Podyplomowe Studium Programowania i Baz Danych Wybrany system baz danych MySQL 15 godz. wykładu / 30 godz. laboratorium dr inż. Paweł Syty, 413GB, sylas@mif.pg.gda.pl, http://sylas.info Literatura P. DuBois, MySQL. Vademecum profesjonalisty. Wydanie V. Helion, 2014 M. Stucky, MySQL. Budowanie interfejsów użytkownika. Vademecum profesjonalisty. Helion, 2003 R.J. Yarger, G. Reese, T. King, MySQL i msql. O'REILLY, 2001 M. Zandstra, PHP. Obiekty, wzorce, narzędzia. Wydanie IV. Helion, 2014 Materiały dydaktyczne http://students.sylas.info 1
Zakres materiału Podstawowe definicje i terminologia. Rodzaje systemów baz danych. Podstawowe bazy danych. Instalacja bazy MySQL. Administracja bazą danych. Projektowanie baz danych. Podstawowa praca z bazami. Operatory. Relacje między tablicami. Transakcje i blokowanie. Backup baz. Dostęp do baz z różnych języków programowania (C++, Java, PHP, Python). Specyficzne znaki narodowe. Język PHP, podstawy języka, połączenie z bazą danych MySQL (MariaDB) i SQLite, prosta strona WWW przechowująca informacje w bazie danych, wyszukiwarka informacji Java + Android + SQLite, prosta aplikacja 2
Bazy danych Uporządkowany zbiór danych, pozwalający na efektywne przechowywanie, wyszukiwanie, sortowanie oraz pozyskiwanie informacji Relacyjna baza danych Baza danych oparta na relacjach Relacja (tablica) Podzbiór iloczynu kartezjańskiego dwóch wybranych zbiorów, reprezentujących dopuszczalne wartości W bazach danych relacja przedstawiana jest w postaci tabeli. Relacja jest zbiorem krotek posiadających taką samą strukturę, lecz różne wartości. Krotka Każda krotka odpowiada jednemu wierszowi tablicy i posiada co najmniej jeden atrybut odpowiadający pojedynczej kolumnie tablicy 3
Właściwości tabeli Tabela (relacja) jest tabelarycznym zbiorem danych, podobnie jak w arkuszu kalkulacyjnym Przykład: tabela Customers wiersze (krotki, rekordy, obserwacje) są unikalne kolejność wierszy nie ma znaczenia, są rozróżnialne przez tzw. klucz główny każdy wiersz zawiera cały zestaw indywidualnych wartości, które odpowiadają poszczególnym kolumnom tabeli kolumny (atrybuty, pola, zmienne) są również unikalne 4
każdej kolumnie przyporządkowana jest niepowtarzalna nazwa oraz pewien fragment danych kolejność kolumn nie ma znaczenia kolumny maja atomowe wartości (nie są dalej dzielone) typ danych określonej wartości musi być zgodny z typem danych kolumny, w której znajduje się ta wartość Klucze Musimy dysponować sposobem, który umożliwiłby jednoznaczna identyfikacje każdego rekordu. W przykładzie, dane osobowe niezbyt dobrze się do tego celu nadają, ponieważ wielokrotnie spotykamy osoby o tych samych nazwiskach i imionach. W naszym przypadku problem ten został rozwiązany dzięki przypisaniu każdemu klientowi niepowtarzalnego identyfikatora CustomerID. 5
Takie numery jednoznacznie identyfikujące każdy wiersz tabeli, upraszczają proces zarówno przechowywania, jak i wyszukiwania danych w bazie. Kolumna, która zawiera dane jednoznacznie identyfikujące wiersze tabeli, określana jest mianem klucza lub klucza głównego (primary key). Klucz może się składać z kilku kolumn. Zazwyczaj bazy danych składają się z kilku tabel, które powiązane są ze sobą za pomocą kluczy. Układ tabel to tzw. schemat (baza danych). Kolejna tabela (Orders): CustomerID klucz obcy (foreign key) w tabeli Orders 6
