Aplikační a programové vybavení

Databáze – speciality šéfkuchařů

Databázové systémy• Nejpoužívanější relační databázové systémy:

• Adaptive Server Enterprise (Sybase)• DB2 (IBM)• Firebird• MySQL• Oracle Database• PostgreSQL• SQL Server (Microsoft)• SQLite

• Každý systém implementuje jazyk SQL jinak a žádný úplně.

• Mezi jednotlivými DBS bývají velké rozdíly.

Rozhraní• Pro práci s databázovým systémem se vždy používá nějaké

rozhraní:• Firemní

• pouze pro jeden konkrétní DB systém• zpravidla více funkcí• optimální výkon

• Obecná• obvykle větší podpora standardů• použitelné z různých aplikací a pro různé DBS• ODBC, ADODB, JDBC, …

• Každé rozhraní poskytuje funkce pro připojení k databázi, vykonání dotazu, vypsání výsledku dotazu a zjištění chyb.

Datové typy - řetězce

• character_varying(mohutnost) / varchar(mohutnost) / nvarchar(mohutnost)• standardní řetězec, omezený délkou• mohutnost se udává v byte [B]

• char(mohutnost) / character(mohutnost) / nchar(mohutnost)• řetězec omezený délkou• doplňuje se mezerami • operátor LIKE porovnává řetězce bez mezer

• text / ntext• „neomezený“ řetězec

Datové typy – celá čísla

• bigint(šířka) – 8B – -263..263

• 263 = 9 223 372 036 854 775 808• integer(šířka) – 4B – -231..232

• mediumint(šířka) – 3B – -223..223

• smallint(šířka) – 2B – -215..215

• tinyint(šířka) – 1B – -27..27

• celé číslo• signed (se znaménkem) – záporné rozsahy• unsigned (bez znaménka) – pouze kladná čísla• pozor na převod mezi signed a unsigned

Datové typy – desetinná čísla

• real / float(velikost)• plovoucí desetinná čárka• velikost <= 24 – 7 číslic, 4 byty• velikost > 24 – 15 číslic, 8 bytů

• number / numeric / decimal(přesnost, měřítko)• pevná desetinná čárka• přesnost – maximální počet platných číslic• měřítko – počet číslic za desetinnou čárkou• velikost – 5..17 bytů podle nastavení

• money -263..263 = 922 337 203 685 477,5808

Datové typy – datum a čas• timestamp

• Datum a čas se ukládá jako časové razítko.• Časové razítko je počet milisekund od 1.1.1970.

• platné pouze do 19.1.2038 03:14:07• Převod na běžný formát data je velice složitý, je nutné počítat se

přestupnými dny a sekundami.• Timestamp není možné použít k uložení intervalu (rok, měsíc,

den, …).• Podle SQL standardu by měl typ timestamp obsahovat i časovou

zónu.• datetime / date / time

• větší rozsah a přesnost• uložení intervalu• komplexní datový typ

Datové typy – datum• je možné použít také formát data aplikace – např.

• pg_query("UPDATE osoby SET datum_narozeni=". time());• datový typ sloupce je integer

• výhody:• jednoduché, pro jednu aplikaci bezproblémové

• nevýhody:• není atomické, nelze vyhledávat podle části data (lze pouze

řadit)• obtížně se zobrazuje interval – respektive závisí to na

aplikaci• vracíme se k problému závislosti dat a aplikace

• nespolehlivé pokud k databázi přistupuje více aplikací

Datové typy – binární data• bit / boolean / binary – jedna hodnota• BLOB / image – binární data

• BLOB – binary large object• Detaily práce s binárními daty závisí na použitém rozhraní.

• Jednodušší případ:• Data je možno odesílat (po správném escapování) SQL

dotazem a přijímat v rámci jeho výsledků.• Od určité velikosti nemusí fungovat správně.

• Složitější případ:• Binární data (může zahrnovat i typ text) je nutné odesílat a

přijímat speciálními funkcemi.

Definice struktury databáze• SQL příkaz CREATE • CREATE TABLE nazev_tabulky (

sloupec datovy_typ [NOT NULL] [DEFAULT hodnota] [PRIMARY KEY]

[,sloupec datovy_typ …] )• CREATE TABLE kontakty (

id serial PRIMARY KEY,osoba integer NOT NULL REFERENCES osoby,typ integer REFERENCES typy_kontaktu,kontakt varchar(200) NOT NULL)

Definice struktury databáze• Prakticky není možné využívat SQL pro definici databáze

mezi jednotlivými DBS.• Každý DB systém používá jiné datové typy• Generovaný primární klíč je implementován různě• Jednotlivé DBS používají rozšíření, která významně ovlivňují

práci s DB (např. MySQL – MyISAM × InnoDB)• SQL pro definici struktury se používá nejčastěji pro import

a export struktury v rámci jednoho DBS.• Pro převod dat mezi DB systémy je nutné používat

nástroje pro migraci (migration toolkit)

Automatický generovaný klíč (ID)

• nejčastěji používaný typ primárního klíče• abstraktní identifikátor záznamu• nezávislý na vnějších podmínkách• odpadají problémy se složeným klíčem• kromě něj by měl existovat ještě jiný klíč (definice

relace)• Žádný databázový systém neodpovídá přesně

standardu.• Mezi jednotlivými databázovými systémy jsou

velké rozdíly.

