Язык структурированных запросов Structure Query Language (SQL) был создан в результате разработки реляционной модели данных и в настоящее время является фактическим стандартом языка реляционных СУБД. Язык SQL сегодня поддерживается огромным количеством СУБД различных типов.
Название языка SQL произносится обычно по буквам «эс-кью-эль». Иногда используют мнемоническое имя «See-Quel».
Язык SQL предоставляет пользователю (при минимальных усилиях с его стороны) следующие возможности:
Создавать базы данных и таблицы с полным описанием их структуры
Выполнять основные операции манипулирования данными: вставка, изменение, удаление данных
Выполнять как простые, так и сложные запросы.
Язык SQL является реляционно полным.
Структура и синтаксис его команд достаточно просты, а сам язык является универсальным, т. е. синтаксис и структура его команд не меняется при переходе от одной СУБД к другой.
Язык SQL имеет два основных компонента:
Язык DDL (Data Definition Language) для определения структур базы данных и управления доступом к данным
Язык DML (Data Manipulation Language), предназначенный для выборки и обновления данных.
Язык SQL является непроцедурным, т. е. при его использовании необходимо указывать то, какая информация должна быть получена, а не то, как ее можно получить. Команды языка SQL представляют собой обычные слова английского языка (SELECT, INSERT и др.). Рассмотрим вначале операторы SQL DML:
SELECT - выборка данных из базы
INSERT - вставка данных в таблицу
UPDATE - обновление данных в таблице
DELETE - удаление данных из таблицы
Оператор SELECT
Оператор выборки SELECT выполняет действия, эквивалентные следующим операциям реляционной алгебры: выборка, проекция и соединение.
Простейший SQL-запрос с его использованием выглядит следующим образом:
SELECT col_name FROM tbl
После ключевого слова select следует список столбцов, разделенных запятыми, данные которых будут возвращены в результате запроса. Ключевое слово from, указывает, из какой таблицы (или представления) извлекаются данные.
Результатом запроса select всегда является таблица, которая называется результирующей таблицей. Более того, результаты запроса, выполненного при помощи оператора select, могут быть использованы для создания новой таблицы. Если результаты двух запросов к разным таблицам имеют одинаковый формат, их можно объединить в одну таблицу. Также таблица, полученная в результате запроса, может стать предметом дальнейших запросов.
Для выборки всех столбцов и всех строк таблицы достаточно сделать запрос SELECT * FROM tbl;
Рассмотрим таблицу Product, содержащую сведения о цене на различные виды продукции:
Результатом запроса
SELECT * FROM Product;
будет вся таблица Product.
Выбрать конкретные столбцы таблицы можно с помощью запроса
SELECT col1, col2, … , coln FROM tbl;
Так, результатом запроса
SELECT Type, Price FROM Product;
будет таблица
К списку столбцов в операторе select прибегают и в том случае, если необходимо изменить порядок следования столбов в результирующей таблице:
Для того чтобы выбрать лишь те строки таблицы, которые удовлетворяют некоторым ограничениям, используется специальное ключевое слово where, после которого следует логическое условие. Если запись удовлетворяет такому условию, она попадает в результат. В противном случае такая запись отбрасывается.
Например, выбор тех товаров из таблицы Product, цена которых удовлетворяет условию Price <3200, можно осуществить, используя запрос
SELECT * FROM Product where Price <3200;
Его результат:
Условие может быть составным и объединяться при помощи логических операторов NOT , AND, OR, XOR, например: where id_ Price>500 AND Price<3500. Допускается также использование выражений в условии: where Price>(1+1) и строковых констант: where name= "автовесы".
Применение конструкции BETWEEN var1 AND var2 позволяет проверить, попадают ли значения какого-либо выражения в интервал от var1 до var2 (включая эти значения):
SELECT * FROM Product where Price BETWEEN 3000 AND 3500;
По аналогии с оператором NOT BETWEEN существует оператор NOT IN.
Имена столбцов, указанные в предложении SELECT, можно переименовать. Для этого используется ключевое слово AS, которое, впрочем, можно опустить, т. к. неявно подразумевается. Например, запрос
SELECT Type AS model, Type_id AS num FROM Product where Type_id =3
вернет (имена псевдонимов следует записывать без кавычек):
Оператор LIKE предназначен для сравнения строки с образцом:
SELECT * FROM tbl where col_name LIKE "abc"
Этот запрос возвращает лишь те записи, которые содержат в столбце col_name строковое значение abc.
В образце разрешается использовать два трафаретных символа: "_" и "%". Первый из них заменяет в шаблоне один произвольный символ, а второй - последовательность произвольных символов. Так, "abc%" соответствует любой строке, начинающейся на abc, "abc_" - строке из 4-х символов, начинающейся на abc, "%z" - произвольной строке, заканчивающейся на z, и, наконец, "%z%" - последовательности символов, содержащих z.
