SQL

Hier finden sich Erläuterungen zu allen SQL-Techniken, die für das Zentralabitur wichtig sind.

Zu diesen Techniken gibt es auch Aufgaben, die man zur Übung selber bearbeiten kann.

Grundlegende SQL-Befehle

• Informationen des Zentralabiturs (PDF): Datei:Datenbanken-Abi-2012.pdf
• SQL-Sprachelemente im Zentralabitur:
  • SELECT, SELECT DISTINCT, FROM, WHERE, GROUP BY, ORDER BY, ASC, DESC, JOIN, LEFT JOIN, RIGHT JOIN, ON, UNION, AS
  • Vergleichsoperatoren: =, !=, >, <, >=, <=, LIKE, BETWEEN, IN, NOT IN, IS NULL
  • Logische Operatoren: AND, OR, NOT
  • Funktionen: COUNT, SUM, MAX, MIN

Beispieldatenbank Schule

• An der Beispieldatenbank Schule können alle möglichen Datenbankabfragen durchprobiert werden.
• Die Beispieldatenbank ist mit Absicht sehr schmal gehalten, damit man die Ergebnisse von SQL-Abfragen noch überprüfen kann.
• Testen kann man SQL-Abfragen auf der Datenbank Schule hier. Die Zugangsdaten gibt's bei Herrn Kaibel

Relationenalgebra

Begriffsklärung: Relation: (hier:) Tabelle

Bei Datenbanken versteht man unter einer Relationenalgebra eine formale Sprache, mit der sich Abfragen über eine oder mehrere Tabellen (=Relationen) formulieren lassen. Sie erlaubt es, Tabellen miteinander zu verknüpfen, zu reduzieren oder komplexere Informationen daraus herzuleiten.

Selektion

Selektion bedeutet, dass Datensätze (=Zeilen) ausgewählt werden, die eine bestimmte Bedingung erfüllen.

Formuliere eine Selektionsabfrage, die alle Informationen zu Räumen mit mindestens 30 Plätzen zurückgibt.

SELECT * FROM raum r WHERE r.plaetze >= 30

Beachte: Das entscheidende Schlüsselwort für die Selektion ist WHERE, denn hier wird die Bedingung festgelegt.

Projektion

Unter Projektion versteht man die Reduktion der Informationen in dem Ergebnis auf ein oder mehrere Attribute (=Spalten). Doppelte Zeilen werden dabei entfernt.

Formuliere für die Tabelle raum eine Projektionsabfrage, die die Etagen mit Projektion wiedergibt.

 SELECT DISTINCT r.etage
 FROM raum r

Beachte: Entscheidend für die Projektion ist es, dass man bei SELECT einzelne Attribute angibt (anstelle von *).

Mithilfe des Schlüsselwortes DISTINCT erreicht man, dass die doppelten Zeilen entfernt werden.

Vereinigung

Vereinigung bedeutet, dass die Ergebnis-Datensätze von zwei Abfragen zu einem Ergebnis zusammengefügt werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Attribute gleich sind.

Formuliere eine Abfrage, die Name und Vorname von allen Lehrern UND Schülern wiedergibt.

SELECT l.name, l.vorname
FROM lehrer l
UNION
SELECT s.name, s.vorname
FROM schueler s

Differenz

Differenz bedeutet, dass die Ergebnis-Datensätze einer Abfrage a1 von den Ergebnis-Datensätzen einer Abfrage a0 abgezogen werden - es bleibt dann ein Rest übrig.

Formuliere eine Abfrage, die alle Klassen ausgibt, die KEIN Mathematik haben.

Idee: Die Schüler, die Mathematik haben, von allen Schülern abziehen.

SELECT k.name
FROM klasse k
WHERE k.id NOT IN(SELECT u.klasse_id 
                  FROM unterricht u 
                  WHERE u.fach='Mathe')

Kartesisches Produkt

In der Mathematik bezeichnet man als kartesisches Produkt (nach René Descartes) zweier Mengen A und B die Menge aller geordneten Paare (a,b), wobei a aus A und b aus B ist. (Kombination: „Jedes mit jedem“.) Geschrieben wird es als A x B gelesen als A kreuz B.

Kurz: Jeder mit jedem.

Formuliere eine Abfrage für das kartesische Produkt von den Tabellen klasse und schueler.

SELECT *
FROM klasse k, schueler s 

Diese Abfrage liefert als Ergebnis "Jeder mit jedem". Inhaltlich ist das nicht sinnvoll.

Damit das kartesische Produkt sinnvoll wird, braucht man einen Abgleich zwischen den Tabellen; vgl. SQL-Abfrage über mehrere verknüpfte Tabellen

Umbenennung

Attribute können umbenannt werden.

Formuliere eine Abfrage über die Attribute klasse_id, lehrer_id, raum_id, fach und stunden der Tabelle unterricht. Dabei soll klasse_id in klassen-nr, lehrer_id in lehrer_nr und raum_id in raum-nr umbenannt werden.

SELECT u.klassen_id AS klassen-nr,u.lehrer_id AS Lehrer-nr,u.raum_id AS Raum-nr,u.fach,u.stunden
FROM unterricht u

Join

Join ist die Bildung eines kartesischen Produktes gefolgt von einer Selektion, die den (richtigen) Abgleich zwischen den beiden Tabellen leistet.

