Bases de Dados. Restrições de integridade. Restrições de integridade. As restrições de integridade garantem a consistência da BD exemplos

Transcrição

1 Bases de Dados Restrições de integridade Restrições de integridade As restrições de integridade garantem a consistência da BD exemplos RI 1: o saldo de uma conta não pode ser null RI 2: nenhuma conta pode ter o mesmo número de outra RI 3: todos os números de conta em depositor tem que existir em account RI 4: o salário de um funcionário tem que ser pelo menos 5 /hora 2 1

2 Restrições numa relação Restrição not null o nome de uma agência não pode ser null branch_name char(15) not null uma quantia monetária não pode ser null create table loan (... amount numeric(12,2) not null 3 Restrições numa relação Restrição unique(c 1, c 2,, c m ) as colunas c 1, c 2,, c m formam uma chave 1 2 m estas colunas podem conter null porque null é diferente de qualquer outro valor se for preciso, impor not null create table fornecedores ( id integer,, nome varchar(255), primary key(id), unique(nome) ); 4 2

3 Restrições numa relação Restrição check(c) todos os tuplos da relação devem obedecer à condição C exemplo: activo de agência não pode ser negativo create table branch (branch_name char(15), branch_city char(30), assets integer, primary key (branch_name), check (assets >= 0)) 5 Restrições numa relação Restrição check(c) pode ser aplicada a valores de um atributo create table account ( balance numeric(5,2), check(balance > 0) ); pode envolver sub-perguntas check branch_name in (select branch_name from branch) 6 3

4 Integridade referencial Garantir que um valor que aparece numa relação também aparece noutra exemplo: a agência de cada conta (account) tem de existir na tabela de agências (branch) create table account (account_number char(10), branch_ name char(15), ( balance integer, primary key (account_number), foreign key (branch_name) references branch) 7 Integridade referencial Outro exemplo: create table depositor (customer_name char(20), account_number char(10), primary key (customer_name, account_number), foreign key (account_number) references account, foreign key (customer_name) references customer) customer depositor account 8 4

5 Integridade referencial Forma abreviada em vez de: branch_name char(15), foreign key (branch_name) references branch é possível usar simplesmente: branch_name char(15) references branch 9 Integridade referencial E se o registo for apagado ou modificado? (na outra tabela) create table account ( foreign key (branch_name) references branch on delete cascade on update cascade ) 10 5

6 Integridade referencial Forma geral on delete action on update action em que action é uma de: cascade apaga/actualiza registos que apontam para o tuplo em causa set null coloca os registos inconsistentes a null set default coloca os registos com o valor por omissão no action impede a remoção/actualização 11 Restrições de integridade Como impor restrições de integridade a uma tabela já criada? alter table tabela add restrição E se a tabela já tiver dados e estes não forem consistentes? a operação é rejeitada 12 6

7 Asserções Asserção é uma condição a que a BD deve obedecer forma geral create assertion nome check condição validade é testada na criação e em cada modificação à BD! impacto no desempenho asserções na forma for all X, C(X) must be true são implementadas com not exists X such that not C(X) 13 Asserções exemplo 1 Em cada agência, a soma de todas as quantias de empréstimo tem que ser inferior à soma de todos os saldos de conta create assertion sum_constraint check (not exists (select * from branch where (select sum(amount) from loan where loan.branch_name = branch.branch_name) >= (select sum(balance) from account where account.branch_name = branch.branch_name))) 14 7

8 Asserções exemplo 2 Todos os empréstimos têm de ter pelo menos um cliente com uma conta de saldo mínimo 1000 create assertion balance_constraint check (not exists (select * from loan where not exists (select * from borrower, depositor, account where loan.loan_number = borrower.loan_number and borrower.customer_name = depositor.customer_name and depositor.account_number = account.account_number and account.balance >= 1000))) 15 Bases de Dados Funções e Procedimentos 8

9 Introdução às funções e procedimentos SQL suporta funções e procedimentos com ciclos, if-then-else, declaração de variáveis, atribuição de valores a variáveis, etc. Alguns SGBDs suportam ainda funções que devolvem relações (SQL:2003) outras funcionalidades proprietárias 17 Funções exemplo (standard SQL) Definir uma função que, dado o nome de um cliente, devolve o número de contas desse cliente create function account_count (c_name varchar(255)) returns integer begin declare a_count integer; select count(*) into a_count from depositor where customer_name = c_name ; return a_count; end 18 9

