Определение структуры данных

Типы данных, используемые в SQL-сервере

Системные типы данных

Один из основных моментов процесса создания таблицы – определение типов данных для ее полей. Тип данных поля таблицы определяет тип информации, которая будет размещаться в этом поле. Понятие типа данных в SQL Server полностью адекватно понятию типа данных в современных языках программирования. SQL-сервер поддерживает большое число различных типов данных: текстовые, числовые, двоичные (см. таблицу 2.2).

Приведем краткий обзор типов данных SQL Server.

Для хранения символьной информации используются символьные типы данных, к которым относятся CHAR (длина), VARCHAR (длина), NCHAR (длина), NVARCHAR (длина). Последние два предназначены для хранения символов Unicode. Максимальное значение длины ограничено 8000 знаками ( 4000 – для символов Unicode).

Хранение символьных данных большого объема (до 2 Гб) осуществляется при помощи текстовых типов данных TEXT и NTEXT.

К целочисленным типам данных относятся INT ( INTEGER ), SMALLINT, TINYINT, BIGINT. Для хранения данных целочисленного типа используется, соответственно, 4 байта (диапазон от -231 до 231-1 ), 2 байта (диапазон от -215 до 215-1 ), 1 байт (диапазон от 0 до 255 ) или 8 байт (диапазон от -263 до 263-1 ). Объекты и выражения целочисленного типа могут применяться в любых математических операциях.

Числа, в составе которых есть десятичная точка, называются нецелочисленными. Нецелочисленные данные разделяются на два типа – десятичные и приблизительные.

К десятичным типам данных относятся типы DECIMAL [(точность[,масштаб])] или DEC и NUMERIC [(точность[,масштаб])]. Типы данных DECIMAL и NUMERIC позволяют самостоятельно определить формат точности числа с плавающей запятой. Параметр точность указывает максимальное количество цифр вводимых данных этого типа (до и после десятичной точки в сумме), а параметр масштаб – максимальное количество цифр, расположенных после десятичной точки. В обычном режиме сервер позволяет вводить не более 28 цифр, используемых в типах DECIMAL и NUMERIC (от 2 до 17 байт).

К приблизительным типам данных относятся FLOAT (точность до 15 цифр, 8 байт) и REAL (точность до 7 цифр, 4 байта). Эти типы представляют данные в формате с плавающей запятой, т.е. для представления чисел используется мантисса и порядок, что обеспечивает одинаковую точность вычислений независимо от того, насколько мало или велико значение.

Для хранения информации о дате и времени предназначены такие типы данных, как DATETIME и SMALLDATETIME, использующие для представления даты и времени 8 и 4 байта соответственно.

Типы данных MONEY и SMALLMONEY делают возможным хранение информации денежного типа ; они обеспечивают точность значений до 4 знаков после запятой и используют 8 и 4 байта соответственно.

Тип данных BIT позволяет хранить один бит, который принимает значения 0 или 1.

В среде SQL Server реализован ряд специальных типов данных.

Тип данных TIMESTAMP применяется в качестве индикатора изменения версии строки в пределах базы данных.

Тип данных UNIQUEIDENTIFIER используется для хранения глобальных уникальных идентификационных номеров.

Тип данных SYSNAME предназначен для идентификаторов объектов.

Тип данных SQL_VARIANT позволяет хранить значения любого из поддерживаемых SQL Server типов данных за исключением TEXT, NTEXT, IMAGE и TIMESTAMP.

Тип данных TABLE, подобно временным таблицам, обеспечивает хранение набора строк, предназначенных для последующей обработки. Тип данных TABLE может применяться только для определения локальных переменных и возвращаемых пользовательскими функциями значений. Пример использования типа данных TABLE приведен в лекции, посвященной функциям пользователя.

Тип данных CURSOR нужен для работы с такими объектами, как курсоры, и может быть востребован только для переменных и параметров хранимых процедур. Курсоры SQL Server представляют собой механизм обмена данными между сервером и клиентом. Курсор позволяет клиентским приложениям работать не с полным набором данных, а лишь с одной или несколькими строками. Примеры использования данных типа CURSOR мы рассмотрим в лекциях, посвященных курсорам и хранимым процедурам.

Создание пользовательского типа данных

В системе SQL-сервера имеется поддержка пользовательских типов данных. Они могут использоваться при определении какого-либо специфического или часто употребляемого формата.

