Что такое sql. Введение в структурированный язык запросов SQL. История создания SQL

Leran2002 9 апреля 2015 в 12:31

Учебник по языку SQL (DDL, DML) на примере диалекта MS SQL Server. Часть первая

  • SQL ,
  • Microsoft SQL Server
  • Tutorial

О чем данный учебник

Данный учебник представляет собой что-то типа «штампа моей памяти» по языку SQL (DDL, DML), т.е. это информация, которая накопилась по ходу профессиональной деятельности и постоянно хранится в моей голове. Это для меня достаточный минимум, который применяется при работе с базами данных наиболее часто. Если встает необходимость применять более полные конструкции SQL, то я обычно обращаюсь за помощью в библиотеку MSDN расположенную в интернет. На мой взгляд, удержать все в голове очень сложно, да и нет особой необходимости в этом. Но знать основные конструкции очень полезно, т.к. они применимы практически в таком же виде во многих реляционных базах данных, таких как Oracle, MySQL, Firebird. Отличия в основном состоят в типах данных, которые могут отличаться в деталях. Основных конструкций языка SQL не так много, и при постоянной практике они быстро запоминаются. Например, для создания объектов (таблиц, ограничений, индексов и т.п.) достаточно иметь под рукой текстовый редактор среды (IDE) для работы с базой данных, и нет надобности изучать визуальный инструментарий заточенный для работы с конкретным типом баз данных (MS SQL, Oracle, MySQL, Firebird, …). Это удобно и тем, что весь текст находится перед глазами, и не нужно бегать по многочисленным вкладкам для того чтобы создать, например, индекс или ограничение. При постоянной работе с базой данных, создать, изменить, а особенно пересоздать объект при помощи скриптов получается в разы быстрее, чем если это делать в визуальном режиме. Так же в скриптовом режиме (соответственно, при должной аккуратности), проще задавать и контролировать правила наименования объектов (мое субъективное мнение). К тому же скрипты удобно использовать в случае, когда изменения, делаемые в одной базе данных (например, тестовой), необходимо перенести в таком же виде в другую базу (продуктивную).

Язык SQL подразделяется на несколько частей, здесь я рассмотрю 2 наиболее важные его части:
  • DML – Data Manipulation Language (язык манипулирования данными), который содержит следующие конструкции:
    • SELECT – выборка данных
    • INSERT – вставка новых данных
    • UPDATE – обновление данных
    • DELETE – удаление данных
    • MERGE – слияние данных
Т.к. я являюсь практиком, как таковой теории в данном учебнике будет мало, и все конструкции будут объясняться на практических примерах. К тому же я считаю, что язык программирования, а особенно SQL, можно освоить только на практике, самостоятельно пощупав его и поняв, что происходит, когда вы выполняете ту или иную конструкцию.

Данный учебник создан по принципу Step by Step, т.е. необходимо читать его последовательно и желательно сразу же выполняя примеры. Но если по ходу у вас возникает потребность узнать о какой-то команде более детально, то используйте конкретный поиск в интернет, например, в библиотеке MSDN.

При написании данного учебника использовалась база данных MS SQL Server версии 2014, для выполнения скриптов я использовал MS SQL Server Management Studio (SSMS).

Кратко о MS SQL Server Management Studio (SSMS)

SQL Server Management Studio (SSMS) - утилита для Microsoft SQL Server для конфигурирования, управления и администрирования компонентов базы данных. Данная утилита содержит редактор скриптов (который в основном и будет нами использоваться) и графическую программу, которая работает с объектами и настройками сервера. Главным инструментом SQL Server Management Studio является Object Explorer, который позволяет пользователю просматривать, извлекать объекты сервера, а также управлять ими. Данный текст частично позаимствован с википедии.

Для создания нового редактора скрипта используйте кнопку «New Query/Новый запрос»:

Для смены текущей базы данных можно использовать выпадающий список:

Для выполнения определенной команды (или группы команд) выделите ее и нажмите кнопку «Execute/Выполнить» или же клавишу «F5». Если в редакторе в текущий момент находится только одна команда, или же вам необходимо выполнить все команды, то ничего выделять не нужно.

После выполнения скриптов, в особенности создающих объекты (таблицы, столбцы, индексы), чтобы увидеть изменения, используйте обновление из контекстного меню, выделив соответствующую группу (например, Таблицы), саму таблицу или группу Столбцы в ней.

Собственно, это все, что нам необходимо будет знать для выполнения приведенных здесь примеров. Остальное по утилите SSMS несложно изучить самостоятельно.

Немного теории

Реляционная база данных (РБД, или далее в контексте просто БД) представляет из себя совокупность таблиц, связанных между собой. Если говорить грубо, то БД – файл в котором данные хранятся в структурированном виде.

СУБД – Система Управления этими Базами Данных, т.е. это комплекс инструментов для работы с конкретным типом БД (MS SQL, Oracle, MySQL, Firebird, …).

Примечание
Т.к. в жизни, в разговорной речи, мы по большей части говорим: «БД Oracle», или даже просто «Oracle», на самом деле подразумевая «СУБД Oracle», то в контексте данного учебника иногда будет употребляться термин БД. Из контекста, я думаю, будет понятно, о чем именно идет речь.

Таблица представляет из себя совокупность столбцов. Столбцы, так же могут называть полями или колонками, все эти слова будут использоваться как синонимы, выражающие одно и тоже.

Таблица – это главный объект РБД, все данные РБД хранятся построчно в столбцах таблицы. Строки, записи – тоже синонимы.

Для каждой таблицы, как и ее столбцов задаются наименования, по которым впоследствии к ним идет обращение.
Наименование объекта (имя таблицы, имя столбца, имя индекса и т.п.) в MS SQL может иметь максимальную длину 128 символов.

Для справки – в БД ORACLE наименования объектов могут иметь максимальную длину 30 символов. Поэтому для конкретной БД нужно вырабатывать свои правила для наименования объектов, чтобы уложиться в лимит по количеству символов.

SQL - язык позволяющий осуществлять запросы в БД посредством СУБД. В конкретной СУБД, язык SQL может иметь специфичную реализацию (свой диалект).

DDL и DML - подмножество языка SQL:

  • Язык DDL служит для создания и модификации структуры БД, т.е. для создания/изменения/удаления таблиц и связей.
  • Язык DML позволяет осуществлять манипуляции с данными таблиц, т.е. с ее строками. Он позволяет делать выборку данных из таблиц, добавлять новые данные в таблицы, а так же обновлять и удалять существующие данные.

В языке SQL можно использовать 2 вида комментариев (однострочный и многострочный):

Однострочный комментарий
и

/* многострочный комментарий */

Собственно, все для теории этого будет достаточно.

DDL – Data Definition Language (язык описания данных)

Для примера рассмотрим таблицу с данными о сотрудниках, в привычном для человека не являющимся программистом виде:

В данном случае столбцы таблицы имеют следующие наименования: Табельный номер, ФИО, Дата рождения, E-mail, Должность, Отдел.

Каждый из этих столбцов можно охарактеризовать по типу содержащемся в нем данных:

  • Табельный номер – целое число
  • ФИО – строка
  • Дата рождения – дата
  • E-mail – строка
  • Должность – строка
  • Отдел – строка
Тип столбца – характеристика, которая говорит о том какого рода данные может хранить данный столбец.

Для начала будет достаточно запомнить только следующие основные типы данных используемые в MS SQL:

Значение Обозначение в MS SQL Описание
Строка переменной длины varchar(N)
и
nvarchar(N)
 При помощи числа N, мы можем указать максимально возможную длину строки для соответствующего столбца. Например, если мы хотим сказать, что значение столбца «ФИО» может содержать максимум 30 символов, то необходимо задать ей тип nvarchar(30).
Отличие varchar от nvarchar заключается в том, что varchar позволяет хранить строки в формате ASCII, где один символ занимает 1 байт, а nvarchar хранит строки в формате Unicode, где каждый символ занимает 2 байта.
Тип varchar стоит использовать только в том случае, если вы на 100% уверены, что в данном поле не потребуется хранить Unicode символы. Например, varchar можно использовать для хранения адресов электронной почты, т.к. они обычно содержат только ASCII символы.
Строка фиксированной длины char(N)
и
nchar(N)
 От строки переменной длины данный тип отличается тем, что если длина строка меньше N символов, то она всегда дополняется справа до длины N пробелами и сохраняется в БД в таком виде, т.е. в базе данных она занимает ровно N символов (где один символ занимает 1 байт для char и 2 байта для типа nchar). На моей практике данный тип очень редко находит применение, а если и используется, то он используется в основном в формате char(1), т.е. когда поле определяется одним символом.
Целое число int Данный тип позволяет нам использовать в столбце только целые числа, как положительные, так и отрицательные. Для справки (сейчас это не так актуально для нас) – диапазон чисел который позволяет тип int от -2 147 483 648 до 2 147 483 647. Обычно это основной тип, который используется для задания идентификаторов.
Вещественное или действительное число float Если говорить простым языком, то это числа, в которых может присутствовать десятичная точка (запятая).
Дата date Если в столбце необходимо хранить только Дату, которая состоит из трех составляющих: Числа, Месяца и Года. Например, 15.02.2014 (15 февраля 2014 года). Данный тип можно использовать для столбца «Дата приема», «Дата рождения» и т.п., т.е. в тех случаях, когда нам важно зафиксировать только дату, или, когда составляющая времени нам не важна и ее можно отбросить или если она не известна.
Время time Данный тип можно использовать, если в столбце необходимо хранить только данные о времени, т.е. Часы, Минуты, Секунды и Миллисекунды. Например, 17:38:31.3231603
Например, ежедневное «Время отправления рейса».
Дата и время datetime Данный тип позволяет одновременно сохранить и Дату, и Время. Например, 15.02.2014 17:38:31.323
Для примера это может быть дата и время какого-нибудь события.
Флаг bit Данный тип удобно применять для хранения значений вида «Да»/«Нет», где «Да» будет сохраняться как 1, а «Нет» будет сохраняться как 0.

