SQL. Definizione dei da6 in SQL. SQL: "storia" CREATE TABLE: esempio. CREATE TABLE: esempio

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1 SQL Atzeni, Ceri, Paraboschi, Torlone Basi di da6 Originariamente Structured Query Language, ora "nome proprio" Linguaggio con varie funzionalità: DDL Data Defini6on Language (insieme di comandi per la definizione dello schema della BD relazionale) DML Data Manipula6on Language (insieme di comandi per la modifica e l interrogazione dell istanza della BD). Ne esistono varie versioni Vediamo gli aspeo essenziali, non i depagli 2 SQL: "storia" Prima proposta SEQUEL (1974); Prime implementazioni in SQL/DS e Oracle (1981) Dal 1983 ca. "standard di fapo" Standard (1986, poi 1989 e infine 1992, 1999) Definizione dei da6 in SQL Istruzione CREATE TABLE: Definisce uno schema di relazione e ne crea un istanza vuota Specifica un elenco di apribu6 che compongono lo schema e un insieme (eventualmente vuoto) di vincoli tra più apribu6. Per ogni apributo si definisce un nome, un dominio e eventualmente un insieme di vincoli che devono essere soddisfao dai valori dell apributo. 3 4 CREATE TABLE: esempio CREATE TABLE Dipar6mento( Nome CHAR(20) PRIMARY KEY, Indirizzo CHAR(50), CiPà CHAR(20) ) CREATE TABLE: esempio CREATE TABLE Impiegato( Matricola CHAR(6) PRIMARY KEY, Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, Dipart CHAR(20), S6pendio NUMERIC(9) DEFAULT 0, FOREIGN KEY(Dipart) REFERENCES Dipar6mento(Nome), UNIQUE (Cognome,Nome) ) 5 6 1

2 Domini Domini elementari (predefini6 del linguaggio) Domini defini6 dall'utente a par6re dai domini predefini6. Domini elementari CaraPere: singoli caraperi o stringhe, anche di lunghezza variabile (si indica la lunghezza massima) Bit: singoli booleani o stringhe di bit Numerici (esao e approssima6) Data, ora, intervalli di tempo IntrodoO in SQL:1999: Boolean (valore singolo booleano) BLOB, CLOB (Binary/Character Large Object): per grandi immagini e tes6 7 8 Definizione di domini Istruzione CREATE DOMAIN: Definisce un dominio (semplice), u6lizzabile in definizioni di relazioni. Dominio caraperizzato da un nome, da un dominio elementare (o definito dall utente in precedenza), da un eventuale valore di default, da un eventuale insieme di vincoli (insieme di condizioni che devono essere rispepate dai valori del dominio). Definizione di domini La dichiarazione di nuovi domini permepe di associare un insieme di vincoli ad un nome di dominio: importante quando si deve ripetere (o modificare) la stessa definizione di apributo in diverse tabelle. Valore di default: valore che deve assumere l apributo quando viene inserita un nuova riga in tabella senza che sia specificato un valore per l apributo stesso CREATE DOMAIN: esempio CREATE DOMAIN Voto AS SMALLINT DEFAULT NULL CHECK ( value >=18 AND value <= 30 ) Vincoli intrarelazionali NOT NULL UNIQUE: definisce chiavi PRIMARY KEY: definisce chiave primaria (una sola, implica NOT NULL) CHECK, vedremo più avan

