Język manipulacji danymi – SQL cz. I

Prezentacja na temat: "Język manipulacji danymi – SQL cz. I"— Zapis prezentacji:

1 Język manipulacji danymi – SQL cz. I
BAZY DANYCH Język manipulacji danymi – SQL cz. I Język SQL – podstawowe cechy Zapytania SELECT

2 JĘZYK SQL – WPROWADZENIE
Idealny język baz danych powinien umożliwiać użytkownikowi: tworzenie bazy danych i struktur relacji; wykonywanie podstawowych zadań związanych z zarządzaniem danymi, takich jak: dodawanie, modyfikacja i usuwanie danych z relacji; wykonywanie zarówno prostych, jak i skomplikowanych zapytań. SQL jest przykładem języka transformacji, czyli języka zaprojektowanego w ten sposób, by umożliwić przekształcenie relacji wejściowych w relację wyjściową. W międzynarodowym standardzie SQL wyróżnia się dwie główne części: język definicji danych (JDD lub DDL od ang. Data Definition Language) służący do definiowania struktury danych i do kontroli dostępu do danych; język manipulowania danymi (JMD, lub DML od ang. Data Manipulation Language) służący do wyszukiwania i modyfikowania danych.

3 JĘZYK SQL – PODSTAWOWE CECHY
Cechy języka SQL: język nieproceduralny - użytkownik opisuje informację, której potrzebuje, a nie wskazuje, w jaki sposób należy ją odnaleźć. Innymi słowy, SQL nie wymaga od użytkownika podania sposobu dostępu do danych; ma dość swobodny format, co oznacza, że poszczególne fragmenty poleceń nie muszą być umieszczone w określonych miejscach; polecenie składa się z typowych słów angielskich, takich jak CREATE TABLE, INSERT czy SELECT; SQL może być wykorzystywany przez różnych użytkowników, w tym administratorów bazy danych (DBA), pracowników obsługujących bazę, programistów aplikacji oraz wielu innych. Przykład zapytania w języku SQL: CREATE TABLE Personel (pracownikNr VARCHAR(5), Imię VARCHAR(15), pensja DECIMAL(7,2)); INSERT INTO Personel YALUES ('SG16', 'Brown', 8300); SELECT pracownikNr, Imię, pensja FROM Presonel WHERE pensja > 10000;

4 FORMUŁOWANIE POLECEŃ W JĘZYKU SQL
Zdanie (polecenie, zapytanie) języka SQL składa się ze słów zarezerwowanych (kluczowych) oraz ze słów zdefiniowanych przez użytkownika. Słowa zarezerwowane są niezmienną częścią języka i mają ustalone znaczenie. Należy je zapisywać dokładnie tak, jak wymaga tego składnia języka, i nie wolno ich dzielić, przenosząc do następnego wiersza. Słowa zdefiniowane przez użytkownika są tworzone przez użytkownika (zgodnie z pewnymi regułami syntaktycznymi) i stanowią nazwy różnych obiektów bazy danych, takich jak tabele, kolumny, perspektywy, indeksy itd. Słowa układają się w zdania (polecenia, zapytania), także zgodnie z pewnymi regułami syntaktycznymi. Chociaż standard tego nie określa, w wielu dialektach SQL wymagane jest zakończenie każdego zdania specjalnym znakiem (zazwyczaj jest to średnik ';'). Większość elementów polecenia SQL można pisać dowolnie, wielkimi lub małymi literami. Jedynym istotnym wyjątkiem są dane podawane „dosłownie”, czyli literały, które muszą być zapisane dokładnie w takiej postaci, w jakiej występują w bazie danych. Jeżeli, na przykład, mamy zapisane w bazie danych nazwisko osoby „KOWALSKI”, a poszukujemy danych, używając słowa ‘Kowalski', to nie odnajdziemy poszukiwanego wiersza. Chociaż SQL ma swobodny format, to jego polecenia są bardziej czytelne, gdy stosuje się odpowiednie wcięcia i podział na wiersze.