Так же значение поля, в том случае если это не запрещено, может быть не указано, для этой цели используется ключевое слово NULL.

Для выполнения примеров создадим тестовую базу под названием Test.

Простую базу данных (без указания дополнительных параметров) можно создать, выполнив следующую команду:

CREATE DATABASE Test
Удалить базу данных можно командой (стоит быть очень осторожным с данной командой):

DROP DATABASE Test
Для того, чтобы переключиться на нашу базу данных, можно выполнить команду:

USE Test
Или же выберите базу данных Test в выпадающем списке в области меню SSMS. При работе мною чаще используется именно этот способ переключения между базами.

Теперь в нашей БД мы можем создать таблицу используя описания в том виде как они есть, используя пробелы и символы кириллицы:

CREATE TABLE [Сотрудники]([Табельный номер] int, [ФИО] nvarchar(30), [Дата рождения] date, nvarchar(30), [Должность] nvarchar(30), [Отдел] nvarchar(30))
В данном случае нам придется заключать имена в квадратные скобки […].

Но в базе данных для большего удобства все наименования объектов лучше задавать на латинице и не использовать в именах пробелы. В MS SQL обычно в данном случае каждое слово начинается с прописной буквы, например, для поля «Табельный номер», мы могли бы задать имя PersonnelNumber. Так же в имени можно использовать цифры, например, PhoneNumber1.

На заметку
В некоторых СУБД более предпочтительным может быть следующий формат наименований «PHONE_NUMBER», например, такой формат часто используется в БД ORACLE. Естественно при задании имя поля желательно чтобы оно не совпадало с ключевыми словами используемые в СУБД.

По этой причине можете забыть о синтаксисе с квадратными скобками и удалить таблицу [Сотрудники]:

DROP TABLE [Сотрудники]
Например, таблицу с сотрудниками можно назвать «Employees», а ее полям можно задать следующие наименования:

  • ID – Табельный номер (Идентификатор сотрудника)
  • Name – ФИО
  • Birthday – Дата рождения
  • Email – E-mail
  • Position – Должность
  • Department – Отдел
Очень часто для наименования поля идентификатора используется слово ID.

Теперь создадим нашу таблицу:

CREATE TABLE Employees(ID int, Name nvarchar(30), Birthday date, Email nvarchar(30), Position nvarchar(30), Department nvarchar(30))
Для того, чтобы задать обязательные для заполнения столбцы, можно использовать опцию NOT NULL.

Для уже существующей таблицы поля можно переопределить при помощи следующих команд:

Обновление поля ID ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN ID int NOT NULL -- обновление поля Name ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN Name nvarchar(30) NOT NULL

На заметку
Общая концепция языка SQL для большинства СУБД остается одинаковой (по крайней мере, об этом я могу судить по тем СУБД, с которыми мне довелось поработать). Отличие DDL в разных СУБД в основном заключаются в типах данных (здесь могут отличаться не только их наименования, но и детали их реализации), так же может немного отличаться и сама специфика реализации языка SQL (т.е. суть команд одна и та же, но могут быть небольшие различия в диалекте, увы, но одного стандарта нет). Владея основами SQL вы легко сможете перейти с одной СУБД на другую, т.к. вам в данном случае нужно будет только разобраться в деталях реализации команд в новой СУБД, т.е. в большинстве случаев достаточно будет просто провести аналогию.

Создание таблицы CREATE TABLE Employees(ID int, -- в ORACLE тип int - это эквивалент(обертка) для number(38) Name nvarchar2(30), -- nvarchar2 в ORACLE эквивалентен nvarchar в MS SQL Birthday date, Email nvarchar2(30), Position nvarchar2(30), Department nvarchar2(30)); -- обновление полей ID и Name (здесь вместо ALTER COLUMN используется MODIFY(…)) ALTER TABLE Employees MODIFY(ID int NOT NULL,Name nvarchar2(30) NOT NULL); -- добавление PK (в данном случае конструкция выглядит как и в MS SQL, она будет показана ниже) ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY(ID);
Для ORACLE есть отличия в плане реализации типа varchar2, его кодировка зависит настроек БД и текст может сохраняться, например, в кодировке UTF-8. Помимо этого длину поля в ORACLE можно задать как в байтах, так и в символах, для этого используются дополнительные опции BYTE и CHAR, которые указываются после длины поля, например:

NAME varchar2(30 BYTE) -- вместимость поля будет равна 30 байтам NAME varchar2(30 CHAR) -- вместимость поля будет равна 30 символов
Какая опция будет использоваться по умолчанию BYTE или CHAR, в случае простого указания в ORACLE типа varchar2(30), зависит от настроек БД, так же она иногда может задаваться в настройках IDE. В общем порой можно легко запутаться, поэтому в случае ORACLE, если используется тип varchar2 (а это здесь порой оправдано, например, при использовании кодировки UTF-8) я предпочитаю явно прописывать CHAR (т.к. обычно длину строки удобнее считать именно в символах).

Но в данном случае если в таблице уже есть какие-нибудь данные, то для успешного выполнения команд необходимо, чтобы во всех строках таблицы поля ID и Name были обязательно заполнены. Продемонстрируем это на примере, вставим в таблицу данные в поля ID, Position и Department, это можно сделать следующим скриптом:

INSERT Employees(ID,Position,Department) VALUES (1000,N"Директор",N"Администрация"), (1001,N"Программист",N"ИТ"), (1002,N"Бухгалтер",N"Бухгалтерия"), (1003,N"Старший программист",N"ИТ")
В данном случае, команда INSERT также выдаст ошибку, т.к. при вставке мы не указали значения обязательного поля Name.
В случае, если бы у нас в первоначальной таблице уже имелись эти данные, то команда «ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN ID int NOT NULL» выполнилась бы успешно, а команда «ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN Name int NOT NULL» выдала сообщение об ошибке, что в поле Name имеются NULL (не указанные) значения.

Добавим значения для полю Name и снова зальем данные:


Так же опцию NOT NULL можно использовать непосредственно при создании новой таблицы, т.е. в контексте команды CREATE TABLE.

Сначала удалим таблицу при помощи команды:

DROP TABLE Employees
Теперь создадим таблицу с обязательными для заполнения столбцами ID и Name:

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL, Name nvarchar(30) NOT NULL, Birthday date, Email nvarchar(30), Position nvarchar(30), Department nvarchar(30))
Можно также после имени столбца написать NULL, что будет означать, что в нем будут допустимы NULL-значения (не указанные), но этого делать не обязательно, так как данная характеристика подразумевается по умолчанию.

Если требуется наоборот сделать существующий столбец необязательным для заполнения, то используем следующий синтаксис команды:

ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN Name nvarchar(30) NULL
Или просто:

ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN Name nvarchar(30)
Так же данной командой мы можем изменить тип поля на другой совместимый тип, или же изменить его длину. Для примера давайте расширим поле Name до 50 символов:

ALTER TABLE Employees ALTER COLUMN Name nvarchar(50)

Первичный ключ

При создании таблицы желательно, чтобы она имела уникальный столбец или же совокупность столбцов, которая уникальна для каждой ее строки – по данному уникальному значению можно однозначно идентифицировать запись. Такое значение называется первичным ключом таблицы. Для нашей таблицы Employees таким уникальным значением может быть столбец ID (который содержит «Табельный номер сотрудника» - пускай в нашем случае данное значение уникально для каждого сотрудника и не может повторяться).

Создать первичный ключ к уже существующей таблице можно при помощи команды:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY(ID)
Где «PK_Employees» это имя ограничения, отвечающего за первичный ключ. Обычно для наименования первичного ключа используется префикс «PK_» после которого идет имя таблицы.

