Χειρισμός δεδομένων με SQL

Διομήδης Σπινέλλης
Τμήμα Διοικητικής Επιστήμης και Τεχνολογίας
Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών
dds@aueb.gr

Το σχεσιακό μοντέλο δεδομένων

Ένα σύστημα διαχείρισης βάσης δεδομένων (ΣΔΒΔ) (database management system (DBMS)) αποτελείται από ένα σύνολο δεδομένων και προγράμματα πρόσβασης στα δεδομένα αυτά. Το σύνολο των δεδομένων καλείται βάση δεδομένων (database). Στόχος του ΣΔΒΔ είναι η εύκολη και γρήγορη χρήση και ανάκτηση των δεδομένων. Η διαχείριση των δεδομένων περιλαμβάνει:

τον ορισμό δομών για τη αποθήκευση των δεδομένων
τον ορισμό μεθόδων για τη διαχείριση των δεδομένων

Ο ορισμός της δομής της βάσης δεδομένων βασίζεται σε ένα μοντέλο δεδομένων το οποίο ορίζει τον τρόπο που περιγράφονται τα δεδομένα, οι σχέσεις τους, η σημασία τους και οι περιορισμοί πάνω στα δεδομένα αυτά.

Το σχεσιακό μοντέλο (relational model) δεδομένων παριστάνει δεδομένα και τις σχέσεις τους ως ένα σύνολο πινάκων. Κάθε πίνακας (table) αποτελείται από στήλες (columns) με μοναδικά ονόματα. Μια γραμμή (row) του πίνακα παριστάνει μια σχέση (relationship) ανάμεσα σε ένα σύνολο από τιμές. Ο πίνακας που ακολουθεί παριστάνει έναν τηλεφωνικό κατάλογο. Αποτελείται από δύο στήλες και πέντε γραμμές.

Όνομα Τηλέφωνο

Γιώργος 32560

Μαρία 61359

Θανάσης 98756

Λίνα 78999

Πέτρος 12356

Η SQL (structured query language) αποτελεί σήμερα την πιο διαδεδομένη γλώσσα διαχείρισης σχεσιακών βάσεων δεδομένων. Η SQL παρέχει δυνατότητες για:

τον ορισμό, τη διαγραφή και τη μεταβολή πινάκων και κλειδιών,
τη σύνταξη ερωτήσεων (queries),
την εισαγωγή, διαγραφή και μεταβολή στοιχείων,
τον ορισμό όψεων (views) πάνω στα δεδομένα,
τον ορισμό δικαιωμάτων πρόσβασης,
τον έλεγχο της ακεραιότητας των στοιχείων,
τον έλεγχο συναλλαγών (transaction)

Η SQL είναι ορισμένη ως διεθνές πρότυπο. Στις επόμενες ενότητες θα εξετάσουμε ένα υποσύνολο της SQL όπως υποστηρίζεται από την εγκατεστημένη στα εργαστήρια βάση δεδομένων Microsoft Access.

Στην περιγραφή της σύνταξης της SQL θα χρησιμοποιήσουμε τα παρακάτω σύμβολα:

[ έκφραση ]: η έκφραση εμφανίζεται προαιρετικά
έκφραση1 | έκφραση2: μπορεί να γραφεί η έκφραση1 ή η έκφραση2
έκφραση ...: η έκφραση μπορεί να επαναληφθεί

Τύποι δεδομένων

Τα δεδομένα κάθε στήλης ενός πίνακα πρέπει να έχουν ένα συγκεκριμένο τύπο. Οι βασικοί τύποι που υποστηρίζονται από την SQL είναι οι παρακάτω:

ΒΙΤ: Ναι ή Όχι
CURRENCY: Τιμή που παριστάνει με ακρίβεια αριθμούς από 922.337.203.685.477,5808 έως 922.337.203.685.477,5807
DATETIME: Χρόνος
SINGLE: Αριθμός κινητής υποδιαστολή μονής ακρίβειας
DOUBLE: Αριθμός κινητής υποδιαστολή διπλής ακρίβειας
SHORT: Ακέραιος 2 byte (-32768 έως 32767)
LONG: Ακέραιος 4 byte (-2.147.483.648 έως 2.147.483.647)
TEXT: Κείμενο μέχρι 255 χαρακτήρες
LONGTEXT: Κείμενο μέχρι 1.2GB

Δημιουργία πινάκων

Νέοι πίνακες δημιουργούνται με την εντολή CREATE TABLE. Αυτή συντάσσεται ως εξής:

CREATE TABLE όνομα_πίνακα (πεδίο1 τύπος [(μέγεθος)] [, πεδίο2 τύπος [(μέγεθος)] [, ...]]

