Введение в структурированный язык запросов - SQL

Введение

В настоящей лекции мы не определяем подробно основные объекты реляционной базы данных - базы данных, таблицы, индексы, представления, хранимые команды/процедуры, триггеры, события таймера. Это будет сделано в следующих лекциях. Данная лекция концентрирует ваше внимание на тех возможностях, которые предоставляет SQL по обработке данных.

Для иллюстрации применения команд SQL будет использована простая база данных о сотрудниках организации, ее структуре и работах, которые выполняют сотрудники, предметная область и структура которой описана в приложении 1 к лекции.

SQL - язык манипулирования данными в реляционной базе данных

SQL и его история

Единственным средством общения и администраторов баз данных, и проектировщиков, и разработчиков, и пользователей с реляционной базой данных является структурированный язык запрос SQL (Structured Query Language). SQL есть полнофункциональный язык манипулирования данными в реляционных базах данных. В настоящее время он является общепризнанным, стандартным интерфейсом для реляционных баз данных, таких как Oracle, Informix, Sybase, DB/2, MS SQL Server и ряда других (стандарты ANSI и ISO). SQL - непроцедурный язык, который предназначен для обработки множеств, состоящих из строк и колонок таблиц реляционной базы данных. Хотя существуют его расширения, допускающие процедурную обработку. Проектировщики баз данных используют SQL для создания всех физических объектов реляционной базы данных.

Теоретические основы SQL были заложены в известной статье [Кодд], положившей начало развитию теории реляционных БД. Первая практическая реализации была выполнена в исследовательских лабораториях фирмы IBM Chamberlin D.D. и Royce R.F. Промышленное применение SQL было впервые реализовано в СУБД Ingres. Одной из первых промышленных реляционных СУБД является Oracle. По сути дела, реляционная СУБД - это программное обеспечение, которое управляет работой реляционной базы данных.

Первый международный стандарт языка SQL был принят в 1989 г. (SQL-89). В конце 1992 г. был принят новый международный стандарт SQL-92. В настоящее время большинство производителей реляционных СУБД используют его в качестве базового. Однако работы по стандартизации языка SQL далеки от завершения и уже разработан проект стандарта SQL-99, который вводит в обиход языка понятие объекта и разрешает на него ссылаться в операторах SQL. В исходном варианте SQL не было команд управления потоком данных, они появились в недавно принятом стандарте ISO/IEC 9075-5: 1996 дополнительной части SQL.

Каждой конкретной СУБД соответствует своя собственная реализация SQL, в целом поддерживающая определенный стандарт, но имеющая свои особенности. Эти реализации называются диалектами. Так, стандарт ISO/IEC 9075-5 предусматривает объекты, называемые постоянно хранимыми модулями или PSM-модулями (Persistent Stored Modules). В СУБД Oracle расширение PL/SQL является аналогом указанного выше расширения стандарта 1.

Описание основных операторов SQL

SQL состоит из набора команд манипулирования данными в реляционной базе данных, которые позволяют создавать объекты реляционной базы данных, модифицировать данные в таблицах (вставлять, удалять, исправлять), изменять схемы отношений базы данных, выполнять вычисления над данными, делать выборки из базы данных, поддерживать безопасность и целостность данных.

Весь набор команд SQL можно разбить на следующие группы:

• команды определения данных ( DDL - Data Defininion Language );
• команды манипулирования данными ( DML - Data Manipulation Language );
• команды выборки данных ( DQL - Data Query Language );
• команды управления транзакциями;
• команды управления данными.

При выполнении каждая команда SQL проходит четыре фазы обработки:

• фаза синтаксического разбора, которая включает проверку синтаксиса команды, проверку имен таблиц и колонок в базе данных, а также подготовку исходных данных для оптимизатора;
• фаза оптимизации, которая включает подстановку действительных имен таблиц и колонок базы данных в представление, идентификацию возможных вариантов выполнения команды, определение стоимости выполнения каждого варианта, выбор наилучшего варианта на основе внутренней статистики;
• фаза генерации исполняемого кода, которая включает построение выполняемого кода команды;
• фаза выполнения команды, которая включает выполнение кода команды.

В настоящее время оптимизатор является составной частью любой промышленной реализации SQL. Работа оптимизатора основана на сборе статистики о выполняемых командах и выполнении эквивалентных алгебраических преобразований с отношениями базы данных. Такая статистика сохраняется в системном каталоге базы данных. Системный каталог является словарем данных для каждой базы данных и содержит информацию о таблицах, представлениях, индексах, колонках, пользователях и их привилегиях доступа. Каждая база данных имеет свой системный каталог, который представляет совокупность предопределенных таблиц базы данных.

Таблица 8.1 содержит список команд SQL в соответствии с принятым стандартом, за исключением некоторых практически не используемых в диалектах команд.

Набор команд SQL, перечисленный в таблице, не является полным. Этот список приведен, чтобы вы составили впечатление о возможностях SQL в целом. Для получения полного списка команд следует обратиться к соответствующему руководству для конкретной СУБД. Следует помнить, что SQL является единственным средством общения всех категорий пользователей с реляционными базами данных.