Если первичный ключ состоит из нескольких полей, то эти поля необходимо перечислить в скобках через запятую:

ALTER TABLE имя_таблицы ADD CONSTRAINT имя_ограничения PRIMARY KEY(поле1,поле2,…)
Стоит отметить, что в MS SQL все поля, которые входят в первичный ключ, должны иметь характеристику NOT NULL.

Так же первичный ключ можно определить непосредственно при создании таблицы, т.е. в контексте команды CREATE TABLE. Удалим таблицу:

DROP TABLE Employees
А затем создадим ее, используя следующий синтаксис:

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL, Name nvarchar(30) NOT NULL, Birthday date, Email nvarchar(30), Position nvarchar(30), Department nvarchar(30), CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY(ID) -- описываем PK после всех полей, как ограничение)
После создания зальем в таблицу данные:

INSERT Employees(ID,Position,Department,Name) VALUES (1000,N"Директор",N"Администрация",N"Иванов И.И."), (1001,N"Программист",N"ИТ",N"Петров П.П."), (1002,N"Бухгалтер",N"Бухгалтерия",N"Сидоров С.С."), (1003,N"Старший программист",N"ИТ",N"Андреев А.А.")
Если первичный ключ в таблице состоит только из значений одного столбца, то можно использовать следующий синтаксис:

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY, -- указываем как характеристику поля Name nvarchar(30) NOT NULL, Birthday date, Email nvarchar(30), Position nvarchar(30), Department nvarchar(30))
На самом деле имя ограничения можно и не задавать, в этом случае ему будет присвоено системное имя (наподобие «PK__Employee__3214EC278DA42077»):

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL, Name nvarchar(30) NOT NULL, Birthday date, Email nvarchar(30), Position nvarchar(30), Department nvarchar(30), PRIMARY KEY(ID))
Или:

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL PRIMARY KEY, Name nvarchar(30) NOT NULL, Birthday date, Email nvarchar(30), Position nvarchar(30), Department nvarchar(30))
Но я бы рекомендовал для постоянных таблиц всегда явно задавать имя ограничения, т.к. по явно заданному и понятному имени с ним впоследствии будет легче проводить манипуляции, например, можно произвести его удаление:

ALTER TABLE Employees DROP CONSTRAINT PK_Employees
Но такой краткий синтаксис, без указания имен ограничений, удобно применять при создании временных таблиц БД (имя временной таблицы начинается с # или ##), которые после использования будут удалены.

Подытожим

На данный момент мы рассмотрели следующие команды:
  • CREATE TABLE имя_таблицы (перечисление полей и их типов, ограничений) – служит для создания новой таблицы в текущей БД;
  • DROP TABLE имя_таблицы – служит для удаления таблицы из текущей БД;
  • ALTER TABLE имя_таблицы ALTER COLUMN имя_столбца … – служит для обновления типа столбца или для изменения его настроек (например для задания характеристики NULL или NOT NULL);
  • ALTER TABLE имя_таблицы ADD CONSTRAINT имя_ограничения PRIMARY KEY (поле1, поле2,…) – добавление первичного ключа к уже существующей таблице;
  • ALTER TABLE имя_таблицы DROP CONSTRAINT имя_ограничения – удаление ограничения из таблицы.

Немного про временные таблицы

Вырезка из MSDN. В MS SQL Server существует два вида временных таблиц: локальные (#) и глобальные (##). Локальные временные таблицы видны только их создателям до завершения сеанса соединения с экземпляром SQL Server, как только они впервые созданы. Локальные временные таблицы автоматически удаляются после отключения пользователя от экземпляра SQL Server. Глобальные временные таблицы видны всем пользователям в течение любых сеансов соединения после создания этих таблиц и удаляются, когда все пользователи, ссылающиеся на эти таблицы, отключаются от экземпляра SQL Server.

Временные таблицы создаются в системной базе tempdb, т.е. создавая их мы не засоряем основную базу, в остальном же временные таблицы полностью идентичны обычным таблицам, их так же можно удалить при помощи команды DROP TABLE. Чаще используются локальные (#) временные таблицы.

Для создания временной таблицы можно использовать команду CREATE TABLE:

CREATE TABLE #Temp(ID int, Name nvarchar(30))
Так как временная таблица в MS SQL аналогична обычной таблице, ее соответственно так же можно удалить самому командой DROP TABLE:

DROP TABLE #Temp

Так же временную таблицу (как собственно и обычную таблицу) можно создать и сразу заполнить данными возвращаемые запросом используя синтаксис SELECT … INTO:

SELECT ID,Name INTO #Temp FROM Employees

На заметку
В разных СУБД реализация временных таблиц может отличаться. Например, в СУБД ORACLE и Firebird структура временных таблиц должна быть определена заранее командой CREATE GLOBAL TEMPORARY TABLE с указанием специфики хранения в ней данных, дальше уже пользователь видит ее среди основных таблиц и работает с ней как с обычной таблицей.

Нормализация БД – дробление на подтаблицы (справочники) и определение связей

Наша текущая таблица Employees имеет недостаток в том, что в полях Position и Department пользователь может ввести любой текст, что в первую очередь чревато ошибками, так как он у одного сотрудника может указать в качестве отдела просто «ИТ», а у второго сотрудника, например, ввести «ИТ-отдел», у третьего «IT». В итоге будет непонятно, что имел ввиду пользователь, т.е. являются ли данные сотрудники работниками одного отдела, или же пользователь описался и это 3 разных отдела? А тем более, в этом случае, мы не сможем правильно сгруппировать данные для какого-то отчета, где, может требоваться показать количество сотрудников в разрезе каждого отдела.

Второй недостаток заключается в объеме хранения данной информации и ее дублированием, т.е. для каждого сотрудника указывается полное наименование отдела, что требует в БД места для хранения каждого символа из названия отдела.

Третий недостаток – сложность обновления данных полей, в случае если изменится название какой-то должности, например, если потребуется переименовать должность «Программист», на «Младший программист». В данном случае нам придется вносить изменения в каждую строчку таблицы, у которой Должность равняется «Программист».

Чтобы избежать данных недостатков и применяется, так называемая, нормализация базы данных – дробление ее на подтаблицы, таблицы справочники. Не обязательно лезть в дебри теории и изучать что из себя представляют нормальные формы, достаточно понимать суть нормализации.

Давайте создадим 2 таблицы справочники «Должности» и «Отделы», первую назовем Positions, а вторую соответственно Departments:

CREATE TABLE Positions(ID int IDENTITY(1,1) NOT NULL CONSTRAINT PK_Positions PRIMARY KEY, Name nvarchar(30) NOT NULL) CREATE TABLE Departments(ID int IDENTITY(1,1) NOT NULL CONSTRAINT PK_Departments PRIMARY KEY, Name nvarchar(30) NOT NULL)
Заметим, что здесь мы использовали новую опцию IDENTITY, которая говорит о том, что данные в столбце ID будут нумероваться автоматически, начиная с 1, с шагом 1, т.е. при добавлении новых записей им последовательно будут присваиваться значения 1, 2, 3, и т.д. Такие поля обычно называют автоинкрементными. В таблице может быть определено только одно поле со свойством IDENTITY и обычно, но необязательно, такое поле является первичным ключом для данной таблицы.

На заметку
В разных СУБД реализация полей со счетчиком может делаться по своему. В MySQL, например, такое поле определяется при помощи опции AUTO_INCREMENT. В ORACLE и Firebird раньше данную функциональность можно было съэмулировать при помощи использования последовательностей (SEQUENCE). Но насколько я знаю в ORACLE сейчас добавили опцию GENERATED AS IDENTITY.

Давайте заполним эти таблицы автоматически, на основании текущих данных записанных в полях Position и Department таблицы Employees:

Заполняем поле Name таблицы Positions, уникальными значениями из поля Position таблицы Employees INSERT Positions(Name) SELECT DISTINCT Position FROM Employees WHERE Position IS NOT NULL -- отбрасываем записи у которых позиция не указана
То же самое проделаем для таблицы Departments:

INSERT Departments(Name) SELECT DISTINCT Department FROM Employees WHERE Department IS NOT NULL
Если теперь мы откроем таблицы Positions и Departments, то увидим пронумерованный набор значений по полю ID:

SELECT * FROM Positions

SELECT * FROM Departments

Данные таблицы теперь и будут играть роль справочников для задания должностей и отделов. Теперь мы будем ссылаться на идентификаторы должностей и отделов. В первую очередь создадим новые поля в таблице Employees для хранения данных идентификаторов:

Добавляем поле для ID должности ALTER TABLE Employees ADD PositionID int -- добавляем поле для ID отдела ALTER TABLE Employees ADD DepartmentID int
Тип ссылочных полей должен быть каким же, как и в справочниках, в данном случае это int.

