


BEISPIEL 4.09(Alle Schüler, die so heißen wie jemand aus der 3HB/c)
select ZN
from Schüler
where Name in( select Name
from Schüler
where Klasse=3HB/c)

Group by

Tabelle: Schüler
Name	Alter	Größe		Klasse
Maier	17	1,86		4HB/a
Müller	17	1,82		3HB/a
Gruber	18	1,9		4HB/a
Berger	18	1,7		3HB/a

Die Befehlszeile Group by Klasse ergibt folgendes

Maier		17		1,86		4HB/a
Gruber		18		1,9
Müller		17		1,82		3HB/a
Berger		18		1,7

Die Werte in den Kästchen können nicht am Bildschirm ausgegeben werden, sondern nur durch Gruppenfunktionen.

	17				1,86
	18				1,9
min	19	ist 17		avg	1,86	ist 1,88
	20				1,9
	21				1,88

BEISPIEL 5.01
select count name, klasse
from schüler
group by klasse


BEISPIEL 5.02
select max(Alter), avg(Größe), Klasse
from schüler
group by klasse


BEISPIEL 5.03(Alle Klassen, avg alter, größe der Größten)
select KLasse, avg(alter), max(größe)
from Schüler
group by Klasse




BEISPIEL 5.04(Liste aller Altersgruppen mit durchschnittlicher Größe)
select alter, avg(größe)
from Schüler
group by alter


BEISPIEL 5.05(Liste aller Klassen und Anzahl der über 18 jährigen)
select alter, count(alter)
from Schüler
where alter>18
group by alter


BEISPIEL 5.06(Liste aller Altersgruppen in d. 5.Klasse mit dschn. Größe)
select alter, avg(größe)
from Schüler
where klasse like(´5*´)
group by alter


BEISPIEL 5.07 (Liste aller Stcokwerke mit dschn. Alter, Schülerzahl u. Größe des größten Schülers)
select avg(alter), count(alter), max(größe)
from Schüler, Ort
where S.klasse= O.Klasse
group by O.Stock

1.7 Having

Im Gegensatz zu where, kann man mit having auch Gruppenfunktionen verwenden

BEISPIEL 6.01 (Liste aller Klassen, deren dschn. Alter, die mehr als 20 Schüler haben)
select Klasse, avg(alter)
from Schüler
group by Klasse
having count(*)>20


BEISPIEL 6.02(Liste aller Klassen, mit Schülerzahlen und der dsch.Größe)
select alter, count(schüler)
from Schüler
group by Alter
having avg(größe)>180







BEISPIEL 6.03(Liste aller Klassen, mit Schülerzahlen und der dsch.Größe)
select alter, count(schüler)
from Schüler
group by Alter
having avg(größe)>180

BEISPIEL 6.04(Den Piloten mit den meisten Flugstunden)

Pilot		KF
Piloten#	Name	Copiloten#	Flugstunden		Piloten#	Typ
12	Müller	5	16		12	DC10
14	Berger	1	17		32	Boing747
2	Maier	21	16		2	Boing747
17	Müller	N	16		11	Fokker110
8	Gunaker	N	18		1	DC10

select P.Name
from Pilot
where h=( select max(Flugstunden)
from Pilot)


BEISPIEL 6.05(Alle Piloten und ihre Copiloten)
select T1.Name, T2.Name
from Pilot T1, Pilot T2
where T1.CNR=T2.PNR


BEISPIEL 6.06(Welche Typen kann Berger fliegen?)
select KF.Typ
from Pilot, KF
where P.PNR=KF.PNR and Name=´Berger´


BEISPIEL 6.07(Alle Klassen, in denen avg alter>16 ist)
select Klasse
from Schüler
group by klasse
having avg(alter)>16


BEISPIEL 6.08(Alle Altersgruppen in denen mind einer über 2m großen Schüler gibt und die Größe dieses Schülers)
select Alter,max(Größe)
from Schüler
group by alter
having max(größe)>2

Order by

BEISPIEL 7.01(Gib die Schüler der 3Hbc dem Alter geordnet nach aus)
select name
from Schüler
where klasse=´3Hbc´
order by alter

Im order by Teil können die Attribute oder Gruppenfunktionen von Attributen stehen, die auch im select - Teil stehen oder stehen könnten.

