SQL

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SQL ist eine Datenbanksprache zur Definition von Datenstrukturen in relationalen Datenbanken sowie zum Bearbeiten (Einfügen, Verändern, Löschen) und Abfragen von darauf basierenden Datenbeständen.

Die Sprache basiert auf der relationalen Algebra, ihre Syntax ist relativ einfach aufgebaut und semantisch an die englische Umgangssprache angelehnt. Ein gemeinsames Gremium von ISO und IEC standardisiert die Sprache unter Mitwirkung nationaler Normungsgremien wie ANSI oder DIN. Fast alle gängigen Datenbanksysteme unterstützen SQL – allerdings in unterschiedlichem Umfang und leicht voneinander abweichenden „Dialekten“. Durch den Einsatz von SQL strebt man die Unabhängigkeit der Anwendungen vom eingesetzten Datenbankmanagementsystem an.

Die Bezeichnung SQL (offizielle Aussprache [ɛskjuːˈɛl], oft aber auch [ˈsiːkwəl] nach dem Vorgänger) wird im allgemeinen Sprachgebrauch als Abkürzung für „Structured Query Language“ aufgefasst, obwohl sie laut Standard ein eigenständiger Name ist. Die Bezeichnung leitet sich von dem Vorgänger SEQUEL ([ˈsiːkwəl], Structured English Query Language) ab, welche mit Beteiligung von Edgar F. Codd (IBM) in den 1970er Jahren von Donald D. Chamberlin und Raymond F. Boyce entworfen wurde. SEQUEL wurde später in SQL umbenannt, weil SEQUEL ein eingetragenes Warenzeichen der Hawker Siddeley Aircraft Company ist.[1]

Sprachelemente und Beispiele[Bearbeiten]

SQL-Schnittstelle

SQL-Befehle lassen sich in drei Kategorien unterteilen (Zuordnung nach der Theorie der Datenbanksprachen in Klammern):

Die Bezeichnung SQL bezieht sich auf das englische Wort „query“ (deutsch: „Abfrage“). Mit Abfragen werden die in einer Datenbank gespeicherten Daten abgerufen, also dem Benutzer oder einer Anwendersoftware zur Verfügung gestellt.

Das Ergebnis einer Abfrage sieht wiederum aus wie eine Tabelle und kann oft auch wie eine Tabelle angezeigt, bearbeitet und weiterverwendet werden.

Die grundlegenden Befehle und Begriffe werden anhand des folgenden Beispiels erklärt:

ER-Diagramm: SQL-Beispiel
Relationen:
Student
MatrNr Name
26120 Fichte
25403 Jonas
27103 Fauler
hört
MatrNr VorlNr
25403 5001
26120 5001
26120 5045
Vorlesung
VorlNr Titel PersNr
5001 ET 15
5022 IT 12
5045 DB 12
Professor
PersNr Name
12 Wirth
15 Tesla
20 Urlauber

einfachste Abfrage[Bearbeiten]

SELECT *
FROM Student;

listet alle Spalten und alle Zeilen der Tabelle Student auf.

Ergebnis:

MatrNr Name
26120 Fichte
25403 Jonas
27103 Fauler

Abfrage mit Spaltenauswahl[Bearbeiten]

SELECT VorlNr, Titel
FROM Vorlesung;

listet die Spalten VorlNr und Titel aller Zeilen der Tabelle Vorlesung auf.

Ergebnis:

VorlNr Titel
5001 ET
5022 IT
5045 DB

Abfrage mit eindeutigen Werten[Bearbeiten]

SELECT DISTINCT MatrNr
FROM hört;

listet nur unterschiedliche Einträge der Spalte MatrNr aus der Tabelle hört auf. Dies zeigt die Matrikelnummern aller Studenten, die mindestens eine Vorlesung hören, wobei mehrfach auftretende Matrikelnummern nur einmal ausgegeben werden.

Ergebnis:

MatrNr
25403
26120

Abfrage mit Umbenennung[Bearbeiten]

SELECT MatrNr AS Matrikelnummer, Name
FROM Student;

listet die Spalten MatrNr und Name aller Zeilen der Tabelle Student auf. MatrNr wird beim Anzeigeergebnis als Matrikelnummer aufgeführt.

Ergebnis:

Matrikelnummer Name
26120 Fichte
25403 Jonas
27103 Fauler

Abfrage mit Filter[Bearbeiten]

SELECT VorlNr, Titel
FROM Vorlesung
WHERE Titel = 'ET';

listet VorlNr und Titel aller derjenigen Zeilen der Tabelle Vorlesung auf, deren Titel 'ET' ist.

