Datamodellering en –verwerking 8C020 college 4

Presentatie over: "Datamodellering en –verwerking 8C020 college 4"— Transcript van de presentatie:

1 Datamodellering en –verwerking 8C020 college 4

2 Terugblik college 3 Relationeel Model
Extra verhaal: Turing machines, Cellulaire automaten, Game of Life Transformatie van ERM naar Relationeel Model Transformatie van entiteiten en relaties Opdracht Oefening: Zeikenhuis (RM)

3 Onderwerpen college 4 Normalisatie Querytalen SQL Inleiding
Data definitie Data manipulatie Apsecten van SQL Oefeningen

4 Goed gestructureerd bij het ontwerpen van relaties streef je naar
een minimum aan redundantie en de situatie dat gebruikers rijen kunnen toevoegen, veranderen, of wegnemen zonder dat er fouten ontstaan

5 Een niet goed gestructureerde relatie
WN2 WNID NAAM AFD SALARIS CURSUS DATUM 100 Anna Bruinsma Verkoop 50.000 PR 6-6-94 Word 140 Carla Dik Administratie 41.000 Belastingen 110 Eef Groen Informatiesystemen 49.000 C++ 190 Henk Israël Inkoop 39.500 Logistiek 8-3-94 150 Janny Kramer 45.000 Workflow

6 Anomalieën anomalie van toevoegen nieuwe werknemer toevoegen
een waarde voor beide cursus en wind moet er ingevoerd worden werknemer zonder cursus? anomalie van verwijderen verwijderen gegevens werknemer als werknemer 140 wordt verwijderd zijn we de informatie kwijt dat er op iemand een cursus heeft afgerond anomalie van wijzigen veranderen van salaris moet in elk van de rijen voor de weknemer gebeuren niet efficient

7 Normalisatie Probleem WN2 bevat gegevens over twee entiteiten
Oplossing Verdeel zo’n relatie in twee relaties: WN1 en WN-CURSUS

8 Normalisatie WN1 WNID NAAM AFD SALARIS 100 Anna Bruinsma Verkoop
50.000 140 Carla Dik Administratie 41.000 110 Eef Groen Informatiesystemen 49.000 190 Henk Israël Inkoop 39.500 150 Janny Kramer 45.000 WN-CURSUS WNID CURSUS DATUM 100 PR 6-6-94 Word 140 Belastingen 110 C++ 190 Logistiek 8-3-94 150 Workflow

9 Software Life Cycle/Fasering
analyseren Omgevings anlyse, ontwikkelingsplan (kosten en tijd) eisen Eisen, planning en begroting, haalbarheidsanalyse Conceptueel model specificeren Iplementatiemodel, handleidigen, testmodel ontwerpen coderen Code, onderhoudshandeling testen tesrapporten invoeren Installatie, acceptierapport onderhouden Correctief, preventief, modificatief

10 Querytaal de wijze van verwerken van gegevens met een database hangt af van de eigenschappen van de database de eigenschappen van de taal en het gereedschap voor het verwerken een querytaal (eigenlijk query- en updatetaal) is een taal voor het specificeren van de definitie en manipulatie van data

11 Querytaal als interface
een querytaal biedt een interface tussen DBMS en gebruiker sommige querymechanismen zijn intuïtief en eenvoudig QBE (Query By Example) sommige querytalen zijn uitgebreider en krachtiger en lijken meer op programmeertalen (''wel wat, niet hoe'') SQL een querytaal heeft een duale rol: definitie manipulatie

12 SQL SQL (Structured Query Language) is geintroduceerd door IBM, 1979
San Jose Research Laboratory Sequel (voorouder), begin jaren ‘70 SQL is de meest gebruikte querytaal en de de-facto standaard er zijn veel dialecten en varianten van SQL beschikbaar

13 SQL data-definitie het definiëren van relaties en databases en het veranderen van definities data-manipulatie formuleren van queries toevoegen van gegevens verwijderen van gegevens wijzigen van gegevens

14 Taal en DBMS een querytaal is nauw verbonden met een DBMS
om gegevens te gaan definiëren zijn meestal privileges (autorisatie) nodig SQL (of de SQL-omgeving) biedt faciliteiten voor de toegang tot de gegevens eerst inloggen op het DBMS Interactief gebruik

15 Definiëren van een database
Coderen/implementatie fase van de “life cycle” we gebruiken de volgende opdracht om een database aan te maken met de naam ziekenhuis CREATE DATABASE ziekenhuis ANSI-standaard gebruikt schema in plaats van database CREATE SCHEMA ziekenhuis

16 Definiëren van een tabel
we beginnen met de volgende uitdrukking als we een tabel willen definiëren met gegevens over patiënten CREATE TABLE patienten het DBMS weet dan dat er een tabel gaat zijn met gegevens over patiënten

17 Attributen en domeinen
we gebruiken de volgende uitdrukking om vast te leggen dat we een attribuut hebben voor patiëntennummer met als domein alle rijtjes van 5 karakters en dat bovendien een primaire sleutel is  patnr char(5) not null unique de naam van het attribuut het domein van het attribuut integer smallint float real date mag het attribuut null-waarden hebben? moeten de waarden in verschillende records verschillend zijn?

