GBC043 - Sistemas de Banco de Dados SQL/DDL e Implementação no PostgreSQL

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GBC043 - Sistemas de Banco de Dados

SQL/DDL e Implementação no PostgreSQL

Ilmério Reis da Silva ilmerio arroba ufu.br

www.facom.ufu.br/~ilmerio/GBC043

MS Teams: SBD.GBC043.2020/1

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Página 2

SBD

Visão Panorâmica do Programa Teórico

• _{Introdução a SBD, Modelos de Dados e Projeto de BD} • Manipulação de Dados

• PL/pgSQL, Transações e Controle de Concorrência

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SBD

Projeto e Implementação de SBD

• Linguagem SQL/DDL

– Comandos de criação e eliminação de tabelas

– Especificação de restrições em bancos de dados

– Evolução de esquemas de banco de dados

 Linguagem SQL/DML

– Comandos de inserção de tuplas em tabelas

– Comandos de alteração e supressão de tuplas

– Comandos de consulta (simples e complexos)

– Definição de visões

 Álgebra Relacional  Cálculo Relacional

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UFU/FACOM _{Página 4}

SQL - Definição

Def. A SQL(Structured Query Language) é uma Linguagem de Consulta Estruturada declarativa para acesso a

sistemas de banco de dados relacionais.

OBS: como linguagem declarativa descreve o problema ao invés da solução, especificando o que deve ser feito e não como.

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SQL – Breve Histórico

• 1970s → SEQUEL/SYSTEM R - IBM

• _{SQL-86 → Padrão ANSI (SQL1)}

• _{SQL–92 → introdução de chave estrangeira (SQL2)} • SQL:1999 → gatilhos; características

objeto-relacional(tipo LOB-Large Object); consultas recursivas, etc. (SQL3)

• SQL:2003 → mais recursos para tipos (OO); SQL/XML

• _{SQL:2006 → XQUERY}

• SQL:2008: mais recursos para orientação a objetos

• SQL:2011: bd temporal (system versioning)

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SQL - Classes de Comandos

Duas classes principais de comandos SQL:

 _{DDL: Data definition language}

Comandos para a definição de dados

 _{DML: Data manipulation language}

Comandos para a manipulação de dados

DML interativa – interface direta com o SGBD

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SQL-DDL

Def SQL/DDL (Data Definition Language) permite ao usuário

definir tabelas e elementos associados.

OBS: A SQL/DDL se caracteriza por poucos comandos

básicos, embora implementações comerciais tenham várias extensões.

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SQL/ DDL Conceitos associados

• _{Banco de dados e Catálogo} • Esquema • Tabela • Linha • _Coluna • _Índice

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SQL/ DDL Comandos

CREATE – Cria uma definição

CREATE TABLE tab ...

ALTER – Altera uma definição

ALTER TABLE tab ADD ...

DROP – Exclui uma definição

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SQL/ DDL Abrangência

• Definição de tabelas

• _{Definição de restrições de integridade} • Definição de índices

• _{Definição de privilégios de acesso} • Definição de visões

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O SGBD PostgreSQL

PostgreSQL

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PostgreSQL - Breve Histórico

• 1986-1993: Postgres / University of California at Berkeley • 1995: Postgres95 (Open source) / PostgreSQL 6;

• 2005: PostgreSQL 8 suporte nativo para Windows • 2010: PostgreSQL 9 replicação nativa

• 2017: PostgreSQL 10 melhorias no paralelismo

• 2018: PostgreSQL 11 melhorias em particionamento e transações embutidas em procedimentos armazenados • 2019: PostgreSQL 12 melhorias de desempenho

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PostgreSQL - Principais Características

• _{implementa padrão SQL} • herança • tipos de dados • funções • _{restrições (constraints)} • _{gatilhos (triggers)} • _{regras(rules)} • integridade transacional

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PostgreSQL – Criação de Banco de Dados

CREATE DATABASE nome

[ [ WITH ] [ OWNER [=] dono_bd ] [ TEMPLATE [=] modelo ]

[ ENCODING [=] codificação ] [ TABLESPACE [=] tablespace ] ]

[ CONNECTION LIMIT [=] limite_con ] ] Exemplo: CREATE DATABASE sbdX

WITH OWNER bccX;

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PostgreSql - Sintaxe do manual/slides



_{Sintaxe completa: consultar manual PostgreSQL}

http://www.postgresql.org/docs/8.4/static/sql -createtable.html Convenção UPPERCASE (maiúsculo) Palavra-chave SQL. lowercase

(minúsculo) Identificadores ou constantes SQL informadas pelo usuário

itálico Nome de um bloco de sintaxe. Essa convenção é usada para _{indicar blocos longos de sintaxe que podem ser usados em mais} de um local.

| (barra vertical) Separa elementos opcionais da sintaxe dentro de colchetes ou _{chaves. Somente um dos itens pode ser escolhido.}

[ ] (colchetes) Item de sintaxe opcional. Os colchetes não fazem parte do _comando.