Найти все записи таблицы Product, в которых значение Type начинается с буквы "a" можно так:
SELECT * FROM Product where Type LIKE "а%";
|
автовесы |
Если искомая строка содержит трафаретный символ, то следует задать управляющий символ в предложении ESCAPE. Этот управляющий символ должен использоваться в образце перед трафаретным символом, сообщая о том, что последний следует трактовать как обычный символ. Например, если в некотором поле следует отыскать все значения, содержащие символ "_", то шаблон "%_%" приведет к тому, что будут возвращены все записи из таблицы. В данном случае шаблон следует записать следующим образом:
"%|_%" ESCAPE "|"
Для проверки значения на соответствие строке "20%" можно воспользоваться таким оператором:
LIKE "20#%" ESCAPE "#"
Оператор IS NULL позволяет проверить отсутствие (наличие) NULL-значения в полях таблицы. Использование в этих случаях обычных операторов сравнения может привести к неверным результатам, так как сравнение со значением NULL дает результат UNKNOWN (неизвестно). Таким образом, условие отбора должно выглядеть так:
where col_name IS NULL, вместо where col_name=NULL.
Результат выборки по умолчанию возвращает записи, расположенные в том же порядке, в котором они хранятся в базе данных. Если требуется отсортировать записи по одному из столбцов, необходимо применить конструкцию ORDER BY, после которой указывается имя этого столбца:
SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name;
В результате этого запроса записи будут возвращены в порядке возрастания значения атрибута col_name.
Сортировку записей можно производить и по нескольким столбцам. Для этого их названия надо указать после ORDER BY через запятую:
SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name1, col_name2.
Записи будут отсортированы по полю col_name1; если встречается несколько записей с совпадающим значением в колонке col_name1, то они будут отсортированы по полю col_name2.
Если требуется отсортировать записи в обратном порядке (например, по убыванию даты), требуется указать ORDER BY col_name DESC.
Для прямой сортировки существует ключевое слово ASC, которое принято в качестве значения по умолчанию.
Если результат выборки содержит сотни и тысячи записей, их вывод и обработка занимают значительное время.
Поэтому информацию часто разбивают на страницы и предоставляют ее пользователю порциями. Постраничная навигация используется при помощи ключевого слова limit, за которым следует число выводимых записей. В следующем запросе извлекаются первые 10 записей, при этом одновременно осуществляется обратная сортировка по полю col_name1:
SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name1 DESC LIMIT 10
Для того чтобы извлечь следующие 10 записей, используется ключевое слово limit с двумя значениями: первое указывает позицию, начиная с которой необходимо вывести результат, а вторая -- количество извлекаемых записей:
SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name1 DESC LIMIT 10,10
Для извлечения следующих 10 записей необходимо использовать конструкцию LIMIT 20, 10.
Каждая команда SQL начинается с ключевого слова – глагола, описывающего действие, выполняемое командой, например CREATE (создать). В команде может быть одно или несколько предложений. Предложение описывает данные, с которыми работает команда, или содержит уточняющую информацию о действии, выполняемом командой. Каждое предложение начинается с ключевого слова, например WHERE(где).Одни предложения в команде являются обязательными, другие – нет. Некоторые предложения могут содержать дополнительные ключевые слова, выражения. Многие предложения включают имена таблиц или полей. Имена должны содержать от 1 до 18 символов, начинаться с буквы и не содержать пробелы и специальные символы пунктуации. В качестве имен нельзя использовать ключевые слова.
52. SQL (Structured Query Language) – Структурированный Язык Запросов – это стандартный язык запросов по работе с реляционными базами данных.
SQL не содержит традиционных операторов, управляющих ходом выполнения программ, он содержит только набор стандартных операторов доступа к данным, хранящимся в базе данных.
Язык SQL можно использовать для доступа к базе данных в двух режимах: при интерактивной работе и в прикладных программах .
С помощью SQL пользователь может в интерактивном режиме быстро получить ответы на любые, в том числе достаточно сложные запросы, тогда как для реализации этих запросов на другом языке пришлось бы разрабатывать соответствующую программу. В прикладных программах, написанных на определенных языках программирования, SQL используются как встроенный язык для обращения к базе данных.
Характеризуя язык SQL в целом, можно выделить следующие его черты:
· высокоуровневая структура, напоминающая английский язык;
· независимость от конкретных СУБД;
· наличие развивающихся стандартов;
· возможность выполнения интерактивных запросов извлечения данных и модификации их структуры;
· обеспечение программного доступа к базам данных;
· поддержка архитектуры клиент/сервер;
· расширяемость и поддержка объектно-ориентированных технологий;
· возможность доступа к данным в среде Интернет.
