[DB] #05. SQL II

Jnary·2023년 12월 27일
EXISTSFROMHAVINGIndexJOINNested Subqueriesaggregate functiondbdomainfor allgroup bylateralrankingsqltransactionuniquewith
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5.1 Aggregate Functions

Aggregate Functions

  • 집계함수
    • avg, min, max, sum, count 지원
    • 테이블 속성에 적용 가능
  • student 관계의 tuple 개수 찾기
    Select count(*)
from student;
    • 키 속성이 아닌 경우 Null값 존재 → 속성마다 다른 값 반환
  • 2010년 봄에 강의한 교수의 유일한 값의 개수 찾기
    Select count(distinct pID)
from teaches
where semester='Spring' and year=2010;

Group By Clause

  • group by 절

    • 전체 테이블을 특정 속성 값으로 tuple 분류
    • 분류된 각 그룹에 대해 집계 함수 적용

  • Example>

    Select deptName, count(*)
from professor
group by deptName;

    Select deptName, avg(salary)
from professor
group by deptName;

  • 사용 시 주의 사항

    • group by 절에 나온 속성 + 집계 함수만 select절에
      //Error : pID 때문
Select deptName, pID, avg(salary)
from professor
group by deptName
    • group by 절에 나온 속성 → select 절에 표시 필수 X

Having Clause

  • having 절
    • group by 절 결과로 생성된 그룹에 대해 임의 조건 명시 → group by 절 필수
    • 사용자가 원하는 그룹만 보이게 하는 기능
    • where 절 : 조건 각 tuple에 적용 → 조건 만족하는 tuple이 다음 단계로 having 절 : 각 그룹에 조건 적용 → 조건 만족하는 그룹이 다음 단계로 → where 절 조건이 적용 후 생성된 그룹에 having 절 조건 적용
  • deptName 값 기준으로 그룹 생성 → 각 그룹에 대해 avg(salary)>6900 조건을 만족하는 그룹만 select절이 표시
    Select deptName, avg(salary)
from professor
group by deptName
having avg(salary) > 6900;
  • 다섯명 이상의 종업원을 가진 부서에서 4만불 이상의 소득을 가진 종업원 수 구하기
    //Wrong query
Select dname, count(*)
from department, employee
where dnumber = dno and salary > 40000
group by dname
having count(*) > 5;
    → 4만불 이상 소득을 가진 종업원을 5명 이상 가진 부서의 종업원 수 구하기
    Select dname, count(*)
from department, employee
where dnumber = dno and salary > 40000 and
dno in (select dno from employee
				group by dno
				having count(*) > 5)
group by dname;

Null Values and Aggregates

  • 집계함수 : Null 값 무시
    • 모든 값 = Null : count → 0 반환, 나머지 → null 반환

5.2 Joined Relations

Joined Relations

  • 조인 테이블
    • 두 개의 입력 테이블 → 한 개의 결과 테이블
    • where 절, from 절에서 사용
    • Join type + Join condition
  • Join type
    • 조인 테이블의 조인 속성을 처리하는 방식 결정
    • 조인되지 않은 tuple 어떻게 처리할 지 결정
    • Inner join = join (Inner 생략 가능)
    • Left outer join, Right outer join, Full outer join

Outer Joins

  • 조인 연산에서 값 매치 X → 손실 X, 정보 유지
  • 조인 연산 수행 → 제외된 tuple을 null값 이용하여 추가

Join Conditions

  • 두 입력 테이블에서 어떤 조건으로 tuple 매치되는지 결정
  • 어떤 속성이 결과 테이블에 나타날 지 결정
  • 조인 조건
    1. 자연적인 방법
    2. 조인 조건을 명시하는 방법
    3. 자연 조인에 사용되는 속성을 명시하는 방법 using

Joined Relations Example

→ 공통 속성 = cID

  • Inner join

    myCourse inner join myPrereq on myCourse.cID = myPrereq.cID
//inner 키워드 생략 가능

    → 자연조인이 아닌 일반 조인 : 모든 속성이 결과 테이블에 표시

  • Outer join

    myCourse left outer join myPrereq on myCourse.cID = myPrereq.cID

  • Natural Outer join

    myCourse natural full outer join myPrereq

    • 자연 조인 : 공통으로 존재하는 속성이 조인 속성

    • 조인 속성은 결과 테이블에 한 번만

      myCourse natural left outer join myPrereq
myCourse left outer join myPrereq using(cID)
// 두 표현식은 같은 결과 테이블 생성

