Modelo Relacional + SQL

1. Modelo Relacional + SQL Prof. Daniel Callegari Material elaborado pela Prof. Karin Becker

2. Modelo Relacional • Codd, E.F • “A relational model of data for large shared data banks”. Communications of the ACM, 13(6):377-87, June 1970. • Objetivos • Independência de dados • ordem • indexação • caminhos de acesso • Reduzir insconsistências • regras de projeto (normalização)

3. Modelo Relacional • Informal • Uma base de dados vista pelos usuários como um conjunto de tabelas (e nada além de tabelas) • Formal • Aplicação de princípios matemáticos • Relação (subconjunto do produto cartesiano de conjuntos) • Álgebra Relacional

4. Modelo Relacional : Formal DOMÍNIO NOME COD CIDADES X X C4 João RJ C1 Pedro SP C2 C3 José POA NY ... ... ... C5 Maria Londres RELAÇÃO TUPLA

5. Definições • Domínio • conjunto de valores atômicos • Relação • Dados os conjuntos S1, S2, .., Sn (não necessariamente distintos), R é uma relação nestes n conjuntos se ele é um conjunto de tuplas <v1, v2, ..., vn> onde v1  S1, v2  S2, ... e vn  Sn. • A relação R é um subconjunto do produto cartesiano S1 X S2 X ... X Sn.

6. Banco de Dados Relacional • Esquema • Definição das relações • Instâncias (extensão) • Conjunto de tuplas que compõem as relacões • Para cada relação define-se, usando a DDL disponível: • nome • atributos • restrições de integridade • chave primária, chave alternativa • chave estrangeira • valores nulos • dependentes do UdD

7. DDL e DML • Data Definition Language (DDL) – Comandos definem estrutura ou esquema do banco de dados. Exemplos: • CREATE • ALTER • DROP • TRUNCATE • COMMENT • RENAME • Data Manipulation Language (DML) – Comandos gerenciam dados dentro dos objetos do esquema. Exemplos: • SELECT • INSERT • UPDATE • DELETE • CALL • EXPLAIN PLAN • LOCK TABLE

8. DCL e TCL • Data Control Language (DCL) – Exemplos: • GRANT • REVOKE • Transaction Control (TCL) – Comandos usados para gerenciar as mudanças feitas por comandos DML. Permitem que comandos sejam agrupados em transações lógicas. • COMMIT • SAVEPOINT • ROLLBACK • SET TRANSACTION (isolation level, rollback segment)

9. Restrições de Integridade do Modelo Relacional • Restrições de Integridade (RI) que se aplicam a todo modelo que se diz conforme ao modelo relacional • Integridade de Identidade • Chave primária • Chave alternativa • Chave estrangeira • Valor nulo • Integridade Referencial

10. Integridade de Identidade : Conceitos • Integridade de Identidade • Nenhum atributo que participe de uma chave candidata de uma relação pode assumir valor nulo • Valor nulo (NOT NULL) • Tuplas incompletas • Chave Candidata • Grupo mínimo de atributos tal que a combinação de valores assumida por este grupo corresponde a no máximo uma tupla • Chave Primária (PRIMARY KEY) • Uma entre as chaves candidatas • Selecionada pelo projetista por conveniencia de desempenho • Uma relação possui uma e somente uma chave primária • Chave Alternativa (UNIQUE) • Toda chave candidata que não for chave primária

11. CREATE TABLE <table-name> (<atr-name> <domain> [NOT NULL] [,<atr-name> <domain> [NOT NULL]]* [, PRIMARY KEY (atr-name(s))] [, UNIQUE (atr-name(s))]*); CREATE [UNIQUE] INDEX <index-name> ON <table-name>(atr-name(s)); SQL92

12. Exemplos CREATE TABLE DEPARTAMENTO (cod NUMBER(2) NOT NULL, nome VARCHAR(15) NOT NULL, ramal CHAR(4), PRIMARY KEY (cod)); CREATE TABLE EMPREGADO (cpf CHAR(8) NOT NULL, rg CHAR(10) NOT NULL, nome VARCHAR(60) NOT NULL, nascimento DATE NOT NULL, salario MONEY, dep NUMBER(2), gerente CHAR(8), PRIMARY KEY (cpf), UNIQUE(rg), UNIQUE (nome, nascimento));

