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FRB - Maio 2002 MCS 9–1

Regras (Restrições) de IntegridadeSistemas comerciais relacionais são muito finos de

restrições para garantir a qualidade dos dados• Em essência: Programação SQL é usada para

descrever restrições.

Resumo1. Declarações de chave primária (já cobertas).2. Chaves externas (estrangeiras) = restrições de

integridade referencial.3. Verificações (“checks”) nos níveis Atributo e Tupla 4. Triggers.


Chaves ExternasNuma relação R uma cláusula “attribute A references S(B)”diz que qualquer valor que aparece na coluna A de Rdeve também aparecer na coluna B da relação S.• B deve ser declarada a chave primária de S.

ExemploCREATE TABLE Cerveja (

nome CHAR(20) PRIMARY KEY,fab CHAR(20)

);

CREATE TABLE Vende(bar CHAR(20),cerveja CHAR(20) REFERENCES Cerveja(nome),preço REAL

);


Alternativa: adicionar outro elemento declarando a chave externa, como:CREATE TABLE Vende (

bar CHAR(20),

cerveja CHAR(20),

preço REAL,

FOREIGN KEY cerveja REFERENCES

Cerveja(nome)

);

• O elemento extra é essencial se a chave externa é composta de mais de um atributo.


O Que Acontece se a Regra de Integridade Referencial é Violada?

• Três políticas:1. Inserir ou atualizar uma tupla de Vende referindo-se a

uma cerveja inexistente. Sempre rejeitada.

2. Remover ou atualizar uma tupla de Cerveja que tem tuplas em Vende que a referenciam.

a) Default: rejeitar.b) Cascade: Propaga as mudanças para as tuplas de Vende.

Exemplo• Delete “Bud.” Cascade remove todas as tuplas de Vende

que mencionam Bud.• Update “Bud” to “Budweiser.” Muda todas as tuplas de

Vende com “Bud” para “Budweiser.”


c) Set Null: Muda as tuplas que referenciam para NULL nas colunas correspondentes.

Exemplo• Delete “Bud.” Set-null faz todas as tuplas

de Vende com “Bud” no componente cerveja passar a ter cerveja IS NULL.

• Update “Bud” to “Budweiser.” Mesma mudança.


Selecionando uma Política

Add ON [DELETE, UPDATE] [CASCADE, SET NULL] à declaração de chave externa.

ExemploCREATE TABLE Vende(

bar CHAR(20),

cerveja CHAR(20),

preço REAL,

FOREIGN KEY cerveja REFERENCES Cerveja(nome)

ON DELETE SET NULL

ON UPDATE CASCADE

);

• A política “correta” é uma decisão do projetista.


Verificação no Nível Atributo

Segue um atributo com uma condição que deve ser verdadeira para o valor do atributo em cada tupla da relação.

• Forma: CHECK (condição). A condição pode envolver o atributo. Outros atributos e relações podem ser envolvidos, mas

somente em subconsultas. Oracle: subconsultas não são permitidas.

• A condição é verificada somente quando o atributo muda (i.e., uma inserção ou uma atualização).


ExemploCREATE TABLE Vende(

bar CHAR(20),

cerveja CHAR(20) CHECK(

cerveja IN (SELECT nome

FROM Cerveja),

preço REAL CHECK(

preço <= 5.00)

);

• Check em cerveja é como uma integridade referencial, exceto: O check ocorre somente na inclusão da tupla ou na mudança da cerveja

em uma tupla existente, não quando a tupla é removida de Cerveja.


Verificação no Nível Tupla

Elemento separado na declaração de tabela.

• Forma: como verificação no nível atributo.

• Mas a condição pode se referir a qualquer atributo da relação. Ou a outros atributos/relações em subconsultas. Outra vez: Oracle proíbe o uso de subconsulta.

• Verificação quando a tupla é inserida ou atualizada.


