Язык программирования

SQL (Structured Query Language — Структурированный язык запросов) — язык управления базами данных для реляционных баз данных. Сам по себе SQL не является Тьюринг-полным языком программирования, но его стандарт позволяет создавать для него процедурные расширения, которые расширяют его функциональность до полноценного языка программирования.

Язык был создан в 1970х годах под названием “SEQUEL” для системы управления базами данных (СУБД) System R. Позднее он был переименован в “SQL” во избежание конфликта торговых марок. В 1979 году SQL был впервые опубликован в виде коммерческого продукта Oracle V2.

Первый официальный стандарт языка был принят ANSI в 1986 году и ISO — в 1987. С тех пор были созданы еще несколько версий стандарта, некоторые из них повторяли предыдущие с незначительными вариациями, другие принимали новые существенные черты.

Несмотря на существование стандартов, большинство распространенных реализаций SQL отличаются так сильно, что код редко может быть перенесен из одной СУБД в другую без внесения существенных изменений. Это объясняется большим объемом и сложностью стандарта, а также нехваткой в нем спецификаций в некоторых важных областях реализации.

SQL создавался как простой стандартизированный способ извлечения и управления данными, содержащимися в реляционной базе данных. Позднее он стал сложнее, чем задумывался, и превратился в инструмент разработчика, а не конечного пользователя. В настоящее время SQL (по большей части в реализации Oracle) остается самым популярным из языков управления базами данных, хотя и существует ряд альтернатив.

SQL состоит из четырех отдельных частей:

1. язык определения данных (DDL) используется для определения структур данных, хранящихся в базе данных. Операторы DDL позволяют создавать, изменять и удалять отдельные объекты в БД. Допустимые типы объектов зависят от используемой СУБД и обычно включают базы данных, пользователей, таблицы и ряд более мелких вспомогательных объектов, например, роли и индексы.
2. язык манипуляции данными (DML) используется для извлечения и изменения данных в БД. Операторы DML позволяют извлекать, вставлять, изменять и удалять данные в таблицах. Иногда операторы select извлечения данных не рассматриваются как часть DML, поскольку они не изменяют состояние данных. Все операторы DML носят декларативный характер.
3. язык определения доступа к данным (DCL) используется для контроля доступа к данным в БД. Операторы DCL применяются к привилегиям и позволяют выдавать и отбирать права на применение определенных операторов DDL и DML к определенным объектам БД.
4. язык управления транзакциями (TCL) используется для контроля обработки транзакций в БД. Обычно операторы TCL включают commit для подтверждения изменений, сделанных в ходе транзакции, rollback для их отмены и savepoint для разбиения транзакции на несколько меньших частей.

Следует отметить, что SQL реализует декларативную парадигму программирования: каждый оператор описывает только необходимое действие, а СУБД принимает решение о том, как его выполнить, т.е. планирует элементарные операции, необходимые для выполнения действия и выполняет их. Тем не менее, для эффективного использования возможностей SQL разработчику необходимо понимать то, как СУБД анализирует каждый оператор и создает его план выполнения.

Примеры:

Hello, World!:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

Строка ‘Hello, World!’ выбирается из встроенной таблицы dual , используемой для запросов, не требующих обращения к настоящим таблицам.

select "Hello, World!" from dual ;

Факториал:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

SQL не поддерживает циклы, рекурсии или пользовательские функции. Данный пример демонстрирует возможный обходной путь, использующий:

• псевдостолбец level для создания псевдотаблиц t1 и t2 , содержащих числа от 1 до 16,
• агрегатную функцию sum , позволяющую суммировать элементы множества без явного использования цикла,
• и математические функции ln и exp , позволяющие заменить произведение (необходимое для вычисления факториала) на сумму (предоставляемую SQL).

Строка “0! = 1” не войдет в набор строк, полученный в результате, т.к. попытка вычислить ln(0) приводит к исключению.

Числа Фибоначчи:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

SQL не поддерживает циклы или рекурсии, кроме того, конкатенация полей из разных строк таблицы или запроса не является стандартной агрегатной функцией. Данный пример использует:

• формулу Бине и математические функции ROUND , POWER и SQRT для вычисления n-ого числа Фибоначчи;
• псевдостолбец level для создания псевдотаблицы t1, содержащей числа от 1 до 16;
• встроенную функцию SYS_CONNECT_BY_PATH для упорядоченной конкатенации полученных чисел.