3 UNIQUE e PRIMARY KEY Definibili apraverso due forme: nella definizione di un singolo apributo, se forma da solo la chiave come elemento separato elencando più apribu6 UNIQUE Impone che i valori dell apributo (o degli apribu6) siano una (super)chiave: righe differen6 della tabella non possono avere gli stessi valori Eccezione per il valore nullo che può comparire su righe diverse (si assume che i valori nulli siano diversi tra loro) Chiavi su più apribu6, apenzione Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, UNIQUE (Cognome,Nome), Nome CHAR(20) NOT NULL UNIQUE, Cognome CHAR(20) NOT NULL UNIQUE, Non è la stessa cosa: nel primo caso si impone che non ci siano 2 righe con nome e cognome uguali, nel secondo (più restriovo) si impone che non ci siano più di una volta lo stesso nome o lo stesso cognome. PRIMARY KEY Impone che i valori dell apributo (o degli apribu6) siano la chiave primaria. Definibile una sola chiave primaria per ogni tabella (mentre i vincoli UNIQUE e NOT NULL si possono usare più volte). Gli apribu6 che fanno parte della chiave primaria non possono assumere il valore nullo (la definizione NOT NULL è implicita) PRIMARY KEY: Esempio PRIMARY KEY: alterna6ve Nome CHAR(20), Cognome CHAR(20), PRIMARY KEY (Cognome,Nome), Matricola CHAR(6) PRIMARY KEY Oppure Matricola CHAR(6),, PRIMARY KEY (Matricola)

4 CREATE TABLE: esempio CREATE TABLE Impiegato( Matricola CHAR(6) PRIMARY KEY, Nome CHAR(20) NOT NULL, Cognome CHAR(20) NOT NULL, Dipart CHAR(15), S6pendio NUMERIC(9) DEFAULT 0, FOREIGN KEY(Dipart) REFERENCES Dipar6mento(NomeDip), UNIQUE (Cognome,Nome) ) Vincoli interrelazionali CHECK, vedremo più avan6 REFERENCES e FOREIGN KEY permepono di definire vincoli di integrità referenziale: creano legami tra i valori di un apributo nella tabella corrente (interna) e i valori di un apributo di un altra tabella (esterna) per ogni riga della tabella il valore dell apributo (se diverso dal valore nullo) deve essere presente nelle righe della tabella esterna tra i valori del corrispondente apributo. Requisito: l apributo della tabella esterna deve essere soggepo a vincolo UNIQUE (in genere è PRIMARY KEY) Vincoli interrelazionali Due sintassi: per un singolo apributo: REFERENCES si deve specificare la tabella esterna e l apributo della tabella esterna al quale l apributo corrente deve essere legato. su più apribu6: FOREIGN KEY dopo la definizione degli apribu6. si devono elencare gli apribu6 della tabella corrente coinvol6, cui segue REFERENCES alla tabella esterna e la definizione dei corrisponden6 apribu6 della tabella esterna 21 Infrazioni Codice Data Vigile Prov Numero /2/95 4/3/95 5/4/96 5/2/ MI TO PR PR 39548K E Vigili Matricola Cognome Nome Rossi Neri Neri Luca Piero Mario 7543 Mori Gino 22 Infrazioni Codice Data Vigile Prov Numero /2/95 4/3/95 5/4/96 5/2/ MI TO PR PR 39548K E Auto Prov Numero Cognome Nome MI TO PR 39548K E Rossi Rossi Neri Mario Mario Luca 23 CREATE TABLE: esempio CREATE TABLE Infrazioni( Codice CHAR(6) PRIMARY KEY, Data DATE NOT NULL, Vigile INTEGER NOT NULL REFERENCES Vigili(Matricola), Provincia CHAR(2), Numero CHAR(6), FOREIGN KEY(Provincia, Numero) REFERENCES Auto(Provincia, Numero) ) 24 4

5 CREATE SCHEMA Per definire uno schema di base di da6 come insieme di elemen6 (tabelle, domini, viste, ecc.) CREATE SCHEMA [NomeSchema] {defelemen6} Modifica degli schemi Per modificare domini, schemi di tabelle, vincoli, valori di default, ecc.: ALTER DOMAIN ALTER TABLE Per rimuovere domini, schemi di tabelle, vincoli, valori di default, ecc.: DROP DOMAIN DROP TABLE DML SQL esprime le interrogazioni in modo dichiara6vo: si specifica l obieovo dell interrogazione e non il modo in cui openerlo. SQL si contrappone ai linguaggi di interrogazione procedurali (come l algebra relazionale) in cui l interrogazione specifica i passi da compiere per estrarre l informazione cercata. In mol6 sistemi si u6lizzano strumen6 diversi dal codice SQL per definire lo schema della base di da6. SQL: operazioni sui da6 Interrogazione: SELECT Per modificare il contenuto della base di da6 (l istanza della base di da6): INSERT, DELETE, UPDATE Istruzione SELECT: versione base SELECT ListaAPribu6 FROM ListaTabelle [ WHERE Condizione ] clausola SELECT depa "target list" clausola FROM clausola WHERE 29 Maternità Paternità Madre Figlio Olga Filippo Padre Figlio Sergio Olga Filippo Persone Nome Età Reddito Filippo Olga Sergio