Так же добавить в таблицу сразу несколько полей можно одной командой, перечислив поля через запятую:

ALTER TABLE Employees ADD PositionID int, DepartmentID int
Теперь пропишем ссылки (ссылочные ограничения - FOREIGN KEY) для этих полей, для того чтобы пользователь не имел возможности записать в данные поля, значения, отсутствующие среди значений ID находящихся в справочниках.

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT FK_Employees_PositionID FOREIGN KEY(PositionID) REFERENCES Positions(ID)
И то же самое сделаем для второго поля:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT FK_Employees_DepartmentID FOREIGN KEY(DepartmentID) REFERENCES Departments(ID)
Теперь пользователь в данные поля сможет занести только значения ID из соответствующего справочника. Соответственно, чтобы использовать новый отдел или должность, он первым делом должен будет добавить новую запись в соответствующий справочник. Т.к. должности и отделы теперь хранятся в справочниках в одном единственном экземпляре, то чтобы изменить название, достаточно изменить его только в справочнике.

Имя ссылочного ограничения, обычно является составным, оно состоит из префикса «FK_», затем идет имя таблицы и после знака подчеркивания идет имя поля, которое ссылается на идентификатор таблицы-справочника.

Идентификатор (ID) обычно является внутренним значением, которое используется только для связей и какое значение там хранится, в большинстве случаев абсолютно безразлично, поэтому не нужно пытаться избавиться от дырок в последовательности чисел, которые возникают по ходу работы с таблицей, например, после удаления записей из справочника.

ALTER TABLE таблица ADD CONSTRAINT имя_ограничения FOREIGN KEY(поле1,поле2,…) REFERENCES таблица_справочник(поле1,поле2,…)
В данном случае в таблице «таблица_справочник» первичный ключ представлен комбинацией из нескольких полей (поле1, поле2,…).

Собственно, теперь обновим поля PositionID и DepartmentID значениями ID из справочников. Воспользуемся для этой цели DML командой UPDATE:

UPDATE e SET PositionID=(SELECT ID FROM Positions WHERE Name=e.Position), DepartmentID=(SELECT ID FROM Departments WHERE Name=e.Department) FROM Employees e
Посмотрим, что получилось, выполнив запрос:

SELECT * FROM Employees

Всё, поля PositionID и DepartmentID заполнены соответствующие должностям и отделам идентификаторами надобности в полях Position и Department в таблице Employees теперь нет, можно удалить эти поля:

ALTER TABLE Employees DROP COLUMN Position,Department
Теперь таблица у нас приобрела следующий вид:

SELECT * FROM Employees

ID Name Birthday Email PositionID DepartmentID
1000 Иванов И.И. NULL NULL 2 1
1001 Петров П.П. NULL NULL 3 3
1002 Сидоров С.С. NULL NULL 1 2
1003 Андреев А.А. NULL NULL 4 3

Т.е. мы в итоге избавились от хранения избыточной информации. Теперь, по номерам должности и отдела можем однозначно определить их названия, используя значения в таблицах-справочниках:

SELECT e.ID,e.Name,p.Name PositionName,d.Name DepartmentName FROM Employees e LEFT JOIN Departments d ON d.ID=e.DepartmentID LEFT JOIN Positions p ON p.ID=e.PositionID

В инспекторе объектов мы можем увидеть все объекты, созданные для в данной таблицы. Отсюда же можно производить разные манипуляции с данными объектами – например, переименовывать или удалять объекты.

Так же стоит отметить, что таблица может ссылаться сама на себя, т.е. можно создать рекурсивную ссылку. Для примера добавим в нашу таблицу с сотрудниками еще одно поле ManagerID, которое будет указывать на сотрудника, которому подчиняется данный сотрудник. Создадим поле:

ALTER TABLE Employees ADD ManagerID int
В данном поле допустимо значение NULL, поле будет пустым, если, например, над сотрудником нет вышестоящих.

Теперь создадим FOREIGN KEY на таблицу Employees:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT FK_Employees_ManagerID FOREIGN KEY (ManagerID) REFERENCES Employees(ID)
Давайте, теперь создадим диаграмму и посмотрим, как выглядят на ней связи между нашими таблицами:

В результате мы должны увидеть следующую картину (таблица Employees связана с таблицами Positions и Depertments, а так же ссылается сама на себя):

Напоследок стоит сказать, что ссылочные ключи могут включать дополнительные опции ON DELETE CASCADE и ON UPDATE CASCADE, которые говорят о том, как вести себя при удалении или обновлении записи, на которую есть ссылки в таблице-справочнике. Если эти опции не указаны, то мы не можем изменить ID в таблице справочнике у той записи, на которую есть ссылки из другой таблицы, так же мы не сможем удалить такую запись из справочника, пока не удалим все строки, ссылающиеся на эту запись или, же обновим в этих строках ссылки на другое значение.

Для примера пересоздадим таблицу с указанием опции ON DELETE CASCADE для FK_Employees_DepartmentID:

DROP TABLE Employees CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL, Name nvarchar(30), Birthday date, Email nvarchar(30), PositionID int, DepartmentID int, ManagerID int, CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY (ID), CONSTRAINT FK_Employees_DepartmentID FOREIGN KEY(DepartmentID) REFERENCES Departments(ID) ON DELETE CASCADE, CONSTRAINT FK_Employees_PositionID FOREIGN KEY(PositionID) REFERENCES Positions(ID), CONSTRAINT FK_Employees_ManagerID FOREIGN KEY (ManagerID) REFERENCES Employees(ID)) INSERT Employees (ID,Name,Birthday,PositionID,DepartmentID,ManagerID)VALUES (1000,N"Иванов И.И.","19550219",2,1,NULL), (1001,N"Петров П.П.","19831203",3,3,1003), (1002,N"Сидоров С.С.","19760607",1,2,1000), (1003,N"Андреев А.А.","19820417",4,3,1000)
Удалим отдел с идентификатором 3 из таблицы Departments:

DELETE Departments WHERE ID=3
Посмотрим на данные таблицы Employees:

SELECT * FROM Employees

ID Name Birthday Email PositionID DepartmentID ManagerID
1000 Иванов И.И. 1955-02-19 NULL 2 1 NULL
1002 Сидоров С.С. 1976-06-07 NULL 1 2 1000

Как видим, данные по отделу 3 из таблицы Employees так же удалились.

Опция ON UPDATE CASCADE ведет себя аналогично, но действует она при обновлении значения ID в справочнике. Например, если мы поменяем ID должности в справочнике должностей, то в этом случае будет производиться обновление DepartmentID в таблице Employees на новое значение ID которое мы задали в справочнике. Но в данном случае это продемонстрировать просто не получится, т.к. у колонки ID в таблице Departments стоит опция IDENTITY, которая не позволит нам выполнить следующий запрос (сменить идентификатор отдела 3 на 30):

UPDATE Departments SET ID=30 WHERE ID=3
Главное понять суть этих 2-х опций ON DELETE CASCADE и ON UPDATE CASCADE. Я применяю эти опции очень в редких случаях и рекомендую хорошо подумать, прежде чем указывать их в ссылочном ограничении, т.к. при нечаянном удалении записи из таблицы справочника это может привести к большим проблемам и создать цепную реакцию.

Восстановим отдел 3:

Даем разрешение на добавление/изменение IDENTITY значения SET IDENTITY_INSERT Departments ON INSERT Departments(ID,Name) VALUES(3,N"ИТ") -- запрещаем добавление/изменение IDENTITY значения SET IDENTITY_INSERT Departments OFF
Полностью очистим таблицу Employees при помощи команды TRUNCATE TABLE:

TRUNCATE TABLE Employees
И снова перезальем в нее данные используя предыдущую команду INSERT:

INSERT Employees (ID,Name,Birthday,PositionID,DepartmentID,ManagerID)VALUES (1000,N"Иванов И.И.","19550219",2,1,NULL), (1001,N"Петров П.П.","19831203",3,3,1003), (1002,N"Сидоров С.С.","19760607",1,2,1000), (1003,N"Андреев А.А.","19820417",4,3,1000)

Подытожим

На данным момент к нашим знаниям добавилось еще несколько команд DDL:
  • Добавление свойства IDENTITY к полю – позволяет сделать это поле автоматически заполняемым (полем-счетчиком) для таблицы;
  • ALTER TABLE имя_таблицы ADD перечень_полей_с_характеристиками – позволяет добавить новые поля в таблицу;
  • ALTER TABLE имя_таблицы DROP COLUMN перечень_полей – позволяет удалить поля из таблицы;
  • ALTER TABLE имя_таблицы ADD CONSTRAINT имя_ограничения FOREIGN KEY (поля) REFERENCES таблица_справочник(поля) – позволяет определить связь между таблицей и таблицей справочником.