Die solchermaßen strukturierte, häufig verwendete Anweisung wird nach den Anfangsbuchstaben auch als „SFW-Block“ bezeichnet.

Ergebnis:

VorlNr Titel
5001 ET

Abfrage mit Filter nach Inhalt[Bearbeiten]

SELECT Name
FROM Student
WHERE Name LIKE 'F%';

listet die Namen aller Studenten auf, deren Namen mit F beginnen. (im Beispiel: Fichte und Fauler).

LIKE kann mit verschiedenen Platzhaltern belegt werden: _ steht für ein fehlendes Zeichen und % steht für eine beliebige Zeichenfolge. So können mit der Abfrage auch Felder nach Inhalt durchsucht werden.

Ergebnis:

Name
Fichte
Fauler

Abfrage mit Filter und Sortierung[Bearbeiten]

SELECT Vorname, Name, StrasseNr, Plz, Ort
FROM Student
WHERE Plz = '20095'
ORDER BY Name;

listet Vorname, Name, StrasseNr, Plz und Ort aller Studenten aus dem angegebenen Postleitzahlbereich, sortiert nach Nachnamen, auf.

Abfrage mit verknüpften Tabellen[Bearbeiten]

SELECT Vorlesung.VorlNr, Vorlesung.Titel, Professor.PersNr, Professor.Name
FROM Professor, Vorlesung
WHERE Professor.PersNr = Vorlesung.PersNr;

Die Aufzählung hinter FROM legt die Datenquellen fest: an dieser Stelle können mit Hilfe sogenannter JOINs mehrere Tabellen über Schlüsselfelder miteinander verknüpft werden, so dass Daten aus verschiedenen Tabellen zusammengeführt und angezeigt werden.

Innerer natürlicher Verbund: Alle Datensätze aus den Tabellen Professor und Vorlesung, die den gleichen Wert im Feld PersNr haben. Professoren ohne Vorlesung und Vorlesungen ohne Professor werden damit nicht angezeigt.

Dies ist theoretisch äquivalent zu:

SELECT Vorlesung.VorlNr, Vorlesung.Titel, Professor.PersNr, Professor.Name
FROM Professor INNER JOIN Vorlesung
ON Professor.PersNr = Vorlesung.PersNr;

Vorsicht: Nicht alle Implementierungen verstehen die Schlüsselwörter „INNER“, „OUTER“ und „JOIN“.

Tabellen können auch ohne Verwendung von Schlüsselfeldern miteinander verknüpft werden:

SELECT Vorlesung.Titel, Professor.Name
FROM Professor, Vorlesung
WHERE Professor.PersNr = Vorlesung.PersNr;

Ergebnis:

Titel Name
ET Tesla
IT Wirth
DB Wirth

Linker äußerer Verbund[Bearbeiten]

SELECT Vorlesung.VorlNr, Vorlesung.Titel, Professor.PersNr, Professor.Name
FROM Professor LEFT OUTER JOIN Vorlesung
ON Professor.PersNr = Vorlesung.PersNr;

Äußerer linker Verbund: Alle Datensätze der Tabelle Professor und alle Datensätze aus beiden Tabellen, die den gleichen Wert im Feld PersNr haben. Professoren ohne Vorlesung sind enthalten, Vorlesungen ohne Professor sind nicht enthalten.

Die folgende Abfrage liefert nur diejenigen Datensätze, zu denen kein passender Datensatz im linken äußeren Verbund existiert (alle Professoren, die keine Vorlesungen halten):

SELECT Professor.PersNr, Professor.Name
FROM Professor LEFT OUTER JOIN Vorlesung
ON Professor.PersNr = Vorlesung.PersNr
WHERE Vorlesung.PersNr IS NULL;

Das Gleiche mittels einer Unterabfrage:

SELECT a.PersNr, a.Name
FROM Professor a
WHERE NOT EXISTS (SELECT * FROM Vorlesung WHERE PersNr = a.PersNr);

Gruppierung mit Aggregat-Funktionen[Bearbeiten]

SELECT COUNT(Vorlesung.PersNr) AS Anzahl, Professor.PersNr, Professor.Name
FROM Professor LEFT OUTER JOIN Vorlesung
ON Professor.PersNr = Vorlesung.PersNr
GROUP BY Professor.Name, Professor.PersNr;

Äußerer linker Verbund und Gruppierung, Aggregation: Zählt die Anzahl der Vorlesungen pro Professor.

Bemerkung: COUNT(Professor.PersNr) oder COUNT(*) wären falsch (Nullwerte sollen nicht mitgezählt werden).