10 Funções exemplo (Postgres) create function account_count (c_name varchar(255)) returns integer as $$ declare a_count integer; begin select count(*) into a_count from depositor where customer_name = c_name; return a_count; end $$ language plpgsql; "A CREATE FUNCTION command is defined in SQL:1999 and later. The PostgreSQL version is similar but not fully compatible. The attributes are not portable, neither are the different available languages." (Postgres manual) 19 Funções exemplo de utilização Nome, rua e cidade dos clientes com mais de uma conta select customer_name, customer_street, customer_city from customer where account_count (customer_name) >

11 Funções que devolvem relações (standard SQL) Devolver todas as contas de um dado cliente create function accounts_of f( (c_name varchar(255) ) returns table (account_number varchar(255), branch_name varchar(255), balance numeric(12,2) ) return table (select a.account_number, branch_name, balance from account as a, depositor as d where a.account_number = d.account_number and d.customer_name = c_name) 21 Funções que devolvem relações (Postgres) create function accounts_of ( varchar(255) ) returns setof account as $$ select a.account_number, branch_name, balance from account as a, depositor as d where a.account_number = d.account_number and d.customer_name = $1; $$ language sql; parâmetros anónimos 22 11

12 Funções que devolvem tipos complexos (Postgres) create type account_data as ( account_number varchar(255), branch_name varchar(255), balance numeric(12,2) ); create function accounts_of (varchar(255)) returns account_data as $$ select a.account_number, branch_name, balance from account as a, depositor as d where a.account_number = d.account_number and d.customer_name = $1; $$ language sql; 23 Funções que devolvem relações utilização Dados das contas do cliente Smith select * from accounts_of( Smith ); account_number branch_name balance A-215 Mianus A-444 North Town (2 rows) funções que devolvem tabelas são semelhantes a vistas com parâmetros 24 12

13 Procedimentos (standard SQL) A função account_count escrita como procedimento create procedure account_count_proc (in c_name varchar(255), out a_count integer) begin select count(* ) into a_count from depositor where depositor.customer_name = c_name end 25 Procedimentos utilização (standard SQL) Podem ser invocados com o comando call declare a_count integer; call account_count_proc( Smith, a_count); procedimentos podem ter nomes iguais, desde que sejam diferentes nos argumentos a sintaxe acima não funciona em Postgres 26 13

14 Procedimentos (Postgres) create function account_count_proc (in c_name varchar(255), out a_count integer) as $$ begin select count(*) into a_count from depositor where customer_name = c_name; end $$ language plpgsql; select * from account_count_proc ('Smith'); a_count (1 row) 27 Elementos procedimentais básicos (standard SQL) Blocos begin end podem conter múltiplos comandos SQL podem conter declarações de variáveis locais Declaração de variáveis declare <variable> <type> [default <value>] o âmbito da variável local está restrito ao bloco onde foi declarada 28 14

15 Elementos procedimentais básicos (standard SQL) Atribuição de valores set <variable> = expression a_count := 0; (Standard SQL) (Postgres) O comando select into select <columns> into <variable> from 29 Outros elementos procedimentais (standard SQL) O standard SQL prevê ainda vários outros elementos ciclos while e repeat ciclos for condições if then else condições case when excepções sintaxe é diferente em cada sistema 30 15

16 Elementos procedimentais ciclos (standard SQL) Ciclos while e repeat declare n integer default 0; while n < 10 do set n = n + 1 end while repeat set n = n 1 until n = 0 end repeat Elementos procedimentais ciclos (standard SQL) Ciclo for permite iterar pelos resultados de uma pergunta exemplo: saldo total das contas da agência de Perryridge declare n integer default 0; for r as select balance from account where branch_name = Perryridge do set n = n + r.balance end for

17 Elementos procedimentais condições Instruções condicionais if then else exemplo soma dos saldos das contas nas seguintes categorias: saldo <1000, >=1000 and <5000, >= 5000 if r.balance < 1000 then set l = l + r.balance elseif r.balance < 5000 then set m = m + r.balance else set h = h + r.balance end if Ciclos e condições (Postgres) if condition then <statements1> else <statements2> end if; while condition loop <statements> end loop; for variable in select_clause loop <statements> end loop; 34 17

18 Cursores exemplo (Postgres) create or replace function average_balance() returns real as $$ declare cursor_account cursor for select balance from account; balance real; sum_balance real := 0.0; 0; count_balance integer := 0; begin open cursor_account; loop fetch cursor_account into balance; if not found then exit; end if; sum_balance = sum_balance + balance; count_ balance = count_ balance + 1; end loop; close cursor_account; return sum_balance / count_balance; end $$ language plpgsql; 35 Bases de Dados Triggers 18