Exemplo

Somente o bar Tricolor pode vender cerveja por mais de 5,00.CREATE TABLE Vende(

bar CHAR(20),

cerveja CHAR(20),

preço REAL,

CHECK(bar = `Tricolor´ OR

preço <= 5.00)

);


IX- Triggers (Versão Oracle)

Chamados de regras ECA evento-condição-ação.• Evento = uma mudança no BD, i.e., INSERT,

UPDATE, DELETE• Condição = um teste como em uma cláusula

where para ver se o trigger se aplica.• Ação = um ou mais comandos SQL.• Difere de check:

1. Triggers são invocados por um evento; não existe a idéia de violação de triggers.

2. Checks não suportam <condição>.


ExemploQuando uma tupla é inserida em Vende, a cerveja deve

existir em Cerveja; se não, insere-a (com fab IS NULL).Vende(bar, cerveja, preço)

CREATE OR REPLACE TRIGGER TCervejaAFTER INSERT ON VendeFOR EACH ROWWHEN(new.cerveja NOT IN

(SELECT nome FROM Cerveja))

BEGININSERT INTO Cerveja(nome)VALUES(:new.cerveja);

END;


Opções1. Pode omitir OR REPLACE. Mas se fizer assim, será erro

se o trigger já existir.2. AFTER pode ser BEFORE.3. Se uma relação é visão, AFTER pode ser INSTEAD OF.

Útil por permitir “modificações” em uma visão; em vez disso, as relações concernentes são modificadas.

4. O evento pode ser INSERT, DELETE, UPDATE OF <atributo>. Também, diversas condições como INSERT ON Vende

podem ser conectadas por OR.

5. FOR EACH ROW pode ser omitida, com um importante efeito: a ação é feita uma só vez, antes ou depois de todos os eventos ocorrerem.


Notas• Há duas variáveis especiais new e old,

representando as tuplas nova e velha na mudança. old não faz sentido em inserção, e new não

faz sentido em remoção.• Observe: em WHEN usamos new e old sem dois

pontos, mas em ações, os dois pontos precedentes são necessários.

• A ação é um comando PL/SQL. Forma mais simples: um ou mais comandos

SQL dentro de um bloco BEGIN - END. Entretanto, select-from-where pode ser

limitado.


• Triggers são parte do esquema do BD, como tabelas ou visões.

• Importante restrição do Oracle: a ação não pode alterar a relação que dispara a ação. Pior, a ação não pode nem mesmo mudar a

relação conectada à relação disparadora por uma restrição, i.e., uma integridade referencial.


ExemploManter uma lista de todos os bares que aumentaram

o preço de alguma cerveja em mais de 1,00.Vende(bar, cerveja, preço)Lista(bar)

CREATE TRIGGER TrigPreçcAFTER UPDATE OF preço ON VendeFOR EACH ROWWHEN(new.preço > old.preço + 1.00)

BEGININSERT INTO ListaVALUES(:new.bar);

END;.run


Modificando Visões Via TriggersOracle permite-nos “interceptar” uma modificação em uma visão

através de um instead of trigger.

ExemploGosta(boêmio, cerveja)Vende(bar, cerveja, preço)Freqüenta(boêmio, bar)

CREATE VIEW Sinergia ASSELECT Gosta.boêmio, Gosta.cerveja

Vende.barFROM Gosta, Vende, FreqüentaWHERE Gosta.boêmio = Freqüenta.boêmio AND

Gosta..cerveja = Vende.cerveja ANDVende.bar = Freqüenta.bar;


CREATE TRIGGER VisaoTrigINSTEAD OF INSERT ON SinergiaFOR EACH ROW

BEGININSERT INTO Gosta VALUES(

:new.boêmio, :new.cerveja);INSERT INTO Vende(bar, cerveja)

VALUES(:new.bar, :new.cerveja);INSERT INTO Freqüenta VALUES(

:new.boêmio, :new.bar);END;

.run


X- PL/SQL• Linguagem de desenvolvimento do Oracle.