Основные функции языка SQL:
· SQL – язык интерактивных запросов . Пользователи вводят команды SQL в интерактивном режиме для выборки данных и отображения их на экране, а также для внесения изменений в базу данных;
· SQL – язык программирования баз данных . Чтобы получить доступ к базе данных, в прикладные программы вставляются команды SQL;
· SQL – язык администрирования баз данных . Администратор базы данных может использовать SQL для определения структуры базы данных и управления доступом к данным;
· SQL – язык создания приложений клиент/сервер . В прикладных программах SQL используется как средство организации связи по локальной сети с сервером баз данных, в которой хранятся совместно используемые данные и др.
55. Возможности зыка Язык SQL, соответствующий последним стандартам SQL:2003, SQL:1999 представляет собой очень богатый и сложный язык, все возможности которого трудно сразу осознать и тем более понять. Поэтому приходится разбивать язык на уровни. В одной из классификаций, предусмотренных стандартом SQL, этот язык разбивается на «базовый» (entry), «промежуточный» (intermediate) и «полный» (full) уровни. Базовый уровень содержит около сорока команд, которые можно сгруппировать в категории по их функциональному назначению.
CREATE TABLE Сведения (НОМЗ INT, ФИО CHAR(15), ГОД INT, ПОЛ CHAR(3))
DROP TABLE Сведения
ALTER TABLE Сведения (СЕМПОЛ CHAR(10))
CREATE VIEW УспеваемостьМ1 AS SELECT *FROM УспеваемостьWHERE ГРУП= "М-1"
INSERT INTO Сведения VALUES (980101, "ИВАНОВ И. И.", 1980, "МУЖ")
DELETE FROM Сведения WHERE НОМЗ=980201
UPDATE Сведения SET ФИО = "КРАВЦОВА И. И." WHERE НОМЗ=980201
SELECT * FROM Сведения WHERE ФИО="СИДОРОВ С. С." OR ФИО="ПЕТРОВ П. П."
54. Типы данных и выражения Для обращения к реляционной таблице в языке SQL необходимо написать (задать) команду. SELECT (выбрать) – ключевое слово сообщает СУБД, какое действие будет выполнять данная команда. Команды запросы начинаются ключевым словом. Кроме SELECT это могут быть слова CREATE- создать, INSERT -вставить, DELETE - удалить,COMMIT –завершить и д.р..
FROM – ключевое слово, подобно SELECT, которое присутствует в каждой команде. Оно сопровождается пробелом, а затем именем таблиц, используемых в качестве источников информации. Имена таблиц, полей должны содержать от 1 до 18 символов, начинаться с буквы и не содержать пробелов или специальных символов.
WHERE – ключевое слово, за которым следует предикат –условие, налагаемое на запись в таблице, которому она должна удовлетворять, чтобы пропасть в выборку.
ORDER BY – сортировка выводимых записей (Asc – по возрастанию, Desc – по убыванию. Если не указан вид сортировки, то происходит сортировка по возрастанию).
CHAR(длина) СHARACTER(длина) Строки символов постоянной длины
INTEGER INT Целые числа
SMALLINT Малое целое число
NUMERIC(точность, степень) DECIMAL(точность, степень DEC(точность, степень) Число с фиксированной запятой
FLOAT (точность) Число с плавающей запятой
Double precision числа с плав зап высок точн
Выражения в SQL используются для задания критериев выбора данных или выполнения операций над значениями, которые считаны из базы данных. Выражения представляют собой определенную последовательность полей базы данных, констант, функций, соединенных операторами.
Константы используются для указания конкретных значений данных. Константы с фиксированной запятой , например: 21 -375.18 62.3
Константы с плавающей запятой, например: 1.5Е7 -3.14Е9 2.5Е-6 0.783Е24
Строковые константы должны быть заключены в одинарные кавычки. Примеры таких констант: "Минск" "New York" "Иванов И. И."
Отсутствующее значение (NULL). SQL поддерживает обработку отсутствующих данных с помощью понятия «отсутствующее значение».
Большинство SQL-ориентированных СУБД поддерживает так называемые агрегатные (итоговые) функции . К часто используемым агрегатным функциям можно отнести следующие:
· COUNT – количество значений в столбце таблицы;
· SUM – сумма значений в столбце;
· AVG – среднее арифметическое значений в столбце;
· MAX – максимальное значение в столбце;
· MIN – минимальное значение в столбце.
В выражениях можно использовать следующие типы операторов :
· арифметические : + (сложение), - (вычитание), * (умножение), / (деление);
· отношения : = (равно), > (больше), < (меньше), >= (больше или равно), <= (меньше или равно), <> (не равно);
· логические : AND (логическое "И"), OR (логическое "ИЛИ"), NOT (логическое отрицание);
56. Команды управления транзакциями позволяют обеспечить целостность базы данных.
SQL-транзакция – это несколько последовательных команд SQL, которые должны выполняться как единое целое.