SELECT REPLACE (MAX (SYS_CONNECT_BY_PATH (fib || ", " , "/" )), "/" , "" ) || "..." fiblist FROM ( SELECT n , fib , ROW_NUMBER () OVER (ORDER BY n ) r FROM (select n , round ((power ((1 + sqrt (5 )) * 0 . 5 , n ) - power ((1 - sqrt (5 )) * 0 . 5 , n )) / sqrt (5 )) fib from (select level n from dual connect by level <= 16 ) t1 ) t2 ) START WITH r = 1 CONNECT BY PRIOR r = r - 1 ;

Hello, World!:

Пример для версий Microsoft SQL Server 2005 , Microsoft SQL Server 2008 R2 , Microsoft SQL Server 2012 , MySQL 5 , PostgreSQL 8.4 , PostgreSQL 9.1 , sqlite 3.7.3

select "Hello, World!" ;

Факториал:

Пример для версий Microsoft SQL Server 2005 , Microsoft SQL Server 2008 R2 , Microsoft SQL Server 2012

Используется рекурсивное определение факториала, реализованное через рекурсивный запрос. Каждая строка запроса содержит два числовых поля — n и n!, и каждая следующая строка вычисляется с использованием данных из предыдущей.

Можно вычислить целочисленные факториалы только до 20!. При попытке вычислить 21! возникает ошибка “Arithmetic overflow error”, т.е. происходит переполнение разрядной сетки.

Для вещественных чисел вычисляется факториал 100! (Для этого в примере необходимо заменить bigint на float в 3-ей строке)

Числа Фибоначчи:

Пример для версий Microsoft SQL Server 2005 , Microsoft SQL Server 2008 R2 , Microsoft SQL Server 2012

Используется итеративное определение чисел Фибоначчи, реализованное через рекурсивный запрос. Каждая строка запроса содержит два соседних числа последовательности, и следующая строка вычисляется как (последнее число, сумма чисел) предыдущей строки. Таким образом все числа, кроме первого и последнего, встречаются дважды, поэтому в результат входят только первые числа каждой строки.

Факториал:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

Этот пример демонстрирует использование оператора model , доступного начиная с версии Oracle 10g и позволяющего обработку строк запроса как элементов массива. Каждая строка содержит два поля — номер строки n и его факториал f.

select n || "! = " || f factorial from dual model return all rows dimension by ( 0 d ) measures ( 0 f , 1 n ) rules iterate (17 ) ( f [ iteration_number ] = decode (iteration_number , 0 , 1 , f [ iteration_number - 1 ] * iteration_number ), n [ iteration_number ] = iteration_number );

Числа Фибоначчи:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

Этот пример демонстрирует использование оператора model , доступного начиная с версии Oracle 10g и позволяющего обработку строк запроса как элементов массива. Каждая строка содержит два поля — само число Фибоначчи и конкатенация всех чисел, меньше или равных ему. Итеративная конкатенация чисел в том же запросе, в котором они генерируются, выполняется проще и быстрее, чем агрегация как отдельное действие.

select max (s ) || ", ..." from (select s from dual model return all rows dimension by ( 0 d ) measures ( cast (" " as varchar2 (200 )) s , 0 f ) rules iterate (16 ) ( f [ iteration_number ] = decode (iteration_number , 0 , 1 , 1 , 1 , f [ iteration_number - 1 ] + f [ iteration_number - 2 ]), s [ iteration_number ] = decode (iteration_number , 0 , to_char (f [ iteration_number ]), s [ iteration_number - 1 ] || ", " || to_char (f [ iteration_number ])) ) );

Факториал:

Пример для версий MySQL 5

select concat (cast (t2 . n as char ), "! = " , cast (exp (sum (log (t1 . n ))) as char )) from ( select @ i : = @ i + 1 AS n from TABLE , (select @ i : = 0 ) as sel1 limit 16 ) t1 , ( select @ j : = @ j + 1 AS n from TABLE , (select @ j : = 0 ) as sel1 limit 16 ) t2 where t1 . n <= t2 . n group by t2 . n

Числа Фибоначчи:

Пример для версий MySQL 5

Замените TABLE на любую таблицу, к которой есть доступ, например, mysql.help_topic .

select concat (group_concat (f separator ", " ), ", ..." ) from (select @ f : = @ i + @ j as f , @ i : = @ j , @ j : = @ f from TABLE , (select @ i : = 1 , @ j : = 0 ) sel1 limit 16 ) t

Hello, World!:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

В этом примере используется анонимный блок PL/SQL, который выводит сообщение в стандартный поток вывода с помощью пакета dbms_output .

begin dbms_output . put_line ("Hello, World!" ); end ;

Факториал:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

Этот пример демонстрирует итеративное вычисление факториала средствами PL/SQL.

declare n number : = 0 ; f number : = 1 ; begin while (n <= 16 ) loop dbms_output . put_line (n || "! = " || f ); n : = n + 1 ; f : = f * n ; end loop ; end ;