Usada via a ferramenta Sqlplus.• Um compromisso entre uma linguagem de programação

totalmente `procedural´ e a linguagem declarativa SQL.• Permite variáveis locais, laços, procedures, consulta a relações

“one tuple at a time”.• Forma geral:

DECLAREdeclarações

BEGINcomandos executáveis

END;.run;

• A parte DECLARE é opcional.• `Dot and run´ finalizam o comando e o executam.


Forma Mais Simples: Uma Seqüência de Modificações

Gosta(boêmio, cerveja)

BEGIN

INSERT INTO Gosta

VALUES('Salete, 'Bud');

DELETE FROM Gosta

WHERE boêmio = 'Fred' AND

cerveja = 'Muller';

END;


Procedures

Objetos armazenados no BD, que usam comandos PL/SQL em seus corpos.

Declarações de ProcedureCREATE OR REPLACE PROCEDURE

<nome>(<lista_argumentos>) AS

<declarações>

BEGIN

<comandos PL/SQL>

END;


• <Lista_argumentos> tem triplas nome-modo-tipo. Modo: IN, OUT, ou IN OUT para read-only,

write-only, read/write, respectivamente. Tipos: padrão SQL + tipos genéricos como NUMBER = qualquer tipo inteiro ou real.

Desde que tipos nas procedures devem casar com tipos no esquema do BD, pode-se usar uma expressão da forma

relação.atributo %TYPE

para capturar o tipo corretamente.


ExemploUma procedure que inclui uma nova cerveja e seu preço no menu do

bar RubroNegro.Vende(bar, cerveja, preço)

CREATE PROCEDURE MenuRubroNegro(c IN Vende.cerveja %TYPE,p IN Vende.preço %TYPE

) ASBEGIN

INSERT INTO VendeVALUES(`RubroNegro´´, c, p);

END;.run;

• Note “run” somente armazena a procedure, não a executando.


Invocando Procedures

Uma chamada a uma procedure pode aparecer no corpo de um comando PL/SQL.

• Exemplo:BEGIN

MenuRubroNegro('Bud', 2,50);

MenuRubroNegro('MooseDrool', 5,00);

END;


AtribuiçãoAtribuição de valores a variáveis é denotada por :=.

DesvioIF <condição> THEN

<comando(s)>ELSE

<comando(s)>END IF;

• Em `ninhos´ de IFs, use ELSIF em lugar de ELSE IF.

LaçoLOOP

. . .EXIT WHEN <condição>

. . .END LOOP;


Consultas em PL/SQL

1. Single-row selects permitem atribuir a uma variável o resultado de uma consulta que produz uma única tupla.

2. Cursors permitem a recuperação de muitas tuplas, com o cursor e um laço sendo usados para processar tupla-a-tupla.


Single-Row Select• Um select-from-where em PL/SQL deve ter uma cláusula INTO listando as variáveis que recebem os resultados da consulta.

• É erro se o select-from-where retorna mais de uma tupla; neste caso, é preciso usar um cursor.

Exemplo• Encontrar o preço da cerveja Schincarioll no bar Tricolor.

Vende(bar, cerveja, preço)

DECLAREp Vende.preço %TYPE;

BEGINSELECT preçoINTO pFROM VendeWHERE bar = `Tricolor´ AND cerveja =

`Schincarioll´;END;


CursoresDeclarados por:

CURSOR <nome> IS

comando select-from-where

• O cursor aponta para cada tupla por vez da relação-resultado da consulta select-from-where, usando um fetch statement dentro de um laço. Fetch statement:

FETCH <nome_cursor> INTO

lista_variáveis;

• Um laço é interrompido por:EXIT WHEN <nome_cursor> %NOTFOUND;

O valor é Verdade se não houver mais tupla a apontar.

• OPEN e CLOSE abrem e fecham um cursor, respectivamente.


Exemplo

Uma procedure que examina o menu do bar Tricolor e aumenta de 1,00 todos os preços que são menores que 3,00.


• Um simples UPDATE podia resolver o problema, mas mudanças mais complicadas podiam exigir uma procedure.