select name avg(alter) könnte auch nicht
from schüler im select Teil stehen, weil
order by avg(alter) nicht gruppiert wird

BEISPIEL 7.02(Gib alle Klassen nach dem Durchschnittsalter geordnet aus)
select klasse
from Schüler
group by klasse
order by avg(alter)

Man kann im order by - Teil auch mehrere Attribute angeben

select name
from Schüler
order by klasse, alter
ðListe aller Schüler nach Klassen geordnet, innerhalb einer Klasse sind sie nach ihrem Alter geordnet


select name
from Schüler
order by alter, klasse
ðListe aller Schüler nach dem Alter geordnet, gleich alte werden nach der Klasse geordnet

NULL - Values

NULL bedeuted "gibt es nicht"

Mitarbeiter#	Name	Chef#
3	Maier	5		Müller hat keinen Chef
5	Müller	NULL
2	Huber	0
0	Berger	3		Huber hat den Chef mit Nummer 0

NULL ≠ 0

BEISPIEL 8.01(Alle Mitarbeter ohne Chef)
select name
from Mitarbeiter
where Chef is NULL
Es gibt auch not NULL


BEISPIEL 8.02(Alle Untergebenen von Berger )
select count(Name) select count(Chef#)
from Mitarbeiter from Mitarbeiter
ò ò
4 3
Datensätze mit Null Null wird nicht
werden mitgezählt mitgezählt

1.10 Reihenfolge der Abarbeitung

from
where
group by
having
order by
select

Subselects, die Paare ergeben

BEISPIEL 9.01(Größe+ Alter der Schüler der 3hbb)
select größe, alter
from schüler
where klasse=´3hbb´

BEISPIEL 9.02(alle S. die so groß und so alt sind wie jemand aus 3Hbb)
select name
from schüler
where (größe, alter) in (select ...

BEISPIEL 9.03(Alle Weitspringer)

		Sportler
Name	VName	Alter	Disziplin	Bestleitsung	Nr
Berger	Gerhard	32	100m Sprint	9,91	12423
Glas	Uschi	99	Schuplattln´	126 pro sek	00000
Mercury	Frederick	43	???	???	00001
Polster	Anton Jesus	36	talking	2 words/sec	23167
Duck	Daffy	23	shaking	34	17834

select name
from sportler
where disziplin=´weitsprung´
order by name

BEISPIEL 9.04(Alle 100m Läufer unter 10sec)
select name
from sportler
where disziplin=´100m´ and bestleistung<10
order by bestleistung

1.12 Vergleiche in SQL

= (nicht == wie in C)
<>(nicht != wie in C
<
>
>=
<=
Between: where alter between 14 and 16
in: where klasse in(´5a´,´5c´)
like: % beliebig viele Zeichen (* in DOS)
- 1 Zeichen (? in DOS)

1.13 Funktionen in SQL

+: addieren
- : subtrahieren
/: dividieren
*: multiplizieren
|| hängt Zeichenfolge zusammen
nvl(a,b) falls a dann b
length gibt die Länge einer Zeichenkette aus
abs Absolutbetrag (z.B. abs( - 7)=7)
sign Vorzeichen (z.B. sign( - 7)= - 1)
substr

1.14 Outer Join

Tabelle: Spieler		Tabelle: Verein
ZN	Verein		Verein	Präsident
Herzog	Bremen		Bremen	Pfanner
Stanzl Sahne	Austria NULL		Austria	Haym

select *
from spieler,verein Ergibt 2 Datensätze
where s.verein=v.verein

select *
from spieler,verein Ergibt 3 Datensätz
where s.verein=v.verein (+)

Vorübungen für Datenbankentwurf

Datenbankentwurfsregel Nummer 1:
KEINE VERSTECKTEN JOINS !!!