Вязыке SQL обработка транзакций реализована с помощью двух команд – COMMIT и ROLLBACK . Они управляют изменениями, выполненными группой команд. Команда COMMIT сообщает об успешном окончании транзакции. Она информирует СУБД о том, что транзакция завершена, все ее команды выполнены успешно и противоречия в базе данных не возникли. Команда ROLLBACK сообщает о неуспешном окончании транзакции. Она информирует СУБД о том, что пользователь не хочет завершать транзакцию, и СУБД должна отменить все изменения, внесенные в базу данных в результате выполнения транзакции. В этом случае СУБД возвращает базу данных в состояние, в котором она находилась до выполнения транзакции.
Команды COMMIT и ROLLBACK используются в основном в программном режиме, хотя возможно их использование и в интерактивном режиме.
57. К командам управления доступом относятся команды для осуществления административных функций, присваивающих или отменяющих право (привилегию) использовать таблицы базы данных определенным образом. Каждый пользователь базы данных имеет определенные права по отношению к объектам базы.
Права – это те действия с объектом, которые может выполнять пользователь. Права могут меняться с течением времени: старые могут отменяться, новые – добавляться. Предусмотрены следующие права:
· INSERT – право добавлять данные в таблицу;
· UPDATE – право изменять данные таблицы;
· DELETE – право удалять данные из таблицы;
· REFERENCES – право определять первичный ключ.
58 Встраивание языка в прикладные программы.. К встроенным относятся команды, предназначенные для реализации обращения к базе данных из прикладных программ, написанных на определенном языке программирования.
Сегодня мы обратимся к компьютерной теме, поэтому данная статья будет представлять особый интерес, прежде всего, для программистов. Мы с вами, дорогой читатель, поговорим о языке структурированных запросов, который в английском варианте шифруют как - SQL (Structured Query Language). Итак, ближе к делу. Прямо сейчас поговорим о том, что такое SQL и для чего он нужен.
Язык структурированных запросов - это универсальный язык для создания, модификации и управления информацией, которая входит в состав реляционных баз данных. Первоначально SQL был основным способом работы с данными. С помощью него пользователь мог выполнять следующие действия:
- создание новой таблицы в базе данных (БД);
- добавление новых записей в существующие таблицы;
- редактирование записей;
- полное удаление записей;
- выбор записи из разных таблиц, в соответствии с заданными условиями;
- изменение вида и структур одной или нескольких таблиц.
По мере своего развития, SQL сильно преобразился и обогатился новыми полезными функциями, в результате чего, все больше стал походить на настоящий язык программирования. На сегодняшний день, SQL - это единственный механизм, который способен связать прикладное программное обеспечение и базу данных. Вот, что такое SQL.
SQL обладает несколькими видами запросов. Стоит отметить, что любой запрос SQL подразумевает под собой или запрос данных из нужной базы, или обращение к базе с обязательным изменением в ней данных. В связи с этим принято выделять следующие виды запросов:
- создание или изменение в базе данных новых или уже существующих в ней объектов;
- получение данных;
- добавление новых данных в таблицу;
- удаление данных;
- обращение к системе управления базами данных (СУБД).
Немного о преимуществах и недостатках данной системы работы с данными.
Преимущества SQL
- Независимость от существующей в данной системе СУБД. Тексты SQL являются универсальными для многих СУБД. Однако это правило распространяется на простые задачи, связанные с обработкой данных в таблицах.
- Наличие стандартов SQL способствует "стабилизации" языка.
- Декларативность. Это преимущество заключается в том, что при работе с данными, программист выбирает только ту информацию, которая должна быть изменена или модифицирована. То, каким образом это будет сделано, в автоматическом режиме решается на программном уровне самой СУБД.
Недостатки SQL
- SQL не соответствует реляционной модели построения данных. В этом плане, SQL замещает язык Tutorial D, который является истинно реляционным.
- Сложность SQL определяет его предназначение. Язык настолько сложен, что им может пользоваться только программист. Хотя изначально он задумывался как средство управления, с которым будет работать обычный пользователь.
- Некоторое несоответствие стандартов. Многие компании, разрабатывающие СУБД, добавляют свои особенности в диалект языка SQL, что существенно влияет на универсальность языка.
И последнее: что такое SQL Server? Это система управления базами данных, которая была разработана в стенах известной компании Microsoft. Данная система успешно работает с БД, как домашних персональных компьютеров, так и с крупными базами данных огромных предприятий. В этом сегменте рынка система SQL Server является более чем конкурентоспособной.
Ну и буквально в двух словах вспомним о MySQL. Это приложение, как правило, используется в качестве сервера, к которому поступают обращения от локальных или удаленных клиентов. MySQL также можно включать и в автономные программы. Следует отметить, что данное приложение является одним из самых гибких систем управления данными, так как включает в себя множество различных типов таблиц.