Числа Фибоначчи:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

Этот пример использует итеративное определение чисел Фибоначчи. Уже вычисленные числа хранятся в структуре данных varray — аналоге массива.

declare type vector is varray (16 ) of number ; fib vector : = vector (); i number ; s varchar2 (100 ); begin fib . extend (16 ); fib (1 ) : = 1 ; fib (2 ) : = 1 ; s : = fib (1 ) || ", " || fib (2 ) || ", " ; for i in 3 .. 16 loop fib (i ) : = fib (i - 1 ) + fib (i - 2 ); s : = s || fib (i ) || ", " ; end loop ; dbms_output . put_line (s || "..." ); end ;

Квадратное уравнение:

Пример для версий Oracle 10g SQL , Oracle 11g SQL

Этот пример тестировался в SQL*Plus, TOAD и PL/SQL Developer.

Чистый SQL позволяет вводить переменные в процессе исполнения запроса в виде заменяемых переменных. Для определения такой переменной ее имя (в данном случае A, B и C) следует использовать с амперсандом & перед ним каждый раз, когда нужно сослаться на эту переменную. Когда запрос выполняется, пользователь получает запрос на ввод значений всех заменяемых переменных, использованных в запросе. После ввода значений каждая ссылка на такую переменную заменяется на ее значение, и полученный запрос выполняется.

Существует несколько способов ввести значения для заменяемых переменных. В данном примере первая ссылка на каждую переменную предваряется не одинарным, а двойным амперсандом && . Таким образом значение для каждой переменной вводится только один раз, а все последующие ссылки на нее будут заменены тем же самым значением (при использовании одиночного амперсанда в SQL*Plus значение для каждой ссылки на одну и ту же переменную приходится вводить отдельно). В PL/SQL Developer ссылки на все переменные должны предваряться одиночным знаком & , иначе будет возникать ошибка ORA-01008 “Not all variables bound”.

Первая строка примера задает символ для десятичного разделителя, который используется при преобразовании чисел-корней в строки.

Сам запрос состоит из четырех разных запросов. Каждый запрос возвращает строку, содержащую результат вычислений, в одном из случаев (A=0, D=0, D>0 и D<0) и ничего — в трех остальных случаях. Результаты всех четырех запросов объединяются, чтобы получить окончательный результат.

alter session set NLS_NUMERIC_CHARACTERS = ". " ; select "Not a quadratic equation." ans from dual where && A = 0 union select "x = " || to_char (-&& B / 2 /& A ) from dual where & A != 0 and & B *& B - 4 *& A *&& C = 0 union select "x1 = " || to_char ((-& B + sqrt (& B *& B - 4 *& A *& C )) / 2 /& A ) || ", x2 = " || to_char (-& B - sqrt (& B *& B - 4 *& A *& C )) / 2 /& A from dual where & A != 0 and & B *& B - 4 *& A *& C > 0 union select "x1 = (" || to_char (-& B / 2 /& A ) || "," || to_char (sqrt (-& B *& B + 4 *& A *& C ) / 2 /& A ) || "), " || "x2 = (" || to_char (-& B / 2 /& A ) || "," || to_char (- sqrt (-& B *& B + 4 *& A *& C ) / 2 /& A ) || ")" from dual where & A != 0 and & B *& B - 4 *& A *& C < 0 ;

Аналитиков CodingDojo, SQL - самый важный и нужный язык запросов среди языков программирования, как бы странно это ни звучало. Рейтинг CodingDojo учитывает статистику востребованности языков программирования на рынке труда.

Ведь СУБД – MySQL, PostgreSQL и Microsoft SQL Server – распространены повсеместно: в крупном и малом бизнесе, в больницах, банках, университетах и так далее. В принципе, SQL не ограничивается только настольными девайсами: СУБД SQLite с успехом заняла свое место на Android-смартфонах и мобильных устройствах Apple. Соответственно, такие приложения, как Skype и Dropbox, постоянно к ней обращаются.

Однако были времена, когда не было смартфонов, а этот язык уже существовал. История SQL – это не годы, но десятилетия. Поверили в него не сразу.

System R и IBM

Первые упоминания об этом языке датируются 1974 годом. SQL создавался в рамках проекта экспериментальной реляционной СУБД System R. Занималась этим проектом компания IBM.

Первоначально язык назывался SEQUEL (Structured English Query Language), но потом слово «English» пропало из этого словосочетания, а аббревиатура приобрела тот вид, к которому мы давно уже привыкли. С одной стороны, SQL был ориентирован на удобную и понятную пользователям формулировку запросов к реляционным БД. С другой стороны, практически с самого начала он был так называемым «полным языком БД». Это означает, что SQL включал:

Средства определения и манипулирования схемой БД;
средства определения ограничений целостности и триггеров;
средства определения представлений БД;
средства определения структур физического уровня, поддерживающих эффективное выполнение запросов;
средства авторизации доступа к отношениям и их полям;
средства определения точек сохранения транзакции и выполнения фиксации и откатов транзакций.

