Aspetti sistemistici dellSQL

SQL environment Un SQL environment è un framework dove esistono dati e possono aversi istruzioni SQL eseguite su questi dati; Un SQL environment è un framework dove esistono dati e possono aversi istruzioni SQL eseguite su questi dati; Tutti gli elementi di un database discussi fin ora: tabelle, viste, trigger, stored procedure ecc. sono definite dentro lSQL environment; Tutti gli elementi di un database discussi fin ora: tabelle, viste, trigger, stored procedure ecc. sono definite dentro lSQL environment; Questi elementi sono organizzati in una gerachia di strutture ognuna della quali ha un ruolo ben preciso. Questi elementi sono organizzati in una gerachia di strutture ognuna della quali ha un ruolo ben preciso.

Schemi Sono collezioni di tabelle, viste, asserzioni, trigger, moduli PSM, ecc. Sono collezioni di tabelle, viste, asserzioni, trigger, moduli PSM, ecc. Gli schemi sono lunità di base dellorganizzazione gerarchica e sono vicini al concetto di database che ognuno di noi ha. Gli schemi sono lunità di base dellorganizzazione gerarchica e sono vicini al concetto di database che ognuno di noi ha.

Cataloghi Sono collezioni di schemi. Ogni catalogo ha uno o più schemi. Ogni catalogo ha uno schema speciale chiamato INFORMATION_SCHEMA che contiene informazioni riguardo a tutti gli schemi memorizzati in esso. Sono collezioni di schemi. Ogni catalogo ha uno o più schemi. Ogni catalogo ha uno schema speciale chiamato INFORMATION_SCHEMA che contiene informazioni riguardo a tutti gli schemi memorizzati in esso.

Cataloghi in SQL LINFORMATION_SCHEMA (cataloghi di sistema) contiente delle tabelle speciali che contengono i meta-dati del DB (tabelle, view, vincoli, trigger, utenti, autorizzazioni, indici etc..) LINFORMATION_SCHEMA (cataloghi di sistema) contiente delle tabelle speciali che contengono i meta-dati del DB (tabelle, view, vincoli, trigger, utenti, autorizzazioni, indici etc..) Esempi: Esempi: PASSWORD(NomeUtente,ParolaChiave) PASSWORD(NomeUtente,ParolaChiave) SYSDB(NomeBaseDati, Proprietario, Cammino, Commenti) SYSDB(NomeBaseDati, Proprietario, Cammino, Commenti) SYSTABLE(NomeTabella, Proprietario, BaseODerivata, NumeroColonne, NomeArchivioFisico, Commenti) SYSTABLE(NomeTabella, Proprietario, BaseODerivata, NumeroColonne, NomeArchivioFisico, Commenti) SYSCOLS(NomeColonna, Tabella, Numero, Tipo, Lunghezza, Default, Commenti) SYSCOLS(NomeColonna, Tabella, Numero, Tipo, Lunghezza, Default, Commenti) SYSINDEX(NomeIndice, Tabella, Proprietario, NumeroColonna, Commenti) SYSINDEX(NomeIndice, Tabella, Proprietario, NumeroColonna, Commenti)

Altri Cataloghi Una decina di altre tabelle per view, vincoli, grant ecc.. Una decina di altre tabelle per view, vincoli, grant ecc.. Altri riguardano aspetti quantitativi sui dati, le statistiche, utilizzate dallottimizzatore delle query. Altri riguardano aspetti quantitativi sui dati, le statistiche, utilizzate dallottimizzatore delle query.

Utilizzo dei cataloghi Normalmente consultabili ma non modificabili dagli utenti. Possono tuttavia essere consultate mediante SQL e per questa ragione sono autoreferenziate (ad esempio SYSTABLE conterrà una n-upla corrispondente a se stessa. Normalmente consultabili ma non modificabili dagli utenti. Possono tuttavia essere consultate mediante SQL e per questa ragione sono autoreferenziate (ad esempio SYSTABLE conterrà una n-upla corrispondente a se stessa.