5 czynsz, właścicielNr, pracownikNr, biuroNr)
LITERAŁY Literały to stałe wykorzystywane w poleceniach SQL. Istnieją różne postaci literałów, odpowiednie dla każdego typu danych występującego w SQL. Ogólnie literały można podzielić na: zapisywane w pojedynczym cudzysłowie; zapisywane bez cudzysłowu. Wszystkie nieliczbowe wartości danych muszą być ujęte w pojedynczy cudzysłów. Liczbowe wartości danych nie należy ujmować w cudzysłów. Przykład zastosowania literałów w celu dopisania danych do tabeli: INSERT INTO Nieruchomość (nieruchomośćNr, ulica, miasto, kodPocztowy, typ, pokoje, czynsz, właścicielNr, pracownikNr, biuroNr) VALUES ('P113', ‘Piastów 24', Szczecin', ’71-111', Dom', 6, , 'CO46', 'SA9', 'B007');

6 ZAPIS SKŁADNI SQL - NOTACJA BACKUSA-NAURA (BNF)
wielkie litery są wykorzystywane do zapisywania słów zarezerwowanych; w poleceniach należy je zapisywać dokładnie tak, jak w definicji; małe litery służą do zapisywania słów definiowanych przez użytkownika; pionowa kreska jest używana, by zaznaczyć możliwość wyboru jednej z przedstawionych opcji, na przykład: a | b | c; w nawiasach klamrowych umieszczane są elementy wymagane, które koniecznie muszą wystąpić, na przykład: {a}; w nawiasach kwadratowych umieszczane są elementy opcjonalne, które mogą (ale nie muszą) wystąpić, na przykład: [a]; nawiasów okrągłych (...) używa się, by zaznaczyć możliwość powtórzenia elementu zero lub dowolną liczbę razy. Na przykład: {a | b} (,c...) oznacza literę a albo b, po której następuje dowolna liczba liter c (może ich być także zero), oddzielonych przecinkami.

7 OPEROWANIE NA DANYCH Podstawowe polecenia JMD SQL:
SELECT - wyszukiwanie danych w bazie; INSERT - dopisywanie danych do tabel; UPDATE - modyfikowanie danych w tabelach; DELETE - usuwanie danych z tabel. BAZA DLA REALIZACJI ZAPYTAŃ SQL: Biuro (biuroNr, ulica, miasto, kodPocztowy) Personel (pracownikNr, imię, nazwisko, stanowisko, płeć, dataUr, pensja, biuroNr) Nieruchomość (nieruchomośćNr, ulica, miasto, kodPocztowy, typ, pokoje, czynsz, właścicielNr, pracownikNr, biuroNr) Klient (klientNr, imię, nazwisko, telNr, typPreferencji, maksCzynsz) Właściciel Prywatny (właścicielNr, imię, nazwisko, adres, telNr) Wizyta (klientNr, nieruchomośćNr, dataWizyty, uwagi)

8 ZAPYTANIE SELECT Zapytanie SELECT służy do wyszukiwania i przedstawiania użytkownikowi danych z jednej lub wielu tabel bazy danych. SELECT jest najczęściej używaną instrukcją SQL i ma następującą postać ogólną: Kolejność przetwarzania klauzul polecenia SELECT jest następująca: FROM określa tabele (lub tabele), z których będziemy korzystać, WHERE pozwala wybrać wiersze spełniające zadany warunek selekcji wierszy, GROUP BY tworzy grupy wierszy o tej samej wartości wskazanej kolumny, HAVING pozwala wybrać grupy ze względu na podany warunek selekcji grup, SELECT wskazuje, które kolumny powinny pojawić się w wyniku, ORDER BY określa uporządkowanie wyniku. Porządku elementów zapytania SELECT nie można zmieniać. Jedynymi klauzulami, które musi zawierać każde polecenie, są SELECT i FROM. Operacja SELECT jest domknięta; wynik zapytania zastosowanego do tabeli jest także tabelą.