Zusammenfassung[Bearbeiten]

Zusammengefasst sind die wichtigsten Elemente einer SQL-SELECT-Abfrage wie folgt anzugeben:

SELECT [DISTINCT] Auswahlliste [AS Spaltenalias]
FROM Quelle [ [AS] Tabellenalias]
[WHERE Where-Klausel]
[GROUP BY (Group-by-Attribut)+]
[HAVING Having-Klausel]
[ORDER BY (Sortierungsattribut [ASC|DESC])+];

Erläuterung:

  • DISTINCT gibt an, dass aus der Ergebnisrelation gleiche Ergebnistupel entfernt werden sollen. Es wird also jeder Datensatz nur einmal ausgegeben, auch wenn er mehrfach in der Tabelle vorkommt. Sonst liefert SQL eine Multimenge zurück.
  • Auswahlliste bestimmt, welche Spalten der Quelle auszugeben sind (* für alle) und ob Aggregatfunktionen anzuwenden sind. Wie bei allen anderen Aufzählungen werden die einzelnen Elemente mit Komma voneinander getrennt.
  • Quelle gibt an, wo die Daten herkommen. Es können Relationen und Sichten angegeben werden und miteinander als kartesisches Produkt oder als Verbund (JOIN, ab SQL-92) verknüpft werden. Mit der zusätzlichen Angabe eines Namens können Tupelvariablen besetzt werden, also Relationen für die Abfrage umbenannt werden (vgl. Beispiele).
  • Where-Klausel bestimmt Bedingungen, auch Filter genannt, unter denen die Daten ausgegeben werden sollen. In SQL ist hier auch die Angabe von Unterabfragen möglich, so dass SQL streng relational vollständig wird.
  • Group-by-Attribut legt fest, ob unterschiedliche Werte als einzelne Zeilen ausgegeben werden sollen (GROUP BY = Gruppierung) oder aber die Feldwerte der Zeilen durch Aggregationen wie Addition (SUM), Durchschnitt (AVG), Minimum (MIN), Maximum (MAX) zu einem Ergebniswert zusammengefasst werden, der sich auf die Gruppierung bezieht.
  • Having-Klausel ist wie die Where-Klausel, nur dass sich die angegebene Bedingung auf das Ergebnis einer Aggregationsfunktion bezieht, zum Beispiel HAVING SUM (Betrag) > 0.
  • Sortierungsattribut: nach ORDER BY werden Attribute angegeben, nach denen sortiert werden soll. Die Standardvoreinstellung ist ASC, das bedeutet aufsteigende Sortierung, DESC ist absteigende Sortierung.

Mengenoperatoren können auf mehrere SELECT-ABFRAGEN angewandt werden, die gleich viele Attribute haben und bei denen die Datentypen der Attribute übereinstimmen:

  • UNION vereinigt die Ergebnismengen. In einigen Implementierungen werden mehrfach vorkommende Ergebnistupel wie bei DISTINCT entfernt, ohne dass „UNION DISTINCT“ geschrieben werden muss bzw. darf.
  • UNION ALL vereinigt die Ergebnismengen. Mehrfach vorkommende Ergebnistupel bleiben erhalten. Einige Implementierungen interpretieren aber „UNION“ wie „UNION ALL“ und verstehen das „ALL“ möglicherweise nicht und geben eine Fehlermeldung aus.
  • EXCEPT liefert die Tupel, die in einer ersten, jedoch nicht in einer zweiten Ergebnismenge enthalten sind. Mehrfach vorkommende Ergebnistupel werden entfernt.
  • MINUS ist ein analoger Operator wie EXCEPT, der von manchen SQL-Dialekten alternativ benutzt wird.
  • INTERSECT liefert die Schnittmenge zweier Ergebnismengen. Mehrfach vorkommende Ergebnistupel werden entfernt.

Redundanz[Bearbeiten]

Hauptartikel: Normalisierung (Datenbank)

Ein Grundsatz des Datenbankdesigns ist, dass in einer Datenbank keine Redundanzen auftreten sollen. Dies bedeutet, dass jede Information, also z. B. eine Adresse, nur genau einmal gespeichert wird.

Beispiel: in der Teilnehmerliste einer Vorlesung werden die Adressen nicht erneut erfasst, sondern nur indirekt über die Matrikelnummer. Um dennoch eine Teilnehmerliste mit Adressen zu erstellen, erfolgt eine SELECT-Abfrage, in der die Teilnehmertabelle mit der Studententabelle verknüpft wird (siehe oben: JOIN).