Για παράδειγμα η εντολή

CREATE TABLE Customer (Name TEXT (20), AccountNum SHORT)

δημιουργεί τον πίνακα με όνομα Customer και με δύο στήλες: την Name και την AccountNum.

Αλλαγές σε πίνακες

Η εντολή ALTER TABLE επιτρέπει την προσθήκη νέων στηλών ή τη διαγραφή υπαρχόντων. Η προσθήκη νέων στηλών γίνεται με τη σύνταξη:

ALTER TABLE όνομα_πίνακα ADD COLUMN πεδίο τύπος[(μέγεθος)]

Για παράδειγμα η εντολή:

ALTER TABLE Customer ADD COLUMN Notes TEXT(25)

προσθέτει μια νέα στήλη στον πίνακα Customer.

Η διαγραφή υπαρχόντων στηλών γίνεται με τη σύνταξη:

ALTER TABLE όνομα_πίνακα DROP COLUMN πεδίο

Για παράδειγμα η εντολή:

ALTER TABLE Customer DROP COLUMN Notes

αφαιρεί τη στήλη Notes από τον πίνακα Customer.

Τέλος, η εντολή DROP TABLE επιτρέπει τη διαγραφή πινάκων. Για παράδειγμα η εντολή

DROP TABLE Customer

θα διαγράψει τον πίνακα Customer

Δείκτες

Η πρόσβαση στα στοιχεία ενός πίνακα γίνεται ταχύτερα όταν αυτά οργανωθούν με τη βοήθεια δεικτών. Ένας δείκτης ορίζεται για μια συγκεκριμένη στήλη ή στήλες και επιτρέπει τη γρήγορη πρόσβαση σε γραμμές με βάση τιμές της συγκεκριμένης στήλης. Ουσιαστικά όταν ορίζουμε έναν δείκτη το ΣΔΒΔ υλοποιεί μια δομή δεδομένων (π.χ. ταξινομημένο ή κατακερματισμένο πίνακα ή δένδρο) για γρήγορη πρόσβαση στα αντίστοιχα δεδομένα. Δείκτες δημιουργούνται με την εντολή CREATE INDEX. Η σύνταξή της είναι η παρακάτω:

CREATE [ UNIQUE ] INDEX όνομα_δείκτη
ON όνομα_πίνακα (πεδίο [ASC|DESC][, πεδίο [ASC|DESC], ...])

Η λέξη UNIQUE ορίζει πως δε θα επιτρέπονται διπλές εμφανίσεις μιας τιμής για το συγκεκριμένο δείκτη. Οι λέξεις ASC και DESC ορίζουν αύξουσα ή φθίνουσα ταξινόμηση του πίνακα με βάση το δείκτη. Παράδειγμα:

CREATE INDEX NameIdx ON Customer (Name)

Δημιουργεί το δείκτη NameIdx για τη στήλη Name στον πίνακα Customer.

Ένας δείκτης μπορεί να διαγραφεί με τη σύνταξη:

DROP INDEX όνομα_δείκτη ON όνομα_πίνακα

Προσθήκη στοιχείων

Προσθήκη δεδομένων σε έναν πίνακα γίνεται με την εντολή INSERT INTO σύμφωνα με τη σύνταξη:

INSERT INTO όνομα_πίνακα [(πεδίο1[, πεδίο2[, ...]])]
VALUES (τιμή1[, τιμή2[, ...])