ЯЗЫК SQL: МАНИПУЛИРОВАНИЕ ДАННЫМИ
В ЭТОЙ ЛЕКЦИИ...
· Назначение языка Structure Query Language (SQL) и его особая роль при работе с базами данных.
· История возникновения и развития языка SQL.
· Запись операторов языка SQL.
· Выборка информации из баз данных с помощью оператора SELECT.
· построение операторов SQL, характеризующихся следующими особенностями:
· применение конструкции WHERE для выборки строк, удовлетворяющих различным условиям;
· сортировка результатов выполнения запроса с помощью конструкции ORDER BY;
· использование агрегирующих функций языка SQL;
· группирование выбранных данных с помощью конструкции GROUP BY;
· применение подзапросов;
· применение соединений таблиц;
· применение операций с множествами (UNION, INTERSECT, EXCEPT).
· Внесение изменений в базу данных с помощью операторов INSERT, UPDATE и DELETE.
Одним из языков, появившихся в результате разработки реляционной модели данных, является SQL, который в настоящее время получил очень широкое распространение и фактически превратился в стандартный язык реляционных баз данных. Стандарт на язык SQL был выпущен Национальным институтом стандартизации США (ANSI) в 1986 году, а в 1987 году Международная организация по стандартизации (ISO) приняла этот стандарт в качестве международного. В настоящее время язык SQL поддерживается сотнями СУБД различных типов, разработанных для самых разнообразных вычислительных платформ, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мэйнфреймами.
В этой лекции используется определение языка SQL, данное в стандарте ISO.
Введение в язык SQL
В этой части рассмотрим назначение языка SQL, познакомимся с его историей и проанализируем причины, по которым он приобрел в настоящее время столь большое значение для приложений баз данных.
Назначение языка SQL
Любой язык, предназначенный для работы с базами данных, должен предоставлять пользователю следующие возможности:
· создавать базы данных и таблицы с полным описанием их структуры;
· выполнять основные операции манипулирования данными, такие как вставка, модификация и удаление данных из таблиц;
· выполнять простые и сложные запросы.
Кроме того, язык работы с базами данных должен решать все указанные выше задачи при минимальных усилиях со стороны пользователя, а структура и синтаксис его команд должны быть достаточно просты и доступны для изучения.
И, наконец, язык должен быть универсальным, т.е. отвечать некоторому признанному стандарту, что позволит использовать один и тот же синтаксис и структуру команд при переходе от одной СУБД, к другой. Современный стандарт языка SQL удовлетворяет практически всем этим требованиям.
SQL является примером языка преобразования данных, или же языка, предназначенного для работы с таблицами с целью преобразования входных данных к требуемому выходному виду. Язык SQL, который определен стандартом ISO, имеет два основных компонента:
· язык Data Definition Language (DDL), предназначенный для определения структур базы данных и управления доступом к данным;
· язык Data Manipulation Language (DML), предназначенный для выборки и обновления данных.
До появления стандарта SQL3 язык SQL включал только команды определения и манипулирования данными; в нем отсутствовали какие-либо команды управления ходом вычислений. Другими словами, в этом языке не было команд IF ... THEN ...ELSE, GO TO, DO ... WHILE и любых других, предназначенных для управления ходом вычислительного процесса. Подобные задачи должны были решаться программным путем, с помощью языков программирования или управления заданиями, либо интерактивно, в результате действий, выполняемых самим пользователем. По причине подобной незавершенности, с точки зрения организации вычислительного процесса, язык SQL мог использоваться двумя способами. Первый предусматривал интерактивную работу, заключающуюся во вводе пользователем с терминала отдельных операторов SQL. Второй состоял во внедрении операторов SQL в программы на процедурных языках.
Достоинства языка SQL3, формальное определение которого принято в 1999 году:
· Язык SQL относительно прост в изучении.
· Это непроцедурный язык, поэтому в нем необходимо указывать, какая информация должна быть получена, а не как ее можно получить. Иначе говоря, язык SQL не требует указания методов доступа к данным.
· Как и большинство современных языков, SQL поддерживает свободный формат записи операторов. Это означает, что при вводе отдельные элементы операторов не связаны с фиксированными позициями на экране.
· Структура команд задается набором ключевых слов, представляющих собой обычные слова английского языка, такие как CREATE TABLE -Создать таблицу, INSERT - Вставить, SELECT -Выбрать.
Например:
CREATE TABLE [Продажи] ( (S), [Наименование объекта] VARCHAR(15), [Стоимость] DECIMAL(7,2));
INSERT INTO [Объект] VALUES ("SG16", "Brown", 8300);
SELECT , [Наименование объекта], [Стоимость];
FROM [Продажи]
WHERE [Стоимость] > 10000;
· Язык SQL может использоваться широким кругом пользователей, включая администраторов баз данных (АБД), руководящий персонал компании, прикладных программистов и множество других конечных пользователей разных категорий.
