Informatikmaterialien  von Tino Hempel

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	Richard-Wossidlo-Gymnasium Ribnitz-Damgarten Fachbereich Informatik

Operationen der Relationenalgebra in SQL

SQL (Structured Query Language) ist eine Programmiersprache der 4. Generation und die Sprache zum Aufbau, zur Verwaltung und zur Abfrage von relationalen Datenbanken. Sie wurde von IBM im Rahmen eines Forschungsprojektes entwickelt und 1987 international standardisiert. (Fast) alle Datenbanksysteme arbeiten mit dieser Sprache.

Einteilung der SQL-Funktionen

SQL-Befehle werden in drei Klassen unterteilt:

• DDL – Data Definition Language
  Befehle zur Definition von Tabellen und anderer Datenstrukturen

• DCL – Data Control Language
  Befehle zur Kontrolle der Zugriffberechtigungen

• DML – Data Manipulation Language
  Befehle zur Datenmanipulation und Datenabfrage

Klasse	DDL	DCL	DML
Beispiele	Databank erzeugen CREATE DATABASE	Zugriffsrechte gewähren GRANT	Tabelle abfragen SELECT
	Tabelle erzeugen CREATE TABLE	Zugriffsrechte entziehen REVOKE	Tabellenzeile löschen DELETE
	Tabellenaufbau ändern ALTER TABLE		Tabellenzeile einfügen INSERT
	Tabelle löschen DROP TABLE		Tabellendaten ändern UPDATE
	Tabelle umbenennen RENAME
	Virtuelle Tabelle erzeugen CREATE VIEW

DML-Befehl SELECT

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(n) [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].

Die SQL-Befehle sind maximal 256-Zeichen lang und müssen mit Semikolon abgeschlossen werden. Attributbezeichner, die Leerzeichen oder Satzzeichen enthalten müssen in eckigen Klammen gesetzt werden. 

Selektion in SQL

Aus der Tabelle Schüler sollen alle Zeilen selektiert werden, in denen der Name "Müller" steht. 
Die Selektion hat also die Form: S_{Name = '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 in der Ausgabetabelle angezeigt werden sollen, wird ein Joker – das Prozent-Symbol bzw. in MS-ACCEES 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: S_{Name = '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 Sternsymbol steht als Platzhalter für eine beliebige Folge von Zeichen. Soll ein einzelnes Zeichen ausgeblendet werden, so benutzt man das Fragezeichen 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
IN (..., ..., ...)	vergleicht, ob der Attributwertein Element der Menge ist
LIKE	vergleich von Zeichenketten anhand von Ähnlichkeitsoperatoren mit Unterscheidung auf Groß- und Kleinschreibung: %: Platzhalter für beliebiege Zeichen (in MS Access: *) _: Platzhalter für ein Zeichen (in MS-Access: ?)
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: P_Name(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 Attribut 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

Die SELECT-Klausel liefert also die Projektion. 

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: P_Vorname(S_{Name = '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		Vorname Paul Olaf

Die Abarbeitung des SQL-Befehls erfolgt also immer von innen nach außen, d. h. zuerst die Selektion, dann die Projektion. 

Join in SQL

Aus den Tabellen Schüler und Kurse soll eine Tabelle gebildet werden. Das gemeinsame Attribut lautet SNr.  

Die Umsetzung in SQL lautet:  
SELECT * 
FROM Schüler INNER JOIN Kurse ON Schüler.SNr = Kurse.SNr
ORDER BY Kurse.Fehlstunden DESC;

Schüler	Kurse		JSNr(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(JSNr(Schüler, Kurs))

Vorname Name KNr Fehlstunden Paul Müller 03 12 Olaf Müller 23 3 Erich Schmidt 03 0 Erich Schmidt 23 0

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