Создание пользовательского типа данных осуществляется выполнением системной процедуры:

sp_addtype [@typename=]type,[@phystype=] 
	system_data_type
	   [,[@nulltype=]’null_type’]

Тип данных system_data_type выбирается из следующей таблицы.

EXEC sp_addtype bir, DATETIME, 'NULL' 
или 
EXEC sp_addtype bir, DATETIME, ‘NOT NULL’

CREATE TABLE tab
(id_n	INT IDENTITY(1,1) PRIMARY KEY,
names	VARCHAR(40), 
birthday	BIR)

Удаление пользовательского типа данных происходит в результате выполнения процедуры sp_droptype type: EXEC sp_droptype 'bir'

Получение информации о типах данных

Получить список всех типов данных, включая пользовательские, можно из системной таблицы systypes:

SELECT * FROM  systypes

Преобразование типов

Нередко требуется конвертировать значения одного типа в значения другого. Наиболее часто выполняется конвертирование чисел в символьные данные и наоборот, для этого используется специализированная функция STR. Для выполнения других преобразований SQL Server предлагает универсальные функции CONVERT и CAST, с помощью которых значения одного типа преобразовываются в значения другого типа, если такие изменения вообще возможны. CONVERT и CAST примерно одинаковы и могут быть взаимозаменяемыми.

CAST(выражение AS тип_данных)
CONVERT(тип_данных[(длина)],
	выражение [,стиль])

С помощью аргумента стиль можно управлять стилем представления значений следующих типов данных: дата/время, денежный или нецелочисленный.

DECLARE @d DATETIME
DECLARE  @s CHAR(8)
SET @s=’29.10.01’
SET @d=CAST(@s AS DATETIME)

Наряду с типами данных основополагающими понятиями при работе с языком SQL в среде MS SQL Server являются выражения, операторы, переменные, управляющие конструкции.

Выражения

Выражения представляют собой комбинацию идентификаторов, функций, знаков логических и арифметических операций, констант и других объектов. Выражение может быть использовано в качестве аргумента в командах, хранимых процедурах или запросах.

Выражение состоит из операндов (собственно данных ) и операторов (знаков операций, производимых над операндами ). В качестве операндов могут выступать константы, переменные, имена столбцов, функции, подзапросы.

Операторы – это знаки операций над одним или несколькими выражениями для создания нового выражения. Среди операторов можно выделить унарные операторы, операторы присваивания, арифметические операторы, строковые операторы, операторы сравнения, логические операторы, битовые операторы .

Переменные

В среде SQL Server существует несколько способов передачи данных между командами. Один из них – передача данных через локальные переменные. Прежде чем использовать какую-либо переменную, ее следует объявить. Объявление переменной выполняется командой DECLARE, имеющей следующий формат:

DECLARE {@имя_переменной тип_данных }
	[,...n]

Значения переменной можно присвоить посредством команд SET и SELECT. С помощью команды SELECT переменной можно присвоить не только конкретное значение, но и результат вычисления выражения.

DECLARE @a INT
SET @a=10

DECLARE @k INT
SELECT @k=SUM(количество) FROM Товар

Управляющие конструкции SQL

Язык SQL является непроцедурным, но тем не менее в среде SQL Server предусмотрен ряд различных управляющих конструкций, без которых невозможно написание эффективных алгоритмов.

Группировка двух и более команд в единый блок осуществляется с использованием ключевых слов BEGIN и END:

<блок_операторов>::=
BEGIN
{ sql_оператор | блок_операторов }
END

Сгруппированные команды воспринимаются интерпретатором SQL как одна команда. Подобная группировка требуется для конструкций поливариантных ветвлений, условных и циклических конструкций. Блоки BEGIN...END могут быть вложенными.

Некоторые команды SQL не должны выполняться вместе с другими командами (речь идет о командах резервного копирования, изменения структуры таблиц, хранимых процедур и им подобных), поэтому их совместное включение в конструкцию BEGIN...END не допускается.

Нередко определенная часть программы должна выполняться только при реализации некоторого логического условия. Синтаксис условного оператора показан ниже:

<условный_оператор>::=
IF лог_выражение
  { sql_оператор | блок_операторов }
[ ELSE
  {sql_оператор | блок_операторов } ]

Циклы организуются с помощью следующей конструкции:

<оператор_цикла>::=
WHILE лог_выражение
   { sql_оператор | блок_операторов }
   [ BREAK ]
   { sql_оператор | блок_операторов }
   [ CONTINUE ]

Цикл можно принудительно остановить, если в его теле выполнить команду BREAK. Если же нужно начать цикл заново, не дожидаясь выполнения всех команд в теле, необходимо выполнить команду CONTINUE.