In manchen Fällen ist die Performance einer Datenbank besser, wenn sie nicht (vollständig) normalisiert wird. In diesem Falle werden in der Praxis oft Redundanzen bewusst in Kauf genommen, um zeitaufwändige und komplexe Joins zu verkürzen und so die Geschwindigkeit der Abfragen zu erhöhen. Man spricht auch von einer Denormalisierung einer Datenbank. Wann (und ob überhaupt) eine Denormalisierung sinnvoll ist, ist umstritten und hängt von den Umständen ab.

Schlüssel[Bearbeiten]

Hauptartikel: Schlüssel (Datenbank)

Während die Informationen auf viele Tabellen verteilt werden müssen, um Redundanzen zu vermeiden, sind Schlüssel das Mittel, um diese verstreuten Informationen miteinander zu verknüpfen.

So hat in der Regel jeder Datensatz eine eindeutige Nummer oder ein anderes eindeutiges Feld, um ihn zu identifizieren. Diese Identifikationen werden als Schlüssel bezeichnet.

Wenn dieser Datensatz in anderen Zusammenhängen benötigt wird, wird lediglich sein Schlüssel angegeben. So werden bei der Erfassung von Vorlesungsteilnehmern nicht deren Namen und Adressen, sondern nur deren jeweilige Matrikelnummer erfasst, aus der sich alle weiteren Personalien ergeben.

So kann es sein, dass manche Datensätze nur aus Schlüsseln (meist Zahlen) bestehen, die erst in Verbindung mit Verknüpfungen verständlich werden. Der eigene Schlüssel des Datensatzes wird dabei als Primärschlüssel bezeichnet. Andere Schlüssel im Datensatz, die auf die Primärschlüssel anderer Tabellen verweisen, werden als Fremdschlüssel bezeichnet.

Schlüssel können auch aus einer Kombination mehrerer Angaben bestehen. Z. B. können die Teilnehmer einer Vorlesung durch die eindeutige Kombination von Vorlesungsnummer und Studentennummer identifiziert werden, so dass die doppelte Anmeldung eines Studenten zu einer Vorlesung ausgeschlossen ist.

Referentielle Integrität[Bearbeiten]

Hauptartikel: Referentielle Integrität

Referentielle Integrität bedeutet, dass Datensätze, die von anderen Datensätzen verwendet werden, in der Datenbank auch vollständig vorhanden sind.

Im obigen Beispiel bedeutet dies, dass in der Teilnehmertabelle nur Matrikel-Nummern gespeichert sind, die es in der Studenten-Tabelle auch tatsächlich gibt.

Diese wichtige Funktionalität kann (und sollte) bereits von der Datenbank überwacht werden, so dass z. B.

  • nur vorhandene Matrikelnummern in die Teilnehmertabelle eingetragen werden können,
  • der Versuch, den Datensatz eines Studenten, der schon eine Vorlesung belegt hat, zu löschen, entweder verhindert wird (Fehlermeldung) oder der Datensatz auch gleich aus der Teilnehmertabelle entfernt wird (Löschweitergabe) und
  • der Versuch, die Matrikelnummer eines Studenten, der schon eine Vorlesung belegt hat, zu ändern, entweder verhindert wird (Fehlermeldung) oder der Eintrag in der Teilnehmertabelle gleich mitgeändert wird (Aktualisierungsweitergabe).

Widersprüchlichkeit von Daten wird allgemein als Dateninkonsistenz bezeichnet. Diese besteht, wenn Daten bspw. die Integritätsbedingungen (z. B. Constraints oder Fremdschlüsselbeziehungen) nicht erfüllen.

Ursachen für Dateninkonsistenzen können Fehler bei der Analyse des Datenmodells, fehlende Normalisierung des ERM oder Fehler in der Programmierung sein.

Zum letzteren gehören die Lost-Update-Phänomene sowie die Verarbeitung von zwischenzeitlich veralteten Zwischenergebnissen. Dies tritt vor allem bei der Online-Verarbeitung auf, da dem Nutzer angezeigte Werte nicht in einer Transaktion gekapselt werden können.