    • using : natural 키워드가 없어도 자연 조인 생성

2023.10.12

5.3 Nested Subqueries

Nested Subqueries

  • 중첩 서브 질의 지원
  • select문장의 결과 = 테이블 → 테이블이 위치하는 곳에 select-from-where절
  • 보통 where절, from절에 위치 → 집합 포함 관계, 집합 비교, 집합 원소 개수 등의 조건 사용하는 경우 흔하다

Single-row Subquery Example

  • 단일 tuple 반환 → single-row subquery, scalar subquery
    Select name
from professor
where salary = (select salary from professor where pID='10')
			and pID <> '10';   //pID가 10과 같지 않다
  • from 절에는 위치 X

IN Operator

  • 단일값이 다수값에 속하는지 검사
    Select name, salary
from professor
where pID in (10, 21, 22);
//where pID=10 or pID=21 or pID=22;

Subquery Example

  • 2009년 가을 학기, 2010년 봄 학기에 개설된 과목 번호 구하기
    Select distinct cID
from teaches
where semester = 'Fall' and year = 2009 and
			cID in (select cID from teaches
							where semester = 'Spring' and year = 2010);
    (select cID from teaches where semester = 'Fall' and year = 2009)
intersect
(select cID from teaches where semester = 'Spring' and year = 2010);
  • 2009년 가을 학기에 개설되었으나 2010년 봄 학기에는 개설되지 않은 과목 번호 구하기
    Select distinct cID
from teaches
where semester = 'Fall', and year= 2009 and
			cID not in (select cID from teaches
									where semester = 'Spring' and year = 2010);
    (select cID from teaches where semester='Fall' and year=2009)
except
(select cID from teaches where semester='Spring' and year=2010);
  • pID=10인 교수가 강의한 과목을 수강한 학생 수 구하기
    Select count(distinct sID)
from takes
where (cID,semester,year) in (select cID,semester,year
															from teaches
															where pID = 10);
    Select count(distinct sID)
from takes, teaches
where pID='10' and teaches.cID=takes.cID and
teaches.semester=takes.semester and teaches.year=takes.year;

Comparison Operators

  • 값 하나와 여러 값 간의 비교
  • some, any Clause
    (5 < some {0, 5, 6})   //true
(5 = some {0, 5})   //true, == in
(5 != some {0, 5})   //true (0!=5) != not in
  • all
    (5 < all {0, 5, 6})   //false
(5 = all {4, 5})   //false, !== in
(5 != all {6, 7})   //true, == not in

Set Comparison Example

  • CS 학과 교수 중 적어도 한 명보다는 봉급이 많은 교수 이름
    Select distinct T.name
from professor as T, professor as S
where T.salary > S.salary and S.deptName='CS';
    Select name
from professor
where salary > some (select salary
										 from professor
										 where deptName='CS');
  • CS 학과 모든 교수들의 급여보다 높은 급여를 받는 교수들의 이름
    Select name
from professor
where salary > all (select salary
										from professor
										where deptName='CS');

Correlated Subqueries

  • 내부 중첩 질의에서 외부 테이블을 참조하는 경우
  • 내부 중첩질의를 외부 테이블의 각 tuple값에 대해 수행해야한다.
  • 외부 테이블에서 한 개의 tuple pick → 이를 기준으로 내부 중첩 질의 수행
  • 시간 많이 소요

“exists” Construct

  • 인자형태로 표현되는 서브질의의 결과가 존재 → True 반환
  • 내부 질의 수행하여 결과 tuple 반환 시 exists : True
  • 2009년 가을학기와 2010년 가을학기에 개설된 강의번호 구하기
    Select S.cID
from teaches as S
where S.semester = 'Fall' and S.year = 2009 and
exists (select *
				from teaches as T
				where T.semester = 'Fall' and T.year = 2010
							and S.cID = T.cID);   //외부 테이블 사용
  • 상관 중첩이 없는 exists

    • 일반적으로 의미없는 SQL 문장

      Select distinct sID
from student
where exists (select cID
							from course
							where deptName = 'CS');

      → 외부 from절에 있는 student tuple에 영향을 받지 않는다.

