Prof. K. Gremminger Folie 1 Vorlesung Datenbanksysteme SS 2002 Sprachschnittstellen von Datenbanksystemen Prof. Klaus Gremminger Fachhochschule Karlsruhe

Prof. K. Gremminger Folie 1Vorlesung Datenbanksysteme SS 2002

Sprachschnittstellenvon

Datenbanksystemen

Prof. Klaus GremmingerFachhochschule Karlsruhe

Fachbereich InformatikMoltkestraße 3076133 Karlsruhe

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Structured Query Language2 (SQL92) Java Database Connectivity (JDBC) Einbettung von SQL in Java (SQLJ) Structured Query Language3 (SQL99)

Inhalt


Historie

SEQUEL als Anfragesprache des Prototyps System R der Firma IBM (Structured English Query Language)

1981: SQL/Data System als kommerzielles System Heute weit verbreitet IBM, Microsoft, Oracle, Sybase Wachsende Popularität erforderte Standardisierung 1986: ISO-SQL1 (auch SQL86 genannt)

1989: Addendum-1 SQL89 1992: ISO-SQL92 (auch SQL2 genannt, ISO 9075)

2000: SQL99 (ISO 9085)


Implementierungsmethoden

Direktes SQLAusführen von SQL-Anweisungen von einem interaktiven Terminal aus

ModulspracheBeschreibung von SQL-Anweisungen in reinem SQL in Form getrennt übersetztem Modul

Call Language Interface (CLI)Aufruf von SQL-Anweisungen der SQL-Implementierung, welche wiederum das DBS mittels dynamischem SQL aufrufen

Embedded SQLEinbettung von SQL-Anweisungen in Hostsprache mit Vorübersetzung (Pre-Compiler)


Structured Query Language2 (SQL92)

Bestandteile der Sprache Datendefinition (DDL) Datenmanipulation (DML) Datenkontrolle (DCL)

Die weiteren Ausführungen basieren auf SQL92. Neu: Zusätzliche Datentypen Auf-/Abbau von Client-Server-Verbindungen Unterstützung von dynamischem SQL Scrollbare Cursor Outer-Joins Intersect- und Minus-Mengenoperationen


Datentypen

integer (oder auch integer4) smallint (oder auch integer2) numeric(p,q) float(p) character(n), character varying(n) oder varchar(n) bit(n), bit varying(n) date, time, timestamp blob (raw), clob (binary oder character large object)


Datendefinition

Schemadefinition Tabellendefinition Integritätsbedingungen Sichten


Schemadefinition

SQL-Objekte können u.a. seinDomain-, Tabellen-,View-, Rechte-, Bedingungs-Definition

Benannte Sammlung von SQL-Objekten innerhalb eines Katalogs heißt Schema

Benannte Sammlung von SQL-Schemata innerhalb einer SQL-Umgebung heißt Katalog

CREATE SCHEMA[schema-name][AUTHORIZATION user-name][DEFAULT CHARACTER SET character-set][list-of-schema-objects]


Tabellendefinition

Anlegen einer neuen Tabelle:CREATE TABLE Professoren(PersNr INTEGER NOT NULL, Name VARCHAR(10) NOT NULL, Rang CHAR(2) );

Hinzufügen neuer Spalten:ALTER TABLE Professoren

ADD (Raum INTEGER); Verändern des Wertebereichs einer Spalte:

ALTER TABLE ProfessorenMODIFY (Name VARCHAR(20));


Integritätsbedingungen Attribut-Bedingung: UNIQUE, NOT UNIQUE Primärschlüssel-Definition

CREATE TABLE Studenten(MatrNr INTEGER PRIMARY KEY...);CREATE TABLE hören(MatrNr ..., VorlNr ..., PRIMARY KEY(MatrNr, VorlNr));

Fremdschlüssel-DefinitiongelesenVon REFERENCES Professoren

ON DELETE SET NULLCONSTRAINT Ticket_fk FOREIGN KEY(Nation, PassNr) REF...