Cluster Sono collezioni di cataloghi. Ogni utente ha un cluster associato, relativo allinsieme di cataloghi che egli può accedere. Sono collezioni di cataloghi. Ogni utente ha un cluster associato, relativo allinsieme di cataloghi che egli può accedere.

Gerarchia SQL environment Cluster Massimo scope per una Operazione sul DB Catalogo Schema Catalogo

Esepio: Cataloghi in ORACLE DA FARE DA FARE

Programmazione delle Transazioni in SQL Una transazione è un programma che il DBMS esegue garantendone atomicità e serializzabilità. Una transazione è un programma che il DBMS esegue garantendone atomicità e serializzabilità. Latomicità viene garantita facendo si che quando una transazione fallisce tutti i suoi effetti sul DB siano annullati; Latomicità viene garantita facendo si che quando una transazione fallisce tutti i suoi effetti sul DB siano annullati; La serializzabilità viene garantita con il meccanismo di blocco dei dati (record e table locking) La serializzabilità viene garantita con il meccanismo di blocco dei dati (record e table locking)

Locking Consiste nel bloccare un dato in lettura o scrittura rispettivamente prima di modificare o leggere quel dato. Consiste nel bloccare un dato in lettura o scrittura rispettivamente prima di modificare o leggere quel dato. Quando una transazione T 1 cerca di ottenere un blocco in scrittura su di un dato già bloccato da T 2 allora T 1 viene messa in attesa finché T 2 termina rilasciando il lock. Quando una transazione T 1 cerca di ottenere un blocco in scrittura su di un dato già bloccato da T 2 allora T 1 viene messa in attesa finché T 2 termina rilasciando il lock. Si garantisce così la serializzabilità e lisolamento in modo che ogni transazione non veda mai le modifiche di unaltra transazione non ancora terminata. Le richieste di blocco sono fatte dal sistema automaticamente. Si garantisce così la serializzabilità e lisolamento in modo che ogni transazione non veda mai le modifiche di unaltra transazione non ancora terminata. Le richieste di blocco sono fatte dal sistema automaticamente.

Transaction Management In generale un programma applicativo è trattato dal DBMS come ununica transazione. Tuttavia si devono poter ammettere le seguenti alternative: In generale un programma applicativo è trattato dal DBMS come ununica transazione. Tuttavia si devono poter ammettere le seguenti alternative: Quando il programma scopre una condizione anomala che impedisce il completamento, si deve poter disfare una parte delle operazioni fatte, cercando di usare codice alternativo. Quando il programma scopre una condizione anomala che impedisce il completamento, si deve poter disfare una parte delle operazioni fatte, cercando di usare codice alternativo. Quando il programma impiega un lungo tempo per terminare, ad esempio perché interagisce con lutente, allora è opportuno spezzare il programma in più transazioni, in modo da poter rilasciare quei dati che servono ad altre transazioni. Quando il programma impiega un lungo tempo per terminare, ad esempio perché interagisce con lutente, allora è opportuno spezzare il programma in più transazioni, in modo da poter rilasciare quei dati che servono ad altre transazioni.

Transazioni nei linguaggi che ospitano SQL I DBMS relazionali permettono di spezzare i programmi in più transazioni mediante i comandi COMMIT e ROLLBACK. I DBMS relazionali permettono di spezzare i programmi in più transazioni mediante i comandi COMMIT e ROLLBACK. Nel caso dellSQL ospitato una transazione viene considerata iniziata dal sistema quando un programma esegue unoperazione su una tabella (SELECT, UPDATE, INSERT, DELETE, OPEN CURSOR) Nel caso dellSQL ospitato una transazione viene considerata iniziata dal sistema quando un programma esegue unoperazione su una tabella (SELECT, UPDATE, INSERT, DELETE, OPEN CURSOR)