{ } (chaves) Item da sintaxe obrigatório. As chaves não fazem parte do _comando.

[,...] O item precedente pode ser repetido N vezes. A separação entre _{os itens é feita por uma vírgula}

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PostgreSQL – Criação de Esquemas

CREATE SCHEMA schemaname [ AUTHORIZATION username ]

Exemplo:

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PostgreSQL – Criação de Tabela

CREATE TABLE tabela (

{coluna tipo [restricoes coluna] | restricoes tabela} [, ...]

)

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PostgreSQL – Exemplo de Tabela

CREATE TABLE tabela ({coluna tipo [restricoes coluna] | restricoes tabela} [, ...]) [ INHERITS (tabela pai [, ...])] Exemplos de identificadores de tabela:

 company.employee

 _{public.employee}  employee

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PostgreSQL – regras para identificadores



_{Iniciam com letras (a-z) ou underscore (_)}

 _{Caracteres subsequentes: letras, dígitos (0-9), _} 

_{Identificadores e palavras-chave não são}

case-sensite

 _{UPDATE MY_TABLE SET A = 5;}  _{uPDaTE my_TabLE SeT a = 5;}



_{Convenção adotada}

 _{Palavras-chave em maiúscula}  _{Identificadores em minúsculo}

 _{UPDATE my_table SET a = 5;}



_{Identificadores com aspas}

 _{Aceitam quaisquer caracteres}

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PostgreSQL–regras para identificadores cont.

 _{Ao colocar aspas em um identificador ele torna-se}

case-sensitive

 _{Identificadores sem aspas são sempre transformados em}

minúsculo (embora o padrão SQL defina que se transforme em maiúscula)

 _{Se você criar um esquema ou tabela usando a interface}

gráfica do pgAdmin e, caso o identificador deste objeto não seja composto por letras minúsculas, o objeto será identificado somente por meio de aspas.

 _{Faça o teste, criando esquemas e tabelas por meio da}

interface gráfica e utilizando letras maiúsculas.

 _{Mais informações e referência:}

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PostgreSQL – Exemplo de Tipos

CREATE TABLE tabela ({coluna tipo [restricoes coluna] | restricoes tabela} [, ...]) [ INHERITS (tabela pai [, ...])] Exemplos de coluna tipo:

 nome VARCHAR(40)

 _{sexo CHAR}

 salario DECIMAL(10, 2)

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PostgreSQL – Outros exemplos de tipos

CREATE TABLE tabela ({coluna tipo [restricoes coluna] | restricoes tabela} [, ...]) [ INHERITS (tabela pai [, ...])] Outros tipos:

INT; SMALLINT; REAL; DATE; TIME; TIMESTAMP;

BOOLEAN, GEOMETRIC(POINT, LINE, etc), NETWORK ADDRES, BIT, XML, ARRAYS, COMPOSITE, OID, etc.

VER DOCUMENTAÇÃO DO POSTGRES: www.postgres.org

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PostgreSQL – Outros Tipos



_{Existem outros tipos de dados além dos}

apresentados anteriormente. Consulte o manual do

PostgreSQL:

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PostgreSQL-Exemplo de restrições de coluna

CREATE TABLE tabela ({coluna tipo [restricoes coluna] |

restricoes tabela} [, ...]) [ INHERITS (tabela pai [, ...])] [CONSTRAINT restrição]

{NOT NULL | NULL | UNIQUE | PRIMARY KEY

| CHECK (expressão) | REFERENCES tabela [ ( coluna ) ] [ON DELETE ação ] [ ON UPDATE ação ]}

[DEFERRABLE | NOT DEFERRABLE ]

[INITIALLY DEFERRED | INITIALLY IMMEDIATE ] Exemplos de restricoes coluna:

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PostgreSQL – CREATE DOMAIN

CREATE DOMAIN name [ AS ] data_type [ DEFAULT expression ]

[ constraint [ ... ] ] onde constraint é:

[ CONSTRAINT constraint_name ]