В настоящее время для языка SQL существуют международные стандарты, формально определяющие его как стандартный язык создания и манипулирования реляционными базами данных, каковым он фактически и является.
История языка SQL
История реляционной модели данных, и косвенно языка SQL, началась в 1970 году с публикации основополагающей статьи Е. Ф. Кодда, который в то время работал в исследовательской лаборатории корпорации IBM в Сан-Хосе. В 1974 году Д. Чемберлен, работавший в той же лаборатории, публикует определение языка, получившего название "Structured English Query Language", или SEQUEL. В 1976 году была выпущена переработанная версия этого языка, SEQUEL/2; впоследствии его название пришлось изменить на SQL по юридическим соображениям - аббревиатура SEQUEL уже использовалась филологами. Но до настоящего времени многие по-прежнему произносят аббревиатуру SQL как "сиквэл", хотя официально ее рекомендуется читать как "эс-кю-эл".
В 1976 году на базе языка SEQUEL/2 корпорация IBM выпустила прототип СУБД, имевший название "System R". Назначение этой пробной версии состояло в проверке осуществимости реализации реляционной модели. Помимо прочих положительных аспектов, важнейшим из результатов выполнения этого проекта можно считать разработку собственно языка SQL, Однако корни этого языка уходят в язык SQUARE (Specifying Queries as Rational Expressions), который являлся предшественником проекта System R. Язык SQUARE был разработан как исследовательский инструмент для реализации реляционной алгебры посредством фраз, составленных на английском языке.
В конце 1970-х годов, компанией, которая ныне превратилась в корпорацию Oracle, была выпущена СУБД Oracle. Пожалуй, это самая первая из коммерческих реализаций реляционной СУБД, построенной на использовании языка SQL.
Чуть позже появилась СУБД INGRES, использовавшая язык запросов QUEL.
Этот язык был более структурированным, чем SQL, но семантика его менее близка к обычному английскому языку. Позднее, когда SQL был принят как стандартный язык реляционных баз данных, СУБД INGRES была полностью переведена на его использование. В 1981 году корпорация IBM выпустила свою первую коммерческую реляционную СУБД под названием SQL/DS (для среды DOS/VSE). В 1982 году вышла в свет версия этой системы для среды VM/CMS, а в 1983 году - для среды MVS, но уже под названием DB2.
В 1982 году Национальный институт стандартизации США (ANSI) начал работу над языком Relation Database Language (RDL), руководствуясь концептуальными документами, полученными от корпорации IBM. В 1983 году к этой работе подключилась Международная организация по стандартизации (ISO). Совместные усилия обеих организаций увенчались выпуском стандарта языка SQL. От названия RDL в 1984 году отказались, а черновой проект языка был переработан с целью приближения к уже существующим реализациям языка SQL.
Исходный вариант стандарта, который был выпущен ISO в 1987 году, вызвал волну критических замечаний. В частности, Дейт, известный исследователь в этой области, указывал, что в стандарте опущены важнейшие функции, включая средства обеспечения ссылочной целостности, и некоторые реляционные операторы.
Кроме того, он отметил чрезмерную избыточность языка - один и тот же запрос можно было записать в нескольких различных вариантах. Большая часть критических замечаний была признана справедливой, и необходимые коррективы были внесены в стандарт еще до его публикации. Однако было решено, что важнее выпустить стандарт как можно быстрее, чтобы он смог исполнять роль общей основы, на которой и сам язык, и его реализации могли бы развиваться далее, чем дожидаться, пока будут определены и согласованы все функции, которые разные специалисты считают обязательными для подобного языка.
В 1989 году ISO опубликовала дополнение к стандарту, в котором определялись функции поддержки целостности данных. В 1992 году была выпущена первая, существенно пересмотренная версия стандарта ISO, которую иногда называют SQL2 или SQL-92. Хотя некоторые из функций были определены в этом стандарте впервые, многие из них уже были полностью или частично реализованы в одной или нескольких коммерческих реализациях языка SQL.
А следующая версия стандарта, которую принято называть SQL3, была выпущена только в 1999 году. Эта версия содержит дополнительные средства поддержки объектно-ориентированных функций управления данными.
Функции, которые добавляются к стандарту языка разработчиками коммерческих реализаций, принято называть расширениями. Например, в стандарте языка SQL определено шесть различных типов данных, которые могут храниться в базах данных. Во многих реализациях этот список дополняется разнообразными расширениями. Каждая из реализаций языка называется диалектом. Не существует двух совершенно идентичных диалектов, как в настоящее время не существует и ни одного диалекта, полностью соответствующего стандарту ISO.
Более того, поскольку разработчики баз данных вводят в системы все новые функциональные средства, они постоянно расширяют свои диалекты языка SQL, в результате чего отдельные диалекты все больше и больше отличаются друг от друга. Однако основное ядро языка SQL остается более или менее стандартизованным во всех реализациях.