MySQL (wymowa: maj-es-kju-el) https://www.mysql.com/ Jeden z najpopularniejszych systemów bazodanowych. Bardziej formalnie: szybki i solidny systemem zarzadzania relacyjnymi bazami danych (Relational Database Management System RDBMS) MySQL został oficjalnie opublikowany w roku 1996. Stworzony został przez szwedzką firmę MySQL AB, później sprzedany firmie Sun, która z kolei została przejęta przez Oracle. Jest dostępny na licencji GPL (dostępne źródła systemu), lecz jeśli jest to konieczne, można zakupić jego wersje komercyjną. Serwer MySQL steruje dostępem do danych, udostępnia je równocześnie dla wielu użytkowników oraz zapewnia możliwość jak najszybszego z nich korzystania. 7
Serwer steruje uwierzytelnianiem użytkowników, które pozwala operować na danych jedynie osobom upoważnionym. Korzysta ze standardu języka SQL, dzięki któremu możliwe jest zadawanie zapytań do bazy danych. SQL jest najczęściej używanym, ustandaryzowanym językiem dostępu do bazy danych. Doskonale nadaje się do współpracy z wieloma popularnymi językami programowania. Często wykorzystuje się ją do budowania dynamicznych stron internetowych w połączeniu z językiem np. PHP. 8
Instalacja https://dev.mysql.com/downloads/mysql/ MySQL jest dostępny dla: Windows Linux Mac OS X FreeBSD Dostępny jest również kod źródłowy Uwaga! Ze względu na przejęcie rozwoju MySQL-a przez Oracle i niepewną przyszłość jego licencji, powstała alternatywa na wolnej licencji, całkowicie zgodna z MySQL: MariaDB https://mariadb.org/ 9
Logowanie do bazy danych mysql -u login -h nazwa_hosta p Na przykład, gdy nie ma jeszcze innych użytkowników i na hoście lokalnym: mysql -u root (logowanie bez hasła) Ustawienie hasła użytkownika (można też inaczej patrz następny slajd): SET PASSWORD FOR user = PASSWORD('new_password'); lub (drugi wariant od wersji MySQL 5.7.6) ALTER USER user IDENTIFIED BY 'new_password'; Przykłady: SET PASSWORD FOR root = PASSWORD('mojetajnehaslo'); ALTER USER root IDENTIFIED BY 'mojetajnehaslo'; 10
Plik konfiguracyjny /etc/mysql/my.cnf (Linux) mysql/bin/my.ini (Windows) Fizyczne położenie plików z danymi /var/lib/mysql (Linux) mysql/data (Windows) Program zarządzający mysqladmin mysqladmin variables ustawienia systemu mysqladmin -u new_user password new_password nowy użytkownik z ustawieniem hasła mysqladmin -u username [-p] password new_password ustawienie hasła dla istniejącego użytkownika 11
Inne mysql nazwa_bazy -u login p logowanie z wyborem bazy - polecenia MySQL nie są czułe na wielkość liter, ale nazwy i dane tekstowe oczywiście tak (w zasadzie nazwy są uzależnione od systemu plików w systemie operacyjnym) select version(); wersja MySQL select user(); bieżący użytkownik select current_time(); bieżący czas select current_date(); bieżąca data exit opuszczenie systemu 12
Przydatne narzędzia MySQL Workbench Graficzne środowisko do projektowania https://www.mysql.com/products/workbench/ phpmyadmin Środowisko do zarządzania bazami MySQL z poziomu przeglądarki WWW, przez sieć https://www.phpmyadmin.net/ 13
XAMPP Pakiet serwera WWW, zawierający Apache (serwer WWW), MariaDB (wcześniejsze wersje zawierały MySQL), PHP (język programowania) i kilka innych narzędzi https://www.apachefriends.org/pl/index.html Program XAMPP jest przykładem zestawu oprogramowania typu LAMP: Linux (choć niekoniecznie) Apache MySQL (MariaDB) PHP (Perl, Python) LAMP jest łatwym w konfiguracji zestawem startowym do tworzenia dynamicznych stron WWW. 14
Podstawy języka SQL Lista istniejących baz danych Składnia show databases; Przełączenie się na daną bazę danych Składnia use <nazwa-bazy-danych>; Przykład use moja_baza; 15
Tworzenie nowej bazy danych Składnia CREATE <nazwa-bazy-danych> DEFAULT CHARACTER SET <zestaw-znaków> DEFAULT COLLATE <sortowanie>; Przykład CREATE Forum DEFAULT CHARACTER SET utf8 DEFAULT COLLATE utf8_polish_ci; 16
