Informationssysteme / Datenbankabfragen

I N F O R M A T I K

Informationssysteme / Datenbankabfragen

Thomas Mohr

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RM

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IK

Agenda

Abfragesprachesprache SQL

Verwaltung MySQL

Datenbankmodellierung

Zugriff auf Datenbanken (PHP & Co.)

Ausblick

Datenbanken – Wozu?Datenbanken – Wozu?

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Software-Architekturen: „Standalone“-Programm

• z.B. selbst programmierte Schülerdatei in Delphi programmierte Übersicht der WM-Begegnungen

PCDarstellung

Anwendungsprogramm „Logik“

Datenbasis

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Software-Architekturen: „Standalone“-Programm

• Vorteile Übersichtlichkeit (?) Schnell zu programmieren nur eine

Programmiersprache

• Nachteile Daten meist nur vom

erzeugenden Programm zu lesen

Erweiterungen aufwändig Immer wieder gleiche

Probleme (z.B. Datumsformat)

PCDarstellung


Datenbasis

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(Datenbank)Server Datenbasis

Darstellung


Datenbasis

Software-Architekturen - Client-Server

• z.B. Outlook und Exchange-Server „einfache“, datenbank-basierte Schülerverwaltung

Server

ClientDarstellung

Anwendungsprogramm„Logik“

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IK


• z.B. Outlook und Exchange-Server „einfache“, datenbank-basierte Schülerverwaltung


Server

ClientDarstellung


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IK



• Vorteile Datenbank übernimmt

„Standardaufgaben“ Daten zentral vorhanden

(für mehrere Benutzer / Programme)

Erweiterungen relativ einfach

• Nachteile Installation von Software auf

allen Clients notwendig Weitere „Sprache“ zum

Datenbankzugriff

Server

ClientDarstellung


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Datenbankserver (z.B. MySQL) Datenbasis

Darstellung


Software-Architekturen – Webarchitektur

• Eine moderne 3-schichtige Webarchitektur…

Webclient (Browser) Darstellung

Webserver (z.B. Apache und PHP) „Logik“

Server

Server

Client

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• Eine moderne 3-schichtige Webarchitektur…

Webclient (Browser)

Webserver (z.B. Apache und PHP)

Datenbankserver (z.B. MySQL)

Darstellung

„Logik“

Datenbasis

Server

Server

Client

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IK


• Vorteile Keine Installation von

zusätzlicher Software beim Client

• Nachteile http-Protokoll ohne

Sessionverwaltung

Webclient (Browser)

Webserver (z.B. Apache und PHP)

Datenbankserver (z.B. MySQL)

Darstellung

„Logik“

Datenbasis

Server

Server

Client

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Typische Hardware-Verteilung

• Viele (Web-) Clients teilen sich die Dienste eines Webservers, der wiederum auf einen Datenbankserver zurückgreift. In kleinen Systemen können Web- und Datenbankserver auf dem

gleichen Rechner sein.

Datenbankserver

Webserver

Clients

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… und zum Testen / für die Fortbildung?

• Alle drei Schichten sind auf einem Rechner!

Datenbankserver

Webserver

Clients InternetExplorer

Apache

MySQL

ClientWebserver

Datenbankserver

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Das andere Extrem – eine Web Farm

HACMP Fail-Over

Production DB Server FailOver DB Server

2,4 TByte

FDDI Switch

32 GByte RAM

Load Balancer

Application Server Farm

je 4 Prozessoren

32 GByte RAM

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Informationssystem

Erfassung

Speicherung

Analyse

Darstellung

DatenbanksystemDBS

Was ist ein Informationssystem ?

• Ein Informationssystem kann auf formalisierte Fragen eines Anwenders Antworten aus einer gegebenen Datenmenge geben Komponenten eines Informationssystems:

Datenbank(Datenbasis)

Datenbank(Datenbasis)

DatenbankmanagementsystemDBMS, z.B. MySQL

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Was ist ein Informationssystem ?

• Datenbasis / Datenbank Menge von Daten, die aus Sicht der Systembetreiber in

irgendeiner Weise als zusammengehörig betrachtet werden. Angereichert um weitere Daten, die das DBMS zur Erfüllung

seiner Aufgaben benötigt, bilden sie eine Datenbank (DB).

• Datenbankverwaltungssystem (DBMS) Softwareprodukte für die dauerhafte, integre und

anwendungsunabhängige Speicherung und Verwaltung von großen, mehrfachbenutzbaren integrierten Datenbasen

• Datenbanksystem Ein Datenbanksystem (DBS) besteht aus einem DBMS und

einer oder mehreren Datenbanken

• Informationssystem Ein Informationssystem erweitert die Datenbank um eine

Reihe von Werkzeugen zur Abfrage, Darstellung, Transformation und Analyse von Daten

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Arten von Datenbanken

• Man unterscheidet verschiedene Arten von Datenbanken:

• Hierarchische Datenbanken Die Datenelemente sind baumartig miteinander verbunden

• Vernetzte Datenbanken Die Datenelemente sind mit Zeigern zu einem Netz

miteinander verbunden

• Beide Formen waren vor allem bei Großrechnern im Einsatz und werden zunehmend von relationalen Datenbanken abgelöst

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• Relationale Datenbanken Die Daten werden in Form von Tabellen gespeichert Zwischen den Tabellen werden Beziehungen aufgebaut

(Relationen)

Objektrelationale Datenbanken• erweitern die relationalen Datenbanken und objektorientierte

Funktionen (z.B. Vererbung)

Team1 Team2 Datum Ergebnis

Deutschland Costa Rica 9.6.2006 4:2Polen Ecuador 9.6.2006 0:2Deutschland Polen 14.6.2006 1:0Ecuador Costa Rica 16.6.2006 3:0

Attribut (Merkmal)

Attributwert (Datenwert)

Datensatz (Tupel)Attributklasse

Begegnung

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• Relationale Datenbanken – typische Vertreter Oracle IBM (DB/2) Microsoft SQL Server (Access ?) Informix MySQL PostGreSQL

OpenSource

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Was bietet mir eine Datenbank?

Strukturierte Speicherung von Daten Verteilter, gleichzeitiger Zugriff mehrerer Benutzer /

Programme

ACID – Prinzip Atomicity

• Transaktionen (Änderungen an der Datenbank) werden ganz oder gar nicht durchgeführt

Consistency• Eine Transaktion führt wieder zu einem konsistenten (gültigen)

Zustand der Datenbank Isolation

• Transaktionen beeinflussen sich nicht gegenseitig Durability

• Eine Transaktion ist dauerhaft gespeichert, auch gegen Systemabstürze gesichert

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Agenda


Verwaltung MySQL



Ausblick

Datenbanken – Wozu?