      → 의미없는 where절

“for all” Queries

  • “for all” 의미를 구현하는 연산자 제공 X
  • not exists 사용
  • “X-Y=∅” 표현 = "not exists (X except Y)”
    • X : CS학과의 모든 과목 (중첩질의)
    • Y : 학생이 수강한 모든 과목 (상관중첩질의)
  • CS 학과가 제공하는 모든 과목을 수강한 학생 이름
    Select S.sID, S.name
from student as S
where not exists((select cID
									from course
									where deptName = 'CS')
						except(select T.cID
									 from takes as T
									 where S.sID = T.sID));

“unique” Construct

  • 인자형식으로 표현되는 서브질의 결과의 중복성 검사
  • 2009년 최대 한 번만 개설된 모든 과정을 찾아라

    • 각 과목별로 2009년 개설된 과목 횟수 count

      → 1 이하 : 과목은 최대 한 번 개설된 것
      Select C.cID
from course as C
where 1 >= (select count(T.cID)
						from teaches as T
						where C.cID = T.cID and T.year = 2009);
      Select C.cID
from course as C
where unique (select T.cID
							from teaches as T
							where C.cID = T.cID and T.year = 2009);
  • unique(공집합) : True
  • tuple 중 속성이 한 개라도 null값 : 동일하지 않다 판별
    unique{<1, null>, <1, null>}   //true

Subqueries in “from” Clause

  • 평균 급여가 6900보다 큰 부서의 부서 이름과 교수들의 평균 급여
    Select deptName, avgSalary
from (select deptName, avg(salary) as avgSalary
			from professor
			group by deptName)
where avgSalary > 6900;
    Select deptName, avgSalary
from (select deptName, avg(salary)
			from professor
			group by deptName) as deptAvg(deptName, avgSalary)
where avgSalary > 6900;
  • group by 결과를 임시 결과에 할당 → having 조건을 where 절에 명시 → having 절 필요 X
    Select deptName, avg(salary)
from professor
group by deptName
having avg(salary) > 6900;
  • 모든 부서 중 가장 높은 총 급여 찾기
    Select max(totalSalary)
from (select deptName, sum(salary)
			from professor
			group by deptName) as deptTot(deptName, totalSalary);
    Select sum(salary)
from professor
group by deptName
having sum(salary) >= all (select sum(salary)
													 from professor
													 group by deptName):

“lateral” Clause

  • from 절에서 선행 관계, 서브 질의 참조
  • 서브쿼리 내에서 외부쿼리의 테이블 참조
  • 교수 이름, 봉급, 그들의 학부의 평균 봉급 찾기
    Select name, salary, avg(salary)   //Syntax error
from professor
group by deptName;
    Select P1.name, P1.salary, avgSalary
from professor P1, lateral (select avg(P2.salary) as avgSalary
														from professor P2
														where P1.deptName = P2.deptName);

“with” Clause

  • SQL 문장의 결과 임시 저장 → 복잡한 SQL 질의문 작성 시 유용
  • 가장 높은 예산을 가진 학부 이름 찾기
    With  maxBudget(value) as
			(select max(budget)
			from department)
select deptName, budget
from department, maxBudget
where department.budget = maxBudget.value;
    Select deptName, budget
from department
where budget = max(budget);   //wrong SQL
//where 절에서 집계함수 직접 사용 X -> 서브쿼리 이용
    Select deptName, budget
from department
where budget = (select max(budget) from department)
  • 총 봉급이 모든 학부 총 봉급 평균보다 높은 학부 찾기
    with deptTotal(deptName, value) as
				(select deptName, sum(salary)
				from professor
				group bt deptName),
deptTotalAvg(value) as
				(select avg(value)
				from deptTotal)
select deptName
from deptTotal, deptTotalAvg
where deptTotal.value > deptTotalAvg.value;

2023.10.09

5.4 Ranking

깊게 공부할 필요 X, 해당 기능을 지원한다는 것 정도로만 알고있기

Top, Limit, or Rownum Clause

  • 검색 되는 tuple 중 상위(하위) 몇 개(퍼센트) 만의 tuple 반환하는 기능
  • SQL Server 예제
    Select top (3) * from professor order by salary;

Select top (10) percent with ties *
from professor
order by salary;
  • MySQL 예제
    Select * from professor order by salary desc limit 3 offset 1;
//offset 1 : 첫 번째 tuple skip 하는 효과
//상위 봉급자 중 최고를 제외한 3인 검색
  • Oracle 예제
    Select *
from (select * from professor order by salary desc)
where ROWNUM <= 3;

