1.4Язык структурированных запросов SQL
-
Назначение и принцип работы SQL
SQL (часто произносится как "сиквэл", сокращенное название от Structured Query Language) символизирует собой Структурированный Язык Запросов. SQL является инструментом, предназначенным для обработки и чтения данных, содержащихся в компьютерной базе данных. Это язык который дает возможность эффективно создавать реляционные базы данных и работать с ними.
Мир баз данных становится все более и более единым, что привело к необходимости создания стандартного языка, который мог бы функционировать в большом количестве различных видов компьютерных сред. Стандартный язык позволит пользователям знающим один набор команд, использовать их чтобы создавать, отыскивать, изменять, и передавать информацию независимо от того работают ли они на персональном компьютере, сетевой рабочей станции, или на универсальной ЭВМ. Во все более и более взаимосвязанном компьютерном мире, пользователь, снабженый таким языком, имеет огромное преимущество в использовании и обобщении информации из ряда источников с помощью большого количества способов.
Как следует из названия, SQL является языком программирования, который применяется для организации взаимодействия пользователя с базой данных. На самом деле SQL работает только с базами данных реляционного типа. На рис. 8 изображена схема работы SQL.
Рис. 1.3. Применение SQL для доступа к базе данных
Согласно этой схеме, в вычислительной системе имеется база данных, в которой хранится важная информация. Если вычислительная система относится к сфере бизнеса, то в базе данных может храниться информация о материальных ценностях, выпускаемой продукции, объемах продаж и зарплате. В базе данных на персональном компьютере может храниться информация о выписанных чеках, телефонах и адресах или информация, извлеченная из более крупной вычислительной системы.
Если пользователю необходимо прочитать данные из базы данных, он запрашивает их у СУБД с помощью SQL. СУБД обрабатывает запрос, находит требуемые данные и посылает их пользователю. Процесс запрашивания данных и получения результата называется запросом к базе данных: отсюда и название — структурированный язык запросов.
Вот основные моменты, характеризующие удобство применения SQL:
Организация данных. SQL дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между элементами базы данных.
Чтение данных. SQL дает пользователю или приложению возможность читать из базы данных содержащиеся в ней данные и пользоваться ими.
Обработка данных. SQL дает пользователю или приложению возможность изменять базу данных, т.е. добавлять в нее новые данные, а также удалять или обновлять уже имеющиеся в ней данные.
Управление доступом. С помощью SQL можно ограничить возможности пользователя по чтению и изменению данных и защитить их от несанкционированного доступа.
Совместное использование данных. SQL координирует совместное использование данных пользователями, работающими параллельно, чтобы они не мешали друг другу.
Целостность данных. SQL позволяет обеспечить целостность базы данных, защищая ее от разрушения из-за несогласованных изменений или отказа системы.
Таким образом, SQL является достаточно мощным языком для взаимодействия с СУБД.
1.4.1Достоинства языка SQL
Язык запросов дает несомненные преимущества. Во первых он продолжает идеологию архитектуры Клиент-Сервер. Клиентская часть приложения подготавливает запрос на обработку информации и отсылает запрос на сервер базы данных. Сервер , выполнив (обработав) полученный запрос возвращает клиентской программе готовый результат.
Основные преимущества напрямую вытекают из преимуществ клиент-серверного подхода. Например, простое суммирование значений всех полей без использования SQL приведет к пересылки всей таблицы по сети на машину клиента. После суммирования таблица фактически уже не нужна и такое использование сети как минимум не рационально. В случае же с SQL по сети уйдет запрос на сервер, сервер проведет суммирование и вернет обратно по сети только полученную сумму!
Элегантность и независимость от специфики компьютерных технологий (аппаратных платформ), а также его поддержка лидерами промышленности в области технологии реляционных баз данных, сделало SQL, и вероятно в течение обозримого будущего оставит его, основным стандартным языком. По этой причине, любой кто хочет работать с базами данных 90-х годов должен знать SQL.
Стандарт SQL определяется ANSI (Американским Национальным Институтом Стандартов) и в данное время также принимается ISO (МЕЖДУНАРОДНОЙ ОРГАНИЗАЦИЕЙ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ). Однако, большинство коммерческих СУБД расширяют SQL без уведомления ANSI, добавляя разные другие особенности в этот язык, которые, как они считают, будут весьма полезны. Иногда они несколько нарушают стандарт языка, хотя хорошие идеи имеют тенденцию развиваться и вскоре становиться стандартами "рынка" сами по себе в силу полезности своих качеств.
Здесь следует отметить, что несмотря на достаточно большой набор нестандартных дополнительных фукций SQL InterBase, программа Отдел Кадров использует только стандартные операторы и конструкции. Такое решение принято для возможности легкого переноса программы на другой SQL сервер. Например, при дальнейшем развитии можно перенести программу на Microsoft SQL Server, если InterBase по каким либо причинам перестанет удовлетворять запросы разработчиков. Также следует отметить, что многие нестандартные , дополнительные возможности разных SQL серверов зачастую похожи между собой и при выходе нового стандарта, как правило переносятся в группу стандартизованных. Таким образом происходит дальнейшее развитие языка SQL.
В целом, список преимуществ, на которые стоит обратить внимание в первую очередь, можно представить в следующем виде:
независимость от конкретных СУБД;
переносимость с одной вычислительной системы на другую;
наличие стандартов;
поддержка со стороны компании Microsoft (протокол ODBC);
реляционная основа;
высокоуровневая структура, напоминающая английский язык;
возможность выполнения специальных интерактивных запросов:
обеспечение программного доступа к базам данных;
возможность различного представления данных;
полноценность как языка, предназначенного для работы с базами данных;
возможность динамического определения данных;
поддержка архитектуры клиент/сервер.