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IK

MySQL – Jetzt wird es (endlich) praktisch…

• Starten Sie den Datenbankserver und den Webserver

• Das Datenbanksystem bietet einen Service für andere Rechner an Die Windows-Firewall kann dies melden.

Der Port muss freigegeben werden.

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IK

Die erste Datenbank importieren

• Die Administration von MySQL funktioniert selbst schon am einfachsten über den Browser Webarchitektur http://localhost/phpmyadmin

Datenbankserver

Webserver

Client

Browser

Apache

MySQL

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Die erste Datenbank importieren

• Legen Sie eine neue Datenbank „wm-stufe1“ an.

• Wählen Sie den Punkt „Importieren“ und suchen die Datei„wm-stufe1.sql“

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Die erste Tabelle…

• Klicken Sie auf „Struktur“: Die Tabelle „begegnung“ wird angezeigt.

• Lassen Sie sich den Inhalt der Tabelle anzeigen.

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IK

Relationale Datenbank – Aufbau

• Jeder Datensatz wird durch einen Schlüssel (Primärschlüssel) eindeutig identifiziert. Der Schlüssel kann aus mehreren Attributen zusammengesetzt werden. ist minimal, d.h. es kann kein Attribut weggelassen werden.

• Oft wird ein zusätzliches, eindeutiges Schlüsselattribut hinzugefügt,z.B. Nummer der Begegnung

wird meist durch Unterstreichung gekennzeichnet.

BNR Team1 Team2 DatumErgebnis

A1 Deutschland Costa Rica 9.6.2006 4:2A2 Polen Ecuador 9.6.2006 0:2A3 Deutschland Polen 14.6.2006 1:0A4 Ecuador Costa Rica 16.6.2006 3:0

Begegnung

Schlüsselattribut

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Abfragen mit SQL

• SQL = Structured Query Language. Bezeichnet eine Sprache zur Kommunikation mit

Datenbanken. Ist international genormt und wird von vielen DBS

verstanden. Wird im Folgenden zur Formulierung von Abfragen

eingesetzt.

• Syntax einer (einfachen) SQL-Abfrage:

SELECT [Spalten]

FROM [Tabelle]

WHERE [Bedingung]

ORDER BY [Attribute];

• Die WHERE- und die ORDER BY-Klausel sind optional.

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IK

SQL – SELECT und FROM

• Eine Projektion schränkt die Abfrage hinsichtlich der Attribute ein (die Spalten der resultierenden Tabelle):

SELECT [Spalten]

FROM [Tabelle]

WHERE [Bedingung]


• Die darzustellenden Spalten der Tabelle müssen durch Kommata getrennt angegeben werden; * steht für „alle Spalten“.

• Beispiele: SELECT * FROM Begegnung; SELECT Team1 FROM Begegnung; SELECT Team1, Team2 FROM Begegnung;

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IK

SQL – WHERE

• Eine Selektion schränkt die Abfrage hinsichtlich der Datensätze ein (die Zeilen der resultierenden Tabelle):

SELECT [Spalten]

FROM [Tabelle]

WHERE [Bedingung]


• Die Abfrage enthält alle Datensätze, welche die angegebene Bedingung erfüllen.

• Beispiele: SELECT * FROM Begegnung WHERE (Team1='Deutschland') SELECT * FROM Begegnung WHERE (Datum>='2006-07-01')

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IK SELECT Team1, Team2, Ergebnis

FROM Begegnung WHERE (Team1='Deutschland')

BNR Team1 Team2 Ort Ergebnis

A1 Deutschland Costa Rica München 4:2A2 Polen Ecuador Gelsenkirchen0:2A3 Deutschland Polen Dortmund 1:0F4 Brasilien Australien München 2:0

Veranschaulichendes Beispiel

Begegnung

Team1 Team2 Ergebnis

Deutschland Costa Rica 4:2Deutschland Polen 1:0

Ergebnistabelle

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SQL – WHERE

• Bedingungen mit Textattributen: Team1='Deutschland' (Schmitt) Team1 LIKE 'P%' (Paraguay, Polen, Portugal) Name LIKE “M_ller“ (Müller, Muller, Miller, Maller)

• Bedingungen mit Zahlattributen: Stufe=7 (gleich 7) Stufe<>7 (ungleich 7) Stufe<7 (kleiner 7) Stufe>7 (größer 7) Stufe<=7 (kleiner gleich 7) Stufe>=7 (größer gleich 7) Stufe BETWEEN 7 AND 10 (zwischen 7 und 10)

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IK

SQL – WHERE

• Vergleich auf Nullwert (kein Attributwert angegeben):SNR IS NULL

• Logische Verknüpfungen: NOT (Name='Schmitt')

(Name nicht Schmitt)

(Ort='Berlin') AND (Datum<'2006-07-01')

(Spiele in Berlin vor Juli 2006)

(Team1='Deutschland') OR (Team2='Deutschland')

(Deutschland spielt als erstes oder zweites Team)

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SQL – ORDER BY

• Das Abfrageergebnis kann sortiert werden:

SELECT [Spalten]

FROM [Tabelle]

WHERE [Bedingung]


• Die Sortierung geschieht nach dem angegebenen Attribut.• Bei mehreren Sortierattributen wird nach dem zweiten

(dritten...) sortiert, sobald die Werte des ersten (zweiten...) identisch sind.

• Absteigende Sortierung mit DESC

• Beispiele: SELECT * FROM Begegnung ORDER BY Datum SELECT * FROM Begegnung ORDER BY Ort, Datum DESC

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IKDie ersten SQL Befehle

• Öffnen Sie das SQL-Fenster

1. Geben Sie alle Begegnungen aus!

2. Geben Sie alle Begegnungen aus: Datum, Name der Teams und Ergebnis Sortierung nach Datum absteigend

SELECT * FROM Begegnung

SELECT Datum, Team1, Team2, Ergebnis FROM Begegnung ORDER BY Datum DESC

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Aufgaben, Datenbank: wm-stufe1

3. An welchen Spielen war Deutschland beteiligt?

4. Welche Spiele fanden zwischen dem 10.6.2006 und 15.6.2006 statt? Absteigend nach Datum sortiert

WHERE Team1='Deutschland' OR Team2='Deutschland'

Problem: Datumsformat unterscheidet sich vom deutschen Format

Lösung: Konvertierung mit Datumsfunktion für die Ausgabe

WHERE Datum BETWEEN '2006-06-10' AND '2006-06-15' ORDER BY Datum DESC

SELECT Team1, Team2, DATE_FORMAT(Datum,'%d.%m.%Y') FROM ...