ID - MySQL

• sloupci se přiřadí speciální atribut auto_increment

• při vložení dat INSERT dotazem se klíč automaticky aktualizuje i v případě, že je hodnota zadaná (např. při importování)

• SELECT LAST_INSERT_ID();• pouze jeden sloupec v tabulce může mít atribut

nastaven musí být klíčem• CREATE TABLE tabulka (

id int(5) unsigned NOT NULL auto_increment)

ID – MS SQL• sloupci se přiřadí speciální atribut is_identity• při vložení dat INSERT dotazem se klíč automaticky

aktualizuje• SELECT IDENT_CURRENT('nazev_tabulky');• v případě, že je hodnota sloupce zadaná, je nutné použít

příkazy:• SET IDENTITY INSERT on – povolí vkládání dat • SET IDENTITY INSERT off – ukončí vkládání dat • vkládání dat do generovaného klíče může být povoleno

pouze pro jednu tabulku• CREATE TABLE tabulka (

id int(5) unsigned NOT NULL is_identity,

ID - PostgreSQL

• Sloupci se přiřadí speciální datový typ SERIAL• Automaticky se vytvoří sekvence pro

generování hodnot klíče.• Při vložení dat INSERT dotazem se klíč

automaticky aktualizuje.• SELECT currval('nazev_sekvence') • V případě, že je hodnota sloupce explicitně

zadaná se klíč neaktualizuje!• CREATE TABLE tabulka (

id serial NOT NULL,

Autoincrement, Identiy, Currval ?

• Pro zjištění hodnoty ID posledního vloženého záznamu se musí používat předdefinované funkce.• Nefunguje: SELECT MAX(id) FROM tabulka

• Zjištění hodnoty musí být thread-safe• viz Obrázky:

• http://akela.mendelu.cz/~xpopelka/cs/apv/ost/sekvence-currval.pdf

• http://akela.mendelu.cz/~xpopelka/cs/apv/ost/sekvence-max.pdf

• http://akela.mendelu.cz/~xpopelka/cs/apv/ost/sekvence-max-soubeh.pdf

Referenční integritní omezení• integritní omezení – NOT NULL, UNIQUE, PRIMARY KEY, CHECK• cizí klíč zpravidla představuje referenční integritní omezení• nelze změnit záznam v jedné tabulce bez aktualizace záznamů, které se

na něj odkazují• Příklad:

• sloupec osoba v tabulce kontakty se odkazuje na tabulku osoby• při smazání osoby je žádoucí upravit i všechny připojené kontakty

• CASCADE – smazat• RESTRICT / NO ACTION - nepovolit smazání osoby• SET NULL – nastavit hodnoty ve sloupci na NULL

• CREATE TABLE kontakty (osoba integer NOT NULL REFERENCES osoby ON DELETE CASCADE

• osoby-kontakty vs. osoby- adresy

Referenční integritní omezení

id_osoby jmeno id_adresy

1 Pavel 11 NULL

2 Karel 12

id_adresy mesto ulice11 Brno Polní

12 Praha Jarní

id_kontakty kontakt id_osoby

21 karel@example.com 2

22 karlik@example.com 2

23 pavel@example.com 1

Osoby

Adresy

Kontakty

Při odstranění Karla z databáze se stane id_osoby=2 neplatné. ON DELETE CASCADE smaže i záznamy, které se na tuto hodnotu odkazují.

Při odstranění adresy se stane id_adresy=11 neplatné. ON DELETE SET NULL smaže pouze referenci, pravděpodobně není žádoucí smazat odkazující se záznam.

Úprava struktury databáze

• Struktura databáze je uložena ve speciální databázi INFORMATION_SCHEMA

• Pro DBS, které INFORMATION_SCHEMA nepodporují je možné použít příkazů DESCRIBE, SHOW, LIST, ALTER, RENAME, DROP, MODIFY, ADD…

• Příklad:• SHOW TABLES FROM databaze;• SELECT * FROM INFORMATION_SCHEMA.TABLES

WHERE TABLE_TYPE = 'BASE TABLE' ;

Omezení počtu řádků dotazu

• Nestandardní (PgSQL, MySQL):• SELECT ... LIMIT n;• SELECT vyska FROM osoby ORDER BY vyska DESC

LIMIT 10;• Standardní (SQL Server):

• SELECT [TOP | BOTTOM n] FROM ...• SELECT TOP 10 vyska FROM osoby ORDER BY vyska

DESC;• A další:

• SELECT vyska FROM osoby ORDER BY vyska DESC WHERE ROWNUM <= 10;

Index• volba primárního klíče souvisí se způsobem ukládání dat v

DBS• ISAM (Index Sequential Access Method)

• využívá se indexových souborů (telefonní seznam)• u moderních DBS už se využívají jiné metody, pro snížení

časové složitosti operací

id pozice

1 12 5633 1124

jméno příjmení rodné číslo

Chlastislav

Peruňka 647423/3452

Sosna Orbnicová

624783/7332

Růžeslav Mekota 737902/7145

index datový soubor

Volně dostupné relační DBS• Firebird:

• http://www.firebirdsql.org/• MySQL

• http://dev.mysql.com/• Microsoft SQL Server (Express edice)

• http://msdn2.microsoft.com/en-us/sql/default.aspx• Oracle (Express edice)

• http://www.oracle.com/technology/products/database/oracle10g/index.html

• PostgreSQL• http://www.postgresql.org/

• SQLite• http://www.sqlite.org/

• DB2 Express• http://www.ibm.com/software/data/db2/express/

http://kantorek.webzdarma.cz/