SQL/XML

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SQL/XML
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Motivation

• Speicherung von XML in allen großen kommerziellen
  DBMS vorhanden
• proprietäre Lösungen für die Einbettung in SQL
• SQL/XML Teil 14 des SQL-Standards
  XML-Funktionalität
• berücksichtigt entsprechende Standards auf
  XML-Seite (XML Schema, XQuery)
• Grundgedanke
• Abbildung von SQL-Konzepten auf XML
• eigener Datentyp zur Speicherung von XML

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Abbildung von SQL-Konzepten auf XML-Konzepte

• Abbildung von Zeichensätzen
• XML Unicode, SQL US-ASCII
• homomorphe Abbildung
• Abbildung von Namen
• XML nicht alle Zeichen in Namen zugelassen,
  unbegrenzte Länge
• SQL alle Zeichen zulässig (auch Leerzeichen, bei
  delimited identifier), begrenzte Länge des Namens
• nicht zulässige Zeichen des SQL-Namens (z.B. lt,
  ) müssen in XML maskiert werden
• Abbildung von Datentypnamen
• grundsätzlich Übereinstimmung (Großbuchstaben)
• bei Datentypen mit Parametrisierung werden
  Parameter dem XML-Typnamen hinzugefügt
• Beispiel VARCHAR(10) gt VARCHAR_10
• bei Längenänderung VARCHAR_10_20
• Parametrisierung auch bei DECIMAL, FLOAT, TIME,
  ARRAY

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Abbildung von SQL-Konzepten auf XML-Konzepte -
Datentypen

• Abbildung von Datentypen
• bestmöglicher XML-Datentyp für jeden
  Standard-SQL-Typ
• Angleichung der Wertebereiche über Aspekte
  (facets) in XML Schema
• XML-Schema-Annotationen (optional) exakter
  SQL-Datentyp, SQL-Zeichensatz, Sortierordnung
• alle SQL-Zeichenkettentypen gt xsstring (bei
  fester Länge Aspekt length)
• BOOLEAN gt xsboolean
• INTEGER, SMALLINT, BIGINT gt xsinteger (mit
  Aspekten maxInclusive und minInclusive)
• REAL, DOUBLE PRECISION, FLOAT gt xsfloat,
  xsdouble
• DATE gt xsdate

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Abbildung von SQL-Konzepten auf XML-Konzepte
Datentypen (Beispiel)

• Abbildung eines Zeichenkettendatentyps

ltxssimpleType name"VARCHAR_20_40"gt
ltxsannotationgt ltxsappinfogt
ltsqlxmlsqltype kind"PREDEFINED" name"CLOB"
maxlength"20" characterSetName"CH" collation
"CO"/gt lt/xsappinfogt lt/xsannotationgt
ltxsrestriction base"xsstring"gt ltxsmaxlength
value"40"gt lt/xsrestrictiongt lt/xssimpleTypegt

• Abbildung eines numerischen Datentyps

ltxssimpleType name"DECIMAL_9_2"gt
ltxsannotationgt ltxsappinfogt
ltxsqlxmlsqltype kind"PREDEFINED" name"DECIMAL"
userPrecision"9" scale"2"/gt lt/xsappinfogt
lt/xsannotationgt ltxsrestriction
base"xsdecimal"gt ltxstotalDigits value"9"gt
ltxsfractionDigits value"9"gt lt/xsrestrictiongt lt
/xssimpleTypegt
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Abbildung einer SQL-Tabelle

• Abbildung einer SQL-Tabelle (im Katalog K und im
  Schema S) auf ein XML-Dokument mit
  XML-Schemadokument

CREATE TABLE Buecher ("VerlagOrt"
VARCHAR(20), ("Jahr" INTEGER,
("Titel" VARCHAR(100))

• XML-Dokument

lt?xml version"1.0"?gt ltBUECHER
xmlnsxsi"http//www.w3.org/2001/XMLSchema-Instan
ce" xsinoNamespaceSchemaLocation"XS"gt ltrowgt
ltVerlag_x0026_OrtgtFachbuchverlag
Leipziglt/Verlag_x0026_Ortgt ltJahrgt2007lt/Jahrgt
ltTitelgtTaschenbuch Datenbankenlt/Titelgt
lt/rowgt ltrowgt ... lt/rowgt lt/BUECHER
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Abbildung einer SQL-Tabelle (2)

• XML-Schemadokument

ltxsdcomplexType name"TableType.K.S.BUECHER"gt
ltxsdannotationgt ltxsdappinfogt
ltsqlxmlsqlname type"BASE TABLE" catalogname"K"
schemaname"S" localname"BUECHER"/gt
lt/xsdappinfogt lt/xsdannotationgt
ltxsdsequencegt ltxsdelement name"row"
type"RowType.K.S.BUECHER"gt minOccurs"0"
maxOccurs"unbounded" /gt lt/xsdsequencegt lt/xsdco
mplexTypegt
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Abbildung einer SQL-Tabelle auf ein XML-Schema
(Vollständiges Beispiel)