Прочие ограничения – UNIQUE, DEFAULT, CHECK

При помощи ограничения UNIQUE можно сказать что значения для каждой строки в данном поле или в наборе полей должно быть уникальным. В случае таблицы Employees, такое ограничение мы можем наложить на поле Email. Только предварительно заполним Email значениями, если они еще не определены:

UPDATE Employees SET Email="[email protected]" WHERE ID=1000 UPDATE Employees SET Email="[email protected]" WHERE ID=1001 UPDATE Employees SET Email="[email protected]" WHERE ID=1002 UPDATE Employees SET Email="[email protected]" WHERE ID=1003
А теперь можно наложить на это поле ограничение-уникальности:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT UQ_Employees_Email UNIQUE(Email)
Теперь пользователь не сможет внести один и тот же E-Mail у нескольких сотрудников.

Ограничение уникальности обычно именуется следующим образом – сначала идет префикс «UQ_», далее название таблицы и после знака подчеркивания идет имя поля, на которое накладывается данное ограничение.

Соответственно если уникальной в разрезе строк таблицы должна быть комбинация полей, то перечисляем их через запятую:

ALTER TABLE имя_таблицы ADD CONSTRAINT имя_ограничения UNIQUE(поле1,поле2,…)
При помощи добавления к полю ограничения DEFAULT мы можем задать значение по умолчанию, которое будет подставляться в случае, если при вставке новой записи данное поле не будет перечислено в списке полей команды INSERT. Данное ограничение можно задать непосредственно при создании таблицы.

Давайте добавим в таблицу Employees новое поле «Дата приема» и назовем его HireDate и скажем что значение по умолчанию у данного поля будет текущая дата:

ALTER TABLE Employees ADD HireDate date NOT NULL DEFAULT SYSDATETIME()
Или если столбец HireDate уже существует, то можно использовать следующий синтаксис:

ALTER TABLE Employees ADD DEFAULT SYSDATETIME() FOR HireDate
Здесь я не указал имя ограничения, т.к. в случае DEFAULT у меня сложилось мнение, что это не столь критично. Но если делать по-хорошему, то, думаю, не нужно лениться и стоит задать нормальное имя. Делается это следующим образом:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT DF_Employees_HireDate DEFAULT SYSDATETIME() FOR HireDate
Та как данного столбца раньше не было, то при его добавлении в каждую запись в поле HireDate будет вставлено текущее значение даты.

При добавлении новой записи, текущая дата так же будет вставлена автоматом, конечно если мы ее явно не зададим, т.е. не укажем в списке столбцов. Покажем это на примере, не указав поле HireDate в перечне добавляемых значений:

INSERT Employees(ID,Name,Email)VALUES(1004,N"Сергеев С.С.","[email protected]")
Посмотрим, что получилось:

SELECT * FROM Employees

ID Name Birthday Email PositionID DepartmentID ManagerID HireDate
1000 Иванов И.И. 1955-02-19 [email protected] 2 1 NULL 2015-04-08
1001 Петров П.П. 1983-12-03 [email protected] 3 4 1003 2015-04-08
1002 Сидоров С.С. 1976-06-07 [email protected] 1 2 1000 2015-04-08
1003 Андреев А.А. 1982-04-17 [email protected] 4 3 1000 2015-04-08
1004 Сергеев С.С. NULL [email protected] NULL NULL NULL 2015-04-08

Проверочное ограничение CHECK используется в том случае, когда необходимо осуществить проверку вставляемых в поле значений. Например, наложим данное ограничение на поле табельный номер, которое у нас является идентификатором сотрудника (ID). При помощи данного ограничения скажем, что табельные номера должны иметь значение от 1000 до 1999:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT CK_Employees_ID CHECK(ID BETWEEN 1000 AND 1999)
Ограничение обычно именуется так же, сначала идет префикс «CK_», затем имя таблицы и имя поля, на которое наложено это ограничение.

Попробуем вставить недопустимую запись для проверки, что ограничение работает (мы должны получить соответствующую ошибку):

INSERT Employees(ID,Email) VALUES(2000,"[email protected]")
А теперь изменим вставляемое значение на 1500 и убедимся, что запись вставится:

INSERT Employees(ID,Email) VALUES(1500,"[email protected]")
Можно так же создать ограничения UNIQUE и CHECK без указания имени:

ALTER TABLE Employees ADD UNIQUE(Email) ALTER TABLE Employees ADD CHECK(ID BETWEEN 1000 AND 1999)
Но это не очень хорошая практика и лучше задавать имя ограничения в явном виде, т.к. чтобы разобраться потом, что будет сложнее, нужно будет открывать объект и смотреть, за что он отвечает.

При хорошем наименовании много информации об ограничении можно узнать непосредственно по его имени.

И, соответственно, все эти ограничения можно создать сразу же при создании таблицы, если ее еще нет. Удалим таблицу:

DROP TABLE Employees
И пересоздадим ее со всеми созданными ограничениями одной командой CREATE TABLE:

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL, Name nvarchar(30), Birthday date, Email nvarchar(30), PositionID int, DepartmentID int, HireDate date NOT NULL DEFAULT SYSDATETIME(), -- для DEFAULT я сделаю исключение CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY (ID), CONSTRAINT FK_Employees_DepartmentID FOREIGN KEY(DepartmentID) REFERENCES Departments(ID), CONSTRAINT FK_Employees_PositionID FOREIGN KEY(PositionID) REFERENCES Positions(ID), CONSTRAINT UQ_Employees_Email UNIQUE (Email), CONSTRAINT CK_Employees_ID CHECK (ID BETWEEN 1000 AND 1999))

INSERT Employees (ID,Name,Birthday,Email,PositionID,DepartmentID)VALUES (1000,N"Иванов И.И.","19550219","[email protected]",2,1), (1001,N"Петров П.П.","19831203","[email protected]",3,3), (1002,N"Сидоров С.С.","19760607","[email protected]",1,2), (1003,N"Андреев А.А.","19820417","[email protected]",4,3)

Немного про индексы, создаваемые при создании ограничений PRIMARY KEY и UNIQUE

Как можно увидеть на скриншоте выше, при создании ограничений PRIMARY KEY и UNIQUE автоматически создались индексы с такими же названиями (PK_Employees и UQ_Employees_Email). По умолчанию индекс для первичного ключа создается как CLUSTERED, а для всех остальных индексов как NONCLUSTERED. Стоит сказать, что понятие кластерного индекса есть не во всех СУБД. Таблица может иметь только один кластерный (CLUSTERED) индекс. CLUSTERED – означает, что записи таблицы будут сортироваться по этому индексу, так же можно сказать, что этот индекс имеет непосредственный доступ ко всем данным таблицы. Это так сказать главный индекс таблицы. Если сказать еще грубее, то это индекс, прикрученный к таблице. Кластерный индекс – это очень мощное средство, которое может помочь при оптимизации запросов, пока просто запомним это. Если мы хотим сказать, чтобы кластерный индекс использовался не в первичном ключе, а для другого индекса, то при создании первичного ключа мы должны указать опцию NONCLUSTERED:

ALTER TABLE имя_таблицы ADD CONSTRAINT имя_ограничения PRIMARY KEY NONCLUSTERED(поле1,поле2,…)
Для примера сделаем индекс ограничения PK_Employees некластерным, а индекс ограничения UQ_Employees_Email кластерным. Первым делом удалим данные ограничения:

ALTER TABLE Employees DROP CONSTRAINT PK_Employees ALTER TABLE Employees DROP CONSTRAINT UQ_Employees_Email
А теперь создадим их с опциями CLUSTERED и NONCLUSTERED:

ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY NONCLUSTERED (ID) ALTER TABLE Employees ADD CONSTRAINT UQ_Employees_Email UNIQUE CLUSTERED (Email)
Теперь, выполнив выборку из таблицы Employees, мы увидим, что записи отсортировались по кластерному индексу UQ_Employees_Email:

SELECT * FROM Employees

ID Name Birthday Email PositionID DepartmentID HireDate
1003 Андреев А.А. 1982-04-17 [email protected] 4 3 2015-04-08
1000 Иванов И.И. 1955-02-19 [email protected] 2 1 2015-04-08
1001 Петров П.П. 1983-12-03 [email protected] 3 3 2015-04-08
1002 Сидоров С.С. 1976-06-07 [email protected] 1 2 2015-04-08

До этого, когда кластерным индексом был индекс PK_Employees, записи по умолчанию сортировались по полю ID.

Но в данном случае это всего лишь пример, который показывает суть кластерного индекса, т.к. скорее всего к таблице Employees будут делаться запросы по полю ID и в каких-то случаях, возможно, она сама будет выступать в роли справочника.

