TSQL2. (aneb jak na to) Tomáš Janků

Transkript

1 TSQL2 (aneb jak na to) Tomáš Janků

2 OBSAH Srovnání SQL92 a TSQL2

3 OBSAH Srovnání SQL92 a TSQL2 TSQL2 datový model

4 OBSAH Srovnání SQL92 a TSQL2 TSQL2 datový model Konstrukce jazyka TSQL2

5 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 TSQL2 má stejně silné vyjadřovací prostředky jako SQL92 TSQL2 zjednodušuje zápis dotazů zohledňujících časová kritéria

6 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 TSQL2 má stejně silné vyjadřovací prostředky jako SQL92 TSQL2 zjednodušuje zápis dotazů zohledňujících časová kritéria Kratší Čitelnější Jednoznačnější} Méně náchylné k chybám!

7 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 TSQL2 má stejně silné vyjadřovací prostředky jako SQL92 TSQL2 zjednodušuje zápis dotazů zohledňujících časová kritéria Kratší } Čitelnější Méně Jednoznačnější náchylné k chybám! TSQL2 umožňuje efektivně začlenit časová kritéria relacím uloženým v DB

8 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (2) Jméno Plat Funkce Datum narození platnost_od platnost_do Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/01/08 01/06/08 Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/06/08 01/10/08 Franta Dlouhý junior kodér 12/05/85 01/10/08 01/12/08 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 01/12/08 10/07/09 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 10/07/09 10/10/09

9 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (2) Jméno Plat Funkce Datum narození platnost_od platnost_do Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/01/08 01/06/08 Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/06/08 01/10/08 Franta Dlouhý junior kodér 12/05/85 01/10/08 01/12/08 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 01/12/08 10/07/09 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 10/07/09 10/10/09 tester tester junior kodér kodér kodér

10 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (2) Jméno Plat Funkce Datum narození platnost_od platnost_do Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/01/08 01/06/08 Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/06/08 01/10/08 Franta Dlouhý junior kodér 12/05/85 01/10/08 01/12/08 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 01/12/08 10/07/09 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 10/07/09 10/10/09 tester tester junior kodér kodér kodér

11 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (3) Jméno Plat Funkce Datum narození platnost_od platnost_do Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/01/08 01/06/08 Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/06/08 01/10/08 Franta Dlouhý junior kodér 12/05/85 01/10/08 01/12/08 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 01/12/08 10/07/09 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 10/07/09 10/10/09 Frantova platební historie : Jméno Plat platnost_od platnost_do Franta Dlouhý /01/08 01/06/08 Franta Dlouhý /06/08 10/07/09 Franta Dlouhý /07/09 10/10/09

12 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (3) Jméno Plat Funkce Datum narození platnost_od platnost_do Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/01/08 01/06/08 Franta Dlouhý tester 12/05/85 01/06/08 01/10/08 Franta Dlouhý junior kodér 12/05/85 01/10/08 01/12/08 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 01/12/08 10/07/09 Franta Dlouhý kodér 12/05/85 10/07/09 10/10/09 Frantova platební historie : Jméno Plat platnost_od platnost_do Franta Dlouhý /01/08 01/06/08 Franta Dlouhý /06/08 10/07/09 SELECT Jméno,Plat FROM Platy WHERE Jméno='Franta Dlouhý' Franta Dlouhý /07/09 10/10/09

13 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (4) CREATE TABLE Temp(Plat, platnost_od, platnost_do) AS SELECT Plat, platnost_od, platnost_do FROM Platy WHERE Jméno='Franta Dlouhý'; SELECT DISTINCT F.Plat, F.platnost_od, F.platnost_do FROM Temp AS F, Temp AS L WHERE F.platnost_od < L.platnost_do AND F.Plat = L.Plat spojitost AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM Temp AS M WHERE M.Plat = F.Plat AND F.platnost_od < M.platnost_od AND M.platnost_od < L.platnost_do AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM Temp AS T1 WHERE T1.Plat = F.Plat AND T1.platnost_od < M.platnost_od AND M.platnost_od <= T1.platnost_do ) ) AND NOT EXISTS ( SELECT * FROM Temp AS T2 WHERE T2.Plat = F.Plat AND ((T2.platnost_od < F.platnost_od AND F.platnost_od <= T2.platnost_do) OR (T2.platnost_od < L.platnost_do AND L.platnost_do < T2.platnost_do) ) ) maximalita