19 Introdução aos triggers Um trigger é uma instrução executada em reacção a uma modificação na BD Para especificar um trigger é necessário saber: as condições em que o trigger é disparado as acções a fazer quando o trigger é executado Ti Triggers são um conceito antigo, mas só apareceu na norma SQL: Necessidade dos triggers Cenário: o cliente levanta um quantia superior ao saldo Em vez de resultar num saldo negativo, o banco: cria um empréstimo igual à quantia em falta dá ao empréstimo o mesmo número que a conta coloca o saldo da conta a zero Condição de disparo: um update que resulte em saldo negativo na conta 38 19

20 Exemplo Levantamento de 500 da conta A-102 account Exemplo Levantamento de 500 da conta A-102 loan account 0 A-102 Perryridge 100 depositor borrower Hayes A

21 Exemplo (standard SQL) create trigger overdraft_trigger after update on account referencing new row as nrow for each row when nrow.balance <0 begin atomic insert into loan values (nrow.account_number, nrow.branch_name, nrow.balance); insert into borrower (select customer_name, account_number from depositor where nrow.account_number =depositor.account_number ); end update account set balance = 0 where account.account_number = nrow.account_number; 41 Exemplo (Postgres) Criação da função que implementa o trigger create or replace function overdraft_trigger_proc() returns trigger as $$ begin if new.balance < 0 then insert into loan values (new.account_number, new.branch_name, (-1)*new.balance); insert into borrower (select customer_name, account_number from depositor where depositor.account_number = new.account_number); update account set balance = 0 where account.account_number = new.account_number; end if; return new; end $$ language plpgsql; 42 21

22 Exemplo (Postgres) Criação do trigger opções: before after opções: insert update delete create trigger overdraft_trigger after update on account for each row execute procedure overdraft_trigger_proc(); opções: for each row for each statement Ver manual do Postgres: 43 Outro exemplo (Postgres) Trigger que cancela uma acção create or replace function cancel_overdraft_proc() returns trigger as $$ begin if new.balance < 0 then raise exception 'A conta % tem saldo insuficiente.', new.account_number; end if; return new; end $$ language plpgsql; create trigger cancel_overdraft after update on account for each row execute procedure cancel_overdraft_proc(); update account set balance = balance 500 where account_number = 'A-102'; 44 22

23 Quando não usar triggers Actualizar um total quando se insere/actualiza um registo usar vistas em vez de triggers Replicação de BDs usar mecanismos próprios do SGBD Execuções não intencionadas p.ex. quando a BD está a ser reposta a partir de backup Ocorrência de erros se o trigger falha, toda a operação falha Efeitos imprevistos cadeias de eventos imprevisíveis ou intermináveis 45 Bases de Dados Autorização 23

24 Formas de autorização Formas de autorização sobre o conteúdo da BD: leitura de dados, sem modificação inserção de dados, sem modificação modificação de dados, sem remoção remoção de dados Formas de autorização sobre o esquema da BD: criação de novas relações adição e remoção de atributos em relações remoção de relações 47 Concessão de privilégios Comando grant permite conceder privilégios grant <lista de privilégios> on <nome da relação ou vista> to <lista de utilizadores ou public> public significa dar os privilégios a todos os utilizadores privilégio sobre uma vista não implica privilégios sobre as relações constituintes quem concede o privilégio tem que o possuir 48 24

25 Concessão de privilégios Exemplo grant select on account to john, mary Tipos de privilégios select insert( ) lista opcional de atributos update( ) lista opcional de atributos delete all privileges 49 Concessão de privilégios Permissão para criar chaves estrangeiras grant references(branch_name) on branch to user Permissão para conceder privilégio por omissão não está autorizada grant select on branch to user with grant option 50 25

26 Concessão de privilégios O administrador da BD possui todos os privilégios outros utilizadores só os possuem se lhes forem concedidos U 1 U 4 DBA U 2 U 5 U 3 51 Revogação de privilégios Comando revoke permite retirar privilégios revoke <lista de privilégios ou all> on <nome da relação ou vista> from <lista de utilizadores ou public> all significa retirar todos os privilégios public retira privilégio aos utilizadores que não o receberam explicitamente se o privilégio foi dado por 2 utilizadores diferentes, o utilizador mantém-no 52 26

27 Revogação de privilégios U 1 U 4 DBA U 2 U 5 U 3 Se o DBA revogar um privilégio de U 1 U 4 fica sem esse privilégio U 5 só fica sem o privilégio se for retirado também a U 2 53 Revogação de privilégios U 1 DBA U 2 U 3 U 2 e U 3 tentam manter privilégio em todo o caso concedem privilégios mutuamente mas se for tirado a ambos ficam sem ele 54 27

