Relationenalgebra und SQL
Der SELECT-Befehl
Die SQL-Abfrage erfolgt mit dem Befehl SELECT unter Angabe von bis zu sechs Komponenten. Die allgemeine Syntax hat die Gestalt:
SELECT [ALL | DISTINCT] {spalten | *}
FROM tabelle [alias] [tabelle [alias]] ...
[WHERE {bedingung | unterabfrage}]
[GROUP BY spalten [HAVING {bedingung | unterabfrage}]]
[ORDER BY spalten [ASC | DESC]...];
Die schwierige Syntax lässt sich wie folgt verstehen:
| Klausel |
Erläuterung |
| SELECT [DISTINCT] |
Wähle die Werte aus der/den Spalte [mehrfache Datensätze nur einmal] ... |
| FROM |
... aus der Tabelle bzw. den Tabellen ... |
| WHERE |
... wobei die Bedingung(en) erfüllt sein soll(en) ... |
| GROUP BY |
... und gruppiere die Ausgabe von allen Zeilen mit gleichem Attributwert zu einer einzigen ... |
| HAVING |
... wobei darin folgende zusätzliche Bedingung(en) gelten müssen/muss ... |
| ORDER BY [ASC/DESC] |
... und sortiere nach den Spalten [auf- bzw. absteigend]. |
Selektion in SQL
Aus der Tabelle Schüler sollen alle Zeilen selektiert werden, in denen der Name "Müller" steht. Die Selektion hat also die Form SName = 'Müller'(Schüler).
Die Umsetzung in SQL lautet:
SELECT *
FROM Schüler
WHERE Name = 'Müller';
| Schüler |
|
SName = 'Müller'(Schüler) |
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
| 7472 |
Sven |
Lehmann |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
| 2313 |
Jürgen |
Paulsen |
|
→
|
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
|
Die WHERE-Klausel liefert also die Selektion. Um zu zeigen, dass alle Spalten angezeigt werden sollen, wird das Stern-Symbol verwendet.
Nun sollen aus der Tabelle Schüler sollen alle Zeilen selektiert werden, in denen der Name "Müller" steht und deren Vorname mit "O" beginnt. Die Selektion hat also die Form SName = 'Müller' UND Vorname beginnt mit 'O'(Schüler).
Die Umsetzung in SQL lautet:
SELECT *
FROM Schüler
WHERE Name = 'Müller' AND Vorname LIKE 'O%';
| Schüler |
|
SName = 'Müller'(Schüler) |
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
| 7472 |
Sven |
Lehmann |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
| 2313 |
Jürgen |
Paulsen |
|
→
|
| SNr |
Vorname |
Name |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
|
Bedingungen lassen sich mit AND, OR und NOT verknüpfen. Das Prozentsymbol steht als Platzhalter für eine beliebige Folge von Zeichen. Soll ein einzelnes Zeichen ausgeblendet werden, so benutzt man den Unterstrich als Joker. LIKE wird verwendet im Sinne von "SO WIE".
| Operator |
Erklärung |
| = < <= >= > <> |
vergleicht ein Attributwert mit einem anderen bzw. Konstante auf
Gleichheit, kleiner als, kleiner gleich, größer gleich, größer, Ungleichheit |
| BETWEEN ... AND ... |
vergleicht, ob der Attributwert zwischen zwei Grenzen liegt (incl. Grenzwerte) |
| IN (..., ..., ...) |
vergleicht, ob der Attributwert ein Element der Menge ist |
| LIKE |
vergleicht Zeichenketten anhand von Ähnlichkeitsoperatoren mit Unterscheidung auf Groß- und Kleinschreibung:
%: Platzhalter für beliebige Zeichen
_: Platzhalter für genau ein Zeichen |
| IS (NOT) NULL |
prüft, ob ein Attributwert (nicht) undefiniert ist |
Projektion in SQL
Aus der Tabelle Schüler sollen alle Spalten mit dem Attribut "Name" projiziert werden. Die Projektion hat also die Form PName(Schüler).
Die Umsetzung in SQL lautet:
SELECT Name
FROM Schüler;
| Schüler |
|
PName(Schüler) |
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
| 7472 |
Sven |
Lehmann |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
| 2313 |
Jürgen |
Paulsen |
|
→
|
| Name |
| Müller |
| Schmidt |
| Lehmann |
| Müller |
| Paulsen |
|
Im Gegensatz zur Projektion laut Relationenalgebra zeigt SQL alle Mehrfacheintragungen an. Um dies zu unterbinden, muss dem SELECT-Befehl das Schlüsselwort DISTINCT hinzugefügt werden.