18 Volledige definitie van een tabel
CREATE TABLE patienten ( patnr char(5) not null unique, naam char(20), voornaam char(15), huisarts integer not null, gebdatum date );

19 Veranderen van definities
verwijderen van een database DROP DATABASE ziekenhuis; verwijderen van een tabel DROP TABLE patienten; veranderen van een tabel ALTER TABLE patienten DROP huisarts; ALTER TABLE patienten ADD aantkind integer;

20 Onderhouden van privileges
SQL biedt commando’s voor het onderhouden van de toegangsrechten GRANT SELECT .. GRANT INSERT .. GRANT UPDATE .. GRANT DELETE ..

21 View, index view een imaginaire, niet echt bestaande tabel die door het DBMS wordt afgeleid van bestaande tabellen en net als een gewone tabel is te gebruiken  index een DBMS-mechanisme om snelle toegang te bieden tot gegevens standaard is er bijvoorbeeld een index gebaseerd op de primaire sleutel

22 Data-manipulatie data-manipulatie is niet mogelijk zonder data-definitie in de praktijk zijn deze activiteiten soms gescheiden (bijvoorbeeld bij verschillende gebruikers) de doelstelling van data-manipulatie is om gegevens te inspecteren wat is de waarde van ...? veranderen vervang de waarde van ... door ...

23 Voorbeeld tabel voor patienten patnr naam voornaam huisarts gebdatum
12345 Appels Arno 13 23456 Peren Pom 34567 Storms Pim 14 12346 24564 Janssen Jeff 15 76543 Brandsma Hein

24 SELECT FROM eerst specificeren we welke attributen we willen hebben
SELECT patnr, naam dan duiden we aan uit welke tabel de gegevens komen FROM patienten de volledige query ziet er dan als volgt uit FROM patienten;

25 Voorbeeld de query SELECT patnr, naam FROM patienten; toegepast op
de query SELECT patnr, naam FROM patienten;  toegepast op patnr naam voornaam huisarts gebdatum 12345 Appels Arno 13 23456 Peren Pom 34567 Storms Pim 14 12346 24564 Janssen Jeff 15 76543 Brandsma Hein patnr naam 12345 Appels 23456 Peren 34567 Storms 12346 24564 Janssen 76543 Brandsma levert op

26 DISTINCT, * de tabellen in SQL bevatten dubbele rijen
dus ook de antwoorden op queries bevatten dubbele waarden met DISTINCT worden dubbele waarden uitgesloten SELECT DISTINCT naam FROM patienten; * met * worden alle attributen aangeduid SELECT *

27 WHERE met behulp van een WHERE-uitdrukking kunnen we een voorwaarde vastleggen voor de selectie van rijen uit een tabel SELECT patnr, naam FROM patienten WHERE huisarts = 13; 1. beschouw stuk voor stuk de rijen uit de tabel van FROM 2. verifieer of de rij voldoet aan de voorwaarde van WHERE 3. geef voor de overgebleven rijen de attributen van SELECT

28 Voorbeeld SELECT patnr, naam FROM patienten WHERE huisarts = 13;
voornaam huisarts gebdatum 12345 Appels Arno 13 23456 Peren Pom 34567 Storms Pim 14 12346 24564 Janssen Jeff 15 76543 Brandsma Hein resultaat patnr naam 12345 Appels 23456 Peren

29 AND en OR voorwaarden in de WHERE-regel kunnen gecombineerd worden met AND en OR SELECT patnr, naam FROM patienten WHERE huisarts = 3 AND gebdatum = ' '; SELECT patnr, huisarts WHERE gebdatum = ' ' OR gebdatum = ' ';

30 Opgave 5.1 wat drukt de volgende query uit? SELECT patnr, huisarts
SELECT patnr, huisarts FROM patienten WHERE gebdatum = ' ' AND gebdatum = ' ';

31 != het symbool != wordt gebruikt voor de ongelijkheid
SELECT patnr, naam FROM patienten WHERE naam != 'De Groot';