14 Srovnání TSQL2 vs. SQL92 (5) V DB je stále jedinný záznam o Frantovi DB současně uchovává všechny verze daného záznamu K historii záznamu lze jednoduše přistoupit Jednotlivé verze jsou označeny časovým razítkem (transakční čas)

15 TSQL2 datový model BCDM - bitemporal conceptual data model (bitemporální konceptuální datový model) Co to je? Časová razítka přiřazuje n-tici množin chrononů Každý chronon reprezentuje obdelník ve validně/transakčním časoprostoru

16 TSQL2 datový model (vysvětlení) Časová osa je diskrétní reprezentací reálného času Je složena z nedělitelných částí (chronon) Chronony mohou být spojeny do větších celků (granule) Na základě spojování chrononů vzníká v temporální databázi různá granularita Pro porovnání záznamů dle časových razítek je potřeba určit granularitu dotazu (přesnost)

17 TSQL2 datový model (vysvětlení) Představme si relaci, která modeluje rozložení ukolů mezi programátory při vypracovávání projektu. PřidělenéUkoly (JmProg, Ukol) TSQL2 je bitemporální, tudíž nám uchovává: čas, po který je záznam platný čas, kdy došlo ke vložení/upravě záznamu

18 TSQL2 datový model (vysvětlení) Představme si relaci, která modeluje rozložení ukolů mezi programátory při vypracovávání projektu. PřidělenéUkoly (JmProg, Ukol) TSQL2 je bitemporální, tudíž nám uchovává: čas, po který je záznam platný čas, kdy došlo ke vložení/upravě záznamu Graficky můžeme relaci zobrazit následovně: osa x rozměr transakce y=den měsíce PřidělenéUkoly(Tom,test GUI) osa y rozměr platnosti x=den měsíce

19 TSQL2 datový model (vysvětlení) Programátorovi Jardovi byl na 3. týden přidělen úkol tvorby GUI pro cílovou aplikaci. Tento údaj byl do databáze zanesen ve 3 hodiny ráno PřidělenéÚkoly(Jarda,GUI)

20 TSQL2 datový model (vysvětlení) Programátorovi Jardovi byl na 3. týden přidělen úkol tvorby GUI pro cílovou aplikaci. Tento údaj byl do databáze zanesen ve 3 hodiny ráno. 28. Čas platnosti PřidělenéÚkoly(Jarda,GUI) 7. Transakční čas

21 TSQL2 datový model (vysvětlení) Programátorovi Jardovi byl upraven čas na vypracování GUI na týden projektu. Tento údaj byl do databáze zanesen ve 4 hodiny ráno PřidělenéÚkoly(Jarda,GUI)

22 TSQL2 datový model (vysvětlení) Jardovi se to zdálo plýtváním jeho času, a tak oznámil, že vše stihne v původním čase, tedy během 3. týdne. Tento udaj byl do databáze zanesen v 5 hodin ráno PřidělenéÚkoly(Jarda,GUI)

23 TSQL2 datový model (vysvětlení) Manažerovi se ozval Pepa, který má bohaté zkušenosti s tvorbou GUI, tudíž mu byl tento úkol přidělen místo Jardy na 5. týden. Jardovi byl zadán nový úkol. To vše bylo zaneseno v 6 hodin. 28. PřidělenéÚkoly(Pepa,GUI) PřidělenéÚkoly(Jarda,nový_úkol) 7. PřidělenéÚkoly(Jarda,GUI)

24 TSQL2 datový model (vysvětlení) Uvedená bitemporální relace tabulkou Záznam tvoří Jméno, Úkol a množina uspořádaných dvojic chrononů Zaměstnanec Úkol Relace Jarda GUI {(3,14)...(3,21)...(4,7)...(4,28)... (5,7)...(5,28)...(6,14)...(6,21)} Jarda Nový úkol {(6,14)...(6,21)} Pepa GUI {(6,28)...(6,35)} 2 instance relace jsou ekvivalentní právě tehdy, když množiny snaphot vybrány za všech platnostních a transakčních časů jsou identické