Ranking

  • 대부분 order by 절 사용
    Select ID, rank() over (order by GPA desc) as sRank
from studentGrades
order by sRank;
  • 표준SQL : rank() 함수 지원
    • 순서를 정함에 있어 gap 발생 가능
    • dense_rank() → gap 발생 X
    • rank = 1등 1등 3등 … / dense_rank = 1등 1등 2등 …
  • rank() 함수 사용 X
    //correlated된 서브질의 형태 -> 비효율적
Select ID, (1 + (select count(*)
								from studentGrades B
								where B.GPA > A.GPA)) as sRank
from studentGrades A
order by sRank;

Ranks with Null

  • null값 처리 : first, last
    Select ID,
rank() over (order by GPA desc nulls last) as sRrank
from studentGrades;
  • Default값
    • ASC 정렬 → NULLS LAST
    • DESC 정렬 → NULLS FIRST

Ranking within Partition

  • 간단하게 기능만 알고 넘어가기
  • partiton by → 각 파티션에 대해 rank() 함수 적용
  • 각 학과별 등수 계산하기
    Select ID, deptName,
rank() over (partition by deptName order by GPA desc)
										as deptRank
from studentGrades
order by deptName, deptRank;

Other Ranking Functions

  • percent_rank()
    • 등수가 포함되는 퍼센트 출력
  • cume_dist()
    • 누적 등수 알려주는 기능
  • row_number()

ntile() Ranking

  • 해당 속성값 기준으로 전체 테이블 균등하게 n등분 → 등분에 속하는 tuple 개수는 최대 한 개만 차이
  • 예제
    Select ID, ntile(3) over (order by GPA desc) as quartile
from studentGrades;
    ID	GPA     ID	NTILE 	/* GPA */
S1 	2.8     S5 	  1 	  /* 4.2 */
S2 	3.5     S3 	  1	    /* 4.0 */
S3 	4.0     S2 	  2	    /* 3.5 */
S4 	3.5     S4 	  2	    /* 3.5 */
S5 	4.2     S1 	  3 	  /* 2.8 */

5.5 More Features

간단히 살펴보기

Reusing Existing Schema/data

  • Schema 복사 like
    Create table t1 like professor
    → 모든 제약 사항 함께 복제 X (primary key, foreign key, indexed 복제 X)
  • Schema, data 복사 as
    Create table t2 as (select * from professor) with data;
  • 특정 tuple의 data만 복사
    Create table t3
as (select * from professor where deptName='CS');

Large-Object Types

  • 대용량 객체 : photos, videos, document, CAD files 등 → Large-Object Type이 필요!
    1. blob : binary large object

    • photos, videos 를 위한 것

      myImage blob(10MB)
    1. clob : character large object
    • document 를 위한 것
  • query : object 그 자체가 아닌 pointer 반환

Built-in Data Types

  • date : ‘2021-09-21’
  • time : ‘09:00:30’, ‘09:00:30.75’
  • timestamp : data + time ‘2021-09-21 09:00:30.75'
  • interval : ‘1’ month
    • interval값에 date/time/timestamp 추가 ex. interval ‘100' day + currentDate
    • date/time/timestamp 간의 차이 → 결괏값 interval

User-Defined Types

  • create type 사용자가 원하는 데이터 타입 정의
    Create type Dollars as numeric (12, 2) final;
Create table myDepartment
					(deptName varchar(20),
					budget Dollars);
  • final : 해당 type 이용해 또 다른 type 생성 X not final : 해당 type 이용해 또 다른 type 생성 O

Domains

  • create domain 사용자가 원하는 도메인 정의 → create type 과 달리 무결성 제약을 가질 수 있다.
    Create domain degreeLevel varchar(10)
constraint degreeLevelTest
check (value in ('Bachelor', 'Master', 'Doctorate'));

Transactions

  • ACID 성질을 가지는 DB 연산의 나열(sequence) → DB work의 논리적 단위
  • 자세한 건 DB2에서

Indices

  • 인덱스 생성하는 기능
    Create index myCourseIndex on course(cID);
  • 기본적으로 SQL 표준에서는 존재 X → 대부분의 상용 DBMS는 지원
  • 자세한 건 DB2에서
profile
Jnary
숭실대학교 컴퓨터학부 21
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