CREATE PROCEDURE Aumento() ASaCerveja Vende.cerveja%TYPE;oPreço Vende.preço%TYPE;CURSOR c IS

SELECT cerveja, preçoFROM VendeWHERE bar =`Tricolor´;

BEGINOPEN c;LOOP

FETCH c INTO aCerveja, oPreço;EXIT WHEN c%NOTFOUND;IF oPreço < 3.00 THEN

UDPATE VendeSET preço = oPreço + 1.00WHERE bar = `Tricolor´

AND cerveja = aCerveja;

END IF;END LOOP;CLOSE c;

END;


Tipo Row

Qualquer coisa (i.e., cursores, nomes de tabela) que tem um tipo tupla pode ter seu tipo capturado com %ROWTYPE.

• Pode-se criar variáveis temporárias tipo tupla e acessar seus componentes como variável.componente (“dot notation”).

• Muito útil, principalmente se a tupla tem muitos componentes.


ExemploA mesme procedure com a variável tupla cp.

CREATE PROCEDURE Aumento() ASCURSOR c IS

SELECT cerveja, preçoFROM VendeWHERE bar = `Tricolor´;

cp c%ROWTYPE;BEGIN

OPEN c;LOOP

FETCH c INTO cp;EXIT WHEN c%NOTFOUND;IF cp.preço < 3.00 THEN

UDPATE VendeSET preço= cp.preço + 1.00

WHERE bar = `Tricolor´AND cerveja =

cp.cerveja;END IF;

END LOOP;CLOSE c;

END;


XI- Linguagens Hospedeiras de SQL

Acrescenta a uma linguagem de programação convencional certos comandos que representam operações SQL.

• Cada comando SQL é introduzido com EXEC SQL.

• Um preprocessador converte p.e. C + SQL para puro C. Os comandos SQL tornam-se chamadas de

procedure.


Variáveis Compartilhadas

Um trecho especial de declarações de variáveis em C é acessível tanto por SQL quanto por C.

EXEC SQL BEGIN/END DECLARE SECTION;

• Em Oracle Pro/C (não C++) os delimitadores são opcionais.

• Em C, as variáveis são usadas normalmente; em SQL, elas devem ser precedidas por :.


ExemploEncontre o preço de uma cerveja em um dado bar.


EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;char oBar[21], aCerveja[21];float oPreco;

EXEC SQL END DECLARE SECTION;. . .

/* inicializa oBar e aCerveja */. . .

EXEC SQL SELECT precoINTO :oPrecoFROM VendeWHERE cerveja = :aCerveja AND

bar = :oBar;. . .


CursoresSimilar a PL/SQL, com algumas diferenças sintáticas.

ExemploImprima o menu do bar Tricolor.

Vende(bar, cerveja, preco

EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;char aCerveja[21];float oPreco;EXEC SQL END DECLARE SECTION;EXEC SQL DECLARE c CURSOR FORSELECT cerveja precoFROM VendeWHERE bar = `Tricolor´;EXEC SQL OPEN CURSOR c;while(1) {EXEC SQL FETCH cINTO :aCerveja, :oPreco;if(NOT FOUND) break; /* formata e imprime a cerveja e o preço */ }EXEC SQL CLOSE CURSOR c;


Oracle Vs. SQL• SQL define um array de caracteres SQLSTATE

que é atualizado cada vez que o sistema é chamado. Os erros são assinalados no array. Uma falha do cursor para encontrar qq tupla é

registrado no array.

• Entretanto, Oracle provê um arquivo sqlca.h que declara uma communication area e define macros para acessá-la. Em particular, NOT FOUND é uma macro que diz

“the no-tuple-found signal was set.”


SQL DinâmicoMotivação:• SQL em uma linguagem hospedeira é bom em

aplicações estáticas, p.e., um programa de reserva de passagens aéreas.

• Não serve para escrever um programa como sqlplus, porque não se sabe de antemão qual o código que segue um sinal de prontidão SQL>.