25 TSQL2 jazykové konstrukce TSQL2 je přímá nadmnožina SQL92 podpora tradičních relací stejná syntax, ale obohacená o nové konstrukce Proč přímá nadmnožina? konverze starých schémat syntaxe SQL je dobře zavedená proč měnit něco, co dobře funguje Pro využití vlastností TSQL2 je potřeba definovat schéma reprezentující temporální relaci je možné konvertovat stará schémata

26 TSQL2 modelový příklad Mějme relaci Předpis, která reprezentuje lékařské předpisy dané doktorem pacientům. Relace obsahuje: Jméno pacienta Jméno předepisujícího lékaře Název léčiva Množství léku na 1 dávku Frekvence dávkování Předpis(JmPacient,JmLékař,Lék,Dávka,Frekvence)

27 TSQL2 definice schématu CREATE TABLE Předpis ( JmPacient CHAR(30), JmLékař CHAR(30), Lék CHAR(30), Dávka CHAR(30), Frekvence INTERVAL MINUTE ) AS VALID STATE DAY AND TRANSACTION

28 TSQL2 definice schématu CREATE TABLE Předpis ( JmPacient CHAR(30), JmLékař Lék Dávka CHAR(30), CHAR(30), CHAR(30), Frekvence INTERVAL MINUTE ) AS VALID STATE DAY AND TRANSACTION platný čas je doba, po kterou byly léky předepsány (granularita 1 den) transakční čas určuje, kdy byl záznam vložen do databáze granularita transakčního času závisí na systému záznamy, které nebyly smazány nebo upraveny, obsahují now ve svém transakčním čase

29 TSQL2 typy relací Uvedenou relaci jsme definovali jako bitemporální, tzn. bere v úvahu oba rozměry času (platnostní, transakční) TSQL2 podporuje 6 typů: Snapshot bez temporální podpory As valid state interval platnosti záznamu As valid event čas, kdy záznam nabyl platnosti As transaction As valid state and transaction As valid event and transaction

30 TSQL2 konstrukce SELECT Jména pacientů, kteým byly předepsány nějaké léky: SELECT SNAPSHOT JmPacient FROM Předpis

31 TSQL2 konstrukce SELECT Jména pacientů, kteým byly předepsány nějaké léky: SELECT SNAPSHOT JmPacient FROM Předpis Jména pacientů, kteří kdy měli předepsán AntiFlu: SELECT SNAPSHOT JmPacient FROM Předpis WHERE Lék='AntiFlu'

32 TSQL2 konstrukce SELECT Jména pacientů, kterým byly předepsány nějaké léky a čas, kdy tomu tak bylo: SELECT JmPacient FROM Předpis

33 TSQL2 konstrukce SELECT Jména pacientů, kterým byly předepsány nějaké léky a čas, kdy tomu tak bylo: SELECT JmPacient FROM Předpis standartní nastavení je vrátit historii provádí se automatický srůst záznamů (coalescing)

34 TSQL2 konstrukce SELECT Kterým pacientům byla předepsána jiná léčiva s AntiFlu a jaká? SELECT P1.JmPacient, P2.Lék FROM Předpis AS P1, Předpis AS P2 WHERE P1.Lék='AntiFlu' AND P2.Lék<>'AntiFlu' AND P1.JmPacient=P2.JmPacient

35 TSQL2 konstrukce SELECT Kterým pacientům byla předepsána jiná léčiva s AntiFlu a jaká? SELECT P1.JmPacient, P2.Lék FROM Předpis AS P1, Předpis AS P2 WHERE P1.Lék='AntiFlu' AND P2.Lék<>'AntiFlu' AND P1.JmPacient=P2.JmPacient JmPacient Lék platnost_od platnost_do Macourek Panadol 01/01/08 07/01/08 Macourek Kodein 07/01/08 10/01/08 Nemrtvý Ibalgin 10/07/09 27/7/09

36 TSQL2 restrukturalizace Nejsilnější zbraň TSQL2 Umožňuje explicitní určení n-tic určených ke spojení (coalescing) v klauzuli FROM spojení probíhá před aplikací podmínek umožňuje přetypování časových hodnot a jejich vzájemné porovnávání

37 TSQL2 restrukturalizace Kteří pacienti měli předepsán lék v celkové délce přesahující 6 měsíců? SELECT JmPacient,Lék FROM Předpis(JmPacient,Lék) AS P WHERE CAST(VALID(P) AS INTERVAL MONTH) > INTERVAL '6' MONTH