6 Selezione e proiezione: esempio Nome e reddito delle persone con meno di trenta anni PROJ Nome, Reddito (SEL Eta<30 (Persone)) select nome, reddito from persone where eta < 30 proiezione selezione Persone Nome Età Reddito Reddito Filippo Filippo Olga Sergio SELECT: abbreviazioni Si può fare uso di alias per le tabelle per abbreviare i riferimenti ad esse. select nome, reddito from persone where eta < 30 select p.nome as nome, p.reddito as reddito from persone p where p.eta < 30 alias Selezione, senza proiezione Nome, età e reddito delle persone con meno di trenta anni select * from persone where eta < 30 SEL Eta<30 (Persone) L asterisco rappresenta la selezione di tutti gli attributi della tabella persone select * from persone where eta < 30 Equivale a: select nome, età, reddito from persone where eta < 30 Proiezione, senza selezione Nome e reddito di tupe le persone PROJ Nome, Reddito (Persone) select nome, reddito from persone

7 R(A,B) select * from R SELECT, abbreviazioni Equivale (intui6vamente) a select X.A as A, X.B as B from R X where true Condizione complessa: esempio select * from persone where reddito > 25 and (eta < 30 or eta > 60) Ges6one dei valori nulli Impiegati Matricola Cognome Filiale Età Rossi Neri Milano Roma Bruni Neri Milano NULL Bruni Milano NULL Gli impiega6 la cui età è o potrebbe essere maggiore di 40 SEL Età > 40 OR Età IS NULL (Impiegati) Gli impiega6 la cui età è o potrebbe essere maggiore di 40 SEL Età > 40 OR Età IS NULL (Impiegati) select * from impiegati where eta > 40 or eta is null Selezione, proiezione e join Istruzioni SELECT con una sola relazione nella clausola FROM permepono di realizzare: selezioni, proiezioni, ridenominazioni Con più relazioni nella clausola FROM si realizzano join (e prodoo cartesiani) SQL e algebra relazionale R1(A1,A2) R2(A3,A4) select R1.A1, R2.A4 from R1, R2 where R1.A2 = R2.A3 prodopo cartesiano (FROM) selezione (WHERE) proiezione (SELECT)

8 SQL e algebra relazionale, 2 R1(A1,A2) R2(A3,A4) select R1.A1, R2.A4 from R1, R2 where R1.A2 = R2.A3 possono essere necessarie ridenominazioni nel prodopo cartesiano nella target list select X.A1 AS B1,... from R1 X, R2 Y, R1 Z where X.A2 = Y.A3 AND... PROJ A1,A4 (SEL A2=A3 (R1 JOIN R2)) SQL: esecuzione delle interrogazioni Le espressioni SQL sono dichiara6ve e noi ne s6amo vedendo la seman6ca In pra6ca, i DBMS eseguono le operazioni in modo efficiente, ad esempio: eseguono le selezioni al più presto se possibile, eseguono join e non prodoo cartesiani SQL: specifica delle interrogazioni Un interrogazione SQL viene poi passata all oomizzatore delle interrogazioni (query op6mizer) che la riformula nel linguaggio procedurale interno al DBMS (nascosto all utente). La capacità dei DBMS di "oomizzare" le interrogazioni, rende (di solito) non necessario preoccuparsi dell'efficienza quando si specifica un'interrogazione È perciò più importante preoccuparsi della chiarezza (anche perché così è più difficile sbagliare ) Proiezione: apenzione cognome e filiale di tutti gli impiegati Matricola Cognome Filiale Stipendio 7309 Neri Napoli Neri Milano Rossi Roma Rossi Roma 64 Duplica6 In SQL si possono avere in una tabella più righe uguali (depe duplica6). Per l eliminazione dei duplica6 occorre specificare: select dis6nct PROJ Cognome, Filiale (Impiegati)