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Hilfsfunktionen

• Wichtig sind vor allem Funktionen zur Manipulation von Strings und Datumsangaben, z.B. DATEDIFF(D1, D2) Differenz (Tage) NOW() Aktuelle Zeit/Datum (SELECT

CURDATE())

…

• Wichtige Stringfunktionen CONCAT(S1,S2,…) Verbinden von Strings LOWER(),UPPER() In Groß-/Kleinbuchstaben

umwandeln CHAR_LENGTH() Länge in Zeichen MID(str,pos,len) String ausschneiden TRIM(s), LTRIM, RTRIM Abschneiden von Leerzeichen …

• Weitere Funktionen online in der Hilfe zu MySQL!

SQL ist hier nicht standardisiert Die Funktionen sind bei anderen DBS oft unterschiedlich

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5. Geben Sie die Spiele in folgender Form aus:

6. Welche Spiele fanden in München statt?

CONCAT(UPPER(LEFT(Team1,3)),'-',UPPER(LEFT(Team2,3)),': ',Ergebnis) AS Spiel,DATE_FORMAT(Datum,'%d.%m.%Y') AS 'Wann'

WHERE Ort='München'

Problem: München wird unterschiedlich geschrieben!

Lösung: Auslagerung in eine eigene Tabelle

Spalten können mit „AS“ umbenannt werden

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Relationale Datenbanken – Beziehungen

• Begegnung und Ort werden in zwei getrennten Tabellen gespeichert und über eine Beziehung miteinander verknüpft.

• Zur Verknüpfung dient ein Ortskürzel, das als Fremdschlüssel in Begegnung gespeichert wird.

BNR Team1 Team2 Ort

A1 Deutschland Costa Rica MünchenA2 Polen EcuadorGelsenkirchenA3 Deutschland Polen DortmundF4 Brasilien Australien München

BNR Team1 Team2 ONR

A1 Deutschland Costa Rica MUEA2 Polen Ecuador GELA3 Deutschland Polen DORF4 Brasilien Australien MUE

Begegnung

ONR Name

MUE MünchenGEL Gelsenk.DOR Dortmund

Ort

Schlüsselattribut aus Ort

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• Zwischen den Tabellen bestehen Beziehungen (Relationen) z.B. Spielort der Begegnung

• Die Verknüpfung erfolgt grundsätzlich dadurch, dass ein Fremdschlüssel der einen Tabelle auf den zugehörigen Primärschlüssel der anderen Tabelle zeigt.

• Vorteile:Daten werden jeweils nur in einer Tabelle gespeichert.Datenänderungen sind leichter durchzuführen.Strukturänderungen (z.B. das Hinzufügen der Stadiongröße) lassen

sich meist mit geringem Aufwand realisieren.Die Struktur lässt flexiblere Abfragen zu.

PKey DataPKey Data FKey

Master Detail

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IKSQL – einfache Joins

• Müssen in SQL Daten aus mehreren Tabellen entnommen werden, so werden sog. „Joins“ gebildet. Die Abarbeitung eines Joins in mehreren Schritten kann an

folgendem Beispiel veranschaulicht werden:• Es sollen alle Begegnungen ausgegeben werden, die in Stadien

mit mehr als 60.000 Sitzplätzen gespielt wurden.

BNR Team1 Team2 ONR

A1 GER CRC MUEA2 POL ECU GELA3 GER POL DORF4 BRA AUS MUE

Begegnung

ONR Name Sitze

MUE München 66000GEL Gelsenk. 52000DOR Dortmund 65000

Ort

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1. Cross-Join („jede Zeile mit jeder“) SELECT *

FROM Begegnung, Ort

Beg

egnun

g

ONR Name Sitze

MUE München 66000GEL Gelsenk. 52000DOR Dortmund 65000

Ort

BNR Team1 Team2 ONR ONR Name Sitze

A1 GER CRC MUE MUE München 66000A1 GER CRC MUE GEL Gelsenk. 52000A1 GER CRC MUE DOR Dortmund 65000A2 POL ECU GEL MUE München 66000A2 POL ECU GEL GEL Gelsenk. 52000A2 POL ECU GEL DOR Dortmund 65000

F4 BRA AUS MUE MUE München 66000F4 BRA AUS MUE GEL Gelsenk. 52000

… … … … … … …

BNR Team1 Team2ONR

A1 GER CRCMUEA2 POL ECU GELA3 GER POLDORF4 BRA AUSMUE

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IK 2. Einschränken auf „passende“ Datensätze.

Es dürfen nur die Zeilen genommen werden, für die die „Begegnung“ und die „Ort“ Tabelle Daten des gleichen Ortes enthalten.

Dies wird durch die sog. „Join-Bedingung“ erreicht.

SELECT * FROM Begegnung, Ort WHERE Begegnung.ONR = Ort.ONR




… … … … … … …

SQL – einfache Joins

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2. Einschränken auf „passende“ Datensätze (2). Es sollen nur Spielorte mit mehr als 60000 Sitzen gezeigt

werden. Momentan würde auch „Gelsenkirchen“ ausgegeben

werden.Also muss eine weitere Bedingung erfüllt sein:

SELECT * FROM Begegnung, Ort WHERE Begegnung.ONR = Ort.ONR




… … … … … … …

AND Ort.Sitze > 60000

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3. Einschränken auf gesuchte Spalten. Nur bestimmte Spalten werden ausgegeben. SELECT Begegnung.Team1, Begegnung.Team2, Ort.Name

FROM Begegnung, Ort WHERE Begegnung.ONR = Ort.ONR AND Ort.Sitze > 60000


A1 GER CRC MUE MUE München 66000F4 BRA AUS MUE MUE München 66000… … … … … … …

Team1 Team2 Name

GER CRCMünchenBRA AUSMünchen… … …

In der Realität versucht das DBMS, durch „geschicktes“ Vorgehen die Datenmenge schon früher zu reduzieren.