Check-KlauselCREATE TABLE prüfen... Note NUMBER(2,1) CHECK(Note BETWEEN 0.7 AND 5.0),


Sichten

Virtuelle Tabellen Berechnung der „Tupel“ zur Laufzeit Zur Anpassung an spezielle Benutzerbedürfnisse und

zum Datenschutz Zum Verbergen von komplexen Datenstrukturen

(z.B. Primär-Fremdschlüssel-Beziehungen) Beispiel:

CREATE VIEW Prüfungen ASSELECT MatrNr, VorlNr, PersNrFROM prüfen;

SELECT *FROM Prüfungen;


Datenmanipulation

Einfügen von Zeilen:INSERT INTO Professoren

VALUES(1,‘Gremminger‘,‘C3‘,309);INSERT INTO Professoren (Name, PersNr)

VALUES (‘Gmeiner‘,2); Verändern von Zeilen:

UPDATE ProfessorenSET Rang = ‘C3‘ WHERE Name = ‘Gremminger‘;

Löschen von Zeilen:DELETE FROM Vorlesungen;DELETE FROM Vorlesungen WHERE gelesenVon = 1;


Die SELECT-Anweisung

Erstellt eine Ergebnismenge in Form einer TabelleSelect [All | Distinct] {(Pseudo-) Spaltenliste | *} [Spaltenalias]From Tabellenliste [Tabellenalias][Where Bedingungen auf Zeilen][Group By Gruppen][Having Bedingungen auf Gruppen][{Union | Intersect | Minus} Abfrage][Order By Sortierspalten]

Abarbeitung Bilde das kartesische Produkt der Tabellen in der From-Klausel Wähle hieraus die Spalten der Tupel aus, die in der Select-Klausel

aufgeführt sind


Operatoren und (Aggregat-) Funktionen

Arithmetische Operatoren: +,-,*./ Zeichenketten-Operatoren: || Funktionen

to_number, to_char, to_date nvl, decode count, distinct, max, min, sum, avg

Beispiele: SELECT Nation || PassNr

FROM FlugGast; SELECT COUNT(DISTINCT name)

FROM Stadt;


WHERE-Klausel

Auswahlbedingungen auf Zeilen Vergleichsoperatoren

=,<>,>,,>=,<= LIKE BETWEEN AND [NOT] IN IS [NOT] NULL

Beispiele: ... WHERE FlzTypus = ‘747‘ OR Hersteller LIKE ‘B%‘ ... WHERE FlugGes IN (‘LH‘, ‘BA‘,‘TA‘);


ORDER BY-Klausel

Geordnete Anzeige der Anfrageergebnisse Beispiele:

SELECT PLZ, Name, EinwohnerFROM StadtORDER BY PLZ ASC;

SELECT Semester, Name, AnschriftFROM StudentORDER BY Semester DESC, Name ASC;


GROUP BY-Klausel Zusammenfassung von Tupeln, welche in einer ausgewählten

Attributkombination den gleichen Wert aufweisen. Dieser Wert erscheint in der Basistabelle in mehreren Zeilen, in

der gruppierten Ergebnistabelle nur noch einmal. In der SELECT-Klausel darf projeziert werden auf

Attribute, auf die gruppiert wird Gruppenfunktionen, angewendet auf andere Attribute der

Basistabelle Konstante

Beispiel:SELECT gelesenVon, SUM( SWS )FROM VorlesungenGROUP BY gelesenVon;


HAVING-Klausel

Ähnlich der WHERE-Klausel können an die mit GROUP BY gebildeten Gruppen zusätzliche Bedingungen gestellt werden

Beipiele: SELECT gelesenVon, SUM( SWS)

FROM VorlesungenGROUP BY gelesenVonHAVING AVG( SWS ) > 3;

SELECT Name, SUM( SWS)FROM Vorlesungen, ProfessorenWHERE gelesenVon = PersNrGROUP BY NameHAVING AVG( SWS ) > 3;


Geschachtelte Abfragen (subqueries)

Bisher: Festlegung der WHERE-Klausel mit einer (Menge von) Konstanten

„Zu welchen Flugcoupons gibt es keine Flugtickets?“ SELECT AusstGes, AusstNr

FROM FlCoupon; SELECT AusstGes, AusstNr

FROM FlTicketWHERE AusstGes <> ... AND AusstNr <> ... ;

Jetzt: Definition einer kompletten SQL-Anfrage mit Rückgabe der Ergebnismenge als Vergleichswerte an die äußere WHERE-Klausel


Geschachtelte Abfragen (Forts.)