9 WYSZUKIWANIE WSZYSTKICH KOLUMN I WIERSZY
PODAJ WSZYSTKIE DANE WSZYSTKICH PRACOWNIKÓW:

10 WYSZUKIWANIE WYBRANYCH KOLUMN I WSZYSTKICH WIERSZY
PODAJ LISTĘ PŁAC WSZYSTKICH PRACOWNIKÓW; LISTA POWINNA ZAWIERAĆ JEDYNIE NUMER PRACOWNIKA, JEGO IMIĘ I NAZWISKO ORAZ PENSJĘ:

11 WYKORZYSTANIE DISTINCT
PODAJ NUMERY WSZYSTKICH NIERUCHOMOŚCI, KTÓRE ZOSTAŁY ODWIEDZONE PRZEZ KLIENTÓW: Polecenie SELECT nie eliminuje powtórzeń po wykonaniu rzutowania na wybrane kolumny. By to uczynić, trzeba użyć słowa DISTINCT.

12 POLA WYLICZANE PODAJ LISTĘ MIESIĘCZNYCH PŁAC WSZYSTKICH PRACOWNIKÓW; LISTA POWINNA ZAWIERAĆ NUMER PRACOWNIKA, JEGO IMIĘ I NAZWISKO ORAZ PŁACĘ: By utworzyć pole wyliczane, należy na liście SELECT podać wyrażenie SQL, które może zawierać dodawanie, odejmowanie, mnożenie i dzielenie oraz nawiasy pozwalające budować bardziej skomplikowane wyrażenia. W kolumnie wyliczanej może wystąpić więcej niż jedna kolumna; jednak trzeba uważać, by kolumny występujące w wyrażeniach arytmetycznych miały typ liczbowy. Standard ISO pozwala nadawać kolumnom nazwy za pomocą klauzuli AS.

13 WYBIERANIE WIERSZY – KLAUZULA WHERE
Do wyszukania wierszy spełniających pewne ograniczenia służy klauzula WHERE, która składa się ze słowa kluczowego WHERE, po którym następuje warunek selekcji opisujący wiersze, które zamierzamy wybrać. Pięć podstawowych warunków (nazywanych także predykatami zgodnie z terminologią ISO) to: porównanie - polega na porównaniu wartości jednego wyrażenia z wartością drugiego wyrażenia; sprawdzenie zakresu - polega na sprawdzeniu, czy zadana wartość należy do wskazanego przedziału wartości; przynależność do zbioru - polega na sprawdzeniu, czy wartość jest równa jednemu spośród elementów zbioru; dopasowanie do wzorca - polega na sprawdzeniu, czy słowo pasuje do podanego wzorca; wartość pusta - polega na sprawdzeniu, czy w kolumnie jest wartość pusta (null).

14 OPERATORY Bardziej skomplikowane predykaty można zbudować, używając spójników logicznych AND (i), OR (lub) oraz NOT (nie), a także nawiasów (gdy są potrzebne lub konieczne) w celu wskazania kolejności działań. Zasady obliczania wartości wyrażenia logicznego są następujące: wyrażenie oblicza się od lewej do prawej; w pierwszej kolejności obliczane są podwyrażenia umieszczone w nawiasach; NOT jest obliczane przed AND i OR; AND jest obliczane przed OR.