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SELECT Name, Sitze FROM Begegnung, Ort WHERE Ort.ONR=Begegnung.ONR AND ( Begegnung.Team1='Deutschland' OR Begegnung.Team2='Deutschland')

SELECT DISTINCT Name, Sitze FROM Begegnung, Ort WHERE Ort.ONR=Begegnung.ONR AND ( Begegnung.Team1='Deutschland' OR Begegnung.Team2='Deutschland')


1. Geben Sie alle Begegnungen mit dem Ort der Austragung aus: Datum, Name der Teams und Name des Orts Sortierung nach Datum absteigend

2. Wo fanden Spiele mit deutscher Beteiligung statt? Name und Sitzplätze der Stadien

SELECT Datum, Team1, Team2, Ort.Name FROM Begegnung, Ort WHERE Ort.ONR=Begegnung.ONR ORDER BY Datum DESC

Problem: Es werden Duplikate angezeigt

Lösung: DISTINCT-Anweisung

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• Es sollen nun auch die Trainer der Teams gespeichert werden. Um Duplikate zu vermeiden, wird eine Tabelle der Teams angelegt. Es werden zwei Fremdschlüssel in der Tabelle Begegnung benötigt.

BNR Team1 Team2 ONR

A1 Deutschland Costa Rica MUEA2 Polen Ecuador GELA3 Deutschland Polen DORF4 Brasilien Australien MUE

BNR TNR1 TNR2ONR

A1 GER CRCMUEA2 POL ECU GELA3 GER POLDORF4 BRA AUSMUE

Begegnung

TNR Name Trainer

GER DeutschlandKlinsmann POL Polen Janas CRC Costa RicaGuimaraes ECU Ecuador Suarez …

Team

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IKSQL – Tabellen-Alias

• Soll in SQL auf eine Tabelle mehrfach zugegriffen werden, so kann dies mit Alias-Namen geschehen: Alle Begegnungen mit ihren Teams und Trainern

SELECT B.Datum, T1.Name, T1.Trainer, T2.Name, T2.Trainer FROM Begegnung B, Team T1, Team T2 WHERE B.TNR1=T1.TNR AND B.TNR2=T2.TNR

Der Alias-Name für Begegnung

ist nicht notwendig

(verkürzt die Abfrage)

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IKSQL – Spaltennamen

• Es werden nun Spalten mit gleichen Namen ausgegeben Spaltennamen können umbenannt werden.

SELECT B.Datum, T1.Name AS Team1, T1.Trainer AS Trainer1, T2.Name AS Team2, T2.Trainer AS Trainer2 FROM Begegnung B, Team T1, Team T2 WHERE B.TNR1=T1.TNR AND B.TNR2=T2.TNR

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Komplette Struktur der Datenbank

Begegnung

SchiedsrichterTeam

Land

Ort

TNR2

TNR1

TNRTNR

LNR

TNR

LNR

LNR

SNR

ONR

ONR

Datum

Ergebnis

NameEinwohner

Kontinent

NameVorname

NameSitze

Trainer

TNR in Team ist Primär- und

Fremdschlüssel

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Komplette Struktur der Datenbank als E/R-Diagramm

Begegnung

SchiedsrichterTeam

Land

Ort

Team1 Team2

n

11

n

1

1

1 1

n

n

1

Datum

Ergebnis

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1. Welche Teams kommen aus Ländern, die weniger als 10 Mio. Einwohner haben?

2. Geben Sie alle Begegnungen aus Teamnamen, Schiedsrichter, Ergebnisse nach Datum geordnet

SELECT B.Datum, T1.Name, T2.Name, S.Name, S.Vorname, B.Ergebnis FROM Begegnung B, Schiedsrichter S, Land T1, Land T2 WHERE B.SNR = S.SNR AND B.TNR1 = T1.LNR AND B.TNR2 = T2.LNR ORDER BY B.Datum

Der Join kann direkt auf das Land

erfolgen, da von Team nichts

benötigt wird.

SELECT Land.Name, Land.Einwohner * 1000000 AS Einwohnerzahl, Team.Trainer FROM Team, Land WHERE Team.TNR = Land.LNR AND Land.Einwohner<10 Rechenoperation

en sind erlaubt.

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3. Geben Sie alle Begegnungen aus Teamnamen, Ergebnis, Schiedsrichter und Kontinent des

Schiedsrichters

SELECT B.Datum, T1.Name, T2.Name, S.Name, S.Vorname, LS.Name, LS.Kontinent, B.Ergebnis FROM Begegnung B, Schiedsrichter S, Land T1, Land T2, Land LS WHERE B.SNR = S.SNR AND B.TNR1 = T1.LNR AND B.TNR2 = T2.LNR AND S.LNR = LS.LNR ORDER BY B.Datum

Die Tabelle Land wird nun sogar

dreimal benötigt.

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Gruppieren von Ergebnissen

• Manchmal müssen die Ergebnisse einer Anfrage gruppiert und verrechnet werden. Es sollen die Kontinente und die Anzahlen der Teams

ausgegeben werden. SELECT Team.TNR, Land.Kontinent

FROM Team, Land WHERE Team.TNR = Land.LNR ORDER BY Land.Kontinent

TNR Kontinent

KOR AsienJPN AsienIRN AsienAUS AustralienPAR Südamerika

ARGSüdamerika

Selbst zählen???NEIN!

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Gruppieren von Ergebnissen

• Manchmal müssen die Ergebnisse einer Anfrage gruppiert und verrechnet werden. Es sollen die Kontinente und die Anzahlen der Teams

ausgegeben werden. SELECT Land.Kontinent, COUNT(*)

FROM Team, Land WHERE Team.TNR = Land.LNR GROUP BY Land.Kontinent ORDER BY Land.Kontinent

TNR Kontinent

KOR AsienJPN AsienIRN AsienAUS AustralienPAR Südamerika

ARGSüdamerika

3

1

2

KontinentAnzahl

Asien 3Australien 1Südamerika 2

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1. Geben Sie die Anzahl an Spiele pro Kontinent aus!