• Para resolver, precisamos de dois comandos: PREPARE converte uma cadeia de caracteres em um

comando SQL. EXECUTE executa o comando.


Exemplo: Versão Simplificada do SqlplusEXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION;

char query[MAX_QUERY_LENGTH];EXEC SQL END DECLARE SECTION;

/* issue SQL> prompt */

/* read user's text into array query */

EXEC SQL PREPARE q FROM :query;EXEC SQL EXECUTE q;/* go back to reissue prompt */

• Uma vez preparada, uma consulta pode ser executada muitas vezes. “Prepare” = otimiza a consulta, i.e., encontra um meio de executá-

la com um mínimo de I/O’s.

• Alternativamente, PREPARE e EXECUTE podem ser combinadas em:

EXEC SQL EXECUTE IMMEDIATE :query;


Desvantagens da Abordagem 'Linguagens Hospedeira'

• Nem é C e nem é SQL, nem é Java e nem é SQL, …

• O programa é executado no lado cliente da arquitetura cliente-servidor Problema de desempenho


XII- Interfaces “Call-Level”

Nesta abordagem, C (ou outra linguagem) cria comandos SQL como cadeias de caracteres passados como argumentos de funções que são parte de uma biblioteca.

• SQL/CLI (ODBC = open database connectivity) e JDBC (Java database connectivity).

• Grande vantagem em relação ao enfoque Linguagem Hospedeira: o programa continua C puro


ODBC• Em C, a biblioteca permite que você crie um statement handle =

estrutura em que você coloca um comando SQL.

• Use SQLPrepare(myHandle, <statement>,...) para fazer myHandle representar o comando SQL no segundo argumento.

• Use SQLExecute(myHandle) para executar o comando.

ExemploSQLPrepare(handle1, "SELECT cerveja, preco

FROM Vende

WHERE bar = `Tricolor´";)

SQLExecute(handle1);


Recuperando DadosPara obter os dados retornados por uma consulta, usa-se:1. Variáveis de ligação (“bind”) para os componentes das tuplas

retornadas. SQLBindCol aplica-se a um handle, o número da coluna, e a variável de

ligação, mais outros argumentos.

2. Comando “Fetch”, usando o handle. SQLFetch aplica-se a um handle.

ExemploSQLBindCol(handle1, 1, SQL_CHAR, &oBar,...)SQLBindCol(handle1, 2, SQL_REAL, &oPreco...)SQLExecute(handle1);

...while(SQLFetch(handle1) !=

SQL_NO_DATA) {...}


JDBC• Começa com o objeto Connection, obtido do SGBD.• O método createStatement() retorna um objeto da classe Statement (se

não houver argumento) ou PreparedStatement se houver um comando SQL como argumento ("overload" de métodos).

ExemploStatement stat1 = myCon.createStatement();PreparedStatement stat2 =myCon.createStatement(

"SELECT cerveja, preco" +"FROM Vende" +"WHERE bar = ‘Tricolor'"

);

• myCon é uma conexão, stat1 é um objeto “vazio” da classe Statement, e stat2 é um objeto da classe PreparedStatement que tem um comando SQL associado.


Executando Comandos• JDBC distingue consultas (comandos que retornam dados) de

updates (comandos que somente afetam o BD).• Os métodos executeQuery() e executeUpdate() são usados

para executar essas duas espécies de comandos. Eles devem ter um argumento se aplicados a Statement, nunca se

aplicados a PreparedStatement.

• Quando uma consulta é executada, retorna um objeto da classe ResultSet.

Exemplostat1.executeUpdate("INSERT INTO "Vende" +"VALUES(‘RubroNegro', ‘Cristal', 3.00)");ResultSet Menu = stat2.executeQuery();


Obtendo as Tuplas de um ResultSet• O método Next() se aplica a um ResultSet e move um

“cursor” para a próxima tupla do conjunto. Aplique Next() para obter a primeira tupla. Next() returna FALSE se não houver mais tuplas.