28 Revogação de privilégios em cascata Comando revoke permite retirar privilégios em cascata revoke <lista de privilégios ou all> on <nome da relação ou vista> from <lista de utilizadores ou public> [ cascade restrict ] cascade comportamento por omissão restrict a operação de revoke falha se entretanto o privilégio já tiver sido concedido a outros 55 Revogação de permissão de concessão Retirar a um utilizador a possibilidade de passar o privilégio a outros revoke grant option for select on branch from U

29 Papéis (roles) Papéis estabelecem os privilégios comuns a um tipo de utilizadores privilégios podem ser concedidos e revogados a roles create role caixa create role gestor grant select on account to caixa grant update(balance) on account to caixa grant all privileges on account to gestor 57 Papéis (roles) papéis podem ser atribuídos a utilizadores e a outros papéis grant caixa to alice, jorge grant gestor to susana grant caixa to gestor 58 29

30 Privilégios resultantes Privilégios totais de um utilizador/papel todos os concedidos directamente ao utilizador todos os concedidos aos papéis atribuídos a esse utilizador/papel Concessão de privilégios via utilizador ou via papéis se for dado por utilizador pode ser removido em cascata grant select on account to jorge se for dado por papel não será removido em cascata grant select on account to jorge granted by current_role 59 Limitações da autorização em SQL Não há autorização ao nível dos tuplos p.ex. funcionários que podem ver apenas os seus salários Nas aplicações Web, os acessos vem da camada de aplicação é comum todos os utilizadores fazerem uso do mesmo utilizador da BD autorização não tira partido de SQL é possível implementar outros mecanismos de autorização mas mecanismos de autorização dispersos pelo código; dificuldade em garantir segurança 60 30

31 Bases de Dados Outros tipos de dados Tipos de data/hora Data e hora date data de calendário com ano, mês e dia exemplo: time hora do dia em horas, minutos e segundos exemplos: 11:07:14, 11:07: timestamp data e hora exemplo: :07: outras opções: timestamp(m) e with timezone M é o número de dígitos na parte decimal dos segundos 62 31

32 Conversão de data/hora Conversão de string para data/hora cast(value( as type) ) em que type pode ser date, time, timestamp, etc. exemplos select cast('november 3, 2010' as date); select cast('11:14' as time); select cast('tomorrow' as date); date (1 row) time :14:00 (1 row) date (1 row) 63 Conversão de data/hora Extracção de valores extract(field( from value) ) em que field pode ser year, month, day, hour, minute, second exemplos select extract(year from current_date); date_part (1 row) select extract(hour from localtime) ':' extract(minute from localtime) as hora; hora :55 (1 row) 64 32

33 Funções de data/hora Como obter a data/hora actual current_ date,, current_ time,, current_ timestamp com informação de zona (08:53: ) localtime, localtimestamp sem informação de zona (08:53: ) exemplo now :53: (1 row) select current_timestamp; insert into eventos values('acordei', localtime); 65 Intervalos de data/hora Para operações aritméticas com data/hora interval subtracção de um valor data/hora de outro dá um intervalo é possível adicionar ou subtrair intervalos a valores de data/hora n_dias (1 row) exemplos select cast('today' ( y as date) ) cast('yesterday' (y y as date) ) as n_dias; select localtimestamp + cast('72:00:00' as interval) as prazo; prazo :06: (1 row) 66 33

34 Objectos grandes Tipos de dados para objectos grandes p.ex. fotos, vídeos, ficheiros, etc. clob para caracteres (text em Postgres) blob para objectos binários interpretados por outra aplicação quando o resultado é um objecto grande, a query devolve um apontador ou exporta os dados book_review clob(10kb) image blob(10mb) movie blob(2gb) 67 Domínios Domínios definidos pelo utilizador create domain euros numeric(12,2) check(value >= 0) exemplo de aplicação: create table employee (employee_id employee_name salary integer, varchar(255), euros) 68 34

35 Tipos de dados Tipos de dados definidos pelo utilizador create type euros as (quantia numeric(12,2)) tipos e domínios são semelhantes domínios podem ter restrições (e.g. not null), tipos não tipos só são compatíveis com eles próprios, domínios não operações com tipos diferentes exigem cast (valor as tipo) 69 Tipos de dados exemplos create type complexo as (a real, b real); create function obtemtodos() returns setof complexo as $$ select preal, pimag from complexos $$ language sql; create type sinal as enum ( aberto, fechado, volto já ); create table loja ( numero integer, nome varchar(255), ( estado sinal ); 70 35