2. In welchen Stadien hat Deutschland wie oft gespielt?

3. Wie viele Sitze haben die Stadien im Schnitt, maximal und minimal?

SELECT COUNT(*) as Anzahl, L.Kontinent FROM Begegnung B, Team T, Land L WHERE (B.TNR1 = T.TNR OR B.TNR2 = T.TNR) AND T.TNR = L.LNR GROUP BY L.Kontinent

SELECT O.Name, COUNT(*) FROM Begegnung B, Ort O WHERE (B.TNR1='GER' OR B.TNR2='GER') AND B.ONR=O.ONR GROUP BY O.Name

SELECT ROUND(AVG(Sitze)), MAX(Sitze), MIN(Sitze) FROM Ort

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4. Welche Schiedsrichter kommen aus Ländern, die keine Teams stellen?

5. Welche Spiele wurden von einem Schiedsrichter aus dem gleichen Kontinent gepfiffen? Geben Sie auch die Ländernamen der Teams aus.

SELECT LT1.Name, LT2.Name, B.Ergebnis, S.Name, LS.Name, LS.Kontinent FROM Begegnung B, Schiedsrichter S, Land LS, Land LT1, Land LT2 WHERE B.SNR = S.SNR AND S.LNR = LS.LNR AND LT1.LNR = B.TNR1 AND LT2.LNR = B.TNR2 AND ( LT1.Kontinent = LS.Kontinent OR LT2.Kontinent = LS.Kontinent )

SELECT S.Name, S.Vorname, L.Name, L.Kontinent FROM Schiedsrichter S, Land L WHERE S.LNR = L.LNR AND NOT EXISTS ( SELECT NULL FROM Team T WHERE T.TNR=L.LNR) ORDER BY L.Kontinent, S.Name

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Agenda


Verwaltung MySQL



Ausblick



Verwaltung MySQL

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Verwaltung des Datenbanksystems

• In einem Datenbanksystem müssen Rechte für verschiedene Benutzer verwaltet werden: MySQL arbeitet nach der Installation ohne Schutz des

Administrators• Jeder kann auf alle Datenbanken zugreifen und diese verändern

Mehrere Schüler sollen sich einen Datenbankserver „teilen“, dabei sich aber nichts gegenseitig „kaputtmachen“

• Die Rechte können sehr fein vergeben werden, am Wichtigsten sind: SELECT: Benutzer kann Tabellen

auslesen INSERT/UPDATE/DELETE: Tabelleninhalte dürfen

verändert werden CREATE/ALTER/…: Tabellenstruktur darf

verändert werden

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MySQL – Passwort für Administrator vergeben

• Anmeldetyp für phpMyAdmin ändern Ins Verzeichnis xampp\phpmyadmin wechseln. Datei config.inc.php mit Notepad öffnen Zeile $cfg['Servers'][$i]['auth_type'] = ‘config';

ändern auf $cfg['Servers'][$i]['auth_type'] = 'http';

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IK

MySQL – Passwort für Administrator vergeben

• phpMyAdmin in Browser starten Menüpunkt „Rechte“ Benutzer „root“ auswählen und bearbeiten

Passwort eingeben und speichern Beim nächsten Aufruf von phpMyAdmin ist die Eingabe des

Passworts notwendig

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Benutzer / Rechte vergeben

• Über den gleichen Dialog können weitere Benutzer angelegt werden und Rechte auf den Datenbanken vergeben werden z.B. für einen zentralen Datenbankserver sollen pro

Schülergruppe „exklusive“ Datenbanken zur Verfügung gestellt werden

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Benutzer / Rechte vergeben

• Soll sich auch der Administrator (root) von anderen Rechnern aus anmelden können, so muss dies separat konfiguriert werden. Bei jedem Benutzer ist angegeben, von welchem Rechner

aus eine Anmeldung möglich ist. Menüpunkt „Rechte“ Benutzer „root“ auswählen und bearbeiten

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Benutzer anlegen

1. Schützen Sie den Administrator-Zugang für ihren mySQL-Server wie zuvor beschrieben.

2. Legen Sie einen Benutzer „ifb“ und Passwort „Speyer“ an. Dieser soll die Leserechte (SELECT) auf der Datenbank „wm-stufe4“ erhalten.

3. Versuchen Sie, mit diesem Benutzer auf die Datenbank des Nachbarn / der Nachbarin zuzugreifen.

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Agenda


Verwaltung MySQL



Ausblick


Verwaltung MySQL


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Ein neues Informationssystem… Anforderungskatalog

Schulverwaltung

• Die Benutzer können eine Liste aller Lehrer mit ihrem Dienstkürzel abrufen.

• Für jede Klasse ist eine Liste der durchgeführten Klassenfahrten mit dem leitenden Lehrer ersichtlich.

• StD L. Lämpel übernimmt dieses Jahr die 7a als Klassenleiter. Die Klasse kann das im Internet schon in den Ferien erfahren.

• Eine Suche ist möglich über Klassenstufe, Lehrer oder Fach.

• StR A. Kribich hat sich fortgebildet und darf ab diesem Jahr neben Mathematik und ev. Religion auch Informatik unterrichten. Die Fachschaftsliste muss aktualisiert werden.

• Nachdem LiA Sch. Merz in Rente gegangen ist, geht die Fachbereichsleitung in Sport an OStR‘ G. Lenk.

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• Die Benutzer können eine Liste aller Lehrer mit ihrem Dienstkürzel abrufen.

• StD L. Lämpel übernimmt dieses Jahr die 7a als Klassenleiter. Die Klasse kann das im Internet schon in den Ferien erfahren.

• Eine Suche ist möglich über Klassenstufe, Lehrer oder Fach.

• …

?

Datenmodell

Repräsentation der Informationen als

strukturierte Daten

Modellbildung

• Um ein Informationssystem zu erstellen, muss ein Ausschnitt der realen Welt („Miniwelt“) im Computersystem erfasst werden.

Miniwelt

Unstrukturierte Informationen über

die Miniwelt

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Modellbildung

• Um aus einer Beschreibung einer Miniwelt das Datenmodell einer Datenbank abzuleiten, bietet es sich an, zunächst ein grafisches Konzept der Daten zu erstellen.