Хотя исходные концепции языка SQL были разработаны корпорацией IBM, его важность очень скоро подтолкнула и других разработчиков к созданию собственных реализаций. В настоящее время на рынке доступны буквально сотни продуктов, построенных на использовании языка SQL, причем постоянно приходится слышать о выпуске все новых и новых версий,
Функциональные возможности языка SQL
Основные функциональные возможности языка SQL приведены ниже.
Определение данных. Эта функция SQLпредставляет собой описание структуры поддерживаемых данных и организацию реляционных отношений (таблиц). Для ее реализации предназначены операторы создания базы данных, создания таблиц и доступа к данным.
Создание базы данных . Для создания новой базы данных используется оператор CREATE DATABASE. В структуре оператора указывается имя создаваемой базы данных.
Создание таблиц. Базовая таблица создается с помощью оператора CREATE TABLE. В этом операторе указываются имена полей, типы данных для них, длина (для некоторых типов данных). В SQL используются следующие типы данных:
INTEGER – целое число;
CHAR – символьное значение;
VARCHAR – символьное значение, сохраняются только непустые символы;
DECIMAL – десятичное число;
FLOAT – число с плавающей запятой;
DOUBLE PRECISION – удвоенная точность с плавающей точкой;
DATETIME – дата и время;
BOOL – булевое значение.
В операторе создания таблицы указываются ограничения на значения столбцов и на таблицу. Возможные ограничения показаны в табл. 4.8
Таблица 4.8 Ограничения на определяемые данные
Для реляционной модели данных существенным является указания внешнего ключа(FOREIGNKEY). При объявлении внешних ключей необходимо наложить соответствующие ограничения на столбец, например, NOT NULL.
В SQL-предложении CHECK обозначает семантические ограничения, обеспечивающие целостность данных, чтобы, например, ограничить множество допустимых значения определенного столбца.
Нельзя использовать оператор создания таблицы несколько раз для одной и той же таблицы. Если после ее создания обнаружились неточности в ее определении, то внести изменения можно с помощью оператора ALTER TABLE. Этот оператор предназначен для изменения структуры существующей таблицы: можно удалить или добавить поле к существующей таблице.
Манипулирование данными. SQL позволяет пользователю или прикладной программе изменять содержимое базы данных путем вставки новых данных, удаления или модификации существующих данных.
Вставка новых данных является процедурой добавления строк в базу данных и выполняется с помощью оператора INSERT.
Модификация данных предполагает изменения значений в одном или нескольких столбцах таблицы и выполняется с помощью оператора UPDATE. Пример:
SET сумма=сумма+1000.00
WHERE сумма>0
Удаление строк из таблицы осуществляется с помощью оператора DELETE. Синтаксис оператора имеет вид:
FROM таблица
Предложение WHERE не является обязательным, однако, если его не включить, то будут удалены все записи таблицы. Полезно использовать оператор SELECT c тем же синтаксисом, что и оператор DELETE, чтобы предварительно проверить, какие записи будут удалены.
Обеспечение целостности данных. Язык SQL позволяет определить достаточно сложные ограничения целостности, удовлетворение которым будет проверяться при всех модификациях базы данных. Контроль за результатами транзакций, обработка возникающих ошибок и координирование параллельной работы с базой данных нескольких приложений или пользователей обеспечивается операторами COMMIT(фиксирует удачное окончание текущей транзакции и начало новой) и ROLLBACK (необходимость отката – автоматического восстановления состояния базы данных на начало транзакции)
Выборка данных – одна из важнейших функций базы данных, которой соответствует оператор SELECT. Пример использования оператора был рассмотрен в предыдущем разделе.
В SQL можно создавать вложенные последовательности запросов (подзапросы). Существуют определенные типы запросов, которые лучше реализовывать с помощью подзапросов. К таким запросам относятся так называемые проверки существования. Предположим, что требуется получить данные о студентах, которые не имеют оценку «семь баллов». Если будет возвращено пустое множество, то это означает лишь одно – у каждого студента есть, по крайней мере, одна такая оценка.
Связывание таблиц . Операторы языка SQL позволяют извлекать данные более чем из одной таблицы. Одна из возможностей сделать это заключается в связывании таблиц по одному общему полю.
В операторе SELECT должно присутствовать ограничение на совпадение значений определенного столбца (поля). Тогда из связанных таблиц будут извлекаться только те строки, в которых значения заданного столбца совпадают. Название столбца указывается только вместе с названием таблицы; в противном случае оператор будет неоднозначным.