Для справочников обычно целесообразно, чтобы кластерный индекс был построен по первичному ключу, т.к. в запросах мы часто ссылаемся на идентификатор справочника для получения, например, наименования (Должности, Отдела). Здесь вспомним, о чем я писал выше, что кластерный индекс имеет прямой доступ к строкам таблицы, а отсюда следует, что мы можем получить значение любого столбца без дополнительных накладных расходов.

Кластерный индекс выгодно применять к полям, по которым выборка идет наиболее часто.

Иногда в таблицах создают ключ по суррогатному полю, вот в этом случае бывает полезно сохранить опцию CLUSTERED индекс для более подходящего индекса и указать опцию NONCLUSTERED при создании суррогатного первичного ключа.

Подытожим

На данном этапе мы познакомились со всеми видами ограничений, в их самом простом виде, которые создаются командой вида «ALTER TABLE имя_таблицы ADD CONSTRAINT имя_ограничения …»:
  • PRIMARY KEY – первичный ключ;
  • FOREIGN KEY – настройка связей и контроль ссылочной целостности данных;
  • UNIQUE – позволяет создать уникальность;
  • CHECK – позволяет осуществлять корректность введенных данных;
  • DEFAULT – позволяет задать значение по умолчанию;
  • Так же стоит отметить, что все ограничения можно удалить, используя команду «ALTER TABLE имя_таблицы DROP CONSTRAINT имя_ограничения».
Так же мы частично затронули тему индексов и разобрали понятие кластерный (CLUSTERED ) и некластерный (NONCLUSTERED ) индекс.

Создание самостоятельных индексов

Под самостоятельностью здесь имеются в виду индексы, которые создаются не для ограничения PRIMARY KEY или UNIQUE.

Индексы по полю или полям можно создавать следующей командой:

CREATE INDEX IDX_Employees_Name ON Employees(Name)
Так же здесь можно указать опции CLUSTERED, NONCLUSTERED, UNIQUE, а так же можно указать направление сортировки каждого отдельного поля ASC (по умолчанию) или DESC:

CREATE UNIQUE NONCLUSTERED INDEX UQ_Employees_EmailDesc ON Employees(Email DESC)
При создании некластерного индекса опцию NONCLUSTERED можно отпустить, т.к. она подразумевается по умолчанию, здесь она показана просто, чтобы указать позицию опции CLUSTERED или NONCLUSTERED в команде.

Удалить индекс можно следующей командой:

DROP INDEX IDX_Employees_Name ON Employees
Простые индексы так же, как и ограничения, можно создать в контексте команды CREATE TABLE.

Для примера снова удалим таблицу:

DROP TABLE Employees
И пересоздадим ее со всеми созданными ограничениями и индексами одной командой CREATE TABLE:

CREATE TABLE Employees(ID int NOT NULL, Name nvarchar(30), Birthday date, Email nvarchar(30), PositionID int, DepartmentID int, HireDate date NOT NULL CONSTRAINT DF_Employees_HireDate DEFAULT SYSDATETIME(), ManagerID int, CONSTRAINT PK_Employees PRIMARY KEY (ID), CONSTRAINT FK_Employees_DepartmentID FOREIGN KEY(DepartmentID) REFERENCES Departments(ID), CONSTRAINT FK_Employees_PositionID FOREIGN KEY(PositionID) REFERENCES Positions(ID), CONSTRAINT FK_Employees_ManagerID FOREIGN KEY (ManagerID) REFERENCES Employees(ID), CONSTRAINT UQ_Employees_Email UNIQUE(Email), CONSTRAINT CK_Employees_ID CHECK(ID BETWEEN 1000 AND 1999), INDEX IDX_Employees_Name(Name))
Напоследок вставим в таблицу наших сотрудников:

INSERT Employees (ID,Name,Birthday,Email,PositionID,DepartmentID,ManagerID)VALUES (1000,N"Иванов И.И.","19550219","[email protected]",2,1,NULL), (1001,N"Петров П.П.","19831203","[email protected]",3,3,1003), (1002,N"Сидоров С.С.","19760607","[email protected]",1,2,1000), (1003,N"Андреев А.А.","19820417","[email protected]",4,3,1000)
Дополнительно стоит отметить, что в некластерный индекс можно включать значения при помощи указания их в INCLUDE. Т.е. в данном случае INCLUDE-индекс чем-то будет напоминать кластерный индекс, только теперь не индекс прикручен к таблице, а необходимые значения прикручены к индексу. Соответственно, такие индексы могут очень повысить производительность запросов на выборку (SELECT), если все перечисленные поля имеются в индексе, то возможно обращений к таблице вообще не понадобится. Но это естественно повышает размер индекса, т.к. значения перечисленных полей дублируются в индексе.

Вырезка из MSDN. Общий синтаксис команды для создания индексов

CREATE [ UNIQUE ] [ CLUSTERED | NONCLUSTERED ] INDEX index_name ON (column [ ASC | DESC ] [ ,...n ]) [ INCLUDE (column_name [ ,...n ]) ]

Подытожим

Индексы могут повысить скорость выборки данных (SELECT), но индексы уменьшают скорость модификации данных таблицы, т.к. после каждой модификации системе будет необходимо перестроить все индексы для конкретной таблицы.

Желательно в каждом случае найти оптимальное решение, золотую середину, чтобы и производительность выборки, так и модификации данных была на должном уровне. Стратегия по созданию индексов и их количества может зависеть от многих факторов, например, насколько часто изменяются данные в таблице.

Заключение по DDL

Как можно увидеть, язык DDL не так сложен, как может показаться на первый взгляд. Здесь я смог показать практически все его основные конструкции, оперируя всего тремя таблицами.

Главное - понять суть, а остальное дело практики.

Удачи вам в освоении этого замечательного языка под названием 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 .

Контрольные вопросы

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?

Перевод: Alexandr Pyramidin

Эта статья знакомит вас со структурой языка SQL, а также с некоторыми общими понятиями, такими как типы данных, которые поля могут содержать, и некоторыми неоднозначностями, которые существуют в SQL. Вы не должны запоминать каждую подробность, упомянутую в этой статье. Здесь дан лишь краткий обзор; многие подробности даны, чтобы впоследствии обращаться к ним по мере овладения языком.

Как работает SQL?

SQL это язык, ориентированный специально на реляционные базы данных (РБД). Он выполняет большую работу, которую вы должны были бы делать, если бы использовали универсальный язык программирования, например C. Чтобы сформировать РБД на C, вам необходимо было бы начать с нуля. Вы должны были бы определить объект, называемый таблицей, которая могла бы увеличиваться, чтобы иметь любое число строк, а затем создавать постепенно процедуры для вставки и извлечения значений.

Если бы вы захотели найти некоторые конкретные строки, вам необходимо было бы выполнить по шагам процедуру, подобную следующей:

  • Рассмотреть строку таблицы.
  • Выполнить проверку: является ли эта строка одной из строк, которая вам нужна.
  • Если это так, сохранить её где-нибудь, пока вся таблица не будет проверена.
  • Проверить, имеются ли другие строки в таблице.
  • Если имеются, возвратиться на шаг 1.
  • Если строк больше нет, вывести все значения, сохранённые в шаге 3.

(Конечно, это не фактический набор C-команд, а только логика шагов, которые должны были бы быть включены в реальную программу.) SQL сделает всё это за вас. Команды в SQL могут работать со всеми группами таблиц как с единым объектом и могут обрабатывать любое количество информации, извлечённой или полученной из них в виде единого модуля.

Что делает ANSI?

Как мы уже сказали во Введении, стандарт SQL определяется с помощью кода ANSI (Американский Национальный Институт Стандартов). SQL не изобретался ANSI. Это, по существу, изобретение IBM. Но другие компании подхватили SQL сразу же. По крайней мере одна компания (Oracle) отвоевала у IBM право на рыночную продажу SQL-продуктов.

После того как появился ряд конкурирующих программ SQL на рынке, ANSI определил стандарт, к которому они должны быть приведены. (Определение таких стандартов и является функцией ANSI). Однако после этого появились некоторые проблемы. Возникли они, в результате стандартизации ANSI, в виде некоторых ограничений. Так как не всегда ANSI определяет то, что является наиболее полезным, то программы пытаются соответствовать стандарту ANSI, не позволяя ему ограничивать их слишком сильно. Это, в свою очередь, ведет к случайным несогласованностям. Программы Баз Данных обычно придают ANSI SQL дополнительные особенности и часто ослабляют многие ограничения. Поэтому распространённые разновидности ANSI будут также рассмотрены. Хотя мы, очевидно, не сможем рассмотреть каждое исключение или разновидность, удачные идеи имеют тенденцию к внедрению и использованию в различных программах, даже когда они не определены стандартом ANSI. ANSI это вид минимального стандарта, и вы можете делать больше, чем он позволяет, хотя и должны выполнять его указания при выполнении задач, которые он определяет.