Text

ExterneSicht

KonzeptionelleSicht

InternesModell

(z.B. relationalesDatenmodell)

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IN

FO

RM

AT

IK

Konzeptionelles Modell – E/R-Diagramme

• E/R-Diagramme dienen dazu, das konzeptionelle Modell des Informationssystems zu erstellen. Es werden zwei Konstrukte verwendet: Entitätstypen Beziehungstypen (Relationships)

• Eine Entität ist ein bestimmtes Objekt der realen Welt oder unserer Vorstellung z.B. eine Person, ein Gegenstand, ein Ereignis

• Entitäten mit gleichen Eigenschaften werden zu Entitätstypen zusammengefasst Symbol: Rechteck

Lehrer

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IN

FO

RM

AT

IK

E/R-Diagramme - Entitätstyp

• Beispiel Entitätstyp: Entität: Lehrer Lämpel, Kürzel Lä Entitätstyp: Menge aller Lehrer mit den Merkmalen

Vorname,Nachname, Kürzel, …

Primärschlüssel: Kürzel (?) (oder ein künstlicher Schlüssel)

Entitätstyp„Lehrer“

Kürzel: LäName: LämpelVorname: LudwigTitel: StD

3 Entitäten

Kürzel: KrName: KribichVorname: AlfredTitel: StR

Kürzel: LeName: LenkVorname: GertrudTitel: OStR'

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RM

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IK

Klasse

E/R-Diagramme - Beziehungstyp

• Gleichartige Beziehungen zwischen Entitäten werden als ein Beziehungstyp zwischen den Entitätstypen definiert. Symbol: Raute

• Beispiel: Ein Lehrer führt Klassenfahrten durch.

Lehrer

Kuerzel: MeName: Merz

Kuerzel: KrName: Kribich

Kuerzel: LäName: Lämpel

Stufe: 12Teil: m3

Stufe: 11Teil: M1

Stufe: 8Teil: a

Entitätstyp Entitätstyp

Klassenfahrt

Beziehungstyp

Beziehungen

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IK

Modellierung oft nicht eindeutig

• Die Beziehung „Klassenfahrt“ könnte man auch als eigenen Entitätstyp modellieren. Modellierung ist oft nicht eindeutig, es gibt je nach Ansicht

mehrere sinnvolle Modelle für eine Miniwelt.

KlasseLehrer

führt durch Klassenfahrt nimmt

teil

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IK

E/R-Diagramme - Attribute

• Die Eigenschaften aller Entitäten und Beziehungen eines Entitätstyps bzw. eines Beziehungstyps werden mit Hilfe von Attributen erfasst. Symbol: Ellipse

• Beispiel:

KlasseLehrer Klassenfahrt

NameKürzel

Vornameidentifizierend

beschreibend

Teil

Anzahl

StufeDatum

Ziel

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IK

E/R-Diagramme – Kardinalität

• Ein Beziehungstyp wird durch die Kardinalität genauer bezeichnet: 1:n- Beziehung am Beispiel: Klassenzuordnung der Schüler

SchülerKlasse angehören

Name: 9a

Name: 9b

Name: 10d

Name: Müller Vorname: Yvonne

Name: Meier Vorname: Jan

Name: Dietz Vorname: Nicole

Name: Seiler Vorname: Manfred

Klasse Schüler

1 n

Ein Schüler gehört einer Klasse an. Einer Klasse gehören mehrere Schüler an.

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IK


• n:m – Beziehung am Beispiel: Kurszuordnung von Schülern in der MSS

SchülerKurs besucht

Fach: Mathe LK: ja

Fach: Deutsch LK: ja

Fach: Englisch LK: ja

Kurs Schüler

n m

Ein Kurs hat mehrere Schüler. Ein Schüler nimmt an mehreren Kursen teil.

Name: Müller Vorname: Yvonne

Name: Meier Vorname: Jan

Name: Dietz Vorname: Nicole

Name: Seiler Vorname: Manfred

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IK


• Die Kardinalitäten (1:1, 1:n, n:m) geben nur an, wie viele Entitäten maximal miteinander verbunden sind.

Bsp.: Ein Schüler ist maximal einer Klasse zugeordnet.Einer Klasse sind maximal n Schüler zugeordnet.

• Die Kardinalität kann zusätzlich eingeschränkt werden.

Bsp.: Eine Klasse hat minimal 8 und maximal 30 Schüler.

SchülerKlasse angehören1 n


[8,30][1,1]

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IK

Personen

E/R-Diagramme – Reflexive Beziehungstypen

• Beziehungen können auch auf dem gleichen Entitätstyp gelten, Selbstbeziehung oder Reflexive Beziehung. Bsp.: Heirat

Name: Meier Vorname: Klaus

Name: Bach Vorname: Stefan

Name: Meier Vorname: Sabine

Name: Bach-Meier Vorname: Petra

Name: Hurtig Vorname: Hans

Personen Heirat1

1oder n:m ?

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IK

E/R-Diagramme – Ist-Beziehung

• Die Ist-Beziehung gibt an, dass ein Entitätstyp eine Spezialisierung eines anderen Entitätstyps darstellt. Bsp.: „Lehrer“ spezialisiert „Person“

• Die Spezialisierungstypen erben die Attribute des Generalisierungstyps.

Generalisierungstyp

Spezialisierungstypen

Klasse

Person

Schüler Lehrer

ist ist

Titel

VornameName

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IK

Normalisierung von relationalen Schemata

• Im ersten Teil wurde eine bestehende Datenbank sukzessive erweitert und vor allem in mehrere Tabellen zerlegt, um Redundanzen zu vermeiden.

• Dieser Prozess kann in der sog. „Normalisierung“ formalisiert werden. Das Relationenschema wird dabei in die erste, zweite, dritte

usw. Normalform überführt. Immer mehr Redundanzen werden vermieden. Immer mehr Tabellen sind notwendig (und Anfragen werden

komplexer). Prozess wird in der Realität nur bis zu einem gewissen Grad

durchlaufen.

Weitergehendes mit Beispielen in: http://de.wikipedia.org/wiki/Normalisierung

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IN

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RM

AT

IK

Transformation E/R-Modell in relationales Schema

• Transformation von Entitätstypen Für jeden Entitätstyp eine Tabelle

Schüler

NameSNR

Vorname

Schueler

SNR Name Vorname

E/R

-Mod

ell

Rela

tion

ale

s Sch

em

a

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FO

RM

AT

IK


• Transformation von 1:n-Beziehungstypen Fremdschlüssel wird auf Seite der „Kind“-Klasse hinzugefügt

(kann, aber muss nicht der Name des Primärschlüssels sein).