Beispiele: SELECT AusstGes, AusstNr

FROM FlTicketWHERE (AusstGes, AusstNr) NOT IN

(SELECT AusstGes, AusstNr FROM FlCoupon );

SELECT NameFROM ProfessorenWHERE PersNr NOT IN

(SELECT gelesenVon FROM Vorlesungen);


Der Existenzquantor EXISTS

Liefert TRUE, wenn eine Unterabfrage keine leere Ergebnismenge zurückgibt, sonst FALSE

Beispiel: „Professoren, die keine Vorlesungen halten“

SELECT NameFROM ProfessorenWHERE NOT EXISTS

(SELECT * FROM Vorlesungen WHERE gelesenVon = PersNr );


Mengen-Operationen

Verknüpfung der Ergebnisse von SELECT-Anfragen Operationen: INTERSECT, UNION, MINUS Beispiel:

„Flugplätze, auf denen Flüge starten und landen“SELECT AbFlPlatzFROM FlStreckeWHERE AbFlPlatz IS NOT NULLINTERSECTSELECT AnFlPlatzFROM FlStreckeWHERE AnFlPlatz IS NOT NULL;


Verbindung mehrerer Tabellen (JOIN)

Grundlage: Primär-Fremdschlüssel-Beziehungen CROSS, NATURAL, INNER, LEFT OUTER, RIGHT

OUTER, FULL OUTER, UNION-JOIN Beispiele:

SELECT G.FlugGes ‘Kürzel‘, Name ‘Gesellschaft‘,AbFlPlatz ‘Start‘, AnFlPlatz ‘Ziel‘

FROM FlGes G INNER JOIN FlStrecke SON G.FlugGes = S. FlugGes;

SELECT P.PersNr, P.Name, V.TitelFROM Professoren P LEFT OUTER JOIN

Vorlesung V ON P.PersNr = V.gelesenVon;


Rechte

Regeln den Zugang (Authentifizierung) und den Zugriff auf die Objekte in der Datenbank (Autorisierung)

Beispiele: GRANT CONNECT, RESOURCE

TO EmilIDENTIFIED BY lime;

GRANT SELECTON FlCoupon, FlGastTO Max, Moritz:

REVOKE UPDATE( Preis )ON FlTicketTO Max;


JavaDataBaseConnectivity (JDBC)

Allgemeine Datenbank-Zugriffsschnittstelle für SQL (aktuelle Version 2.1)

Übertragung der JAVA-Portabilität auf Datenbanken Teil von Java 2 (JDK1.2, Package java.sql) Basiert auf X/Open SQL CLI (und damit ODBC) Übersichtlicher und einfacher benutzbar als ODBC Unterstützt ANSI SQL92-Basisfunktionalität Erlaubt dynamische SQL-Anweisungen


Beziehungen zwischen den Interfaces

getConnection

DriverManagerDriverManager

ConnectionConnection PreparedStatementPreparedStatement

StatementStatement

CallableStatementCallableStatement Datentypen: Date, Time, TimeStamp, Numeric, Java Datentypen, etc.

Datentypen: Date, Time, TimeStamp, Numeric, Java Datentypen, etc.

ResultSetResultSetexecuteQuery

prepareCall

prepareStatement

createStatement

getXXX

getXXX

getMoreResults

executeQuery

setXXX

Funktionen

weitere Methoden

Unterklasse

execute

commit, rollback


Das JDBC API

java.sql.DriverManager java.sql.Connection java.sql.Statement java.sql.ResultSet java.sql.SQLException java.sql.Date, java.sql.Timestamp java.sql.DatabaseMetaData,

java.sql.ResultSetMetaData


Abbildung SQL- auf Java-DatentypenSQL-Datentyp Java-Datentyp

CHAR String

VARCHAR String

LONGVARCHAR String

NUMERIC java.sql.Bignum

DECIMAL java.sql.Bignum

BIT boolean

TINYINT byte

SMALLINT short

INTEGER int

BIGINT long

REAL float

FLOAT double

DOUBLE double

BINARY byte[]

VARBINARY byte[]

LONVARBINARY byte[]

DATE java.sql.Date

TIME java.sql.Time

TIMESTAMP java.sql.Timestamp


Java Database Connectivity (JDBC)Java Applikation

JDBC Manager

JDBC NetTreiber

Treiber fürJDBC-ODBC Bridge

Treiber fürODBC und DB

Treiber A Treiber B

ÖffentlichesProtokoll

Datenbankabhängige Zugriffsprotokolle

JDBC API

JDBC Treiber API

...