Interruzione di transazioni La transazione prosegue finché: La transazione prosegue finché: viene eseguito EXEC SQL COMMIT WORK : la transazione termina normalmente con il rilascio dei blocchi sui dati usati che diventano disponibili viene eseguito EXEC SQL COMMIT WORK : la transazione termina normalmente con il rilascio dei blocchi sui dati usati che diventano disponibili viene eseguito EXEC SQL ROLLBACK WORK (abort transaction) : comporta la terminazione prematura della transazione e quindi viene eseguito EXEC SQL ROLLBACK WORK (abort transaction) : comporta la terminazione prematura della transazione e quindi (a) il disfacimento di tutte le modifiche (atomicità) (a) il disfacimento di tutte le modifiche (atomicità) (b) il rilascio dei blocchi usati. (b) il rilascio dei blocchi usati. Il programma termina senza errori, normalmente. Il programma termina senza errori, normalmente. Il programma termina con fallimento e provoca laborto della transazione Il programma termina con fallimento e provoca laborto della transazione

Esempio: Stampa Ammontare Ordine e Clienti- Totale Ordini Program Esempio; Program Esempio; Dichiarazioni ed Inizializzazioni Dichiarazioni ed Inizializzazioni Lettura dei dati dal terminale Lettura dei dati dal terminale Prima transazione: ricerca ordine Prima transazione: ricerca ordine EXEC SQL COMMIT WORK Stampa risultato prima transazione Seconda Transazione: recupero e stampa clienti-ammontare totale Seconda Transazione: recupero e stampa clienti-ammontare totale END programma

Un esempio più complesso Supponiamo di avere una tabella Magazzino(Prodotto, Quantità, Prezzo); Supponiamo di avere una tabella Magazzino(Prodotto, Quantità, Prezzo); Il seguente programma serve ad un venditore al momento della richiesta di un ordine da parte di un cliente. Il seguente programma serve ad un venditore al momento della richiesta di un ordine da parte di un cliente. Si legge la quantità disponibile ed il prezzo, si legge la quantità ordinata e si crea lordine Si legge la quantità disponibile ed il prezzo, si legge la quantità ordinata e si crea lordine

Program Esempio 2; VAR EXEC SQL BEGIN DECLARE SECTION xQuantita, xPrezzo, prezzoProposto, quantitaRichiesta : INTEGER; NumProdotto: ARRAY [1..3] OF CHAR; EXEC SQL END DECLARE SECTION BEGIN EXEC SQL CONNECT IdUtente IDENTIFIED BY Password USING Database; /*IdUtente,Password e Database siano tre costanti per semplicità*/

Ricerca quantita e prezzo Writeln(Scrivi il codice del prodotto); read(NumProdotto) EXEC SQL /*inizio prima transazione*/ SELECT Quantita, Prezzo INTO :xQuantita, :xPrezzo FROM Magazzino WHERE Prodotto=:NumProdotto EXEC SQL COMMIT WORK /*fine della prima transazione*/

Stampa del risultato e lettura della quantità richiesta writeln(Quantita =, xQuantita, Prezzo =, xPrezzo); writeln; writeln(Scrivi quantita ordinata); readln(quantitaRichiesta); prezzoProposto:= xPrezzo;

Esecuzione dellordine EXEC SQL SELECT Quantita,Prezzo INTO :xQuantita, :xPrezzo FROM Magazzino WHERE Prodotto = :NumProdotto IF xQuantita >= quantitaRichiesta AND xPrezzo = prezzoProposto THEN xQuantita := xQuantita - quantitaRichiesta; EXEC SQL UPDATE Magazzino SET Quantita = :xQuantita WHERE Prodotto = :NumProdotto...{Soddisfacimento dellordine} ELSE /*quantita insufficiente o il prezzo e cambiato dal momento della proposta*/ BEGIN EXEC SQL ROLLBACK WORK; writeln(Insufficiente quantita o cambiamento prezzo)...