Beispiel:
Transaktion A liest Wert x
Transaktion B verringert Wert x um 10
Transaktion A erhöht den gespeicherten Wert von x um eins und schreibt zurück
Ergebnis x' = x+1
Die Änderung von B ist verloren gegangen

SQL-Datentypen[Bearbeiten]

Hauptartikel: Datentypen

In den oben vorgestellten Befehlen create table und alter table wird bei der Definition jeder Spalte angegeben, welchen Datentyp die Werte dieser Spalte annehmen können. Dazu liefert SQL eine ganze Reihe standardisierter Datentypen mit. Die einzelnen DBMS-Hersteller haben diese Liste jedoch um eine Unzahl weiterer Datentypen erweitert. Die wichtigsten Standarddatentypen sind:

integer
Ganze Zahl (positiv oder negativ), wobei je nach Zahl der verwendeten Bits Bezeichnungen wie smallint, tinyint oder bigint verwendet werden. Die jeweiligen Grenzen und die verwendete Terminologie sind vom Datenbanksystem definiert.
numeric (n, m) oder decimal (n, m)
Festkommazahl (positiv oder negativ) mit insgesamt maximal n Stellen, davon m Nachkommastellen. Wegen der hier erfolgenden Speicherung als Dezimalzahl ist eine besonders für Geldbeträge notwendige Genauigkeit gegeben.
float (m)
Gleitkommazahl (positiv oder negativ) mit maximal m Nachkommastellen.
real
Gleitkommazahl (positiv oder negativ). Die Genauigkeit für diesen Datentyp ist jeweils vom Datenbanksystem definiert.
double oder double precision
Gleitkommazahl (positiv oder negativ). Die Genauigkeit für diesen Datentyp ist jeweils vom Datenbanksystem definiert.
float und double
sind für technisch-wissenschaftliche Werte geeignet und umfassen auch die Exponentialdarstellung. Wegen der Speicherung im Binärformat sind sie aber für Geldbeträge nicht geeignet, weil sich beispielsweise der Wert 0,10 € (entspricht 10 Cent) nicht exakt abbilden lässt.
character (n) oder char (n)
Zeichenkette Text mit n Zeichen.
varchar (n) oder character varying (n)
Zeichenkette (also Text) von variabler Länge, aber maximal n druckbaren und/oder nicht druckbaren Zeichen. Die Variante varchar2 ist für Oracle spezifisch, ohne dass sie sich tatsächlich unterscheidet.
date
Datum (ohne Zeitangabe)
time
Zeitangabe (evtl. inklusive Zeitzone)
timestamp
Zeitstempel (umfasst Datum und Uhrzeit; evtl. inklusive Zeitzone), meistens mit Millisekundenauflösung, teilweise auch mikrosekundengenau
boolean
Boolesche Variable (kann die Werte true(wahr) oder false (falsch) annehmen). Dieser Datentyp ist laut SQL:2003 optional und nicht alle DBMS stellen diesen Datentyp bereit.
blob (n) oder binary large object (n)
Binärdaten von maximal n Bytes Länge.
clob (n) oder character large object (n)
Zeichenketten mit maximal n Zeichen Länge.

Wenn es die Tabellendefinition erlaubt, können Attribute auch den Wert NULL annehmen, wenn kein Wert bekannt ist oder aus anderen Gründen kein Wert gespeichert werden soll. Der NULL-Wert ist von allen anderen möglichen Werten des Datentyps verschieden.

Transaktion, Commit und Rollback[Bearbeiten]

Hauptartikel: Transaktion (Informatik)

Eine Transaktion bezeichnet eine Menge von Datenbankänderungen, die zusammen ausgeführt werden (müssen). So ist beispielsweise die Buchung (als Transaktion) eines Geldbetrags durch zwei atomare Datenbankoperationen „Abbuchen des Geldbetrages von Konto A“ und „Buchung des Geldbetrages auf Konto B“ gekennzeichnet. Kann die vollständige Abarbeitung der elementaren Datenbankoperationen der Transaktion nicht durchgeführt werden (z. B. aufgrund eines Fehlers), müssen alle durchgeführten Änderungen an dem Datenbestand auf den Ausgangszustand zurückgesetzt werden.

Der Vorgang, der alle Änderungen einer Transaktion zurücksetzt, wird als Rollback bezeichnet. Der Begriff Commit bezeichnet das Ausführen einer Transaktion. Transaktionen sind eine Möglichkeit, die Konsistenz des Datenbestandes zu sichern. Im Beispiel der doppelten Kontenführung wird durch das Verhindern von ungültigen Teilbuchungen eine ausgeglichene Kontobilanz gewährleistet.

Datenbanken erlauben es zum Teil, bestimmte Befehle außerhalb einer Transaktion auszuführen. Darunter fällt insbesondere das Laden von Daten in Tabellen oder das Exportieren von Daten mittels Utilities. Manche DBMS erlauben das temporäre Abschalten der Transaktionslogik sowie einiger Kontrollen zur Erhöhung der Verarbeitungsgeschwindigkeit. Dies muss allerdings meist durch einen expliziten Befehl erzwungen werden, um ein versehentliches Ändern von Daten außerhalb einer Transaktion zu vermeiden. Solche Änderungen können, falls eine Datenbankwiederherstellung erforderlich ist, zu schweren Problemen oder gar Datenverlusten führen. Eine Transaktion wird mit der SQL-Anweisung Commit beendet. Alle Änderungen der Transaktion werden persistent gemacht, und das DBMS stellt durch geeignete (interne) Mittel (z. B. Logging) sicher, dass diese Änderungen nicht verloren gehen.