13. Exemplos CREATE TABLE EMPREGADO (cpf CHAR(8) NOT NULL, rg CHAR(10) NOT NULL, nome VARCHAR(60) NOT NULL, nascimento DATE NOT NULL, PRIMARY KEY (cpf), UNIQUE(rg), UNIQUE (nome, nascimento)); CREATE TABLE EMPREGADO (cpf CHAR(8) NOT NULL PRIMARY KEY, rg CHAR(10) NOT NULL UNIQUE, nome VARCHAR(60) NOT NULL, nascimento DATE NOT NULL, UNIQUE (nome, nascimento));

14. Integridade Referencial • Chave Estrangeira: • Forma de implementar relacionamentos/associações no modelo relacional • Não necessariamente a chave estrangeira participa da chave primária da relação que a contém (S) • Integridade Referencial: • Se uma relação S inclui uma chave estrangeira S-FK equivalendo à chave primária R-PK de uma relação R, então todo valor S-FK em S deve ser : • Igual ao valor de R-PK em alguma tupla de R • Nulo

15. Integridade Referencial: Trocando em miúdos Primary Key = Código R-PK = Código S-FK = Depto Foreign Keys: Depto  Departamento.Código Superior  Empregado.Código R-PK = Código S-FK = Superior

16. Integridade Referencial: Anomalias de Atualização • As atualizações na base de dados podem causar violações da integridade referencial

17. Integridade Referencial: Anomalias de Atualização • Enunciado : • Sejam R e S duas relações. • R-PK a chave primária de R • S-FK uma chave estrangeira em S que corresponde à R-PK de R. • Seja v(t, k) uma função, onde t é uma tupla, e k um conjunto de um ou mais atributos, e que designe o valor do(s) atributo(s) k de uma tupla t. • Inclusão: • se uma tupla ts é inserida em S, o sistema precisa assegurar uma das opções abaixo: • existe uma tupla tr em R tal que v(tr, R-PK) = v(ts, S-FK) • v(ts, S-FK)= NULL • possível somente se S-FK admitir valores nulos

18. Integridade Referencial: Trocando em miúdos Primary Key = Código R-PK = Código S-FK = Depto Foreign Keys: Depto  Departamento.Código Superior  Empregado.Código R-PK = Código S-FK = Superior

19. Integridade Referencial: Anomalias de Atualização • Remoção: • se uma tupla tr é removida de R, o sistema precisa computar o conjunto de tuplas tsi de S (i >= 0), onde é verificada a propriedade v(tr, R-PK) = v(tsi , S-FK). • Se o conjunto não for vazio, as alternativas são: • a supressão de tr é proibida • suprime-se TAMBÉM todas as tuplas tsi do conjunto (EFEITO CASCATA !!) • deve-se substituir TAMBÉM o valor de S-FK em cada tupla tsi por NULL (DEPENDE DA DEFINIÇÃO DE S-FK)

20. Integridade Referencial: Trocando em miúdos Primary Key = Código R-PK = Código S-FK = Depto Foreign Keys: Depto  Departamento.Código Superior  Empregado.Código R-PK = Código S-FK = Superior

21. Integridade Referencial: Anomalias de Atualização • Alteração da S-FK (relação referenciadora S): • Semelhante à inserção de tuplas em S • Alteração da R-PK (relação referenciada R): • Deve-se computar o conjunto de tuplas tsi de S, onde a propriedade v(tr, R-PK) = v(tsi , S-FK) é verificada. Se o conjunto não for vazio, as alternativas são: • deve-se proibir a modificação • altera-se TAMBÉM o valor de S-FK em todas as tuplas tsi do conjunto; • deve-se TAMBÉM substituir o valor de S-FK por NULL em todas tuplas tsi • DEPENDE DA DEFINIÇÃO DE S-FK

22. Integridade Referencial: Trocando em miúdos Primary Key = Código R-PK = Código S-FK = Depto Foreign Keys: Depto  Departamento.Código Superior  Empregado.Código R-PK = Código S-FK = Superior

23. Restrições de Integridade do Modelo Relacional estruturam-se em termos de estados consistentes da base de dados Os modelos mais expressivos são aqueles que deixam expressar de forma declarativa, junto ao esquema, as políticas de manutenção de R.I. adotadas pela corporação E1 E2 (consistente) (consistente) Manutenção de Restrições de Integridade operação rejeitar ! compensar !