9 select cognome, filiale from impiega6 Cognome Neri Neri Rossi Rossi Filiale Napoli Milano Roma Roma select dis6nct cognome, filiale from impiega6 Cognome Neri Neri Rossi Filiale Napoli Milano Roma 49 Maternità Paternità Madre Figlio Olga Filippo Padre Figlio Sergio Olga Filippo Persone Nome Età Reddito Filippo Olga Sergio Selezione, proiezione e join I padri di persone che guadagnano più di ven6 milioni PROJ Padre (paternita JOIN Figlio =Nome SEL Reddito>20 (persone)) select distinct padre from persone, paternita where figlio = nome and reddito > 20 Join naturale Padre e madre di ogni persona paternita JOIN maternita select paternita.figlio,padre, madre from maternita, paternita where paternita.figlio = maternita.figlio Le persone che guadagnano più dei rispeovi padri; mostrare nome, reddito e reddito del padre PROJ Nome, Reddito, RP (SEL Reddito>RP (REN NP,EP,RP Nome,Eta,Reddito (persone) JOIN NP=Padre (paternita JOIN Figlio =Nome persone))) SELECT, con ridenominazione del risultato select figlio, f.reddito as reddito, p.reddito as redditopadre from persone p, paternita, persone f where p.nome = padre and figlio = f.nome and.reddito > p.reddito select f.nome, f.reddito, p.reddito from persone p, paternita, persone f where p.nome = padre and figlio = f.nome and f.reddito > p.reddito

10 Join esplicito La condizione di join non compare come argomento della clausola where ma viene spostata nella clausola from associata alle tabelle coinvolte nel join. Sintassi: SELECT FROM Tabella { JOIN Tabella ON CondDiJoin }, [ WHERE AltraCondizione ] Join esplicito: esempio Padre e madre di ogni persona select paternita.figlio,padre, madre from maternita, paternita where paternita.figlio = maternita.figlio select paternita.figlio, padre, madre from maternita join paternita on paternita.figlio = maternita.figlio Le persone che guadagnano più dei rispeovi padri; mostrare nome, reddito e reddito del padre select f.nome, f.reddito, p.reddito from persone p, paternita, persone f where p.nome = padre and figlio = f.nome and f.reddito > p.reddito Join naturale Natural join: nel join tra due tabelle si considera come condizione implicita l uguaglianza degli apribu6 con lo stesso nome. select f.nome, f.reddito, p.reddito from persone p join paternita on p.nome = padre join persone f on figlio = f.nome where f.reddito > p.reddito Join naturale: esempio select madre, paternita.figlio, padre from maternita join paternita on paternita.figlio = maternita.figlio select madre, paternita.figlio, padre from maternita natural join paternita Join esterno: "outer join" Esegue un join mantenendo tupe le righe in una o entrambe le tabelle. Tre varian6 del join esterno: le right full

11 Join esterno: "outer join, esempio Padre e, se nota, madre di ogni persona select paternita.figlio, padre, madre from paternita le join maternita on paternita.figlio = maternita.figlio select paternita.figlio, padre, madre from paternita le outer join maternita on paternita.figlio = maternita.figlio outer e' opzionale Outer join select paternita.figlio, padre, madre from maternita join paternita on maternita.figlio = paternita.figlio select paternita.figlio, padre, madre from maternita le outer join paternita on maternita.figlio = paternita.figlio select paternita.figlio, padre, madre from maternita full outer join paternita on maternita.figlio = paternita.figlio Ordinamento del risultato Nome e reddito delle persone con meno di trenta anni in ordine alfabe6co select nome, reddito from persone where eta < 30 order by nome select nome, reddito from persone where eta < 30 Persone Nome Reddito Filippo 30 select nome, reddito from persone where eta < 30 order by nome Persone Nome Reddito Filippo Operatori aggrega6 Rappresentano un estensione dell algebra relazionale. Nelle espressioni della target list possiamo avere anche espressioni che calcolano valori a par6re da insiemi di ennuple: conteggio, minimo, massimo, media, totale sintassi base (semplificata): Funzione ( [ DISTINCT ] * ) Funzione ( [ DISTINCT ] APributo ) Operatori aggrega6: COUNT Il numero di figli di select count(*) as NumFigliDi from Paternita where Padre = '' l operatore aggregato (count) viene applicato al risultato dell interrogazione: select * from Paternita where Padre = ''