38 TSQL2 restrukturalizace Kteří pacienti měli předepsán lék v celkové délce přesahující 6 měsíců? SELECT JmPacient,Lék FROM Předpis(JmPacient,Lék) AS P WHERE CAST(VALID(P) AS INTERVAL MONTH) > INTERVAL '6' MONTH VALID(P) vrací množinu platných období CAST provádí součet dané množiny převedením jednotlivých položek na reprezentaci v měsících

39 TSQL2 restrukturalizace Který pacient měl nasazen AntiFlu po celou dobu svého léčení? SELECT SNAPSHOT P1.JmPacient FROM Předpis(JmPacient) AS P1, P1(Lék) AS P2 WHERE P2.Lék='AntiFlu' AND VALID(P2)=VALID(P1)

40 TSQL2 restrukturalizace Který pacient měl nasazen AntiFlu po celou dobu svého léčení? SELECT SNAPSHOT P1.JmPacient FROM Předpis(JmPacient) AS P1, P1(Lék) AS P2 WHERE P2.Lék='AntiFlu' AND VALID(P2)=VALID(P1) P1 zjišťujě, kdy pacient měl něco předepsáno P2 zjišťuje, kdy předepsaným lékem byl AntiFlu P1 je nadmnožinou P2, protože P2 je přesnější restrukturalizace P2 <=> (Předpis(JmPacient))(Lék)

41 TSQL2 restrukturalizace Který pacient měl nasazen AntiFlu po celou dobu svého léčení? (bez restrukturalizace) SELECT SNAPSHOT P1.JmPacient FROM (SELECT JmPacient FROM Předpis) AS P1, (SELECT JmPacient,Lék FROM Předpis) AS P2 WHERE P1.JmPacient=P2.JmPacient AND P2.Lék='AntiFlu' AND VALID(P2)=VALID(P1) restrukturalizace zjednodušuje dotazy, není ale nutná!

42 TSQL2 dělení, časové intervaly V dotazech se občas hodí porovnávat souvislé časové úseky CAST ( ) prováděl součet PERIOD provádí dělení na souvislé časové intervaly prakticky časová razítka převede na relativné intervaly (délky), které dále můžeme porovnávat

43 TSQL2 dělení, časové intervaly Který pacient měl nasazen nějaký lék déle než 6 měsíců bez přerušení? SELECT SNAPSHOT JmPacient,Lék, VALID(P) FROM Předpis(JmPacient,Lék)(PERIOD) AS P WHERE CAST(VALID(P) AS INTERVAL MONTH) > INTERVAL '6' MONTH

44 TSQL2 dělení, časové intervaly Který pacient měl nasazen nějaký lék déle než 6 měsíců bez přerušení? SELECT SNAPSHOT JmPacient,Lék, VALID(P) FROM Předpis(JmPacient,Lék)(PERIOD) AS P WHERE CAST(VALID(P) AS INTERVAL MONTH) > INTERVAL '6' MONTH výsledek jsou jméno pacienta, lék a čas v měsících, po který daný lék bral (počet měsíců je dle podmínky > 6)

45 TSQL2 klauzule valid Jaké léky měl Tom předepsány v roce 2009? SELECT Lék VALID INTERSECT(VALID(Předpis),PERIOD ['2009'] DAY) FROM Předpis WHERE JmPacient='Tom'

46 TSQL2 klauzule valid Jaké léky měl Tom předepsány v roce 2009? SELECT Lék VALID INTERSECT(VALID(Předpis),PERIOD ['2009'] DAY) FROM Předpis WHERE JmPacient='Tom' vrátí dvojice (lék,množina časových období roku 2009, kdy byl lék předepsán)

47 TSQL2 upravovací příkazy TSQL2 podporuje INSERT,DELETE,UPDATE Je třeba doplnit záznamům temporální data: explicitně uvedením období platnosti implicitně (TSQL2 provede automaticky) VALID PERIOD(CURRENT_TIMESTAMP, NOBIND(CURRENT_TIMESTAMP)) TSQL2 now (aktuální čas při každém dotazu)