Bei Vertippen wiedersprüchlich (inkonsistent) Unnötig viel Speicherverbrauch (Reduntant) Wenn kein Mitarbeiter, keine Abteilung (deletion anonaly)

Mitarbeiter
Mitarb#	Mitarbname	Abt#	Abtname
7	Müller	3	Verkauf
12	Maier	2	Einkauf
14	Fischer	3	Verkauf
13	Huber	1	Leitung
11	Reinauer	3	Verkauf
Statt dieser Tabelle könnte man auch
Employee		Abteilung
Mitarb#	Mitarbname	Abt#		Abt#	Abtname
7	Müller	3		3	Verkauf
12	Maier	2		2	Einkauf
14	Fischer	3		1	Leitung
13	Huber	1
11	Reinauer	3
entwerfen

Die Tabelle ´Mitarbeiter´ ist somit join von ´Employee´ und ´Abteilung´

Mitarbeiter= select mitarb#, mitarbname,...
from employee, abteilung
where employee.abt#= abteilung.abt#

Eine Informationsverlustfreie Zerlegung (lossless decomposition/ nonloss decomposition) von ´Mitarbeiter´ in ´Employee´ und ´Abteilung´ ist also möglich

Nachteile von zerlegbaren Tabellen

Bürohilfe vertippt sich und schreibt bei Fischer ´Einkauf´ statt ´Verkauf´. Laut Datenbank ist Abt.3 mal der Einkauf, mal der Verkauf - - - > Widerspruch (Inconsistency) Vertippt sie sich in Tabelle ´Abteilung´, so ist die Datenbank falsch, aber nicht widersprüchlich Zu hoher Speicherverbrauch Werden alle Mitarbeiter der Produktion gelöscht, so weiß man nicht mehr, welche Abteilungsnr. sie hat (deletion anomaly)

Läßt sich Tabelle X verlustfrei in die Tabellen Y und Z zerlegen, so wirft man X weg und nimmt Y und Z in die Datenbank auf.

4 Datenbankentwurf

ENTITY: alle Menschen, Sachen, Orte,... über die wir Informationen speichern wollen.
Bsp.: Schüler Maier, 3Hbc, TDO, Schüler Müller, .Stock,...

ENTITY TYPE: Zusammenfassung gleicher Entities
Bsp.: Schüler, Klasse, Fach, Stock

RELATIONSHIP: Beziehung zwischen Entities
Bsp.:3hbc hat_Klassenzimmer_in 2.Stock Hasitschka unterrichtet 4hba in TDO

RELATIONSHIPTYPE Beziehungen zwischen Entitytypes
Bsp.: Klasse hat_Klassenzimmer_in Stock Lehrer unterrichtet Klasse in Fach

ATTRIBUT: Eigenschaft einer Entity
Bsp.: Maier:17 Jahre, katholisch, Eishockey

ATTRIBUTE TYPE Bsp.: Alter, Religion, Sport


Entity Type ð Tabelle
Entity ð Datensatz= Tabellenzeile
Attribute Type ð Spalte
Attribute ð Tabellenzeile

Vorgangsweise bei Datenbankentwurf

Suche alle Entity Types, über die Information gespeichert werden soll.
z.B. Schraubentyp, Mitarbeiter, Kunde, Fabrik,...
Suche zu jedem die zu speichernden Attribute.
z.B. Schraubentyp(Typenbez., Länge, Steigung) Mitarbeiter(Name, Einstelldatum)Kunde(Name, Adresse)
Wähle oder erfinde Schlüssel
z.B. Schraubentyp(Typenbez., Länge, Steigung) Mitarbeiter(M#, Name, Einstelldatum)Kunde(K#, Name, Adresse)
Mache aus jeder Entity Type eine Tabelle
z.B. SQL:creat table schraubentyp...
Suche alle Relationship Types, über die Information gespeichert werden soll.
z.B. Mitarbeiter arbeitet_in Fabrik Schraubentyp wird_hergestellt_in Fabrik Kunde bestellt Schraubentyp bei Mitarbeiter
Suche speicherungswürdige Attribute der Beziehungen.
z.B. Arbeitet_in: Dienstbegin, Funktion wird_hergestellt_in: max. Tagesproduktion bestellt_bei: Bestellmenge, Datum
Welche Beziehungen sind 1:n?
Jeder Mitarbeiter arbeitet_in (<=) einer Fabrik In jeder Fabrik arbeiten (<=) mehrere Mitarbeiter einer:mehrere= 1:n Beziehung

Welche Beziehungen sind m:n?
Jeder Schraubentyp wird_hergestellt_in (<=) mehreren Fabr. In jeder Fabr. werden_hergestellt (<=) mehrere Schr.typen mehrere:mehrere= m:n Beziehung