Mit dem Befehl Rollback wird eine Transaktion ebenfalls beendet, es werden jedoch alle Änderungen seit Beginn der Transaktion rückgängig gemacht. Das heißt, der Zustand des Systems (in Bezug auf die Änderungen der Transaktion) ist der gleiche wie vor der Transaktion.

Programmieren mit SQL[Bearbeiten]

Programmierschnittstelle[Bearbeiten]

Das ursprüngliche SQL war keine Turing-vollständige Programmiersprache, es ermöglichte also nicht die Realisierung von beliebigen Computerprogrammen. Mittlerweile lässt es sich mit anderen Programmiersprachen kombinieren, um eine Programmierung im engeren Sinne zu ermöglichen. Hierfür gibt es unterschiedliche Techniken.

  • Mit Embedded SQL können SQL-Anweisungen im Quelltext eines Programms, typischerweise in C, C++, COBOL, Ada, Pascal o. Ä. geschrieben, eingebettet werden. Während der Programmvorbereitung übersetzt ein Precompiler die SQL-Befehle in Funktionsaufrufe. Embedded SQL ist Teil des ANSI SQL – Standards. Beispiele für Implementierungen: SQLJ für Java, Pro*C für C, C++, ADO und ADO.NET.
  • Herkömmliche Programmierschnittstellen erlauben die direkte Übergabe von SQL-Befehlen an Datenbanksysteme über Funktionsaufrufe. Beispiele: ODBC, JDBC, ADO.
  • Persistenz-Frameworks wie etwa Hibernate oder iBATIS abstrahieren vom Datenbankzugriff und ermöglichen objektorientierte Verarbeitung von relationalen Datenbanken in einer objektorientierten Programmiersprache (z. B. Java oder C#)
  • Mit dem Teil 4 SQL/PSM des Standards werden Konstrukte wie IF-Blöcke und Schleifen bereitgestellt. Er wird in den Datenbanksystemen in unterschiedlicher Ausprägung und mit Hersteller-spezifischen Erweiterungen implementiert, z. B. PL/SQL in Oracle oder Transact SQL im MS SQL Server.

Statisches und dynamisches SQL[Bearbeiten]

Unabhängig von der verwendeten Programmiertechnik wird zwischen statischem und dynamischem SQL unterschieden.

  • Bei statischem SQL ist die SQL-Anweisung dem Datenbanksystem zum Zeitpunkt der Programmübersetzung bekannt und festgelegt (z. B. wenn die Abfrage eines Kontos vorformuliert ist und zur Laufzeit nur die Kontonummer eingesetzt wird).
  • Bei dynamischem SQL ist die SQL-Anweisung dem Datenbanksystem erst zum Zeitpunkt der Programmausführung bekannt (z. B. weil der Benutzer die komplette Abfrage eingibt). So sind z. B. alle SQL-Anweisungen, die mittels SQL/CLI oder JDBC ausgeführt werden grundsätzlich dynamisch. Ausgeführt werden dynamische SQL-Anweisungen im Allgemeinen mit execute immediate (SQL-String).

Bei dynamischem SQL muss das Datenbanksystem die SQL-Anweisung zur Laufzeit des Programms interpretieren und den Zugriffspfad optimieren. Da dieser so genannte Parse-Vorgang Zeit in Anspruch nimmt, puffern viele Datenbanksysteme die bereits geparsten SQL-Anweisungen, um so, falls sie sich wiederholen, die Zeit für ein erneutes Parsen zu sparen. Bei statischem SQL kann schon bei der Übersetzung der Programme bzw. beim Binden der SQL-Anweisungen an eine Datenbank (so genanntes Bind der SQL-Befehle) der optimale Zugriffsweg bestimmt werden. Damit sind kürzestmögliche Laufzeiten der Anwendungsprogramme möglich, allerdings muss der Zugriffsweg aller betroffenen Programme neu bestimmt werden, wenn sich Voraussetzungen (z. B. Statistiken) ändern (Rebind). Die Bind-Phase ist heute vor allem im Großrechner-Umfeld bekannt, die meisten Datenbanksysteme optimieren hingegen zur Laufzeit.