15 WARUNEK SELEKCJI - PORÓWNANIE
PODAJ WSZYSTKICH PRACOWNIKÓW, KTÓRYCH PENSJA JEST WYŻSZA NIŻ ZŁOTYCH:

16 ZŁOŻONY WARUNEK SELEKCJI - PORÓWNANIE
PODAJ ADRESY WSZYSTKICH BIUR ZNAJDUJĄCYCH SIĘ W LONDYNIE LUB W GLASGOW:

17 WARUNEK SELEKCJI – WARTOŚCI Z ZAKRESU (BETWEEN, NOT BETWEEN)
PODAJ WSZYSTKICH PRACOWNIKÓW MAJĄCYCH PENSJĘ POMIĘDZY A ZŁ

18 WARUNEK SELEKCJI – PRZYNALEŻNOŚĆ DO ZBIORU (IN, NOT IN )
PODAJ WSZYSTKICH KIEROWNIKÓW I DYREKTORÓW: Warunek przynależności do zbioru (IN) polega na sprawdzeniu, czy wartość danych jest jedną z wartości podanych na liście. Istnieje zanegowana wersja warunku (NOT IN), którą można stosować w celu sprawdzenia, czy wartości nie występują na wskazanej liście.

19 WARUNEK SELEKCJI – DOPASOWANIE DO WZORCA (LIKE, NOT LIKE)
ZNAJDŹ WSZYSTKICH WŁAŚCICIELI, W KTÓRYCH ADRESIE WYSTĘPUJE SŁOWO ’GLASGOW’: W SQL występują dwa szczególne symbole zastępcze, które można stosować we wzorcu: % - znak procent zastępuje ciąg znaków dowolnej długości (także zero); _ - znak podkreślenia zastępuje dowolny (jeden) znak.

20 WARUNEK SELEKCJI – WARTOŚCI PUSTE (IS NULL, IS NOT NULL)
PODAJ SZCZEGÓŁOWE INFORMACJE O WSZYSTKICH WIZYTACH W NIERUCHOMOŚCI PG4, PO KTÓRYCH NIE ZGŁOSZONO UWAG: Sprawdzenie, czy w polu występuje wartość pusta, musimy wykonać za pomocą specjalnych słów kluczowych IS NULL.

21 PORZĄDKOWANIE WYNIKU – ORDER BY
Zazwyczaj wiersze wyniku zapytania SQL nie są uporządkowane (chociaż niektóre SZBD mogą domyślnie porządkować wynik w oparciu, na przykład, o klucz główny). Do uporządkowania wyniku zapytania służy klauzula ORDER BY, zawierająca listę oddzielonych przecinkami identyfikatorów kolumn, według których należy posortować wynik. Identyfikatorem kolumny może być jej nazwa lub numer, który oznacza odpowiedni element z listy SELECT (pierwszy element z listy ma numer l, drugi numer 2 itd). Klauzula ORDER BY pozwala przedstawiać wyszukane rekordy w porządku rosnącym (ASC) lub malejącym (DESC), określonym przez dowolną kolumnę lub układ kolumn, niezależnie od tego, czy taka kolumna występuje w wyniku. W niektórych dialektach SQL elementy z listy ORDER BY muszą występować na liście SELECT. Klauzulę ORDER BY piszemy zawsze jako ostatnią w zapytaniu SELECT.

22 PORZĄDKOWANIE WEDŁUG JEDNEJ KOLUMNY
WYGENERUJ LISTĘ PENSJI WSZYSTKICH PRACOWNIKÓW UPORZĄDKOWANĄ MALEJĄCO WEDŁUG PENSJI:

23 PORZĄDKOWANIE WEDŁUG JEDNEJ KOLUMNY
WYGENERUJ LISTĘ WYBRANYCH INFORMACJI DOTYCZĄCYCH NIERUCHOMOŚCI UPORZĄDKOWANĄ WEDŁUG RODZAJÓW NIERUCHOMOŚCI I CZYNSZU: Wynik jest uporządkowany najpierw według typu nieruchomości w rosnącym porządku alfabetycznym (ASC jest wartością domyślną), a w ramach tego samego typu nieruchomości - według malejących wartości czynszu.