Formuliere eine Abfrage, die einen Join zwischen den Tabellen klasse und schueler durchführt. Bewerte das Ergebnis inhaltlich: In welchen Zusammenhängen braucht man Join?

SELECT s.name AS schuelername, k.name AS klassename
FROM schueler s JOIN klasse k
ON s.klasse_id = k.id

Mit einem JOIN werden nur VOLLSTÄNDIGE Datensätze angezeigt. D.h. im Beispiel fallen Schüler, die keine Klasse haben, und Klassen, die keine Schüler haben, raus.

Der Join entspricht der SQL-Abfrage über mehrere verknüpfte Tabellen

Left-Join

Beim Left Join werden auch die Zeilen der linken Tabelle aufgeführt, die keinen Partner in der rechten Tabelle haben. In der rechten Tabelle wird ggf. mit NULL aufgefüllt.

Formuliere eine Abfrage, die einen Left-Join zwischen den Tabellen klasse und schueler durchführt. Bewerte das Ergebnis inhaltlich: In welchen Zusammenhängen braucht man Left-Join?

 SELECT s.name AS schuelername, k.name AS klassename
 FROM schueler s LEFT JOIN klasse k
 ON s.klasse_id = k.id

Beim LEFT JOIN werden ALLE Daten der LINKEN Entitätsmenge angezeigt. Im Beispiel werden also auch die Schüler angezeigt, die keine Klasse haben.

Right-Join

Beim Right Join werden auch die Zeilen der rechten Tabelle aufgeführt, die keinen Partner in der linken Tabelle haben. In der linken Tabelle wird ggf. mit NULL aufgefüllt.

Formuliere eine Abfrage, die einen Right-Join zwischen den Tabellen klasse und schueler durchführt.

 SELECT s.name AS schuelername, k.name AS klassename
 FROM schueler s RIGHT JOIN klasse k
 ON s.klasse_id = k.id

Beim RIGHT JOIN werden ALLE Daten der RECHTEN Entitätsmenge angezeigt. Im Beispiel werden also auch die Klassen angezeigt, die keine Schüler haben.

SQL-Abfrage über mehrere verknüpfte Tabellen

Formuliere eine Abfrage, die angibt, in welchen Räumen die Klasse 8a unterrichtet wird. Die Abfrage läuft über die Tabellen klasse, unterricht und raum.

SELECT r.nummer
FROM klasse k, unterricht u, raum r  
WHERE r.id=u.raum_id
AND u.klasse_id=k.id
AND k.name = '8a'

Wichtig: bei Abfragen über mehrere Tabellen braucht man einen Abgleich weniger als man Tabellen abfragt.

Im Beispiel werden drei Tabellen abgefragt; deswegen braucht man zwei Abgleiche.

IS NULL

Formuliere eine Abfrage, die alle Schüler zurückgibt, die keine Klasse haben.

 SELECT s.name AS schuelername, k.name AS klassename
 FROM schueler s LEFT JOIN klasse k
 ON s.klasse_id = k.id
 WHERE k.id IS NULL

Beim LEFT JOIN werden ALLE Daten der LINKEN Entitätsmenge angezeigt, also auch die Schüler, die keine Klasse haben. Diese Schüler werden durch k.id IS NULL ausgewählt.

Abfragen, bei denen man mehrere Variablen einer Entitätsmenge braucht

Formuliere eine Abfrage, die alle Räume wiedergibt, die mehr Plätze haben als Raum R203.

Idee: Man hat den Raum r1 mit der Nummer "R203". Außerdem hat man den gesuchten Raum r2, der mehr Plätze hat als Raum r1.

 SELECT r2.nummer
 FROM raum r1, raum r2
 WHERE r1.nummer = "R203"
 AND r2.plaetze > r1.plaetze

Weitere SQL-Befehle

BETWEEN

Mit BETWEEN ... AND kann man Intervalle angeben.

Beispiel:

  SELECT r.nummer, r.plaetze
  FROM raum r
  WHERE r.plaetze BETWEEN 30 AND 50

Verschachtelte SQL-Abfragen

Verschachtelte SQL-Abfragen können nicht nur bei Abfragen mit IN oder NOT IN vorkommen.

So kann man z.B. auch die Tabelle, die man bei FROM angibt, durch eine eigene SELECT-Anfrage selber definieren.

Beispiel: Eine Liste der Fächer, die in der unteren Etage unterrichtet werden.

 SELECT u.fach, unten.nummer
 FROM unterricht u, 
 (
   SELECT r.id AS id, r.nummer AS nummer
   FROM raum r 
   WHERE r.etage = 'unten'
 ) AS unten
 WHERE u.raum_id = unten.id

Erläuterung:

In FROM wird in einer SELECT Abfrage eine Tabelle "unten" definiert, die die id und die nummer aller Räume aus der unteren Etage enthält.

Auf diese Tabelle unten kann in der äußeren SELECT-Abfrage ganz normal zugegriffen werden.

WICHTIG: Man muss der inneren SELECT-Abfrage mithilfe von AS einen Namen geben - nur dann ist sie in der äußeren SELECT-Abfrage ansprechbar.