JDBCImplementierungs-

alternativen


JDBC-Treiber-Implementierung

JDBC-ODBC-Bridge (Typ 1) Nutzen vorhandener ODBC-Treiber Wegen Binärcode keine Eignung für Web-Anwendungen

Native-API-Treiber (Typ 2) Basiert auf Bibliotheken des DBMS-Herstellers Wegen Binärcode keine Eignung für Web-Anwendungen

JDBC-Net-Treiber (Typ 3) Aufteilung Treiber in JDBC-Client und JDBC-Server JDBC-Client kann vollständig in Java realisiert werden

Native-Protokoll-Treiber (Typ 4) Direkte Übersetzung der JDBC-Aufrufe in DBS-Aufrufe Client direkt mit Datenbankserver verbunden Nachteilig sind die i.A. proprietären DBS-Protokolle


Ablauf einer JDBC-Anwendung

Aufbau einer Verbindung zur Datenbank Explizites Laden eines Datenbanktreibers Automatisches Laden eines Datenbanktreibers

(sql.drivers) Verbindungsaufbau mit UserID und Passwort

Senden einer SQL-Anweisung Erzeugung einer SQL-Anweisung

Verarbeiten der Anfrageergebnisse Über Resultset-Objekt nach dem Cursor-Prinzip


Aufbau einer Verbindung zur Datenbank

import java.net.URL;import java.sql.*;

class JDBCExample {public static void main (String args[]) {

try { // jdbc-odbc-bridge Treiber ladenClass.forName (“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”);

String url = “jdbc:odbc:thin:@nero:4711:demoDb”;Connection con = DriverManager.getConnection

(url,‘userid‘, ‘password‘); }}

}

import java.net.URL;import java.sql.*;

class JDBCExample {public static void main (String args[]) {

try { // jdbc-odbc-bridge Treiber ladenClass.forName (“sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver”);

String url = “jdbc:odbc:thin:@nero:4711:demoDb”;Connection con = DriverManager.getConnection

(url,‘userid‘, ‘password‘); }}

}


Senden einer SQL-Anweisung

// Suche eines Kunden

String stmtSelect = “SELECT KundenNr FROM Kunden“+

“WHERE Nachname = ‘Gremminger’;“;

// Anweisung erzeugen

Statement stmt = con.createStatement( );// Select -Anweisung ausführen

resultSet rs = stmt.executeQuery( stmtSelect );

// SQL-Anweisungen ohne Resultset// Tabelle erzeugen

stmt.executeUpdate( stmtcreate );// Datensatz in Tabelle einfügen

int rowcount = stmt.executeUpdate( stmtInsert)

// Suche eines Kunden

String stmtSelect = “SELECT KundenNr FROM Kunden“+

“WHERE Nachname = ‘Gremminger’;“;

// Anweisung erzeugen

Statement stmt = con.createStatement( );// Select -Anweisung ausführen

resultSet rs = stmt.executeQuery( stmtSelect );

// SQL-Anweisungen ohne Resultset// Tabelle erzeugen

stmt.executeUpdate( stmtcreate );// Datensatz in Tabelle einfügen

int rowcount = stmt.executeUpdate( stmtInsert)


Verarbeiten der Anfrageergebnisse

// Zeilenweiser Zugriff auf Ergebnismenge, Cursor zeigt vor 1. Zeile

while (rs.next () ) {

// Spaltenweiser Zugriff auf die aktuelle Zeile mittels

// getXXX-Methoden und Index der Spalte oder Spaltennamen

String s = rs.getString (1);

double d = rs.getDouble (2);

int i = rs.getInt (3);

System.out.println (s + ‘ ‘ + d + ‘ ‘ + i);

}// Freigabe der benutzten Ressourcen

rs.close;

// Zeilenweiser Zugriff auf Ergebnismenge, Cursor zeigt vor 1. Zeile

while (rs.next () ) {

// Spaltenweiser Zugriff auf die aktuelle Zeile mittels

// getXXX-Methoden und Index der Spalte oder Spaltennamen

String s = rs.getString (1);

double d = rs.getDouble (2);

int i = rs.getInt (3);

System.out.println (s + ‘ ‘ + d + ‘ ‘ + i);

}// Freigabe der benutzten Ressourcen

rs.close;


Fehlerbearbeitung

// Fehler werden als Ausnahmen (Exceptions) der Klasse SQLException

// signalisiert

try {

// Aufruf von JDBC-Anweisungen, die Exception generieren

} catch (SQLException exc) {

System.out.println (‘SQLException: ‘ + exc.getMessage () );