• Definition der Basisdatentypen

lt?xml version"1.0"?gt ltxsdschema
xmlnsxsd"http//www.w3.org/2001/XMLSchema"
xmlnssqlxml"http//www.iso-standards.org/mra/907
5/2001/12/sqlxml" ltxsdimport
namespace"http//www.iso-standards.org/mra/9075/2
001/12/sqlxml" schemaLocation
"http//www.iso-standards.org/mra/9075/2001/12/sql
xml.xsd" ltxsdsimpleType name"VARCHAR_20_40"gt
ltxsdrestriction base"xsdstring"gt
ltxsdmaxlength value"40"gt lt/xsdrestrictiongt lt/x
sdsimpleTypegt ltxsdsimpleType name"INTEGER"gt
ltxsdrestriction base"xsdinteger"gt
ltxsdminInclusive value"-2147483648"/gt
ltxsdmaxInclusive value"2147483647"/gt
lt/xsdrestrictiongt lt/xsdsimpleTypegt ltxsdsimpleTy
pe name"VARCHAR_100_200"gt ltxsdrestriction
base"xsdstring"gt ltxsdmaxlength value"200"gt
lt/xsdrestrictiongt lt/xsdsimpleTypegt . . .
gt Fortsetzung nächste Folie
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Abbildung einer SQL-Tabelle auf ein XML-Schema
(Vollständiges Beispiel)

• Definition des komplexen Typs für die Tabelle als
  Sequenz von row-Elementen

. . . ltxsdcomplexType name"RowType.K.S.BUECHER"
gt ltxsdsequencegt ltxsdelement
name"Verlag_x0026_Ort" type"VARCHAR_20_40"
minOccurs"0" /gt lt! je nach
Implementierung Annotation moeglich ... gt
lt/xsdelementgt ltxsdelement name"Jahr"
type"INTEGER" minOccurs"0" /gt
lt/xsdelementgt ltxsdelement name"Titel"
type"VARCHAR_100_200" minOccurs"0" /gt
lt/xsdelementgt lt/xsdsequencegt lt/xsdcomplexTypegt
ltxsdcomplexType name"TableType.K.S.BUECHER"gt
ltxsdannotationgt ltxsdappinfogt
ltsqlxmlsqlname type"BASE TABLE" catalogname"K"
schemaname"S" localname"BUECHER"/gt
lt/xsdappinfogt lt/xsdannotationgt
ltxsdsequencegt ltxsdelement name"row"
type"RowType.K.S.BUECHER"gt minOccurs"0"
maxOccurs"unbounded" /gt lt/xsdsequencegt lt/xsdco
mplexTypegt ltxdselement name"BUECHER"
type"TableType.K.S.BUECHER" /gt lt/xsdschemagt
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Abbildung eines SQL-Schemas oder eine SQL-Katalogs

• SQL-Schema enthält mehrere Tabellen
• weitere Ebene (S) im XML-Dokument

ltS xmlnsxsi"http//www.w3.org/2001/XMLSchema-Ins
tance" xsinoNamespaceSchemaLocation"XS"gt
ltBUECHERgt ltrowgt ltVerlag_x0026_OrtgtFachbuchve
rlag Leipziglt/Verlag_x0026_Ortgt
ltJahrgt2007lt/Jahrgt ltTitelgtTaschenbuch
Datenbankenlt/Titelgt lt/rowgt ltrowgt ...
lt/rowgt lt/BUECHERgt ltTabelle2gt . . .
lt/Tabellegt lt/Sgt
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Der neue Datentyp XML

• erlaubte Werte
• XML-Dokument (mit Prolog)
• XML-Inhalt gemäß XML 1.0 (einschl. reinem Text,
  Kommentare und PI?)
• NULL
• keine Vergleichbarkeit möglich (vgl. CLOB in SQL)
• kein Programmiersprachentyp für Einbindung in SQL
  vorhanden
• Standard definiert verschiedene Operatoren, um
  Übergang zu anderen SQL-Datentypen zu erleichtern

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SQL/XML Operatoren

• Beispiel SQL-Tabelle Buecher

INSERT INTO Buecher VALUES (Fachbuchverlag
Leipzig, 2007,
Taschenbuch Datenbanken)

• XMLGENerzeugt einen Wert vom Typ XML mittels
  XQuery-Konstruktor (Variablenverwendung möglich)

XMLGEN (ltBuch Verlagv Jahrjgtclt/Buchgt,
Fachbuchverlag AS "v", 2007 AS
"j", Taschenbuch Datenbanken AS "c" )
erzeugt
ltBuch Verlag"Fachbuchverlag" Jahr"2007"gtTaschenb
uch Datenbankenlt/Buchgt
Mit Bezugnahme auf SQL-Spalte
SELECT XMLGEN (ltVerlaggtVerlag_x0026_Ortlt/Verla
ggt, "VerlagOrt") FROM Buecher
erzeugt
ltVerlaggtFachbuchverlag Leipziglt/Verlaggt
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SQL/XML Operatoren (2)