48 TSQL2 upravovací příkazy Vložení předpisu: INSERT INTO Předpis VALUES ('Tom','Mudr. Prochazka','Antiflu', '100mg', INTERVAL '8:00' MINUTE)

49 TSQL2 upravovací příkazy Vložení předpisu: INSERT INTO Předpis VALUES ('Tom','Mudr. Prochazka','Antiflu', '100mg', INTERVAL '8:00' MINUTE) Vložení předpisu s dobou platnosti: INSERT INTO Předpis VALUES ('Tom','Mudr. Prochazka','Antiflu', '100mg', INTERVAL '8:00' MINUTE) VALID PERIOD '[ ]'

50 TSQL2 upravovací příkazy Smazání předpisů Toma za říjen: DELETE FROM Předpis WHERE JmPacient='Tom' VALID PERIOD '[ ]'

51 TSQL2 upravovací příkazy Smazání předpisů Toma za říjen: DELETE FROM Předpis WHERE JmPacient='Tom' VALID PERIOD '[ ]' Úprava dávkování Tomova AntiFlu na říjen: UPDATE Předpis SET Dávka TO '50 mg' VALID PERIOD '[ ]' WHERE JmPacient='Tom' AND Lék='AntiFlu'

52 TSQL2 upravovací příkaz ALTER Operace upravující schéma jsou také zaznaménany (za předpokladu že obsahují temporální data) Získáme tak jednoduché verzování změn ve schématu Umožňuje, aby záznamy v DB (i aktuální) byly viděny ve tvaru schématu z určitého data SET SCHEMA DATE ' '

53 TSQL2 relace okamžiku Zatím jen bitemporální relace TSQL2 má podporu pro relace reprezentující konkrétní okamžik Relace okamžiku (event relations) mají jako časové razítko množiny okamžiků Každý záznam identifikuje nějakou událost a množinu okamžiků, kdy k ní došlo

54 TSQL2 relace okamžiku Definice schématu pro logování přístupů: CREATE TABLE Log (Uživatel CHAR(30), Služba CHAR(30), Server INTEGER) AS VALID EVENT HOUR AND TRANSACTION

55 TSQL2 relace okamžiku Definice schématu pro logování přístupů: CREATE TABLE Log (Uživatel CHAR(30), Služba CHAR(30), Server INTEGER) AS VALID EVENT HOUR AND TRANSACTION Byl některý z uživatelů jedinnou osobou využívající danou službu?

56 TSQL2 relace okamžiku Byl některý z uživatelů jedinnou osobou využívající danou službu? SELECT S1.Uživatel, S2.Služba FROM Log(Uživatel) AS S1, S1(Služba) AS S2, Log(Služba) AS S3 WHERE VALID(S1)=VALID(S2) AND S2.Služba=S3.Služba AND VALID(S1)=VALID(S3)

57 TSQL2 transakční rozměr Dotazy můžeme pokládat vůči transakčním razítkům záznamů Jaká byla historie předepsaných léků Tomovi dle záznamů z 10. října 2009? SELECT Lék FROM Předpis AS P WHERE JmPacient='Tom' AND TRANSACTION(P) OVERLAPS DATE ' '

58 TSQL2 agregační dotazy TSQL2 podporuje MIN,MAX,COUNT,SUM,AVG Kolik léků bral Tom? SELECT COUNT(Lék) FROM Předpis WHERE JmPacient='Tom' Záznamy, jejichž transakční čas nezasahuje do now jsou ignorovány Vrátí relaci reprezentující měnící se počty léčiv v časových údobích platnosti (dle aktuálních záznamů)

59 TSQL2 agregační dotazy TSQL2 podporuje speciální agregační funkci RISING Vybírá nejdelší interval, po který atribut monotónně rostl Kdy nejdéle monotónně rostlo Tomovo dávkování lékem AntiFlu? SELECT SNAPSHOT RISING(Dávka) FROM Předpis WHERE JmPacient='Tom' AND Lék='AntiFlu'

60 TSQL2 čištění záznamů TSQL2 při volání DELETE uchovává stále starý záznam Pro vymazání neplatných záznamů slouží speciální operace VACUUM

61 TSQL2 užité zdroje A TSQL2 Tutorial ftp://ftp.cs.arizona.edu/tsql/tsql2/spec.pdf TSQL2 specification Temporal database

62 OTÁZKY