24 FUNKCJE AGREGUJĄCE (1) W standardzie ISO jest zdefiniowanych pięć funkcji agregujących: COUNT - zwraca liczbę wartości występujących w określonej kolumnie; SUM - zwraca sumę wartości występujących w określonej kolumnie; AVG - zwraca średnią wartości występujących w określonej kolumnie; MIN - zwraca najmniejszą wartość występującą w określonej kolumnie; MAX - zwraca największą wartość występującą w określonej kolumnie. Wymienione funkcje są obliczane na podstawie wartości jednej kolumny tabeli i zwracają w wyniku jedną wartość. Funkcje COUNT, MIN i MAX można stosować zarówno do pól liczbowych, jak i nieliczbowych. Funkcje SUM i AVG można stosować jedynie do pól liczbowych. Wszystkie funkcje, oprócz COUNT(*), pomijają wartości puste i zwracają wynik obliczony jedynie dla pozostałych wartości niepustych. Natomiast COUNT(*) jest specjalnym zastosowaniem COUNT, które polega na zliczeniu wszystkich wierszy tabeli, niezależnie od tego, czy są to wartości puste lub powtórzenia.

25 FUNKCJE AGREGUJĄCE (2) W celu wyeliminowania powtórzenia przed przystąpieniem do obliczania funkcji, używamy słowa kluczowego przed nazwą kolumny w argumencie funkcji. W standardzie ISO zezwala się na użycie słowa kluczowego ALL, gdy nie chcemy eliminowania powtórzeń (opcja ALL jest domyślna). Opcja DISTINCT nie wpływa na wynik funkcji MIN i MAX. Może jednak wpływać na wynik SUM lub AVG, więc przy ich obliczaniu należy rozważyć, czy powtórzenia mają być uwzględniane czy nie. Ponadto opcja DISTINCT może być użyta tylko raz w zapytaniu. Funkcje agregujące mogą być stosowane jedynie na liście SELECT i w klauzuli HAVING. Użycie ich w innym miejscu jest błędem. Jeżeli lista SELECT zawiera funkcję agregującą i w zapytaniu nie jest zastosowana klauzula GROUP BY służąca do grupowania danych, to wówczas żaden z elementów listy SELECT nie może odwoływać się do kolumny, o ile kolumna ta nie jest argumentem funkcji agregującej. Na przykład, poniższe zapytanie jest błędne: ponieważ zapytanie nie zawiera klauzuli GROUP BY i kolumna pracownikNr na liście SELECT nie jest argumentem funkcji agregującej.

26 ZASTOSOWANIA COUNT(*)
W ILU NIERUCHOMOŚCIACH MIESIĘCZNY CZYNSZ JEST WYŻSZY NIŻ 350 ZŁ?

27 ZASTOSOWANIA COUNT(DISTINCT)
ILE NIERUCHOMOŚCI ODWIEDZONO W MAJU 2001 ROKU? Ograniczenie zapytania do wizyt, które nastąpiły w maju 2001 roku, uzyskujemy, stosując klauzulę WHERE. Całkowitą liczbę wizyt spełniających ten warunek obliczamy za pomocą funkcji agregującej COUNT. Jednak, ponieważ ta sama nieruchomość mogła być odwiedzana wielokrotnie, musimy użyć słowa kluczowego DISTINCT, by wyeliminować nieruchomości występujące wielokrotnie.

28 OBLICZ, ILU JEST DYREKTORÓW I JAKA JEST ICH SUMARYCZNA PENSJA:
FUNKCJE COUNT, SUM OBLICZ, ILU JEST DYREKTORÓW I JAKA JEST ICH SUMARYCZNA PENSJA:

29 OBLICZ NAJMNIEJSZĄ, NAJWIĘKSZĄ I ŚREDNIĄ PENSJĘ PRACOWNIKA:
FUNKCJE MIN, MAX, AVG OBLICZ NAJMNIEJSZĄ, NAJWIĘKSZĄ I ŚREDNIĄ PENSJĘ PRACOWNIKA:

30 GRUPOWANIE WYNIKU – GROUP BY
Podsumowania częściowe mogą być realizowane w oparciu o klauzulę GROUP BY zapytania SELECT. Zapytanie takie nazywamy zapytaniem grupującym, ponieważ w trakcie jego obliczania dane z tabeli SELECT są dzielone na grupy i dla każdej z grup jest generowany jeden wiersz podsumowania. Kolumny wymienione w klauzuli GROUP BY nazywamy kolumnami grupowania. W standardzie ISO zawarte są wymagania ściśle wiążące klauzule SELECT i GROUP BY. Gdy w zapytaniu występuje GROUP BY, dla każdego elementu z listy SELECT musi istnieć możliwość wyznaczenia jednoznacznie wartości w ramach grupy. Ponadto klauzula SELECT może zawierać jedynie: nazwy kolumn grupowania; funkcje agregujące; stałe; wyrażenia zawierające kombinacje powyższych elementów. Wszystkie nazwy kolumn na liście SELECT muszą występować w klauzuli GROUP BY, chyba że nazwa kolumny jest używana tylko jako argument funkcji agregującej. Odwrotna własność nie jest wymagana: mogą istnieć kolumny wymienione na liście GROUP BY i nie pojawiające się na liście SELECT. Gdy wraz z GROUP BY zastosujemy klauzulę WHERE, to jest ona wykonywana w pierwszej kolejności. Dopiero potem, z pozostałych wierszy spełniających warunek selekcji, tworzone są grupy.

31 ZASTOSOWANIE GROUP BY OBLICZ DLA KAŻDEGO BIURA LICZBĘ ZATRUDNIONYCH W NIM PRACOWNIKÓW ORAZ ICH SUMARYCZNĄ PENSJĘ: Zasady (teoretyczne) wykonywania polecenia SELECT z grupowaniem: Pracownicy są dzieleni na grupy według numerów biur. W ramach każdej grupy wszyscy pracownicy mają ten sam numer biura (trzy grupy) Dla każdej grupy jest wyliczana liczba pracowników oraz suma wartości z kolumny pensja w celu uzyskania sumarycznej pensji pracowników, a następnie jest generowany pojedynczy wiersz podsumowania. Wynik jest porządkowany według rosnących wartości numerów biur (biuroNr).

32 WYBÓR GRUPY - HAVING Klauzulę HAVING stosuje się w połączeniu z klauzulą GROUP BY w celu wybrania grup, które wystąpią ostatecznie w tabeli wynikowej. Chociaż jej składnia przypomina WHERE, klauzule te służą do różnych celów. Klauzula WHERE pozwala przetestować oddzielnie każdy wiersz i wybrać tylko te, które przechodzą do tabeli wynikowej. Klauzula HAVING służy natomiast do wyboru grup, które ostatecznie trafią do tabeli wynikowej. W standardzie ISO jest zamieszczone wymaganie, by nazwy kolumn występujące w klauzuli HAVING pojawiały się także na liście GROUP BY lub były argumentami funkcji agregujących. W praktyce, warunek wyszukiwania w klauzuli HAVING zawsze zawiera przynajmniej jedną funkcję agregującą, gdyż w przeciwnym razie warunek selekcji mógłby zostać przeniesiony do klauzuli WHERE i zastosowany do każdego wiersza oddzielnie. Klauzula HAVING nie jest niezbędnym elementem SQL - każde zapytanie wykorzystujące klauzulę HAVING można zapisać bez tej klauzuli.

33 ZASTOSOWANIE HAVING DLA KAŻDEGO BIURA ZATRUDNIAJĄCEGO WIĘCEJ NIŻ JEDNEGO PRACOWNIKA, PODAJ LICZBĘ PRACOWNIKÓW BIURA ORAZ SUMĘ ICH ZAROBKÓW:

34 LITERATURA Thomas Connolly, Carolyn Begg – Systemy baz danych, tom 1, wyd. RM, 2004 (Rozdział 5 – SQL: język manipulowania danymi)

35 KONIEC KONIEC CZ. I