}

// Fehler werden als Ausnahmen (Exceptions) der Klasse SQLException

// signalisiert

try {

// Aufruf von JDBC-Anweisungen, die Exception generieren

} catch (SQLException exc) {

System.out.println (‘SQLException: ‘ + exc.getMessage () );

}


Verbindungen und Transaktionen

Es sind mehrere Verbindungen zu einer oder mehreren Datenbanken möglich (con1, con2, ... conn)

Auswahl des Datenbankbereichs über Tripel Katalogname, Schemaname, Objektname(con.setCatalog( ... ))

Transaktionssteuerung erfolgt auf aktiver Verbindung Commit/Rollback (con.rollback( ))

AutoCommit (con.setAutoCommit( false )

Lesetransaktion (con.setReadOnly( true ))

Isolationlevel(con.setTransactionIsolationlevel( Transaction_Serializable ))


Connection Pooling

Reduktion der Zeiten für DB-Verbindungsaufbau/-abbau Ein Connection Pool ist ein Puffer von DB-Verbindungen Logische und physische DB-Verbindungen

Instanzen von java.sql.Connection und java.sql.PooledConnection

PooledConnection pcon = datastore.getPooledConnection ();Connection con = pcon.getConnection ();con.close;

Vorteilhaft für mehrstufige Systemarchitekturen Web-Applikation mit Servlets und JDBC Applikationsserver für EJB


Gespeicherte Prozeduren

Ausführung von in der Datenbank gespeicherten Prozeduren

Form: (call ProcedureName( Par1, Par2, ... ) Eingabeparameter müssen vor Ausführung der

Anweisung initialisiert werden Ausgabeparameter müssen vor Ausführung der

Anweisung registriert werden Rückgabe der Werte mit get-Operationen:

getString, getDouble, getDate, getTimestamp, ...


Programmierung Stored Procedures

// Anweisung zum Aufruf der Prozedur HoleKundenNr

String stmtCall = “(call HoleKundenNr(?,?))”;// Call vorbereiten

stmt = con.prepareCall( stmtCall );

// IN-Parameter setzen

stmt.setString( 1, ‘Gremminger’ );// Registrieren 2. Platzhalter als OUT-Parameter

stmt.RegisterOutParameter( 2, java.sql.types.INTEGER );

// Anweisung ausführen

stmt.executeQuery( );

int Kundennummer = stmt.getInt( 2 );

// Anweisung zum Aufruf der Prozedur HoleKundenNr

String stmtCall = “(call HoleKundenNr(?,?))”;// Call vorbereiten

stmt = con.prepareCall( stmtCall );

// IN-Parameter setzen

stmt.setString( 1, ‘Gremminger’ );// Registrieren 2. Platzhalter als OUT-Parameter

stmt.RegisterOutParameter( 2, java.sql.types.INTEGER );

// Anweisung ausführen

stmt.executeQuery( );

int Kundennummer = stmt.getInt( 2 );


Dynamische SQL-Anweisungen

Ausführung von nicht vorübersetzten SQL-Anweisungen

Die SQL-Anweisung enthält als Platzhalter das Zeichen “?”

Platzhalter werden mittels set-Operationen und Bezug auf eine Position gesetzt:setString, setByte, setShort, setFloat, ...


Programmierung dynamischer SQL

PreparedStatement stmt = null;// Such-Anweisung

String stmtSelect = “SELECT KundenNr, Nachname“+

“FROM Kunden“+

“WHERE Nachname = ?;“;

// Select-Anweisung vorbereiten

stmt = con.prepareStatement( stmtSelect );// Gesuchten Nachnamen einsetzen

stmt.setString( 1, “Gremminger” );// Select-Anweisung ausführen

ResultSet rset = stmt.executeQuery( );

PreparedStatement stmt = null;// Such-Anweisung

String stmtSelect = “SELECT KundenNr, Nachname“+

“FROM Kunden“+

“WHERE Nachname = ?;“;

// Select-Anweisung vorbereiten

stmt = con.prepareStatement( stmtSelect );// Gesuchten Nachnamen einsetzen

stmt.setString( 1, “Gremminger” );// Select-Anweisung ausführen

ResultSet rset = stmt.executeQuery( );


Einbettung von SQL in Java (SQLJ)