Najważniejsze typy danych INT liczba całkowita, odpowiednik long w C++ BIGINT liczba całkowita duża, często jest kluczem głównym FLOAT liczba zmiennoprzecinkowa DECIMAL(n,p) liczba zmiennoprzecinkowa o długości n i zawierająca p cyfr po przecinku DATE data TIME czas TIMESTAMP data i czas VARCHAR(n) ciąg znaków o zmiennej długości, max n znaków BLOB dane binarne 17
Atrybuty danych NOT NULL kolumna nie może być pusta, wymagane jest podanie wartości (za wyjątkiem kolumny, dla której podano DEFAULT lub AUTO_INCREMENT) DEFAULT wartość domyślna wartość AUTO_INCREMENT automatyczna inkrementacja (zwykle dla kluczy głównych) PRIMARY KEY klucz główny UNIQUE nie są dopuszczalne duplikaty wartości 18
Dyrektywy ENGINE = <nazwa-silnika> Najczęściej wykorzystuje się silniki: - InnoDB zaawansowane możliwości blokowania/transakcji; do niedawna nie pozwalał jednak na przeszukiwanie pełnotekstowe; jest domyślny silnik w najnowszych wersjach MySQL - MyISAM szybszy, ale nie obsługuje transakcji, do pewnego momentu był to domyślny silnik w MySQL 19
Tworzenie tabel Składnia CREATE TABLE <nazwa-tabeli> ( <nazwa-kolumny> <typ> [atrybuty] [, ] ) [atrybuty dyrektywy]; Przykład CREATE TABLE Users ( userid BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY, login VARCHAR(20) UNIQUE NOT NULL ) ENGINE = InnoDB; 20
Opis struktury tabeli DESCRIBE <nazwa-tabeli>; Przykład DESCRIBE Users; 21
Usuwanie tabel i baz danych Składnia DROP TABLE <nazwa-tabeli>; DROP <nazwa-bazy-danych>; Przykład DROP TABLE Users; DROP Forum; 22
Wprowadzanie danych Składnia INSERT INTO <nazwa-tabeli> VALUES (wartość, wartość, ); INSERT INTO <tabela> (kolumna, kolumna, ) VALUES (wartość, wartość, ); Przykład INSERT INTO Users (login, passwd) VALUES ('root', 'jakieshaslo'); 23
Pobieranie danych jedna tabela Składnia SELECT <co?> FROM <tabela> [ WHERE <warunki> ]; Do określania warunków można użyć: - operatorów relacji (=, <>, >, >=, <, <=) - operatora IS NULL - operatora LIKE (w rodzaju: LIKE '<znaki>%') Przykład SELECT * FROM Users WHERE login LIKE 'r%'; SELECT passwd FROM Users WHERE login='root'; 24
Łączenie wyrażeń warunkowych Składnia SELECT <co?> FROM <tabela> [ WHERE <warunki> ]; Wyrażenia warunkowe można łączyć używając operatorów - AND koniunkcja - OR alternatywa Przykład SELECT * FROM Posts WHERE autorid=1 AND thread=5; 25
Określanie zbioru oraz zakresu wartości w warunkach Składnia SELECT <co?> FROM <tabela> [ WHERE <warunki> ]; W wyrażeniach warunkowych można stosować operatory: - IN <zbiór-wartości> - BETWEEN <wartość> AND <wartość> Przykład SELECT * FROM Users WHERE userid IN (1, 3, 5); SELECT * FROM Posts WHERE date BETWEEN '2009-01-01' AND NOW(); 26
Pobieranie danych więcej tabel Składnia SELECT <co?> FROM <tabela> [, <tabela>, ] [ WHERE <warunki> ]; Domyślnie tworzony jest iloczyn kartezjański tabel, dlatego warunki trzeba podać Przykład SELECT login, date, msg FROM Users, Posts WHERE Users.userid = Posts.userid; 27
Pobieranie danych użycie dyrektyw Składnia SELECT <co?> FROM <tabela> [ WHERE <warunki> ] [ dyrektywy ]; - ORDER BY <kolumna> [ASC DESC] [, <kolumna>, ] - LIMIT n, m wiersze od n do m (numeracja od zera!) Przykład SELECT login, date, msg FROM Users, Posts WHERE Users.userid = Posts.userid ORDER BY date DESC, login ASC LIMIT 0, 20; 28
Modyfikacja danych Składnia UPDATE <tabela> SET <kolumna> = <wartość> [, <kol>=<wart>] [ WHERE <warunki> ]; Przykład UPDATE Users SET passwd = 'mojetajnehaslo' WHERE login = 'root'; 29
Usuwanie danych Składnia DELETE FROM <tabela> [ WHERE <warunki> ]; Do określania warunków można użyć: - operatorów relacji (=, <>, >, >=, <, <=) - operatora LIKE (w rodzaju: LIKE '<znaki>%') Przykład DELETE FROM Users WHERE login = 'ktostam'; DELETE FROM Posts WHERE msg LIKE '%costam%'; DELETE FROM Posts; (Usuwa wszystkie rekordy!) 30