NameSNR

Vorname

StufeKNR

Klasse

KNR Stufe

Schueler

SNR Name Vorname

E/R

-Mod

ell

Rela

tion

ale

s Sch

em

a

KNR

80

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RM

AT

IK


• Transformation von n:m-Beziehungstypen Einfügen eines Fremdschlüssels nicht möglich Separate Tabelle mit zwei Fremdschlüsseln

SchülerKurs besuchtn m

Schueler

SNR Name Vorname

NameSNR

Vorname

StufeKNR

Kurs

KNR Stufe

Fehlstunden

KNR

Besucht

Fehlst.SNR

E/R

-Mod

ell

Rela

tion

ale

s Sch

em

a

81

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RM

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IK


• Transformation von 1:1-Beziehungstypen z.B. das separate Speichern von sensiblen Daten zu Personen Separate Tabelle, wobei dort Primärschlüssel auch

Fremdschlüssel ist.

SchülerPrivatSchüler Zusatzdaten1 1

SchuelerPrivat

KonfessionSNR

Herkunft

NameSNRVorname

Schueler

SNR Name Vorname

E/R

-Mod

ell

Rela

tion

ale

s Sch

em

a

HerkunftKonfessionSNR

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IN

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RM

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IK


• Transformation der Ist-Beziehung Separate Tabelle, ähnlich der 1:1-Beziehung

E/R

-Mod

ell

Rela

tion

ale

s Sch

em

a

Person Schülerist

Name

VornamePNR SNR

Schulart

SchuelerPerson

SNR Name Vorname KonfessionSchulartSNR

Konfession

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IK

Tools für E/R-Diagramme

• DBDesigner4http://fabforce.net/dbdesigner4/

• Ungetestet: Mogwai ER-Designer

(http://sourceforge.net/projects/mogwai/) TOAD Data Modeler TOAD für MySQL (Beta)

http://www.toadsoft.com/toadmysql/Overview.htm

• Oder doch einfach mit Office-Programmen…

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RM

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IK

Aufgaben

• Erstellen Sie ein E/R-Modell und dann das relationale Schema.

„Schule“

• Es werden alle LehrerInnen mit ihren Namen, Vornamen, Kürzeln und Dienstgrad erfasst.

• Die Benutzer können im Internet eine Liste der Klassen mit ihren KlassenleiterInnen einsehen.

• Es ist eine Suche nach den Fachschaften der Schule möglich. Dabei werden auch alle LehrerInnen angezeigt, die der Fachschaft angehören.

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IK

Bibliothek … Anforderungskatalog

• Erstellen Sie ein E/R-Modell und dann das relationale Schema.

„Bibliothek“

• In der Bibliothek müssen Bücher erfasst werden. Eine Suche ist möglich über Sachgebiet, Autor, Titel, Erscheinungsort und –jahr, Verlag.

• Bei der Suche wird eine Liste aller verfügbaren Verlage vorgeblendet.

• Leser, die Bücher ausleihen wollen, müssen sich zuvor registrieren.

• Für ein Buch kann herausgefunden werden, ob es zur Zeit ausgeliehen ist und von wem.

• Um Schäden nachvollziehen zu können, können alle vorherigen Ausleiher ermittelt werden.

• Bei zu langer Ausleihe erfolgt eine Mahnung an den Leser. Das muss vermerkt werden.

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RM

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IK

Anfragen an die Bibliothek-Datenbank

• Eine Datenbank für das Schema kann fertig importiert werden!(Bibliotheks-DB_latin.sql)

1. Welche Bücher sind bei einem Verlag aus München erschienen?(214 Ergebnisse)

2. Welche Jugendbücher sind zur Zeit von welchem Leser ausgeliehen?Geben Sie den Buchtitel, den Lesernamen und das Datum der Ausleihe aus!(7 Ergebnisse)

3. Wie viele Bücher existieren zu jedem Sachgebiet?Geben Sie die Sachgebiete nach Anzahl absteigend sortiert aus.

4. Wie viele Bücher aus jedem Sachgebiet sind zur Zeit ausgeliehen?(Kinder: 14)

5. Welche Leser haben zur Zeit Bücher ausgeliehen?(49 Ergebnisse, Achtung Duplikate?)

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Arztpraxis … Anforderungskatalog

„Arztpraxis“

• Dr. Mager (kurz Ma) behandelt am 21.2.2005 den Patienten Willi Schäfer (Patientennummer 3012). Im Rahmen dieser Behandlung werden die folgenden Leistungen erbracht: Beratung, symptombezogene Untersuchung, Schutzimpfung. Jede dieser Leistungen ist über eine Nummer identifizierbar und kostet eine bestimmte Gebühr.

• Frau Dr. Hurtig (kurz Hu) wird am Sonntag (27.2.2005) zu einem Notfall gerufen. Patient Manfred Achilles ist beim Fußballspiel eine Sehne gerissen. In der Untersuchung vor Ort wird das Bein ruhig gestellt und der Patient ins Krankenhaus eingewiesen.

• Herr Dr. Alzheimer (kurz Al) besucht regelmäßig seine Patientin Paula Stein im Altenheim. Diese Untersuchung gilt als Vorsorgemaßnahme.

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RM

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IK

Agenda


Verwaltung MySQL



Ausblick




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RM

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IK

Zugriff auf MySQL über PHP

• Grundlegende Schritte jedes Datenbankzugriffs in PHP:

1. Verbindung mit dem Datenbanksystem aufbauen

Ergebnis der Verbindung ist eine Variable (Handle), mit der auf die Verbindung zugegriffen werden kann.

Fehler sollten (gerade hier) abgefangen (PHP-Konstrukt „or die“) und ausgegeben werden.

2. Datenbank auswählen

$link = mysql_connect($Host, $Benutzer, $Passwort) or die("DB-Verbindung unmöglich: " . mysql_error());

mysql_select_db($Datenbank) or die("Auswahl Datenbank unmöglich: " . mysql_error());

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RM

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3. Abfrage ausführen

Ergebnis ist eine Variable (Handle), mit der auf das Resultat der Anfrage zugegriffen werden kann.