32 NOT het symbool NOT wordt gebruikt voor de ontkenning SELECT patnr
SELECT patnr FROM patienten WHERE NOT(gebdatum =' ' OR gebdatum = ' ');

33 LIKE het symbool LIKE wordt gebruikt voor bijna-gelijk SELECT naam
SELECT naam FROM patienten WHERE naam LIKE 'J%'; of ... WHERE naam LIKE 'J__s';

34 Opgave 5.2 wat drukt de volgende query uit? SELECT naam FROM patienten
wat drukt de volgende query uit? SELECT naam FROM patienten WHERE voornaam != 'Bas';

35 Voorbeeld we hebben een relatie (tabel) ouders
met attributen ouder en kind ouders(ouder,kind) opgave 5.3 wat drukt de volgende query uit? SELECT ouder FROM ouders WHERE kind != 'Bas';

36 BETWEEN het symbool BETWEEN wordt gebruikt voor intervallen
SELECT naam FROM patienten WHERE huisarts BETWEEN 7 AND 10;

37 IN het symbool IN wordt gebruikt voor verzamelingen SELECT *
SELECT * FROM patienten WHERE gebdatum IN (%90,%91,%92);

38 UNION het symbool UNION wordt gebruikt voor de vereniging
SELECT naam, huisarts FROM patienten WHERE gebdatum IN (%90,%91,%92) UNION WHERE voornaam = 'Jan';

39 Veranderen van gegevens
je wil niet alleen opgeslagen informatie opvragen maar ook opgeslagen informatie veranderen (onderhoud) SQL biedt commando's voor het verwijderen, toevoegen en wijzigen van gegevens

40 DELETE met het DELETE-command verwijderen we rijen uit een tabel
DELETE FROM patienten WHERE patnr = '9399'; WHERE naam = 'Appels';    DELETE FROM patienten;

41 INSERT met het INSERT-commando voegen we een record toe aan een tabel
INSERT INTO patienten VALUES('9401','Dikker','Ruud', 12, );

42 UPDATE met het UPDATE-commando wijzigen we (waarden van) records
UPDATE patienten SET huisarts = 25 WHERE huisarts = 20;

43 Join - voorbeeld hanr hanaam haadres haplaats 13 B. Brandsma Brink 89
Patnr pnaam padres pwoonpl huisarts geb 12345 Appels Brink 12 Son 13 23456 Peren Markt 1 34567 Storms Laan 88 Oss 14 12346 Laan 86 24564 Janssen Weg 4a Almere 15 76543 Brandsma Weg 67 hanr hanaam haadres haplaats 13 B. Brandsma Brink 89 Son 14 S. Storms Laan 84 Oss 15 G. de Groot Weg 17 Lelystad 16 G. Groten Weg 19 Almere

44 Join het leggen van een verbinding tussen tabellen
kan met behulp van een join-operatie SELECT pnaam, hanaam FROM patienten, huisartsen WHERE patienten.pwoonpl = huisartsen.haplaats; 1. beschouw stuk voor stuk de rijen uit de eerste FROM tabel 2. beschouw stuk voor stuk de rijen uit de tweede FROM tabel 3. verifieer of de combinatie voldoet aan de WHERE regel 4. geef voor de goede combinaties de SELECT attributen

45 Join pnaam hanaam Appels B. Brandsma Peren Storms S. Storms Janssen G. Groten Brandsma geef de namen van patiënten en de namen van huisartsen waarvoor geldt dat de patiënt woont in de plaats waar de huisarts praktijk houdt

46 Join in principe krijgen we bij een join combinaties van willekeurige tupels  meestal hebben we behoefte aan combinaties van gerelateerde tupels SELECT pnaam, hanaam FROM patienten, huisartsen WHERE patienten.huisarts = huisartsen.hanr; 1. beschouw stuk voor stuk de rijen uit de eerste FROM tabel 2. beschouw stuk voor stuk de rijen uit de tweede FROM tabel 3. verifieer of de combinatie voldoet aan de WHERE regel 4. geef voor de goede combinaties de SELECT attributen

47 Join geef de namen van patiënten en de namen van hun huisartsen pnaam
hanaam Appels B. Brandsma Peren Storms S. Storms Janssen G. de Groot Brandsma geef de namen van patiënten en de namen van hun huisartsen

48 Join SELECT pnaam, hanaam FROM patienten, huisartsen WHERE patienten.huisarts = huisartsen.hanr AND patienten.woonpl = huisartsen.haplaats; pnaam hanaam Appels B. Brandsma Peren Storms S. Storms geef de namen van patiënten en de namen van hun huisartsen voor die patiënten waarvoor geldt dat zij wonen in de plaats waar hun huisarts praktijk houdt