• Para a tupla corrente do cursor, você pode obter seu i-ésimo componente aplicando o método getX(i), onde X é o nome para o tipo do argumento.

Exemplowhile(Menu.Next()) {

aCerveja = Menu.getString(1);oPreco = Menu.getFloat(2);

...}


Desvantagens de ODBC/JDBC

• Os programas C, Java, … , ainda são executados no lado cliente


Integração Estreita com SGBDs

• PL/SQL, JSQL, TransactSQL, … , são extensões da SQL Processadas no lado servidor da arquitetura

cliente - servidor• Isto é muito bom para o desempenho


XIII- Transações, Segurança

Transação = unidade de trabalho que deve ser:

1. Atômica = ou todo o trabalho é feito, ou nada é feito

2. Consistente = as regras de integridade são asseguradas

3. Isolada = tudo se parece como se ela executasse sozinha

4. Durável = seus efeitos são permanentes mesmo em presença de falha


Decisão deValidar / AbortarUma transação pode terminar de duas maneiras:1. Commit = todo o trabalho da transação é refletido no BD;

todas as mudanças antes de “commit” são invisíveis a outras transações

2. Abort = como se a transação nunca tivesse ocorrido ROLLBACK é o termo da SQL e do Oracle

• Transações podem ser um simples comando SQL• Oracle tem a opçãp SET TRANSACTION READ ONLY

que começa uma transação multi-comandos que não modifica dados, mas necessita ter uma visão consistente do BD

• Em interfaces de programação, as transações começam quando o usuário se conecta, e terminam ou quando um comando COMMIT ou ROLLBACK é executado


ExemploVende(bar, cerveja, preco)

• O bar Tricolor só vende Bud for 2,50 e Miller por 3,00• Salete está querendo saber o maior e o menor preço de cerveja do bar Tricolor

(1) SELECT MAX(preco) FROM VendaWHERE bar = ‘Tricolor';

(2) SELECT MIN(preco) FROM VendeWHERE bar = ‘Tricolor';

• Ao mesmo tempo, o gerente do bar Tricolor decide substituir Miller e Bud por Heineken a 3,50(3) DELETE FROM Vende

WHERE bar = ‘Tricolor' AND (cerveja = 'Miller' OR cerveja = 'Bud');

(4) INSERT INTO VendeVALUES(‘Tricolor, 'Heineken', 3,50);

• Se a ordem de execução dos comandos for 1, 3, 4, 2, então aparece para Salete que o preço mínimo do bar Tricolor é maior que seu preço máximo

• O problema é resolvido agrupando os comandos de Salete em uma transação


Segurança (Autorização) em SQL• Os sistemas de arquivo identificam certos privilégios de

acesso a arquivos, p.e., read, write, execute• Analogamente, SQL identifica 6 privilégios de acesso a

relações, dos quais os mais importantes são:

1. SELECT = o direito de consultar uma relação

2. INSERT = o direito de inserir uma tupla em uma relação – pode referir-se a atributos, em qual caso a tupla inserida terá somente os valores dos atributos

3. DELETE = o direito de remover tuplas

4. UPDATE = o direito de atualizar tuplas – pode referir-se a alguns atributos


Garantindo Privilégios• Quando você cria uma relação, você tem todos os privilégios• Você pode repassar seus privilégios para outros se os tiver com

“with grant option.” Você tem “with grant option” para as relações que você cria

Exemplo1. Salete pode consultar Vende e pode mudar preços, mas não

pode repassar os privilégiosGRANT SELECT ON Vende

UPDATE(preco) ON VendeTO salete;

2. Salete pode repassar seus privilégios para quem ela quiserGRANT SELECT ON Vende

UPDATE(preco) ON VendeTO saleteWITH GRANT OPTION;


Revogando Priviléios

• Seus privilégios podem ser revogados

• A sintaxe é como GRANT, mas REVOKE ... FROM em vez de GRANT ... TO

Revogação é transitiva. Se A passou P para B, que então passou P para C, e então A revogou P de B, é como se B também revogasse P de C.

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