Welche sind Mehrfachbeziehungen?
Kunde bestellt Schraubentyp bei Mitarbeiter 3 Entity Types an Beziehung beteiligt (3=trinär, 4=Quaternär)
Wie halte ich in Datenbank fest, wer in welcher Fabrik arbeitet?
a.)Spalte ´Mitarbeiter´ in Tabelle Fabrik.
schlecht: können beliebig viele sein à Wieviel Byte sollen für dieses Attribut pro Zeile reserviert werden?

b.)Spalte ´Fabrik´ in Tabelle Mitarbeiter.
gut: kann iimer nur eine sein. Aber was wird dort eingetragen? Kapazität, Adresse, Beides? Etwas was eindeutig klar macht, in welcher Fabrik der Mitarbeiter arbeitet - > Mitarbeiter bekommt neue Spalte mit dem Schlüssel von Fabrik.


Wie halte ich m:n Beziehungen fest?
(z.B. welcher Schraubentyp wird in welcher Fabrik gefertigt?)
a.) Ich speichere bei Fabrik die Schr.typen schlecht siehe 8.
b.) Umgekehrt schlecht siehe 8. à neue Tabelle Fertigung

			Fertigung
	Schlüssel	- - - - - - - - - - - - - >	STyp	Fabrik	< - - - - - - - - - - - - -	Schlüssel
	aus		H8/1	Wien 23		aus
	Schr´Typ		H8/1	Linz		Fabrikstabelle
			M15/2.5	Wien 23

10. Mehrfachbeziehungen - > Eigene Tabelle

Betsellung
Kunde	Mitarbeiter	Produkt
27	12	H8/1
15	10	M15/2.5

11. Füge Beziehungsattribute zur Datenbank Bestellmenge, Datum neue Spalten der Tabelle "Bestellung" Max. Tagesproduktion Spalte von "Fertigung" Dienstbeginn, Funktion neue Spalten und "Mitarbeiter"

12. Entferne

Ableitbare Beziehungen
Derivable Realtionship (Spitalsbeispiel) Ableitbare Attribute
Derivable Attribute (Geburtsdatum, Alter - > Geburtsdatum) Zerlegbare Tabellen

13. Tabellen bauen:
creat table kunde (knr number(4) not null, nme char(30))
Datensätze einfügen:
insert into kunde values(3276. ´Maier´)
Datensätze ändern
update kunde set knr=5000 where name=´Berger´
Datensätze löschen
delete from kunde where name=´Müller´
Tabellen löschen
drop tabelle kunde

Entity - Relationship Diagramme (ERDs)

Helfen (sollen helfen) beim Datenbankdesign
ERDs zeigen keine Entities & Relationships sondern Entity Types und Relationship Types


Entity Type à Kästchen Kunde
Attribute Type à Kugel

K# Name


1:n Beziehung à Linie Mitarbeiter Fabrik


m:n Beziehung: Assoziative Entity Types

Fabrik Fertigung Schraubentyp

Mehrfachbezogene Assoziative Entititypes

Kunde Bestellung Mitarbeiter





Schraubentyp

5.1 Kardinalitäten

mind. 0 höchstens 1

mind. 1 höchstens 1

mind. 0 höchstens mehrere

mind 1 höchstens mehrere
Jeder Lehrer unterrichtet mindestens 0, höchstens mehrere Schüler. Jeder Schüler wird von mindestens 1 höchstens mehreren Lehrern unterrichtet.

Lehrer Schüler

m:n

5.2 Erste Datenbankentwürfe

Man gebe einen Schlüssel an für
Eine Tabelle der Schüler der Hbc (Kat´Nr)
Eine Tabelle aller derzeitigen Wiener Schüler (Kat´Nr Schulcode, Klassencode)
Eine Tabelle aller Schüler, die jemals die Ungargasse besucht haben (Eintrittsjahr, Klassencode d, 1.Klasse, Kat´Nr in 1.Klasse)

gebe Kardinalitäten, Beziehungstyp an

Mieter bewohnen Haus Mieter Haus m:n


Patient bekommt von Arzt Medizin verschrieben

Patient Arzt


Verschreibung


Mehrfachbeziehungen Medizin



Mutter hat Kind Mutter Kind 1:n



Programmierer schreibt Programm in Sprache

Programmierer Programm Sprache

Das sind 2 m:n Beziehungen à Neue Tabellen

Mensch übt Beruf aus Mensch Beruf m:n


ERD Schraubenhersteller (ohne Attribute)
1
Kunde Bestellung Mitarbeiter Maschine


3
2

Schr´typ Fertigung Fabrik

1.....Kann_bedienen
2.....Steht_in
3.....Arbeiter_in


Wichtigste ERD - Regel: Keine Ableitbaren Beziehungen!