Для замены множества одиночных или вложенных условных операторов используется следующая конструкция:

<оператор_поливариантных_ветвлений>::=
CASE входное_значение
WHEN {значение_для_сравнения |
   лог_выражение } THEN
	вых_выражение [,...n]
[ ELSE иначе_вых_выражение ]
END

Если входное значение и значение для сравнения совпадают, то конструкция возвращает выходное значение. Если же значение входного параметра не найдено ни в одной из строк WHEN...THEN, то тогда будет возвращено значение, указанное после ключевого слова ELSE.

Основные объекты структуры базы данных SQL-сервера

Рассмотрим логическую структуру базы данных.

Логическая структура определяет структуру таблиц, взаимоотношения между ними, список пользователей, хранимые процедуры, правила, умолчания и другие объекты базы данных.

Логически данные в SQL Server организованы в виде объектов. К основным объектам базы данных SQL Server относятся объекты, представленные в таблице 2.4.

Приведем краткий обзор основных объектов баз данных.

Таблицы

Все данные в SQL содержатся в объектах, называемых таблицами. Таблицы представляют собой совокупность каких-либо сведений об объектах, явлениях, процессах реального мира. Никакие другие объекты не хранят данные, но они могут обращаться к данным в таблице. Таблицы в SQL имеют такую же структуру, что и таблицы всех других СУБД и содержат:

Представления

Представлениями (просмотрами) называют виртуальные таблицы, содержимое которых определяется запросом. Подобно реальным таблицам, представления содержат именованные столбцы и строки с данными. Для конечных пользователей представление выглядит как таблица, но в действительности оно не содержит данных, а лишь представляет данные, расположенные в одной или нескольких таблицах. Информация, которую видит пользователь через представление, не сохраняется в базе данных как самостоятельный объект.

Хранимые процедуры

Хранимые процедуры представляют собой группу команд SQL, объединенных в один модуль. Такая группа команд компилируется и выполняется как единое целое.

Триггеры

Триггерами называется специальный класс хранимых процедур, автоматически запускаемых при добавлении, изменении или удалении данных из таблицы.

Функции

Функции в языках программирования – это конструкции, содержащие часто исполняемый код. Функция выполняет какие-либо действия над данными и возвращает некоторое значение.

Индексы

Индекс – структура, связанная с таблицей или представлением и предназначенная для ускорения поиска информации в них. Индекс определяется для одного или нескольких столбцов, называемых индексированными столбцами. Он содержит отсортированные значения индексированного столбца или столбцов со ссылками на соответствующую строку исходной таблицы или представления. Повышение производительности достигается за счет сортировки данных. Использование индексов может существенно повысить производительность поиска, однако для хранения индексов необходимо дополнительное пространство в базе данных.

Пользовательские типы данных

Пользовательские типы данных – это типы данных, которые создает пользователь на основе системных типов данных, когда в нескольких таблицах необходимо хранить однотипные значения; причем нужно гарантировать, что столбцы в таблице будут иметь одинаковый размер, тип данных и чувствительность к значениям NULL .

Ограничения целостности

Ограничения целостности – механизм, обеспечивающий автоматический контроль соответствия данных установленным условиям (или ограничениям). Ограничения целостности имеют приоритет над триггерами, правилами и значениями по умолчанию. К ограничениям целостности относятся: ограничение на значение NULL, проверочные ограничения, ограничение уникальности (уникальный ключ), ограничение первичного ключа и ограничение внешнего ключа. Последние три ограничения тесно связаны с понятием ключей.

Правила

Правила используются для ограничения значений, хранимых в столбце таблицы или в пользовательском типе данных. Они существуют как самостоятельные объекты базы данных, которые связываются со столбцами таблиц и пользовательскими типами данных. Контроль значений данных может быть реализован и с помощью ограничений целостности.

Умолчания

Умолчания – самостоятельный объект базы данных, представляющий значение, которое будет присвоено элементу таблицы при вставке строки, если в команде вставки явно не указано значение для этого столбца.