Transazioni con livelli diversi di isolamento Con laumentare del numero di transazioni eseguite concorrentemente in modo serializzabile si può ridurre leffettivo grado di concorrenza del sistema a causa del fatto che aumenta la probabilità di avere transazioni in attesa di dati bloccati da altre o interrotte per il verificarsi di situazioni di stallo Con laumentare del numero di transazioni eseguite concorrentemente in modo serializzabile si può ridurre leffettivo grado di concorrenza del sistema a causa del fatto che aumenta la probabilità di avere transazioni in attesa di dati bloccati da altre o interrotte per il verificarsi di situazioni di stallo Per questa ragione i sistemi commerciali prevedono la possibilità di programmare transazioni rinunciando alla proprietà di serializzabilità e quindi di isolamento delle transazioni. Per questa ragione i sistemi commerciali prevedono la possibilità di programmare transazioni rinunciando alla proprietà di serializzabilità e quindi di isolamento delle transazioni.

SQL-92: SET TRANSACTION SET TRANSACTION ISOLATION LEVEL [READ UNCOMMITTED| [READ UNCOMMITTED| READ COMMITTED | READ COMMITTED | REPEATABLE READ | REPEATABLE READ | SERIALIZABLE ] SERIALIZABLE ]

READ UNCOMMITTED Il primo livello di isolamento read uncommitted (detto anche dirty read o degree of isolation 0) consente transazioni che fanno solo operazioni di lettura che vengono eseguite dal sistema senza bloccare in lettura i dati. Il primo livello di isolamento read uncommitted (detto anche dirty read o degree of isolation 0) consente transazioni che fanno solo operazioni di lettura che vengono eseguite dal sistema senza bloccare in lettura i dati. Come conseguenza abbiamo che una transazione può leggere dati modificati da unaltra transazione non ancora completata. Come conseguenza abbiamo che una transazione può leggere dati modificati da unaltra transazione non ancora completata.

READ COMMITTED Il livello di isolamento read committed (detto anche cursor stability o degree of isolation 1) stabilisce che i blocchi in lettura vengano rilasciati subito mentre quelli in scrittura vengono rilasciati alla terminazione della transazione. Il livello di isolamento read committed (detto anche cursor stability o degree of isolation 1) stabilisce che i blocchi in lettura vengano rilasciati subito mentre quelli in scrittura vengono rilasciati alla terminazione della transazione. In questo modo una transazione T che modifica un dato, quel dato non può essere letto da altri fino a che T non abbia effettuato un commit o un rollback. In questo modo una transazione T che modifica un dato, quel dato non può essere letto da altri fino a che T non abbia effettuato un commit o un rollback.

REPEATABLE READ Repeatable read o anche degree of isolation 2 prevede che i blocchi in lettura e scrittura siano assegnati solo su n-uple di tabelle e vengano rilasciati alla terminazione della transazione. Repeatable read o anche degree of isolation 2 prevede che i blocchi in lettura e scrittura siano assegnati solo su n-uple di tabelle e vengano rilasciati alla terminazione della transazione. Presenta il fenomeno dei fantasmi (phantoms), abbiamo che dati inseriti nella tabella possono non essere visti. Presenta il fenomeno dei fantasmi (phantoms), abbiamo che dati inseriti nella tabella possono non essere visti.

SERIALIZABLE Degree of isolation 3. Consiste nel blocco temporaneo della tabella; Degree of isolation 3. Consiste nel blocco temporaneo della tabella; In certe applicazioni troppo restrittivo. In certe applicazioni troppo restrittivo.

LivelloLetture sporche Letture non ripetibiliDati fantasmi READ UNCOMMITTED X XX READ COMMITTED-XX REPEATABLE READ--X SERIALIZABLE---

Letture sporche: un esempio.