1 2
Spital

3
Patient Spitalsbett

1.....Liegt_in
2.....Steht_in
3.....Belegt

1 ist überflüssig: 2,3 reichen, um herausfinden zu lönnen, in welchem Spital Patient x liegt à 1 könnte gestrichen werden.
Man könnte auch 1 lassen und 2 streichen aber nicht 1 lassen und 3 streichen!

Schul - ERD (XESAS)

Um etwas vertrauter mit ERDs zu werden hier noch ein kleines Beispiel der HTL Ungarg.





Folgende Tabellen werden erstellt:

Schüler (Name, Vname, Aufnahme#, GebDatum, Staatsbürgerschaft, Muttersprache, Quartier, Adresse, Plz, Ort, Land, Erziehungsberechtigter, Privatnummer, Firmennummer, Status, Behinderung, Vorschule, KKZ, Abtcode, PKZ)

Laufbahn (Name, Vname, Gebdatum, Sjahr, KKZ, Abtcode, PKZ)

Klasse (KKZ, Abtcde, PKZ, KV, Raum)

Fach (Fbezl, Fbezk, Fbezaltern)

Stdtafel (KKZ, Abtcode, Fbezk, Std)

Lehrer (Lehrer#, Name, Vname, Akgrad, staatsbürgerschaft, Muttersprache, Adresse, Plz, Land, Privnummer, Firmennummer)

Stdplan (KKZ, Abtcode, PKZ, Fbezk, Raum, Ausweichraum, Tag, Stunde, L#, Unterichts#)

Zeugnis (Aufnahme#, KV, Snote, Enote)
usw. usw. usw.

Transaktionen

Unter einer Schedule versteht man die zeitliche Reihenfolge in der Transaktionen ablaufen.

Serielle Schedule

Transaktion_1	Transaktion_2	Transaktion_1	Transaktion_2
read B			read B
...			...
write L			write L
	read B	read B
	...	...
	write B	write B
Wert: BàB - 5	Wert: BàB - 5
LàL+10	LàL+10

=> serialisierbar

6.2 Nicht serielle Schedule (Verzahnt)

Transaktion_1	Transaktion_2	Transaktion_1	Transaktion_2
		read B
read B		B=B - 1
B=B - 10		write B
	read B	read L
write B			read B
read L			B=B+5
	B=B+5		write B
	write B	L=L+10
L=L+10		write L
write L
Wert: BàB+5
LàL+10

=> nicht serialisierbar




Flug Platz S304 ist schon vergeben, wenn 1 sonst 0





Langt Transaktion_1 vor Transaktion_2 ein bekommt Edlauer das Ticket.
Langt Transaktion_2 vor Transaktion_1 ein bekommt Haselberger das Ticket.

Transaktion_1	Transaktion_2	Transaktion_1	Transaktion_2
		read B
read S304	read S304
if (S304==1) sorry
else
	read S304
	if (S304==1) sorry
	else
read A
A=A+1
write A
	read A
	A=A*2
	write A
read A
A=A+1
write A
T1, T2 Aà2A+4	Aà2A+3
T2, T1 Aà2A+2

Um zu verhindern, dass zwei Prozesse auf ein und denselben Datensatz zugreifen muss man locken. Unter locking versteht man das Sperren Daten um anderen Transaktionen den Zugriff auf den gesperrten Datensatz zu verwehren.

Bei einem Ms - Dos Rechner wird das locken mit den Befehlen cli und sti realisiert.

Durch das Locken wäre folgende Transaktion nicht mehr möglich.

Transaktion_1	Transaktion_2
Lock A
	Lock A
	A=A+3

Die Transaktion

Transaktion_1	Transaktion_2
Lock B
Read B
B=B - 10
write B
unlock B
	lock L
	read L
	L=L+10
	write L
	unlock

wäre jedoch zulässig.