Интерактивный и вложенный SQL

Имеются два SQL: Интерактивный и Вложенный. Большей частью обе формы работают одинаково, но используются различно. Интерактивный SQL используется для функционирования непосредственно в базе данных, чтобы производить вывод для использования его заказчиком. В этом SQL - когда вы введёте команду, она сейчас же выполнится, и вы сможете сразу увидеть вывод (если он вообще получится).

Вложенный SQL состоит из команд SQL, помещённых внутри программ, которые обычно написаны на другом языке (типа КОБОЛа или ПАСКАЛя). Это делает такие программы более мощными и эффективным.

Однако, допуская эти языки, приходится иметь дело со структурой SQL и стилем управления данных, который требует некоторых расширений интерактивного SQL. Передача SQL-команд во вложенный SQL является пропускаемой ("passed off") для переменных или параметров, используемых программой, в которую они были вложены.

В этой книге мы будем представлять SQL в интерактивной форме. Это даст нам возможность обсуждать команды и их действия, не заботясь о том, как они связаны с помощью интерфейса с другими языками. Интерактивный SQL это форма, наиболее полезная для непрограммистов. Всё, что вы узнаете относительно интерактивного SQL, в основном применимо и к вложенной форме. Изменения, необходимые для использования вложенной формы, будут рассмотрены в последней главе этой книги.

Подразделы SQL

И в интерактивной, и во вложенной формах SQL имеются многочисленные части, или подразделы. Так как вы, вероятно, столкнетесь с этой терминологией при чтении SQL, мы дадим некоторые пояснения. К сожалению, эти термины не используются повсеместно во всех реализациях. Они указаны ANSI и полезны на концептуальном уровне, но большинство SQL-программ практически не обрабатывают их отдельно, так что они, по существу, становятся функциональными категориями команд SQL.

  • DDL (Язык Определения Данных) - так называемый Язык Описания Схемы в ANSI - состоит из команд, которые создают объекты (таблицы, индексы, просмотры и так далее) в базе данных.
  • DML (Язык Манипулирования Данными) это набор команд, которые определяют, какие значения представлены в таблицах в любой момент времени.
  • DCD (Язык Управления Данными) состоит из средств, которые определяют, разрешить ли пользователю выполнять определённые действия, или нет. Они являются составными частями DDL в ANSI.

Не забывайте эти названия. Это не различные языки, а разделы команд SQL, сгруппированные по их функциям.

Различные типы данных

Не все типы значений, которые могут находиться в полях таблицы, логически одинаковы. Наиболее очевидное различие - между числами и текстом. Вы не можете помещать числа в алфавитном порядке или вычитать одно имя из другого.

Так как системы с РБД базируются на связях между фрагментами информации, различные типы данных должны отличаться друга от друга так, чтобы соответствующие процессы и сравнения могли быть в них выполнены. В SQL это делается с помощью назначения каждому полю типа данных, указывающего тип значения, которое это поле может содержать. Все значения в данном поле должны иметь одинаковый тип. В таблице Заказчиков, например, cname и city содержат строки текста для оценки, а snum и cnum это числа. По этой причине вы не можете ввести значение Highest (Наивысший) или значение None (Никакой) в поле rating, которое имеет числовой тип данных. Это ограничение удачно, так как оно налагает некоторую структурность на ваши данные. Вы часто будете сравнивать некоторые или все значения в данном поле, поэтому вы можете выполнять действие только на определенных строках, а не на всех. Вы не могли бы сделать этого, если бы значения полей имели смешанный тип данных.

К сожалению, определение этих типов данных является основной областью, в которой большинство коммерческих программ БД и официальный стандарт SQL не всегда совпадают. ANSI SQL-стандарт распознаёт только text и number, в то время как большинство коммерческих программ используют другие специальные типы. Такие как DATA (ДАТА) и TIME (ВРЕМЯ) - фактически, почти стандартные типы (хотя точный формат их меняется). Некоторые пакеты также поддерживают такие типы как, например, MONEY (ДЕНЬГИ) и BINARY (ДВОИЧНЫЙ). (MONEY это специальная "валютная" система исчисления, используемая компьютерами.)

Вся информация в компьютере передается двоичными числами, а затем преобразовывается в другие системы, чтобы мы могли легко использовать их и понимать.

ANSI определяет несколько числовых типов, различия между которыми довольно тонки, и иногда их путают. Разрешённые ANSI-типы данных перечислены в Приложении B. Сложность числовых типов ANSI можно, по крайней мере частично, объяснить усилием сделать вложенный SQL совместимым с рядом других языков. Два типа чисел ANSI - INTEGER (ЦЕЛОЕ ЧИСЛО) и DECIMAL (ДЕСЯТЕРИЧНОЕ ЧИСЛО) (которые можно сокращать как INT и DEC, соответственно), будут адекватны для наших целей, так же как и для целей большинства практических деловых прикладных программ. Естественно, что тип ЦЕЛОЕ можно представить как ДЕСЯТЕРИЧНОЕ ЧИСЛО, которое не содержит никаких цифр справа от десятичной точки.

Тип для текста - CHAR (или СИМВОЛ), относящийся к строке текста. Поле типа CHAR имеет длину, определяемую максимальным числом символов, которые могут быть введены в это поле. Большая часть реализаций также имеют нестандартный тип, называемый VARCHAR (ПЕРЕМЕННОЕ ЧИСЛО СИМВОЛОВ), который является текстовой строкой и может иметь любую длину до определённого реализацией максимума (обычно 254 символа). Значения CHARACTER и VARCHAR включаются в одиночные кавычки как "текст". Различие между CHAR и VARCHAR в том, что CHAR должен резервировать достаточное количество памяти для максимальной длины строки, а VARCHAR распределяет память по мере необходимости.

Символьные типы состоят из всех печатных символов, включая числа. Однако число 1 это не то же, что символ "1". Символ "1" - только печатный фрагмент текста, не определяемый системой как числовое значение 1. Например 1 + 1 = 2, но "1" + "1" не равно "2". Символьные значения сохраняются в компьютере как двоичные значения, но показываются пользователю как печатный текст.

Преобразование выполняется по формату, определяемому системой, которую вы используете. Этот формат преобразования будет одним из двух стандартных типов (возможно, с расширениями), используемых в компьютерных системах: ASCII-код (используемый во всех персональных и малых компьютерах) и EBCDIC-код (Расширенном Двоично-Десятеричном Код Обмена Информации) (используемый в больших компьютерах). Определенные операции, такие как упорядочивание в алфавитном порядке значений поля, будет изменяться вместе с форматом.

Мы должны следить за рынком, а не за ANSI, в использовании типа DATE (ДАТА). (В системе, которая не распознает тип ДАТА, вы, конечно, можете объявить дату как символьное или числовое поле, но это сделает большинство операций более трудоёмкими.)

Вы должны просмотреть свою документацию по пакету программ, который вы будете использовать, чтобы выяснить точно, какие типы данных он поддерживает.

SQL. Несогласованности.

Вы можете понять из предшествующего обсуждения, что имеются самостоятельные отдельные несоответствия между продуктами мира SQL. SQL появился из коммерческого мира БД как инструмент и был позже превращён в стандарт ANSI. К сожалению, ANSI не всегда определяет наиболее полезное, поэтому программы пытаются соответствовать стандарту ANSI, не позволяя ему ограничивать их слишком сильно. ANSI - вид минимального стандарта - вы можете делать, больше чем он это позволяет, но вы должны быть способны получить те же самые результаты при выполнении той же самой задачи.

ЧТО ТАКОЕ "ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ"?

SQL обычно находится в компьютерных системах, которые имеют больше чем одного пользователя и, следовательно, должен различать их (ваше семейство PC может иметь любое число пользователей, но оно обычно не имеет способов, чтобы отличать одного пользователя от другого).

Обычно в такой системе каждый пользователь имеет некий вид кода проверки прав, который идентифицирует его или её (терминология изменяется). В начале сеанса с компьютером пользователь входит в систему (регистрируется), сообщая компьютеру, кто этот пользователь, идентифицируясь с помощью определенного ID (Идентификатора). Любое количество людей, использующих ID доступа, являются отдельными пользователями; и, аналогично, один человек может представлять большое количество пользователей (в разное время), используя различные идентификаторы доступа к SQL. Действия в большинстве сред SQL приведены к специальному Идентификатору доступа, который точно соответствует определённому пользователю. Таблица или другой объект принадлежит пользователю, который имеет над ним полную власть. Пользователь может или может не иметь привилегии на выполнение действия над объектом. Для наших целей мы договоримся, что любой пользователь имеет необходимые привилегии для выполнения любого действия, пока мы не возвратимся специально к обсуждению привилегий в Главе 22. Специальное значение USER (ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ) может использоваться как аргумент в команде. Оно указывает на доступный Идентификатор пользователя, выдавшего команду.