Die Umsetzung in SQL lautet:
SELECT DISTINCT Name FROM Schüler;
| Schüler |
|
PName(Schüler) |
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
| 7472 |
Sven |
Lehmann |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
| 2313 |
Jürgen |
Paulsen |
|
→
|
| Name |
| Müller |
| Schmidt |
| Lehmann |
| Paulsen |
|
Hintereinanderausführung von Projektion und Selektion
Aus der Tabelle Schüler sollen die Vornamen aller Schüler angezeigt werden, deren Nachname Müller ist.
Die Abfrage hat also die Form PVorname(SName = 'Müller'(Schüler)).
Die Umsetzung in SQL lautet:
SELECT Vorname FROM Schüler WHERE Name='Müller';
| Schüler |
|
PVorname(SName = 'Müller'(Schüler)) |
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
| 7472 |
Sven |
Lehmann |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
| 2313 |
Jürgen |
Paulsen |
|
→
|
|
Die Abarbeitung des SQL-Befehls erfolgt also immer von innen nach außen, d. h. zuerst die Selektion, dann die Projektion.
Inner Join in SQL
Aus den Tabellen Schüler und Kurse soll eine Tabelle gebildet werden. Das verbindende Attribut lautet SNr. Die Abfrage hat also die Form
JSchüler.SNr = Kurs.SNr(Schüler, Kurse).
Die Umsetzung in SQL lautet:
SELECT *
FROM Schüler INNER JOIN Kurse
ON Schüler.SNr = Kurse.SNr
ORDER BY Kurse.Fehlstunden DESC;
| Schüler |
Kurse |
|
JSchüler.SNr = Kurs.SNr(Schüler, Kurs) |
| SNr |
Vorname |
Name |
| 4711 |
Paul |
Müller |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
| 7472 |
Sven |
Lehmann |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
| 2313 |
Jürgen |
Paulsen |
|
| SNr |
KNr |
Fehlstunden |
Punkte |
| 0815 |
03 |
0 |
12 |
| 4711 |
03 |
12 |
03 |
| 1234 |
23 |
3 |
14 |
| 0815 |
23 |
0 |
10 |
|
→
|
| Schüler.SNr |
Vorname |
Name |
Kurse.SNr |
KNr |
Fehlstunden |
Punkte |
| 4711 |
Paul |
Müller |
4711 |
03 |
12 |
03 |
| 1234 |
Olaf |
Müller |
1234 |
23 |
3 |
14 |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
0815 |
03 |
0 |
12 |
| 0815 |
Erich |
Schmidt |
0815 |
23 |
0 |
10 |
|
Das Ergebnis ist ein INNER JOIN, wobei die entstandene Tabelle nach den Fehlstunden absteigend sortiert ist. Ein solcher Ergebnis wird aber i. d. R. nicht gewünscht. Es genügen oft nur einige Spalten des Verbundes – NATURAL JOIN.
Aus den Tabellen Schüler und Kurse sollen alle Schülernamen mit ihren Fehlstunden aufgelistet werden. Der Befehl lautet:
SELECT Schüler.Vorname, Schüler.Name, Kurse.KNr, Kurse.Fehlstunden
FROM Schüler INNER JOIN Kurse
ON Schüler.SNr = Kurse.SNr
ORDER BY Kurse.Fehlstunden DESC;
| PVorname, Name, KNr, Fehlsunden(JSchüler.SNr = Kurs.SNr(Schüler, Kurs)) |
| Vorname |
Name |
KNr |
Fehlstunden |
| Paul |
Müller |
03 |
12 |
| Olaf |
Müller |
23 |
3 |
| Erich |
Schmidt |
03 |
0 |
| Erich |
Schmidt |
23 |
0 |
|
Herzlich Willkommen im Kurs Informatik 11 A zum Thema Relationale Datenbanksysteme!
Die Aufgabe mit der Bibliotheksverwaltung hat ergeben, das sich die Daten in Tabellen strukturieren lassen. Diese Art der Modellierung wird relationales Datenbankmodell genannt und geht auf die Arbeit von Edgar F. Codd (Turing-Preisträger 1981) bei IBM aus dem Jahr 1970 zurück. Folgende Begriffe prägen das Modell:
Die Kommunikation mit dem Datenbanksystem erfolgt mithilfe der Programmiersprache SQL.
In den bisherigen Stunden haben wir Datenbanken analysiert und aus ihnen Daten abgefragt. Wir wollen nun einen Schritt weiter gehen und selbst Datenbanken entwickeln. Liegt bereits eine Datensammlung vor, die erweitert oder angepasst werden soll, bietet sich der Prozess der Normalisierung an. Dabei werden die vorhandenen Strukturen analysiert und ggf. so umgestellt, das eine wohlstrukturierte und redundanzarme Datenbank entsteht. Der Prozess der Normalisierung geht auf die Arbeit von Edgar F. Codd zurück.
Die Modellierung mithilfe des Entity-Relationship-Modells wurde 1976 vom 