Es ist möglich, dass Transaktionen nicht nach Reihenfolge des Einterrens, sondern nach Prioritäten abgearbeitet werden. Dies ist manchmal erforderlich, wie beispielsweise bei einem Space Shuttle die Sauerstoffversorgung, die die höchste Priorität zugewiesen bekommt da sie immer aufrecht erhalten werden muss. Bei dieser Lösung besteht jedoch die Gefahr, dass eine Transaktion mit geringer Priorität immer nach hinten gereigt wird, da wichtigere Transaktionen auszuführen sind. Ist dies der Fall so ist ein Livelock (oder Starvation) gegeben.

Wartet eine Transaktion_1 auf Datensatz B und eine Transaktion_2 auf Datensatz A, wobei sie beiden Datensätze von der jeweilig anderen Transaktion gelockt wurden, so nennt man diese Situation Deadlock.

Transaktion_1	Transaktion_2
Lock A
	Lock B
Lock B
	Lock A

Es gibt mehrere Möglichkeiten um einen Deadlock zu verhindern. Ein Beispiel wäre bestimmte Regeln aufzustellen an die sich die Transaktionen halten müssen:

Locken Reihenfolge beim Locken Phasen Locking (Nach dem unlock darf kein lock mehr kommen)

Eine andere Möglichkeit um Livelocks zu verhindern ist es einen Graphen (Dead Lock Graph) zu zeichnen.


Ein Deadlock ist dann vorhanden, wenn man einen geschlossenen Kreis (cycle) zeichnen kann. Ist die der Fall so muss ein Knoten gelöscht werden, um den Deadlock aufzulösen

Rollback

Läuft eine Transaktion nicht bis zum Ende, aus welchem Grund auch immer, so dürfen die bis jetzt geänderten Daten nicht geändert bleiben, sondern müssen zurückgesetzt werden. Dieses Zurücksetzten wird im allgemeinen Rollback bezeichnet. Ein Rollback kann aus vielen verschiedenen Gründen notwendig werden. Zum Beispiel wenn der user am Ende der Dateneingabe auf "Cancel" clicked so sollen die gemachten Änderungen nicht gesichert werden, oder auch wenn das System abstürtz oder andere Komplikationen auftreten.

Transaktion_1

lock E

Rollback

lock H

read E

read H

H=H+1 000 000

write H

unlock H

if (E> - 100 000) else

E=E - 1 000 000

write E

unlock E

Es ist oft der Fall, dass eine Transaktion andere Transaktionen aufruft oder durchführt, und diese wiederum ander aufruft oder durchführt, usw. Damit wäre bei einem Rollback nicht nur erforderlich eine Transaktion Back zu rollen, sondern mehrere. Dieser Effekt hat die Bezeichnung Cascading Rollback. Dies ist praktisch kaum durchführbar und ist unbedingt zu vermeiden.

Um dies zu realisieren, muss gewährleistet sein, dass nach einem gewissen Zeitpunkt kein Rollback mehr durchgeführt wird. Dieser Punkt ist nach Beendigung aller Berechnungen und wird Commit Point genannt.

Wenn folgende Reihenfolge eingehalten wird ist gesichert, dass kein Cascading Rollback durchgeführt werden muss. Diese Vorgangsweise nennt man Zwei Phasen Commit.

Commit Point wurde erreicht Write to the Database now Unlocks

Protokolle (Protocols)

Unter einem Protokoll versteht man allgemein gültige Regeln, an die sich alle zu halten haben.





Um auch das Risiko noch weiter zu veringern werden sogenannte LOGs angelegt. In diesen LOGs steht welche Transaktion, welche veränderungen plant. Tritt nun eine unvorhergesehene Unterbrechung auf, so kann man anhand des LOG rekonstruieren was geplant, bzw. mit Vergleich der aktuellen Daten, was verändert wurde. Jedes LOG wird sicherheitshalber 2x auf Lokale Speichermediem gesichert, die womöglich noch räumlich getrennt sein sollten.

Ein LOG hat in etwa folgende Aussage

Ich bin Transaktion_1

ich plane

write A=19

write B=30

write C=4

ENDE

Granularität (Granularity)

Dieses Kapitel beschäftigt sich damit was gesperrt werden soll (Tabelle, Datensatz, Zelle), d.h. mit
der richtigen Größe der zu sperrenden Objekt

Access Optionen zu diesem Thema sind z.B. exlusiv öffnen, Tabelle locken.
Access Basic Befehle zu diesem Thema sin z.B. Move First, Move Last (Bewegt Bleistift), lock edits, begin trans, commit trans, rollback.

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