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PostgreSQL–CREATE DOMAIN- Exemplos

CREATE DOMAIN sexo AS char(1) DEFAULT 'M'

NOT NULL

CHECK ( VALUE IN ('M', 'F'));

CREATE DOMAIN data_evento AS date CONSTRAINT valida_data

CHECK ( VALUE > '01/01/1900' AND VALUE > '01/01/2099'); Obs.: podemos então definir os tipos sexo ou data_evento no

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PostgreSQL – Exemplo de restrição de tabela

CREATE TABLE tabela ({coluna tipo [restricoes coluna] |

restricoes tabela} [, ...]) [ INHERITS (tabela pai [, ...])] [CONSTRAINT restrição]

{UNIQUE(coluna [,...]) | PRIMARY KEY(coluna [,...]) | CHECK (expressão)

| FOREIGN KEY REFERENCES tabela [ ( coluna, [,...] ) ] [ON DELETE ação ] [ ON UPDATE ação ]}

[DEFERRABLE | NOT DEFERRABLE ]

[INITIALLY DEFERRED | INITIALLY IMMEDIATE ] Exemplo restricoes tabela: PRIMARY KEY(ssn)

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PostgreSQL – Exemplo de criação de tabela

CREATE TABLE emp (

ssn CHAR(9) NOT NULL, name VARCHAR(40),

sex CHAR CHECK (sex IN (’M’, ’F’)), salary DECIMAL(10,2),

mngrsalary DECIMAL(10,2), CHECK (mngrsalary > salary), PRIMARY KEY (ssn));

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PostgreSQL – CREATE TABLE



_{Sintaxe completa: consultar manual PostgreSQL}

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PostgreSQL – Company Database - employee

CREATE TABLE employee (fname VARCHAR (15) NOT NULL, minit CHAR, lname VARCHAR (15) NOT NULL,

ssn CHAR(9) NOT NULL, bdate DATE,

address VARCHAR(30), sex CHAR CHECK (sex IN (’M’, ’F’)), salary DECIMAL(10,2), superssn CHAR(9),

dno INT NOT NULL, PRIMARY KEY (ssn));

CREATE TABLE department (dname varchar(15) not null, dnumber int not null, mgrssn char(9),

mgrstartdate date,

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PostgreSQL – Company Database - outras

CREATE TABLE dependent (essn char (9) not null,

dependent_name varchar (30) not null, sex char, bdate date,

relationship varchar(15), PRIMARY KEY (essn, dependent_name) );

CREATE TABLE dept_locations (dnumber int not null, dlocation varchar(15)); CREATE TABLE project (pname varchar(20),

pnumber int not null, plocation varchar(15), dnum int,

PRIMARY KEY (pnumber))

CREATE TABLE works_on (essn char(9) not null, pno int not null, hours decimal(4,2));

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PostgreSQL – DROP TABLE

DROP TABLE – Exclui uma tabela existente de um banco de dados. Não pode ser excluída a tabela que possui alguma referência. Neste caso, deve-se primeiro excluir a tabela que possui algum campo que a está

referenciando e depois excluir a tabela inicial. DROP TABLE <nome da tabela>

Exemplo:

/* Apaga tabela Departamento */

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PostgreSQL – ALTER TABLE

 ALTER TABLE – Altera as definições de campos e de

restrições.

ALTER TABLE <nome da tabela>

ADD <definição de Coluna>

ADD <Restrição de integridade> ALTER <definição de Coluna>

ALTER <definição de Coluna> DEFAULT <default-value>

ALTER <definição de Coluna> [ NOT ] NULL DROP <definição de Coluna>

DROP CONSTRAINT <nome da restrição>

RENAME <novo nome>

RENAME <Atributo> TO <novo atributo> Onde <definição de coluna> pode ser:

<Nome Atributo> <Tipo de Dado> [NULL ] | [ DEFAULT default-value ]

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PostgreSQL–Company Database – Alter table

ALTER TABLE employee

ADD CONSTRAINT emp_superssn FOREIGN KEY (superssn) REFERENCES employee(ssn) DEFERRABLE

ALTER TABLE employee

ADD CONSTRAINT emp_dno FOREIGN KEY (dno) REFERENCES department(dnumber) DEFERRABLE; ALTER TABLE department

ADD CONSTRAINT dept_mgrssn FOREIGN KEY (mgrssn) REFERENCES employee(ssn) DEFERRABLE;