Все перечисленные выше факторы явились причиной того, что SQL стал стандартным инструментом для управления данными на персональных компьютерах, мини-компьютерах и больших ЭВМ. Ниже эти факторы рассмотрены более подробно.
Независимость от конкретных СУБД
Все ведущие поставщики СУБД используют SQL, и ни одна новая СУБД, не поддерживающая SQL, не может рассчитывать на успех. Реляционную базу данных и программы, которые с ней работают, можно перенести с одной СУБД на другую с минимальными доработками и переподготовкой персонала. Программные средства, входящие в состав СУБД для персональных компьютеров, работают с реляционными базами данных многих типов.
Переносимость с одной вычислительной системы на другие
Поставщики СУБД предлагают программные продукты для различных вычислительных систем: от персональных компьютеров и рабочих станций до локальных сетей, мини-компьютеров и больших ЭВМ. Приложения, созданные с помощью SQL и рассчитанные на однопользовательские системы, по мере своего развития могут быть перенесены в более крупные системы. Информация из корпоративных реляционных баз данных может быть загружена в базы данных отдельных подразделений или в личные базы данных. Наконец, приложения для реляционных баз данных можно вначале смоделировать на экономичных персональных компьютерах, а затем перенести на дорогие многопользовательские системы.
Стандарты языка SQL
Официальный стандарт языка SQL был опубликован Американским институтом национальных стандартов (American National Standards Institute — ANSI) и Международной организацией по стандартам (International Standards Organization — ISO) в 1986 году и значительно расширен в 1992 году. Кроме того, SQL является федеральным стандартом США по обработке информации (FIPS — Federal Information Processing Standard) и, следовательно, соответствие ему является одним из основных требований, содержащихся в больших правительственных контрактах, относящихся к области вычислительной техники. В Европе стандарт X/OPEN для переносимой среды программирования на основе операционной системы UNIX включает в себя SQL в качестве стандарта для доступа к базам данных. SQL Access Group — консорциум поставщиков компьютерного оборудования и баз данных — определил для SQL стандартный интерфейс вызовов функций, который является основой протокола ODBC компании Microsoft и входит также в стандарт X/OPEN. Эти стандарты служат как бы официальной печатью, одобряющей SQL, и они ускорили завоевание им рынка.
Протокол ODBC и компания Microsoft
Компания Microsoft рассматривает доступ к базам данных как важную часть своей операционной системы Windows. Стандартом этой компании по обеспечению доступа к базам данных является ODBC (Open Database Connectivity — взаимодействие с открытыми базами данных) — программный интерфейс, основанный на SQL. Протокол ODBC поддерживается наиболее распространенными приложениями Windows (электронными таблицами, текстовыми процессорами, базами данных и т.п.), разработанными как самой компанией Microsoft, так и другими ведущими поставщиками. Поддержка ODBC обеспечивается всеми ведущими реляционными базами данных. Кроме того, ODBC опирается на стандарты, одобренные консорциумом поставщиков SQL Access Group, что делает ODBC как стандартом де-факто компании Microsoft, так и стандартом, независимым от конкретных СУБД.[13, 8, 17].
1.4.2Запрос на языке SQL
Как подчеркивалось ранее, SQL символизирует собой Структурированный Язык Запросов. Запросы - вероятно наиболее часто используемый аспект SQL. Фактически, для категории SQL пользователей, маловероятно чтобы кто-либо использовал этот язык для чего-то другого. Итак :
Запрос - команда которую дается прикладной программе базы данных, и которая сообщает ей чтобы она вывела определенную информацию из таблиц в память. Эта информация обычно посылается непосредственно на экран компьютера или терминала хотя, в большинстве случаев, ее можно также послать принтеру, сохранить в файле ( как объект в памяти компьютера ), или представить как вводную информацию для другой команды или процесса.
Одна из наиболее важных особенностей запросов SQL - это их способность определять связи между многочисленными таблицами и выводить информацию из них в терминах этих связей, всю внутри одной команды. Этот вид операции называется - объединением, которое является одним из видов операций в реляционных базах данных.
Как установлено ранее, главное в реляционном подходе это связи которые можно создавать между позициями данных в таблицах. Используя обьединения, мы непосредственно связываем информацию с любым номером таблицы, и таким образом способны создавать связи между сравнимыми фрагментами данных. При обьединении, таблицы представленые списком в предложении FROM запроса, отделяются запятыми. Предикат запроса может ссылаться к любому столбцу любой связанной таблицы и, следовательно, может использоваться для связи между ими.
Язык допускает три типа синтаксических конструкций, начинающихся с ключевого слова SELECT: спецификация курсора (cursor specification), оператор выборки (select statement) и подзапрос (subquery). Основой всех них является синтаксическая конструкция "табличное выражение (table expression)". Семантика табличного выражения состоит в том, что на основе последовательного применения разделов from, where, group by и having из заданных в разделе from таблиц строится некоторая новая результирующая таблица, порядок следования строк которой не определен и среди строк которой могут находиться дубликаты (т.е. в общем случае таблица-результат табличного выражения является мультимножеством строк). На самом деле именно структура табличного выражения наибольшим образом характеризует структуру запросов языка SQL/89.
1.4.3Агрегатные функции
Запросы могут производить обобщенное групповое значение полей точно также как и значение одного поля. Это делает с помощью агрегатых функций. Агрегатные функции производят одиночное значение для всей группы таблицы. Имеется список этих функций:
COUNT производит номера строк или не-NULL значения полей которые выбрал запрос.
SUM производит арифметическую сумму всех выбранных значений данного поля.
AVG производит усреднение всех выбранных значений данного поля.
MAX производит наибольшее из всех выбранных значений данного поля.
MIN производит наименьшее из всех выбранных значений данного поля.
|