Statische SQL-Anweisungen werden in den Java-Quelltext eingebettet

SQL-Anweisungen werden zur Übersetzungszeit definiert Einzige Variabilität sind Parameter Übersetzung durch Präcompiler (Translator) in Aufrufe

des SQLJ-Laufzeitsystems und SQLJ-Profile SQLJ-Laufzeitsystem (Package sqlj.runtime) benutzt

i.d.R. JDBC-Aufrufe Translator führt syntaktische und semantische

Überprüfungen durch


Programmierprinzip

Codierung Java-Quelltext mit SQLJ

Java-Quelltext

Bytecode

Translator

Java-Compiler

.sqlj

.java

.class

SQLJ-Profil

SQLJ-Laufzeitsystem

JDBC

SQLJCode

JavaCode

JavaByteCode

RunProgram


SQLJ-Konventionen

SQLJ-Quelltexte besitzen die Endung “.sqlj“ Anweisungen beginnen mit “#sql“ und werden in

geschweifte Klammern gesetzt #sql { INSERT INTO book VALUES

(‘3-932588-13-4‘, ‘Oracle 8‘, 1, 3, 68.00); }

Anweisungen werden mit “;“ abgeschlossen Verbindung zur Datenbank mittels JDBC-

Mechanismen Es ist eine Default-Verbindung zu definieren


Host-Variablen

In allen Embedded SQL-Lösungen Sind Variablen der Hostsprache Werden mit ":“ gekennzeichnet

String findBook (String isbn) throws SQLException { String title; #sql { SELECT title INTO :title FROM book WHERE isbn = :isbn }; return title; }

Dienen der Datenkommunikation zwischen SQL und der Host-Programmiersprache (IN, OUT, INOUT)

Es sind Host-Ausdrücke erlaubt#sql price { VALUES (compute_price (:IN orderNo) ) };


Cursor-Konzept

Zugriff auf Mengen von Ergebnistupeln

In SQLJ Iteratoren Vergleichbar Resultsets von

JDBC Spaltentypen zur Über-

setzungszeit festgelegt Arten

benannter Iterator Positionsiterator

Datenbank

SQL

Anwendungsprogramm

Cursor

Java


Namens-Iterator

Spalten werden über Namen gebunden

#sql public iterator PersIter (string Name, int Jahr);

PersIter iter;

String Name = null;

int Jahr = 0;

#sql iter ={SELECT Name, Jahr FROM Personen}

while (iter.next()) {

Name = iter.name();

Jahr = iter.Jahr();

}

iter.close();

DeklarationIterator-Variable

DeklarationIterator-Klasse

Iterator-Methoden

InstanziierungIterator-Objekt

FreigebenRessourcen


Positions-Iterator

Spalten werden über Position gebunden

#sql public iterator PersIter (string, int);

PersIter iter;

String Name = null;

int Jahr = 0;

#sql iter ={SELECT Name, Jahr FROM Personen}

while (true) {

#sql {FETCH :iter INTO :Name, :Jahr};

if (iter.endFetch()) break;

}

iter.close();

Auslesen überHost-Variablen


Transaktionssteuerung

Basiert auf den JDBC-Mechanismen Manuelle Kontrolle

#sql { COMMIT };

Festlegung des Zugriffsmodus#sql { SET TRANSACTION READ ONLY };

Festlegung des Isolationlevels#sql { SET TRANSACTION READ WRITE ISOLATIONLEVEL SERIALIZABLE };


Kontexte

Verbindungskontext beschreibt Datenbankverbindung Pro Verbindung ein Kontext-Objekt

Connection con = DriverManager.getConnection (url, uid, pwd);DefaultContext ctx = new DefaultContext( con );DefaultContext.setDefaultContext( ctx );

Umschaltung auf KontextDefaultContext.setDefaultContext( ctx1 );#sql { SQL-Operations };

alternativ: #sql [ctx1] { SQL-Operation };#sql [ctx2] { SQL-Operation };

Ausführungskontextctx.getExecutionContext().setQueryTimeout( 5 );#sql [ctx] { SQL-Operation };


SQLJ-Translator

Aufgaben Syntaktische und semantische Überprüfungen Ersetzung SQLJ-Klauseln Code-Generierung für Iterator- , ...-Klassen Erzeugung von Profilen

Profil enthält pro SQL-Anweisung Informationen über die SQL-Operationen, Typ und Übergaberichtung von Parametern und Ergebnisdaten