49 Join - voorbeeld hanr hanaam haadres haplaats 13 B. Brandsma Brink 89
Patnr pnaam padres pwoonpl huisarts geb 12345 Appels Brink 12 Son 13 23456 Peren Markt 1 34567 Storms Laan 88 Oss 14 12346 Laan 86 24564 Janssen Weg 4a Almere 15 76543 Brandsma Weg 67 hanr hanaam haadres haplaats 13 B. Brandsma Brink 89 Son 14 S. Storms Laan 84 Oss 15 G. de Groot Weg 17 Lelystad 16 G. Groten Weg 19 Almere

50 Join voorbeeld SELECT * FROM patienten, huisartsen;
SELECT * FROM patienten, huisartsen; FROM patienten, huisartsen WHERE patienten.huisarts = huisartsen.hanr;

51 Subqueries binnen queries kunnen weer queries gebruikt worden
SELECT pnaam FROM patienten WHERE huisarts = SELECT hanr FROM huisartsen WHERE hanaam = 'Brandsma'; subqueries in een tabel SELECT huisarts WHERE patnr = '9912';

52 Subqeries behalve de operator = kunnen we ook andere operatoren gebruiken om queries met elkaar te relateren SELECT * FROM patienten WHERE huisarts IN SELECT hanr FROM huisartsen WHERE haplaats = 'Eindhoven'; SELECT pnaam WHERE EXISTS (SELECT hanr WHERE patienten.padres = huisartsen.haadres);

53 Opgave 5.4 wat drukt de volgende query uit? SELECT pnaam
SELECT pnaam FROM patienten WHERE NOT huisarts IN SELECT hanr FROM huisartsen WHERE haplaats = 'Eindhoven';

54 Voorbeeld we hebben een relatie (tabel) ouders met attributen ouder en kind en een relatie personen met attributen naam en leeftijd ouders(ouder,kind) personen(naam,leeftijd)  opgave 5.5 wat drukt de volgende query uit? SELECT ouder FROM ouders WHERE NOT kind IN SELECT naam FROM personen WHERE leeftijd = '6'; en wat als er NOT in de laatste regel staat?

55 Opgave5.6 wat drukt de volgende query uit? SELECT pnaam FROM patienten
SELECT pnaam FROM patienten WHERE huisarts IN SELECT hanr FROM huisartsen WHERE NOT hanaam IN SELECT hanaam WHERE haplaats = 'Eindhoven';

56 Notatie als we in een query meerdere keren dezelfde relatie gebruiken moeten we aangeven welke attributen bij welke relaties horen SELECT x.pnaam, y.pnaam FROM patienten x, patienten y WHERE x.huisarts = y.huisarts;

57 Voorbeeld we hebben een relatie (tabel) ouders met attributen ouder en kind ouders(ouder,kind) opgave 5.7.a wat drukt de volgende query uit? SELECT x.ouder, y.kind FROM ouders x, ouders y WHERE x.kind = y.ouder;  opgave 5.7.b FROM ouders x, ouders y;

58 Opgave 5.8 wat drukt de volgende query uit? SELECT ouder FROM ouders
SELECT ouder FROM ouders WHERE kind IN FROM ouders; en wat met WHERE NOT kind IN ?

59 Opgave 5.9 wat drukt de volgende query uit? SELECT ouder FROM ouders
SELECT ouder FROM ouders WHERE NOT ouder IN WHERE kind IN SELECT naam FROM personen WHERE leeftijd = '3';

60 Opgave 5.10 druk in SQL uit: geef van alle ouders de leeftijden
 geef van alle ouders en grootouders de leeftijden  geef alle personen die ouder zijn dan Bas en Anna

61 Functies het is mogelijk met functies acties uit te voeren op groepen van gegevens AVG(..) SUM(..) MAX(..) MIN(..) COUNT(*) SELECT MAX(leeftijd) FROM personen WHERE naam = 'Anna'; SELECT MIN(leeftijd) FROM personen, ouders WHERE personen.naam = ouders.kind

62 Queryoptimalisatie de formulering van queries kan (bijvoorbeeld met joins en subqueries) tot lastige uitdrukkingen leiden query-optimalisatie betekent dat de DBMS-implementatie zorgt voor de vertaling naar een equivalente uitdrukking die sneller en efficiënter verwerkt kan worden waarschuwing in de theorie is sprake van verzamelingen dus geen dubbele rijen en waarden in een SQL implementatie is sprake van tabellen met dubbele rijen