Chronologie[Bearbeiten]

  • etwa 1975: SEQUEL = Structured English Query Language, der Vorläufer von SQL, wird für das Projekt System R von IBM entwickelt.
  • 1979: SQL gelangt mit Oracle V2 erstmals durch Relational Software Inc. auf den Markt.
  • 1986: SQL1 wird von ANSI als Standard verabschiedet.
  • 1987: SQL1 wird von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) als Standard verabschiedet und 1989 nochmals überarbeitet.
  • 1992: Der Standard SQL2 oder SQL-92 wird von der ISO verabschiedet.
  • 1999: SQL3 oder SQL:1999 wird verabschiedet. Im Rahmen dieser Überarbeitung werden weitere wichtige Features (wie etwa Trigger oder rekursive Abfragen) hinzugefügt.
  • 2003: SQL:2003 ISO/IEC 9075:2003 wird von der ISO als Nachfolger des SQL:1999-Standards verabschiedet und fügt erste Änderungen für besseren XML-Support ein.
  • 2006: SQL/XML:2006 ISO/IEC 9075-14:2005 legt genauer fest, wie SQL in Zusammenhang mit XML verwendet werden kann.[2]
  • 2008: SQL:2008 ISO/IEC 9075:2008 fügt „INSTEAD OF“-Trigger und das „TRUNCATE“-Statement hinzu
  • 2011: SQL:2011 ISO/IEC 9075:2011 ist die aktuelle Revision des SQL-Standards.

Sprachstandard[Bearbeiten]

Ziel der Standardisierung ist es, Anwendungsprogramme so erstellen zu können, dass sie vom verwendeten Datenbanksystem unabhängig sind. Heutige Datenbanksysteme implementieren mehr oder weniger große Teile des Sprachstandards. Darüber hinaus stellen sie oftmals herstellerspezifische Erweiterungen bereit, die nicht dem Standard-Sprachumfang entsprechen. In der Vor-SQL-Zeit strebte man die Portabilität von Anwendungen über die kompatible Schnittstelle an.

Der Standard besteht insgesamt aus 9 einzelnen Publikationen[3]:

  • ISO/IEC 9075-1:2011 Part 1: Framework (SQL/Framework)
  • ISO/IEC 9075-2:2011 Part 2: Foundation (SQL/Foundation)
  • ISO/IEC 9075-3:2008 Part 3: Call-Level Interface (SQL/CLI)
  • ISO/IEC 9075-4:2011 Part 4: Persistent Stored Modules (SQL/PSM)
  • ISO/IEC 9075-9:2008 Part 9: Management of External Data (SQL/MED)
  • ISO/IEC 9075-10:2008 Part 10: Object Language Bindings (SQL/OLB)
  • ISO/IEC 9075-11:2011 Part 11: Information and Definition Schemas (SQL/Schemata)
  • ISO/IEC 9075-13:2008 Part 13: SQL Routines and Types Using the Java TM Programming Language (SQL/JRT)
  • ISO/IEC 9075-14:2011 Part 14: XML-Related Specifications (SQL/XML)

und wird durch 5 bzw. 6 ebenfalls standardisierte SQL multimedia and application packages ergänzt:

  • ISO/IEC 13249-1:2007 Part 1: Framework
  • ISO/IEC 13249-2:2003 Part 2: Full-Text
  • ISO/IEC 13249-3:2011 Part 3: Spatial
  • ISO/IEC 13249-5:2003 Part 5: Still image
  • ISO/IEC 13249-6:2006 Part 6: Data mining
  • ISO/IEC 13249-8:xxxx Part 8: Metadata registries (MDR) (noch nicht verabschiedet)

Der offizielle Standard ist nicht frei verfügbar, jedoch existiert ein Zip-Archiv mit einer Arbeitsversion von 2008.[4]

Erweiterungen[Bearbeiten]

Die beiden ersten Teile des SQL Standards SQL/Framework und SQL/Foundation legen die Kernfunktionalitäten fest. In den weiteren Teilen werden spezifische Aspekte der Sprache definiert.

  • Teil 4: Bei SQL/PSM handelt es sich um die Erweiterung um prozedurale Konstrukte. Sie ermöglichen unter anderem das Programmieren von Schleifen (FOR, WHILE, REPEAT UNTIL, LOOP), Cursorn, Exception-Handling, Triggern und eigenen Funktionen. Oracle implementiert diese Funktionalität unter dem Namen PL/SQL, DB2 verwendet den Begriff SQL/PL, PostgreSQL nennt es PL/pgSQL.
  • Teil 14: SQL/XML ermöglicht es, XML-Dokumente in SQL-Datenbanken zu speichern, mit XPath in SQL/XML:2003 und XQuery ab SQL/XML:2006 abzufragen und relationale Datenbankinhalte als XML zu exportieren. Um die ursprünglichen Arbeiten an diesem Teil des Standards zu beschleunigen, hatte sich im Jahr 2000 eine informelle Arbeitsgruppe gebildet (IBM, Oracle, ...), die unter dem Namen The SQLX Group und unter der Bezeichnung SQLX die Kernfunktionalitäten festlegte. Deren Arbeit ist in den jetzigen Standard eingeflossen.