Можно использовать другие типы связывания таблиц: оператор INTER JOIN (внутреннее соединение) обеспечивает присутствие в результирующем наборе записей, совпадающие значения в связанных полях. Внешние соединения (OUTER JOIN) позволяют включить в результат запроса все строки из одной таблицы и соответствующие им строки из другой
Управление доступом. SQL обеспечивает синхронизацию обработки базы данных различными прикладными программами, защиту данных от несанкционированного доступа.
Доступ к данным в многопользовательской среде регулируется с помощью операторов GRANT и REVOKE. В каждом операторе необходимо указать пользователя, объект (таблицу, представление), по отношению к которому задаются полномочия, и сами полномочия. Например, оператор GRANT задает пользователю Х возможность производить выборку данных из таблицы ТОВАР:
GRANT SELECT ON ТОВАР TO X
Оператор REVOKE аннулирует все предоставленные ранее полномочия.
Встраивание SQL в прикладные программы . Реальные приложения обычно написаны на других языках, генерирующих код на языке SQL и передающих их в СУБД в виде текста в формате ASCII.
Стандартом фирмы IBM для SQL-продуктов регламентировано использование встроенного языка SQL. При написании прикладной программы ее текст представляет собой смесь команд основного языка программирования (например, C, Pascal, Cobol, Fortran, Assembler) и команд SQL со специальным префиксом, например. ExecSQL. Структура SQL-предложений расширена для размещения переменных основного языка в SQL-конструкции.
SQL-процессор видоизменяет вид программы в соответствии с требованиями компилятора основного языка программирования. Функция компилятора состоит в трансляции (перевод) программы с исходного языка программирования на язык, близкий к машинному. После компиляции прикладная программа (приложение) представляет собой самостоятельный модуль.
Диалекты языка SQL
В современных реляционных СУБД для описания и манипулирования данными используются диалекты языка SQL. Подмножество языка SQL, позволяющее создавать и описывать БД, называется DDL (Data Definition Language).
Первоначально язык SQL назывался SEQUEL(Structured English Query Language), потом SEQUEL/2, а затем просто – SQL. Сегодня язык SQL –фактический стандарт для реляционных СУБД.
Первый стандарт языка появился в 1989 г. – SQL-89 и поддерживался практически всеми коммерческими реляционными СУБД. Он имел общий характер и допускал широкое толкование. Достоинствами SQL-89 можно считать стандартизацию синтаксиса и семантики операторов выборки и манипулирования данными, а также фиксацию средств ограничения целостности базы данных. Однако в нем отсутствовал такой важный раздел как манипулирование схемой базы данных. Неполнота стандарта SQL-89 привела к появлению в 1992г. следующей версии языка SQL.
SQL2 (или SQL-92) охватывает практически все необходимые проблемы: манипулирование схемой базы данных, управление транзакциями и сессиями, поддерживает архитектуры клиент-сервер или средства разработки приложений.
Дальнейшим шагом развития языка является вариант SQL 3. Эта версия языка дополняется механизмом триггеров, определением произвольного типа данных, объектным расширением.
В настоящее время существует три уровня языка: начальный, промежуточный и полный. Многие производители своих СУБД применяют собственные реализации SQL, основанные как минимум на начальном уровне соответствующего стандарта ANSI, и содержащие некоторые расширения, специфические для той или иной СУБД. В табл. 4.9 приведены примеры диалектов SQL.
Таблица 4.9 Диалекты языка SQL
| СУБД | Язык запросов |
| СУБД System R | SQL |
| DB2 | SQL |
| Access | SQL |
| SYBASE SQL Anywhere | Watcom-SQL |
| SYBASE SQL Server | Transact_SQL |
| My SQL | SQL |
| Oracle | PL/SQL |
В объектно-ориентированных БД используется язык объектных запросов OQL (Object Query Language). За основу языка OQL была взята команда SELECT языка SQL2 и добавлены возможность направлять запрос к объекту или коллекции объектов, а также возможность вызывать методы в рамках одного запроса.
Совместимость многих используемых диалектов SQL обусловливает совместимость СУБД. Так, СУБД SYBASE SQL Anywhere максимально, насколько это возможно для СУБД такого класса, совместима с СУБД SYBASE SQL Server. Одной из сторон такой совместимости является поддержка в SYBASE SQL Anywhere такого диалекта языка SQL как Transact-SQL . Этот диалект используется в SYBASE SQL Server и может применяться в SYBASE SQL Anywhere наряду с собственным диалектом языка SQL - Watcom-SQL .
1. Как можно классифицировать СУБД?
2. Какие модели баз данных существуют?
3. Что является основными элементами инфологических моделей?
4. Какие типы связей между сущностями существуют?
5. Что такое ER-диаграммы и для чего они используются?
6. Что позволяет делать процедура нормализации таблиц?
7. Назовите языковые и программные средства СУБД?
8. К каому типу относится СУБД MS Access?
9. Назовите основные объекты СУБД MS Access?
10. Для чего используются основные операторы языка SQL?