12 12 Padre Paternità Figlio Sergio Olga Filippo NumFigliDi 2 67 Altri operatori aggrega6 SUM, AVG, MAX, MIN Media dei reddi6 dei figli di select avg(reddito) from persone join paternita on nome=figlio where padre='' 68 Unione, intersezione e differenza La select da sola non permepe di fare unioni; serve un costrupo esplicito: select union [all] select... I duplica6 vengono elimina6 (a meno che si usi all); anche dalle proiezioni! 69 Notazione posizionale SQL non richiede che gli schemi siano iden6ci (come richiesto dall algebra relazionale) ma solo che siano in pari numero e con domini compa6bili. La corrispondenza tra gli apribu6 non si basa sul nome ma sulla posizione degli apribu6. Se gli apribu6 hanno nome diverso nella due tabelle il risultato in genere non ha nome oppure usa i nomi degli apribu6 della prima tabella. 70 Notazione posizionale: esempio select padre, figlio from paternita union select madre, figlio from maternita 71 Olga Filippo Figlio Sergio Olga Filippo Olga Filippo Padre Figlio Sergio Olga Filippo 72

13 Notazione posizionale, 2 Notazione posizionale, 3 select padre, figlio from paternita union select figlio, madre from maternita CorrePa: select padre, figlio from paternita union select madre, figlio from maternita Anche con le ridenominazioni non cambia niente: select padre as genitore, figlio from paternita union select figlio, madre as genitore from maternita CorrePa: select padre as genitore, figlio from paternita union select madre as genitore, figlio from maternita select Nome from Impiegato except select Cognome as Nome from Impiegato Differenza select Nome from Impiegato intersect select Cognome as Nome from Impiegato equivale a Intersezione select I.Nome from Impiegato I, Impiegato J where I.Nome = J.Cognome Interrogazioni nidificate Le condizioni atomiche permepono anche il confronto fra un apributo (o più, vedremo poi) e il risultato di una sopointerrogazione Interrogazioni nidificate: esempio nome e reddito del padre di select Nome, Reddito from Persone, Paternita where Nome = Padre and Figlio = '' select Nome, Reddito from Persone where Nome = ( select Padre from Paternita where Figlio = '')

14 Interrogazioni nidificate, commen6 La forma nidificata è meno dichiara6va, ma talvolta più leggibile (richiede meno variabili) La forma piana e quella nidificata possono essere combinate Le sopointerrogazioni non possono contenere operatori insiemis6ci ( l unione si fa solo al livello esterno ); la limitazione non è significa6va Nome e reddito dei padri di persone che guadagnano più di 20 milioni select dis6nct P.Nome, P.Reddito from Persone P, Paternita, Persone F where P.Nome = Padre and Figlio = F.Nome and F.Reddito > 20 select Nome, Reddito from Persone where Nome in (select Padre from Paternita where Figlio = any (select Nome from Persone where Reddito > 20)) Nome e reddito dei padri di persone che guadagnano più di 20 milioni select dis6nct P.Nome, P.Reddito from Persone P, Paternita, Persone F where P.Nome = Padre and Figlio = F.Nome and F.Reddito > 20 select Nome, Reddito from Persone where Nome in (select Padre from Paternita, Persone where Figlio = Nome and Reddito > 20) Vincoli di integrità generici: check Specifica di vincoli di ennupla (e anche vincoli più complessi) check (Condizione) Si possono usare le stesse condizioni usate come argomento di where Check: esempio create table Impiegato ( Matricola character(6), Cognome character(20), Nome character(20), Sesso character not null check (sesso in ( M, F )) S6pendio integer, Superiore character(6), check (S6pendio <= (select S6pendio from Impiegato J where Superiore = J.Matricola) ) 83 14