Offline- vs. Online-Prüfung Implementierung als Kommandozeilenwerkzeug sqlj

oder integriert in Java-Entwicklungsumgebung


Interoperabilität mit JDBC

Notwendig für Anwendungen, welche sowohl statisches als auch dynamisches SQL benötigen

Interoperabilität betrifft Konvertierung Verbindungskontext/JDBC-Verbindung Konvertierung Iterator/ResultSet

Beispiel:

ResultSetIterator iter;#sql iter = { SQL-Operation };ResultSet rs = iter.getResultSet ();


Beispiel aus Flugbuchungssystem (FBS)

Hauptprogramm

SQL-Schnittstelle

Ergebnis Pre-Compiler

Programmiersprache Java


SQLJ vs. JDBC

SQLJ knapp und bündig bettet statisches SQL in Java ein #sql {INSERT INTO Angestellte VALUES(:n) };

JDBC flexibel performant bettet dynamisches SQL in Java ein Statement stmt = con.prepareStatement

(“INSERT INTO Angestellte VALUES (?)“);stmt.setInt(1,n);stmt.execute;


Funktionale Erweiterungen des relationalen Datenmodells Integration von objektorientierten Konzepten zur Datenmodellierung in

das relationale Datenmodell Große Objekte (Large Object, LOB): Größe bis einige GBs Geschachtelte Relationen: direkte Aufnahme von Wiederholungsgruppen Typdeklarationen (User Defined Types, UDT): anwendungsspez. Typen Referenzen: Erweiterung des Fremdschlüssel-Konzeptes Pfadausdrücke: ergeben sich wegen Referenzattribute Objektidentität: i.Ggs. zu relationalen Primärschlüsseln Operationen: Realisierung direkt in SQL oder extern in einer prozeduralen

Programmiersprache Vererbung: realisiert Generalisierung und Spezialisierung

Die SQL99-Standardisierung definiert ein standardisiertes objekt-relationales Datenmodell

Achtung: heutige relationale DBS benutzen oft uneinheitliche Syntax

Structured Query Language3 (SQL99)


LOBs

RDBMS speichern mittlerweile auch „frühere Dateien“ wie Fotografien, Audiodaten, Videosequenzen, Textdokumente etc.

Für die Speicherung solcher Daten werden Large Objects (LOBs) standardisiert

CLOB Character Large Object zur Speicherung langer Texte (z.B. Lebenslauf) Spezielle Zugriffsunterstützung

BLOB Binary Large Objects zur Speicherung/Archivierung nicht zu

interpretierender Daten (z.B. Passfoto (2MB)) NCLOB

National Clob (deshalb wie Clobs) allerdings zur Speicherung von Texten mit Sonderzeichen (z.B. Unicode)


Einfache Benutzer-definierte Datentypen

Mit vordefinierten Datentypen lassen sich i.d.R. nicht alle anwendungsspezifischen Anforderungen abdecken

Distinct Types basieren auf einem im Datenmodell eingebauten Typ Verhindern, dass Attributwerte semantisch falsch verwendet werden

create final type NotenTyp as decimal(3,2) with comparisons;

create table prüfen(MatrNr int,VorlNr int,PersNr int,Note NotenTyp);

insert into prüfen values( 4711, 2, 12345, NotenTyp( 1.00 ) );

create function NotenDurchschnitt( NotenTyp ) returns NotenTypsource avg( decimal() );


Benutzerdefinierte strukturierte Objekttypen

create or replace type VorlesungenTyp;

create or replace type VorlRefListenTyp as table of ref VorlesungenTyp;

create or replace type VorlesungenTyp as object(VorlNr number,Titel varchar(20),SWS number,gelesenVon ref ProfessorenTyp,Voraussetzungen VorlRefListenTyp,member function DurchfallQuote return number,member function AnzHörer return int

);

4711 VIS 2

0815 DBS 4

VorlNr Titel SWS gelesenVon Voraussetzungen

Vorlesungen


Benutzerdefinierte strukturierte Objekttypen (Forts.)

create table Vorlesungen of VorlesungenTypnested table Voraussetzungen store as Vorgaenger;

insert into Vorlesungenselect 0815, ‘DBS‘, 4, ref(p), VorlRefListenTyp()from Professoren pwhere name = ‘Gremminger‘;

insert into Vorlesungenselect 4711, ‘VIS‘, 2, ref(p), VorlRefListenTyp()from Professoren pwhere name = ‘Gremminger‘;