• XMLELEMENTdient zur Konstruktion eines
  XML-Elements (Name Attribut Inhalt)

XMLELEMENT (NAME "Buch", XMLATTRIBUTES
(Fachbuchverlag AS "Verlag", 2007 AS "Jahr"),
Taschenbuch Datenbanken)
erzeugt
ltBuch Verlag"Fachbuchverlag" Jahr"2007"gtTaschenb
uch Datenbankenlt/Buchgt
Mit Referenzen auf existierende Tabellenspalten
SELECT XMLELEMENT(NAME "Buch"),
XMLATTRIBUTES ("VerlagOrt" AS "Verlag" , "Jahr"
), "Titel" ) FROM Buecher FROM Buecher
erzeugt
ltBuch Verlag "Fachbuchverlag Leipzig" Jahr
"2007" gt Taschenbuch Datenbanken lt/Buchgt
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SQL/XML Operatoren (3)

• Schachtelung von Elementen

SELECT XMLELEMENT(NAME "Buch",
XMLELEMENT(NAME "Verlag", "VerlagOrt"), XMLEL
EMENT(NAME "Jahr" , "Jahr" ) XMLELEMENT(NAME
"Titel", "Titel" )) FROM Buecher
erzeugt im Ergebnis
ltBuchgt ltVerlaggtFachbuchverlaglt/Verlaggt
ltJahrgt2007lt/Jahrgt ltTitelgtTaschenbuch
Datenbankenlt/Titelgt lt/Buchgt

• XMLFORESTdient der Konstruktion eines Waldes
  von attributlosen Elementen

XMLFOREST(Taschenbuch Datenbanken AS "Titel",
2007 AS "Jahr" )
oder bei Zugriff auf SQL-Tabelle
SELECT XMLFOREST("Titel", "Jahr" ) FROM Buecher
erzeugt jeweils das XML-Fragment
ltTitelgtTaschenbuch Datenbankenlt/TitelgtltJahrgt2007lt/
Jahrgt
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SQL/XML Operatoren (4)

• XMLAGG
• konkateniert Einzelergebnisse über mehrere Zeilen
• Zusammenfassung mehrerer Zeilen der Bezugstabelle
  zu XML-Wert
• hilfreich für geschachtelte Anfragen und
  Gruppierung

SELECT XMLELEMENT(NAME "Abteilung",
XMLATTRIBUTES (Abtnr), SELECT
XMLAGG(XMLELEMENT( Name "Mitarbeiter",
XMLATTRIBUTES (Vorname,Nachname))) FROM
Angestellte m WHERE m.Abtnra.Abtnr) FROM
Abteilungen a
oder mittels SQL-Gruppierung
SELECT XMLELEMENT(NAME "Abteilung",
XMLATTRIBUTES (m.Abtnr),
XMLAGG(XMLELEMENT(NAME "Mitarbeiter",
XMLATTRIBUTES (Vorname,Nachname))) FROM
Angestellte m GROUP BY Abtnr
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SQL/XML Operatoren (4)
Ergebnis des XMLAGG-Beispiels
ltAbteilung ABTNR"1"gt ltMitarbeiter
VORNAME"Egon" NACHNAME"Müller"/gt
ltMitarbeiter VORNAME"Emma" NACHNAME"Meier"/gt lt/A
bteilunggt ltAbteilung ABTNR"2"gt ltMitarbeiter
VORNAME"Anna" NACHNAME"Schulz"/gt
ltMitarbeiter VORNAME"Otto" NACHNAME"Schmidt"/gt lt
/Abteilunggt
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Weitere SQL/XML Operatoren

• XMLCONCATfügt mehrere XML-Werte zu einem
  zusammen
• XMLCOMMENTerzeugt einen XML-Kommentar
• XMLPIerzeugt eine Verarbeitungsanweisung
• XMLSERIALIZEwandelt einen Wert vom Typ XML in
  eine Zeichenkette um
• XMLPARSEkonvertiert eine SQL-Zeichenkette, die
  bezügl. XML wohlgeformt sein muss, in einen Wert
  des Typs XML

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Bewertung von SQL/XML

• zwei Komponenten
• Datentyp XML zur Speicherung von XML
• Funktionen zur Abbildung von relationalen
  Strukturen auf XML (generisch inhaltsorientiert)
• Nur Konstruktionsoperatoren
• keine Extraktion von Werten oder Suche
• aber Konstruktionsoperatoren beruhen auf XQuery
• Abbildung von Tabellen, Schemata, Katalogen
  ignoriert einige Informationen aus dem rel.
  Schema
• UNIQUE
• REFERENCES
• CHECK
• Künftige Erweiterungen zu erwarten