24. SQL92 • Definição de Chave estrangeira • Política de Rejeição (default) • a operação só não é rejeitada se não houver tuplas (chave estrangeira) fazendo referência a uma dada chave primária • Políticas Compensatórias (EXPLICITAMENTE DECLARADAS) • CASCADES : propaga a alteração/remoção de tuplas • SET NULL : o valor da chave estrangeira é ajustado para valor nulo • SET DEFAULT: o valor da chave estrangeira é ajustado para o valor default (inicial)

25. SQL92 • Cláusula Foreign-Key FOREIGN KEY <fkey-atrs> REFERENCES <target-relation>[(<pkey-atrs>)] [ON DELETE <policy>] [ON UPDATE <policy>] <policy>:= CASCADE | SET NULL | SET DEFAULT ESPECIFICADA NA TABELA QUE CONTÉM A CHAVE ESTRANGEIRA !!! POLÍTICAS COMPESATÓRIAS ESPECIFICAM “CORREÇÕES” NA TABELA QUE CONTÉM A CHAVE ESTRANGEIRA !!!!!

26. Exemplo CREATE TABLE DEPARTAMENTO (cod NUMBER(2) NOT NULL, nome VARCHAR(15) NOT NULL, ramal CHAR(4), PRIMARY KEY (cod)); CREATE TABLE EMPREGADO (cpf CHAR(8) NOT NULL, nome VARCHAR(60) NOT NULL, salario MONEY, dep NUMBER(2), gerente CHAR(8), PRIMARY KEY (cpf), FOREIGN KEY dep REFERENCES DEPARTAMENTO, FOREIGN KEY gerente REFERENCES EMPREGADO); • Qual a política?

27. Exemplo • CREATE TABLE EMPREGADO (cpf CHAR(8) NOT NULL, nome VARCHAR(60) NOT NULL, salario MONEY, dep NUMBER(2), gerente CHAR(8), PRIMARY KEY (cpf), FOREIGN KEY dep REFERENCES DEPARTAMENTO ON DELETE SET NULL ON UPDATE CASCADE FOREIGN KEY gerente REFERENCES EMPREGADO ON DELETE SET NULL; • Qual a política?

28. DDL : Remoção de Objetos do Esquema • drop table <table name> • drop index <index name> • drop view <view name> • drop constraint <const name> (dentro de comando alter table!)

29. DDL : Restrições • Definidas no comando create table ou alter table • Tipos: • unique • primary key • not null • foreign key • check(expressão) • check(sexo in (‘f’, ‘m’)) • check(idade > 0 and idade <70) • check(salario <> 0) • check(cod between 1 and 10) • check(<nome de procedimento>)

30. DDL : Restrições • create table conta • ( • cod number(5) not null, • saldo number(7,2) not null check(saldo >=0), • primary key (cod) • ); • create table cliente • ( • codc number(2) primary key, • nomec varchar(60) not null, • rg char(10) not null unique, • cpf char(10) not null, • idade number(2) check (idade between 16 and 90), • mae varchar(60) not null, • unique (cpf), • unique(nomec, mae) • );

31. DDL : Restrições • create table conta( • cod number(5) not null, • saldo number(7,2) not null check(saldo >=0), • primary key (cod) • ); • ou • create table conta • (cod number(5), • saldo number(7,2)); • alter table conta • add check(cod is not null); • alter table conta • add check(saldo is not null and saldo>=0); • alter table conta • add constraint conta_pk primary key(cod);

32. DDL : Restrições ALTER TABLE <nome tabela> ADD <definição restrição> <definição restrição>::= <padrão>| <nomeada> <nomeada>::= CONSTRAINT <nome><padrão> <padrão>::= unique | check | primary key | foreign key

33. DDL : Restrições alter table conta add constraint emp_pk primary key(cod); ou alter table conta add primary key(cod); ---------------------------------------------------------- alter table conta add constraint saldo_verif check(saldo is not null and saldo>0); ou alter table conta add check(saldo is not null and saldo>0);