/* Die Vorlesung VIS baut auf DBS auf */insert into table

(select nachf.Voraussetzungen from Vorlesungen nachf where nachf.titel = ‘VIS‘)

select ref(vorg) from Vorlesungen vorg where vorg.titel = ‘DBS‘


Geschachtelte Objekt-Relationen

Schachtelung von Objekten (nicht nur Referenzen)in einem Objekt

Bietet sich bei schwachen Entitätstypen/Kompositionen an

MatrNr Name Semester hört absolviertePrüfungen

Studenten

Inhalt Prüfer Note Datum

12345 Max 4 .........

1.3B

3.3

23456 Moritz 3......

1.05.0

...


Geschachtelte Objekt-Relationen (Forts.)

create or replace type PrüfungenTyp as object (Inhalt ref VorlesungenTyp,Prüfer ref ProfessorenTyp,Note NotenTyp,Datum date,member function verschieben(neuerTermin date)return date

);

create or replace type PrüfungsListenTyp as table of PrüfungenTyp;

create or replace type StudentenTyp as object(MatrNr number,Name varchar(20),Semester number,hört VorlRefListenTyp,absolviertePrüfungen PrüfungslistenTyp,member function Notenschnitt return number,member function SummeWochenstunden return number

);



create table Studenten of StudentenTyp (MatrNr primary key)nested table hört store as Belegung,nested table absolviertePrüfungen store as Examen;

insert into Studenten values(12345, ‘Max‘, 4, VorlRefListenTyp(), PrüpfungsListenTyp());)

insert into Studenten values(23456, ‘Moritz‘, 3, VorlRefListenTyp(), PrüpfungsListenTyp());)

insert into table(select s.absolviertePrüfungen from Studenten s where s.Name = ‘Moritz‘) values ((select ref(v)from Vorlesungen v where v.Titel = ‘DBS‘), (select ref(p)from Professoren p where p.Name = ‘Gremminger‘),

1.0, Sysdate);



/* Implementierung von Member-Funktionen */create or replace type body StudentenTyp as

member function SummeWochenstunden return number is i integer;vorl VorlesungenTyp;total number := 0;begin

for i in 1..self.hört.count loopUTL_REF.SELECT_OBJECT(hört(i),vorl);total := total+vorl.SWS;

end loop;return total;

end;...

end;

/* Aufruf von Member-Funktionen */select s.Name, s.SummeWochenstunden()from Studenten s;

/* Ausgabe einer geschachtelten Relation */select s.Name, p.Prüfer.Name, p.Inhalt.Titel, p.Notefrom Studenten s, table(s.absolviertePrüfungen) p;


(Einfache) Vererbung von SQL-Objekttypen

create type AngestelltenTyp as(PersNr int, Name varchar(20))instantiable;

create type ProfessorenTyp under AngestelltenTyp (Rang char(2), Raum int);

alter type ProfessorenTypadd method anzMitarbeiter()returns intlanguage SQLcontains SQLreads SQL data;

create table Angestellten of AngestelltenTyp;

create table Professoren of ProfessorenTypunder Angestellteninherit select privileges;


(Einfache) Vererbung von SQL-Objekttypen (Forts.)

create method anzMitarbeiter()for ProfessorenTypreturn (select count(*)

from Assistentenwhere Boss->PersNr = self..PersNr);

insert into Professoren values(4711, ‘Gremminger‘, ‘C3‘, 310);

/* Ausgabe aller Professoren und Assistenten */select a.Name, a.PersNrfrom Angestellten a;

Select a.Name,a.Boss->Name as Chef,a.Boss->anzMitarbeiter as anzJünger

From Assistenten a;


Komplexe Attributtypencreate type NotenTyp as

(NumWert decimal(3,2), Land varchar(20), StringWert varchar(20));

create type US_NotenTyp under NotenTyp as(WithHonours char(1));

create table Leistungen (Teilnehmer varchar(20),Lehrveranstaltung varchar(20),Note NotenTyp);

insert into Leistungen values(‘Egon’, ‘Java’, US_NotenTyp() ..Land(‘USA’) ..NumWert(4.0) ..StringWert(‘excellent’) ..withHonours(‘y’));

select Teilnehmer, Lehrveranstaltung, Note..Land, Note..NumWertfrom Leistungen;

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