Als Ergänzung zum SQL-Standard existiert mit ISO/IEC 13249: SQL multimedia and application packages eine Norm, die für die Anwendungsfälle Text, Geografische Daten, Bilder, Data mining und Metadaten spezialisierte Schnittstellen in SQL Syntax festlegt.

Siehe auch[Bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten]

  • Donald D. Chamberlin, Raymond F. Boyce: SEQUEL: A Structured English Query Language. In: SIGMOD Workshop. Vol. 1 1974, S. 249-264.
  • Donald D. Chamberlin, Morton M. Astrahan, Kapali P. Eswaran, Patricia P. Griffiths, Raymond A. Lorie, James W. Mehl, Phyllis Reisner, Bradford W. Wade: SEQUEL 2: A Unified Approach to Data Definition, Manipulation, and Control. In: IBM Journal of Research and Development. 20(6) 1976, S. 560-575.
  • Günter Matthiessen, Michael Unterstein: Relationale Datenbanken und SQL in Theorie und Praxis Springer Vieweg , ISBN 978-3-642-28985-9.
  • Edwin Schicker: Datenbanken und SQL – Eine praxisorientierte Einführung. Teubner, ISBN 3-519-02991-X.
  • Oliver Bartosch, Markus Throll: Einstieg in SQL. Galileo Press, ISBN 3-89842-497-9.
  • Daniel Warner, Günter Leitenbauer: SQL. Franzis, ISBN 3-7723-7527-8.
  • H. Faeskorn-Woyke, B. Bertelsmeier, P. Riemer, E. Bauer: Datenbanksysteme, Theorie und Praxis mit SQL2003, Oracle und MySQL. Pearson-Studium, ISBN 978-3-8273-7266-6.
  • Jörg Fritze, Jürgen Marsch: Erfolgreiche Datenbankanwendung mit SQL3. Praxisorientierte Anleitung – effizienter Einsatz – inklusive SQL-Tuning. Vieweg Verlag, ISBN 3-528-55210-7.
  • Can Türker: SQL 1999 & SQL 2003. Dpunkt Verlag, ISBN 3-89864-219-4.
  • Gregor Kuhlmann, Friedrich Müllmerstadt: SQL. Rowohlt, ISBN 3-499-61245-3.
  • Michael J. Hernandez, John L. Viescas: Go To SQL. Addison-Wesley, ISBN 3-8273-1772-X.
  • A. Kemper, A. Eickler: Datenbanksysteme – Eine Einführung. Oldenbourg, ISBN 3-486-25053-1.
  • Marcus Throll, Oliver Bartosch: Einstieg in SQL 2008. 2. Auflage. Galileo Computing, ISBN 978-3-8362-1039-3 inklusive Übungssoftware SQL-Teacher
  • Marco Skulschus: SQL und relationale Datenbanken Comelio Medien, ISBN 978-3-939701-11-8.
  • Michael Wagner: SQL/XML:2006 - Evaluierung der Standardkonformität ausgewählter Datenbanksysteme 1. Auflage. Diplomica Verlag, ISBN 3-8366-9609-6.
  • Christian FG Schendera: SQL mit SAS. Band 1: PROC SQL für Einsteiger. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München 2011, ISBN 978-3-486-59840-7.
  • Christian FG Schendera: SQL mit SAS. Band 2: Fortgeschrittenes PROC SQL. Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München 2012, ISBN 978-3-486-59836-0.
  • C. J. Date with Hugh Darwen: A Guide to the SQL standard : a users guide to the standard database language SQL, 4th ed., Addison Wesley, USA 1997, ISBN 978-0201964264

Weblinks[Bearbeiten]

 Wikibooks: SQL – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Diskussion über System R und zur Namensänderung von SEQUEL zu SQL
  2. Michael Wagner: SQL/XML:2006 - Evaluierung der Standardkonformität ausgewählter Datenbanksysteme. Diplomica Verlag, 2010, ISBN 3836696096.
  3. ISO/IEC 9075 und 13249
  4. Arbeitsversion des Standards von 2008 (ZIP; 12,7 MB)