ALTER TABLE dependent

ADD CONSTRAINT depe_essn FOREIGN KEY(essn) REFERENCES employee(ssn);

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PostgreSQL–Company Database–Alter table2

ALTER TABLE dept_locations

ADD CONSTRAINT loc_dnumber

FOREIGN KEY (dnumber) REFERENCES department(dnumber) ALTER TABLE project

ADD CONSTRAINT proj_dnum

FOREIGN KEY (dnum) REFERENCES department(dnumber) ALTER TABLE works_on

ADD CONSTRAINT w_essn

FOREIGN KEY (essn) REFERENCES employee(ssn), ALTER TABLE works_on

ADD CONSTRAINT w_pno

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PostgreSQL – Objetivos da Criação de Índices OBJETIVOS:

 Restrições de integridade: chaves

 Desempenho: atributos frequentemente usados em comparações da cláusula WHERE)

CREATE [UNIQUE] INDEX nome_do_indice ON tabela

[ USING metodo_de_acesso ]

( coluna [ nome_operador ] [, ...] ) [ WHERE predicado ]

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PostgreSQL – sintaxe de criação de índices

CREATE [UNIQUE] INDEX nome_do_indice ON tabela

[USING metodo_de_acesso ] (coluna [nome_operador] [, ...] ) [WHERE predicado ]

• metodo_de_acesso: BTREE; RTREE; HASH; GIST;

 BTREE: para operadores <,<=,=,>=,>

 RTREE: para operadores espaciais, por exemplo, left of

 HASH: para operador de igualdade (=)

 GIST: operadores genéricos entre classes

• nome_operador: operador usado na comparação, por exemplo, valor

absoluto em BTREE

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PostgreSQL – exemplos de criação de índices

EXEMPLOS:

CREATE INDEX ind_ename

ON employee (fname, minit, lname) CREATE UNIQUE INDEX ind_pname

ON project (pname)

OBS: antes de implementar um BD em nosso SGBD, vamos discutir alguns detalhes do servidor

PostgreSQL

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PostgreSQL - Arquitetura Cliente/Servidor

• Servidor - processo postmaster

 _{acessa arquivos}  _{aceita conexões}

 cria canal direto cliente/servidor

• Cliente

 _{ferramente textual, por exemplo,} _psql

 _{aplicação gráfica, por exemplo, pgadmin}

 _{servidor web, por exemplo, apache rodando phpadmin}

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PostgreSQL – Criando o Ambiente no

Servidor

• _{Superusuário, geralmente o postgres} • Criando um Cluster de BD:

[postgres]$ initdb -D <diretório>

• Configurando:

 _{postgresql.conf : geral, como número de conexões}  _{pg_hba.conf : métodos de autenticação de conexões}  pg_ident.conf : mapeamento de ids de usuários do SO

• Colocando o SGBD, que gerencia um Cluster de BD, no ar [postgres]$ pg_ctl start -l <arquivo_log> -D

<diretório>

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PostgreSQL – Criando um usuário

Criando um usuário

CREATE USER nome [ [ WITH ] opções [ ... ] ] Conexão via psql:

[postgres]$ psql template1 Exemplo:

template1 => CREATE USER uuuuuuuu

template1 => PASSWORD ‘pwpwpwpw’;

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PostgreSQL – Criando um banco de dados

Exemplo de um banco de dados criado para um usuário:

template1 => CREATE DATABASE dbdbdbdb template1 => OWNER uuuuuuuu;

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PostgreSQL – Controle de acesso - Grant

GRANT lista_privilegios

ON tipo_objeto lista_objetos TO lista_usuarios

Exemplo:

GRANT SELECT, DELETE ON employee

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PostgreSQL – Concedendo Privilégios

Privilégios de acordo com o objeto:

• TABLE: { { SELECT | INSERT | UPDATE | DELETE | RULE | REFERENCES | TRIGGER } [,...] | ALL

[PRIVILEGES] }

• _DATABASE:_{{ { CREATE | TEMPORARY | TEMP } [,...] |}

ALL [ PRIVILEGES] }

• _FUNCTION:_{{ EXECUTE | ALL [PRIVILEGES] }} • LANGUAGE: { USAGE | ALL [ PRIVILEGES ] }

• SCHEMA: {{CREATE | USAGE} [,...] | ALL [PRIVILEGES] }

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Bibliografia/Exercícios

• Ver roteiros de aulas de laboratório

• [EN] Capítulo 4, 5

• [RG] Capítulo 5

• [SK] Capítulo 4, 5 e 6

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