4. Ergebnisse ausgeben Grundlegendes Problem

• Programmiersprachen sind iterativ• relationale Datenbanken (und damit SQL) sind

mengenorientiert Speicherung und „Durchlaufen“ der Ergebnisse notwendig

Für das Abrufen der Ergebnisse gibt es drei wesentliche Varianten:i. Arrayii. Assoziatives Arrayiii. Objektorientiert

5. Freigabe der Handles (kann entfallen)

$result = mysql_query($SQLText) or die("Anfrage fehlgeschlagen: " . mysql_error());

mysql_free_result($result);mysql_close($link);

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RM

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IK

Zugriff auf eine Spalte der Ergebniszeile

Auslesen und Speichern einerErgebniszeile als Array


• Ausgabe der Ergebnisse als Array mysql_fetch_array liefert eine komplette Zeile des

Ergebnisses als Array (Alternative: mysql_fetch_row) Nach der letzten Zeile wird FALSE zurückgegeben

while ($arrRow = mysql_fetch_array($result)){ echo "$arrRow[0] : $arrRow[1]";}

Schleife über alle Zeilen

des Ergebnisses

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FO

RM

AT

IK


Auslesen und Speichern einerErgebniszeile als Array


des Ergebnisses


• Ausgabe der Ergebnisse als assoziatives Array mysql_fetch_array liefert auch ein assoziatives Array, d.h.

es kann über die Spaltennamen zugegriffen werden. Problem: Spaltennamen müssen eindeutig sein

while ($arrRow = mysql_fetch_array($result)){ echo "$arrRow[Team1] : $arrRow[Team2]";}

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IN

FO

RM

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IK


Auslesen und Speichern einer

Ergebniszeile als objekt


• Ausgabe der Ergebnisse als Objekt mysql_fetch_object liefert eine komplette Zeile des

Ergebnisses als Objekt Nach der letzten Zeile wird FALSE zurückgegeben

while ($oRow = mysql_fetch_object($result)){ echo "$oRow->Team1 : $oRow->Team2";}


des Ergebnisses

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IN

FO

RM

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IK


• Weitere interessante Funktionen: mysql_num_rows($result)

• Gibt die Anzahl der Zeilen (Datensätze) im Ergebnis aus. mysql_num_fields($result)

• Gibt die Anzahl der Spalten im Ergebnis aus. mysql_field_name($result, 0)

• Name eines Feldes im Ergebnis. mysql_affected_rows()

• Liefert die Anzahl betroffener Datensätze einer vorhergehenden MySQL Operation wie z.B. DELETE, UPDATE

• Vereinfachung: Herstellen der Verbindung / Datenbankauswahl in eine

separate Include-Datei, die immer wieder verwendet werden kann.• include "_DBVerbindung.inc";

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IK

PHP und Datenbanken – Aufgaben

1. Erstellen Sie php-Anzeigeseiten für die Datenbank wm-stufe4.Verwenden Sie dazu Abfragen aus dem SQL-Teil.

2. Erstellen Sie eine Abfrage, bei der der Spielort eingegeben werden kann (HTML-Formular). Es werden dann alle Begegnungen an diesem Ort ausgegeben.

3. Erweiterung zu 2. : Die Liste der verfügbaren Orte wird vorgeblendet.

4. Geben Sie die Begegnungen aus.Es sollen Links in jeder Spalte sein, die eine Sortierung erlauben.

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IK

MySQL in Delphi

• In Delphi kann der Zugriff auf Datenbanken mittels Borland Database Engine (BDE) bzw. dbExpress erfolgen. Problem: Ab Delphi 5 ist die Datenbankunterstützung nur in

der Professional-Version enthalten.

Lösung: Verzicht auf Borland-Datenbank-Komponenten und Verwendung freier Zugriffssoftware MySQLDirect (http://www.sourceforge.net/projects/directsql)

• Units, die einen einfachen Datenbankzugriff erlauben

Einsteiger-Tutorial dazu: http://www.dsdt.info/tutorials/

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IK


ODBC Connector

• ODBC (Open DataBase Connectivity) ist ein (alter) Standard, um auf Datenquellen (insbesondere Datenbanken) zuzugreifen. gewisse Standardisierung und damit leichtere Portierung auf

andere Datenbanksysteme Zugriffsmöglichkeit für verschiedene Programme (Excel, Access,

Delphi, …) Muss für MySQL separat installiert werden (

http://mysql.org/downloads/connector/)

MySQL mit ODBC „anzapfen“

Darstellung


Server

Client

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MySQL mit ODBC „anzapfen“

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ODBC-Zugriff am Beispiel Excel 2003

• In Excel gibt es Probleme mit der erstellten Datenquelle: Ein Zeichen des Charactersets wird abgeschnitten. Lösung: Speicherung der Quelle als dsn-Datei. Daten Importieren mysql_Quelle_für_wm-stufe1.dsn

öffnen.

Diese Datei kann für eigene Zweckeleicht mit einem Editor angepasst werden.

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RM

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Agenda


Verwaltung MySQL



Ausblick



Ausblick

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Ausblick - Was hätte man noch alles behandeln können?

• Weitere Möglichkeiten von SQL Outer Joins Sub-Selects

• Datenbank-Management Zugriffsbeschleunigung über Indizes Verwaltung der physischen Speicherung

• storage engine InnoDB für MySQL• Sicherung der Datenbank

• Verändern der Datenbankinhalte mit SQL INSERT / DELETE / UPDATE

• Verändern der Datenbankstruktur über Anweisungen Data Definition Language (DDL)

• u.v.m.

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Software / Links

• XAMPP http://www.apachefriends.org/de/xampp.html

• Deutsche MySQL Seite http://www.mysql.de/ (englisch: http://mysql.com/)

• MySQL Gui Tools http://www.mysql.de/downloads/gui-tools/

• PHP-Dokumentation (mit MySQL Funktionen) http://www.php.net/download-docs.php

• Connectors (ODBC, JDBC, …) für MySQL http://www.mysql.de/downloads/connector/

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Software / Links

• Material zur MySQL-Verwendung von Klaus Merkert http://www.hsg-kl.de/faecher/inf/material/datenbanken/mysq

l/index.php

• Material zu DB allgemein von OSZ Handel, Berlin http://oszhdl.be.schule.de/gymnasium/faecher/informatik/dat

enbanken/index.htm

• u.v.m.

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Schemata der Beispieldatenbanken

• Schema zur Beispieldatenbank „schulverwaltung.sql“

Lehrer Faecher

Klassen

Klassenleiter

unterrichtet

n

m

n m

KBuchstabeKStufe Saal

LNR FNR FachName Vorname

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Schemata der Beispieldatenbanken

• Schema zur Beispieldatenbank „bibliothek.sql“

Buecher Ausleihe

BuchNr Autor …

Leser

LeserNr Nachname …

Leserprivat

LeserNr Geschlecht …

Ist Teil von

…zurueck

Verlag

VNR Name Ort

gibt heraus

n

1 1

1

n m

Informationssysteme / Datenbankabfragen

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