Условные обозначения и терминология

Ключевые слова это слова, которые имеют специальное значение в SQL. Они могут быть командами, но не текстом и не именами объектов. Мы будем выделять ключевые слова, печатая их ЗАГЛАВНЫМИ БУКВАМИ. Вы должны быть внимательны, чтобы не путать ключевые слова с терминами.

В SQL есть определённые специальные термины, которые используются для его описания. Среди них такие слова как "запрос", "предложение" и "предикат", которые являются важнейшими в описании и понимании языка, но не означают что-нибудь самостоятельное для SQL.

Команды или предложения являются инструкциями, с помощью которых вы обращаетесь к БД SQL.

Команды состоят из одной или более отдельных логических частей, называемых предложениями.

Предложения начинаются ключевым словом и состоят из ключевых слов и аргументов. Например, предложения, с которыми вы можете сталкиваться, это "FROM Salespeope" и "WHERE city = "London"". Аргументы завершают или изменяют значение предложения. В примерах выше, Salespeople - аргумент, а FROM - ключевое слово предложения FROM. Аналогично "city = "London"" - аргумент предложения WHERE.

Объекты это структуры БД, которым даны имена и которые сохраняются в памяти. Сюда относятся базовые таблицы, представления и индексы.

Чтобы показать вам, как формируются команды, мы будем делать это на примерах. Имеется, однако, более формальный метод описания команд, использующий стандартизированные условные обозначения. Мы будем использовать его в последующих главах для удобства, чтобы понимать эти условные обозначения в случае, если вы столкнетесь с ними в других SQL-документах.

Квадратные скобки () будут указывать части, которые могут не использоваться, а многоточия (...) указывают, что всё, предшествующее им, может повторяться любое число раз. Слова в угловых скобках () - специальные термины, которые объясняют, что они собой представляют. Мы значительно упростили стандартную терминологию SQL, но без ухудшения его понимания.

Резюме

Мы кратко рассмотрели в этой главе основы. Но нашим намерением и было - бегло рассмотреть основы SQL так, чтобы вы смогли охватить весь объём информации.

Теперь вы знаете кое-что относительно SQL: какова его структура, как он используется, как он представляет данные и как они определяются (и некоторые несогласованности, появляющиеся при этом), некоторые условные обозначения и термины, используемые для их описания. Всё это - слишком большой объём информации для одной главы; мы не ожидаем, что вы запомнили все эти подробности, но вы сможете вернуться к ним позже, если понадобится.

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,

Structured Query Language (структурированный язык запросов) или SQL - это декларативный язык программирования для использования в квази-реляционных баз данных. Многие из оригинальных черт SQL были взяты для кортежных исчислений, но последние расширения SQL включают все больше реляционной алгебры.
SQL изначально создан IBM , но многие производители разработали собственные диалекты. Он была принят в качестве стандарта американским Национальным институтом стандартов (ANSI) в 1986 и ISO в 1987 . В стандарте языка программирования SQL, ANSI заявил, что официальный произношение SQL является "эс кью эль". Тем не менее, многие специалисты базы данных употребляли "сленговое" произношение «Сиквель», что отражает первоначальное название языка, Sequel, которое было изменено позже из-за возникшего конфликта торговых марок и наименований у компании IBM. Программирование для начинающих.
Язык программирования SQL был пересмотрен в 1992 , и эта версия известна как SQL-92 в. Потом было вновь пересмотрено 1999 , чтобы стать SQL: 1999 (AKA SQL3). Программирование для чайников. SQL 1999 поддерживает объекты, которые ранее не поддерживается и в других версиях, но только в конце 2001 года лишь несколько систем управления базами данных поддерживали SQL реализации: 1999.
SQL, хотя определяется как ANSI и ISO, имеет множество вариаций и расширений, большинство из которых имеют собственные характеристики, такие как реализация корпорации Oracle «PL / SQL» или реализация Sybase и Microsoft под названием «Transact-SQL», что может запутать знакрмящегося с основами программирования. Также не редкость для коммерческих реализаций опустить поддержку основных особенностей стандарта, такие типы данных как дата и время, предпочитая какой-то их собственный вариант. Как результат, в отличие от ANSI C или ANSI Fortran которые обычно можно портирована с платформы на платформу без серьезных структурных изменений, запросы языка программирования SQL редко могут быть перенесены между разными системами баз данных без существенных модификаций. Большинство людей в области баз данных считают, что это отсутствие совместимости является намеренным, с тем чтобы обеспечить каждого разработчика собственной системой управления базами данных и привязать покупателя к конкретной базе данных.
Как следует из названия, язык программирования SQL предназначен для конкретных, ограниченных целей - запросов данных, содержащихся в реляционной базе данных. Как таковой, он представляет собой набор инструкций языка программирования для создания выборок данных, а не процедурный язык, такой как C или BASIC , которые предназначены для решения гораздо более широкого круга проблем. Расширения языка, таких как «PL / SQL» предназначены для решения этого ограничения, добавив процедурные элементы для SQL при сохранении преимуществ SQL. Другой подход заключается в том, что позволяется в зопросы SQL встраивать команды процедурного языка программирования и взаимодействовать с базой данных. Например, Oracle и другие поддерживают язык Java в базе данных, в то время как PostgreSQL позволяет писать функции на Perl, Tcl, или С.
Один анекдот про SQL: "SQL не является ни структурированным, ни языком." Суть шутки состоит в том, что SQL не является языком Тьюринга. .

Select * from T
C1 C2
1 a
2 b
C1 C2
1 a
2 b
Select C1 from T
C1
1
2
C1 C2
1 a
2 b
Select * from T where C1=1
C1 C2
1 a

Учитывая таблицу T, запрос Select * from T выведет на экран все элементы всех строк таблицы.
Из той же таблицы, запрос Select C1 from T выведет на экран элементы из столбца C1 всех строк таблицы.
Из той же таблицы, запрос Select * from T where C1=1 выведет на экран все элементы всех строк, где значение колонки С1 равно "1".

SQL ключевые слова

SQL слова делятся на ряд групп.

Первая - это Data Manipulation Language или DML (язык управления данными). DML является подмножеством языка, используемого для запроса к базам данных, добавления, обновления и удаления данных.

  • SELECT является одной из наиболее часто используемых команд DML и позволяет пользователю задать запрос как описание желаемого результата в виде множества. В апросе не указано, каким образом результаты должны быть расположены - перевод запроса в форму, которая может быть выполнена в базе данных, является работой системы баз данных, более конкретно оптимизатора запросво.
  • INSERT используется для добавления строк (формального набора) для существующей таблицы.
  • UPDATE используется для изменения значений данных в существующей строке таблицы.
  • DELETE определение существующих строк, которые будут удалены из таблицы.

Три другие ключевых слова, можно сказать, что попадают в группу DML:

  • BEGIN WORK (или START TRANSACTION, в зависимости от диалекта SQL) могут быть использованы, чтобы отметить начало транзакции базы данных, которые либо выполнятся все полностью или вообще не выполнятся.
  • COMMIT устанавливает, что все изменения данных в после совершения операций сохраняются.
  • ROLLBACK определяет, что все изменения данных после последней фиксации или отката должны быть уничтожены, до того момента, который был зафиксирован в БД как «откат».

COMMIT и ROLLBACK применяются в таких областях, как контроль транзакций и блокировки. Обе инструкции завершают все текущие транзакции (наборы операций над БД) и снимают все блокировки на изменение данных в таблицах. Присутствие или отсутствие BEGIN WORK или аналогичного заявления зависит от конкретной реализации SQL.

Вторая группа ключевых слов относится к группе Data Definition Language или DDL (язык определения данных) . DDL позволяет пользователю определять новые таблицы и связанные с ними элементы. Большинство коммерческих баз данных SQL имеют собственные расширения в DDL, которые позволяют осуществлять контроль над нестандартныыми, но обычно жизненно важными элементами конкретной системы.
Основные пункты DDL являются команды создавать и удалять.

  • CREATE определяет объекты (например, таблицы), которые будут созданы в базе данных.
  • DROP определяет, какие существующие объекты в базе данных будут удалены, как правило, безвозвратно.
  • Некоторые системы баз данных также поддерживают команду ALTER, которая позволяет пользователю изменять существующий объект по-разному - например, так можно произвести добавление столбцов в существующую таблицу.

Третьей группой ключевых слов SQL является Data Control Language или DCL(язык контроля данных) . DCL отвечает за права доступа к данным и позволяет пользователю контролировать, кто имеет доступ, чтобы просматривать или манипулировать данными в базе данных. Здесь два основных ключевых слова.

Похожие публикации
© 2024 | Все для радиолюбителя