Παράδειγμα:

INSERT INTO Customer (Name, AccountNum) VALUES ("Papadopoulos", 1234)

Επιλογή

Επιλογή δεδομένων από έναν ή περισσότερους πίνακες γίνεται με την εντολή SELECT σύμφωνα με την παρακάτω βασική σύνταξη:

SELECT πεδία
FROM πίνακες
[ WHERE κριτήρια ]

Απλό παράδειγμα:

SELECT Name, AccountNum FROM Customer WHERE Name LIKE "Pap*"

Τα πεδία μπορούν να είναι ονόματα πεδίων ή συγκεντρωτικές συναρτήσεις της SQL πάνω σε πεδία. Τέτοιες συναρτήσεις είναι οι παρακάτω:

Avg: Μέσος όρος
Count: Μέτρηση
Min: Ελάχιστο
Max: Μέγιστο
Sum: Σύνολο

Παράδειγμα:

SELECT Sum(AccountBalance) FROM Customer

Ο αστερίσκος ως ορισμός πεδίου επιλέγει όλα τα πεδία.

Τα κριτήρια αναζήτησης είναι εκφράσεις πάνω στα πεδία. Ορισμένοι βασικοί τελεστές είναι οι:

αριθμητικοί + - * / mod
σύγκρισης < <= > >> = <> like
λογικοί and or not

Παράδειγμα:

SELECT * FROM Customer WHERE Balance > 10000 AND Name LIKE "Papad*"

Βασικό στοιχείο του σχεσιακού μοντέλου είναι η αποθήκευση δεδομένων σε πίνακες που σχετίζονται μεταξύ τους. Έτσι για παράδειγμα ένας πίνακας μπορεί να φυλάει τα στοιχεία των πελατών και ένας άλλος τους λογαριασμούς. Με τον τρόπο αυτό τα στοιχεία ενός πελάτη που έχει πολλούς λογαριασμούς σε μια τράπεζα φυλάσσονται μόνο μια φορά. Ανάκτηση από δύο τέτοιους πίνακες γίνεται με τον προσδιορισμό τους στο SELECT μαζί με τη χρήση της κατάλληλης έκφρασης που θα ενώσει τους πίνακες. Παράδειγμα:

SELECT Customer, Balance FROM Customers, Accounts WHERE
Customer.AccountId = Accounts.AccountId

Αλλαγή

Αλλαγή σε στοιχεία γίνεται με την εντολή UPDATE σύμφωνα με τη σύνταξη:

UPDATE όνομα_πίνακα
SET πεδίο = νέα_τιμή
WHERE κριτήρια;

Παράδειγμα:

UPDATE Accounts
SET Balance=100000
WHERE AccountId = 12233

Διαγραφή

Διαγραφή γραμμών από έναν πίνακα γίνεται με την εντολή DELETE σύμφωνα με τη σύνταξη:

DELETE 
FROM όνομα_πίνακα
WHERE κριτήρια

Παράδειγμα:

DELETE
FROM Accounts
WHERE
AccountId = 123232

SQL στη Microsoft Access

Για να δώσουμε εντολές SQL στη Microsoft Access ακολουθούμε την παρακάτω διαδικασία:

Δημιουργούμε μια κενή βάση δεδομένων
View - Database objects - Queries
New - Design view
Show table - close
View - SQL
Γράφουμε την εντολή SQL που θέλουμε
Query - Run

Τα αποτελέσματα της εντολής μπορούμε να τα δούμε στην περιοχή Tables.

Βιβλιογραφία

D. D. Chamberlin, M. M. Astrahan, K. P. Eswaran, P. P. Griffiths, R. A. Lorie, J. W. Mehl, P. Reisner, and B. W. Wade. SEQUEL 2: A unified approach to data definition manipulation and control. IBM Journal of Research and Development, 20(6):560–575, November 1976.
Peter Pin-Shan Chen. The entity-relationship model — toward a unified view of data. ACM Transactions on Database Systems, 1(1):9–36, March 1976.
International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland. Information technology — Database languages — SQL, 1992. ISO/IEC 9075:1992.
Henry F. Korth and Abraham Silberschatz. Database System Concepts. McGraw-Hill, second edition, 1991.

Ασκήσεις

Άσκηση 10 (προαιρετική)

Ορίστε με βάση SQL έναν τηλεφωνικό κατάλογο με τους φίλους σας.
Εισάγετε μερικά ονόματα και τα τηλέφωνα
Ανακτήστε ένα τηλέφωνο με τον τελεστή LIKE
Μετρήστε τον αριθμό των φίλων σας με την έκφραση Count

Περιεχόμενα

Όνομα	Τηλέφωνο
Γιώργος	32560
Μαρία	61359
Θανάσης	98756
Λίνα	78999
Πέτρος	12356