Правда, в нем не были реализованы средства синхронизации доступа к объектам БД со стороны параллельно выполняемых транзакций. Дело в том, что разработчики изначально рассчитывали, что необходимую синхронизацию неявно выполняет СУБД.

Язык реализован в подавляющем большинстве СУБД – как в реляционных, так и нереляционных. Целью разработки было создание простого непроцедурного языка, которым мог воспользоваться любой пользователь, даже не имеющий навыков программирования.

Разработкой языка запросов занимались Дональд Чэмбэрлин (Donald D. Chamberlin) и Рэй Бойс (Ray Boyce).

SEQUEL был не единственным языком подобного назначения. В Калифорнийском Университете Беркли была разработана некоммерческая СУБД Ingres, которая являлась реляционной СУБД, но использовала свой собственный язык QUEL, который, однако, не выдержал конкуренции по количеству поддерживающих его СУБД по сравнению с языком SQL.

В System R была реализована наиболее сложная и полная версия SQL. Чуть меньше функциональности было в SQL/DS и DB2 от той же IBM. Из SQL System R были удалены только те части, которые были недостаточно проработаны (например, точки сохранения) или реализация которых вызывала слишком большие технические трудности (например, ограничения целостности и триггеры).

Коммерческий успех

Поэтому путь к коммерческой реализации SQL, который прошла IBM, называют движением «сверху вниз».

Oracle, Informix и Sybase пошли по другому пути – «снизу вверх»: в первых версиях этих систем, выпущенных на рынок, использовалось существенно ограниченное подмножество SQL System R. А далее они начали постепенно расширяться. Однако в первой коммерческой реализации SQL в СУБД Oracle в операторах выборки не допускалось использование вложенных подзапросов и отсутствовала возможность формулировки запросов с соединениями нескольких отношений.

Распеределение рыночных долей по состоянию на 2011 год

Растущая заинтересованность рынка в скорейшем переходе к реляционным системам управления базами данных позволила разработчикам перечисленных выше компаний добиться коммерческого успеха. Это произошло, скорее, вопреки тому, что СУБД были тогда очень далеки от совершенства. Ну а теперь Oracle, Informix, Sybase и Microsoft SQL Server поддерживают достаточно мощные диалекты SQL.

Стандартизация

Появление многочисленных диалектов SQL и их разрастание должно было привести к проблемам совместимости и прочим противоречиям.

Однако деятельность по стандартизации языка SQL началась очень вовремя – практически одновременно с появлением его первых коммерческих реализаций. В 1982 году комитету по базам данных Американского национального института стандартов (ANSI) было поручено разработать спецификацию стандартного языка реляционных баз данных.

После отклонения ряда неудачных версий стандарта в 1986 году эксперты пришли к единому знаменателю. А в 1987 году стандарт SQL/86 был одобрен Международной организацией по стандартизации (ISO).

За основу стандарта нельзя было брать SQL System R. Во-первых, этот вариант языка был недостаточно проработан технически. Во-вторых, его слишком сложно было бы реализовать. Поэтому за основу был взят диалект языка SQL, сложившийся в IBM к началу 1980-х годов. В сущности, этот диалект представлял собой подмножество SQL System R.

Стандарт SQL1

К 1989 году стандарт SQL/86 был несколько расширен, после чего появился следующий стандарт, получивший название ANSI/ISO SQL/89.

SQL/89 стал первым всемирно принятым стандартом языка SQL. У этого языка имеется масса недостатков: многие важные понятия не определены, много отдано на откуп реализациям. В этом стандарте полностью отсутствуют такие важные разделы, как манипулирование схемой БД и динамический SQL.

Но тем не менее он сыграл свою роль в становлении действительно стандартизованных реляционных систем управления базами данных. Более того, с появлением стандарта SQL/89 стало возможно проектировать, разрабатывать и сопровождать информационные системы, не слишком привязанные к конкретному производителю СУБД. В некотором смысле появление SQL/89 явилось продвижением технологии баз данных в сторону открытых систем.

Возможно, наиболее важными достижениями стандарта SQL/89 являются четкая стандартизация синтаксиса, семантики операторов выборки данных и манипулирования данными, а также фиксация средств ограничения целостности БД.

В стандарте определяются два уровня языка и отдельное средство поддержания целостности. Уровень 2 - это полный язык баз данных SQL, не включающий средство поддержания целостности. Уровень 1 - это специфицированное подмножество уровня 2.

Средство поддержания целостности включает возможности определения:

Средства определения внешних ключей позволяют легко формулировать требования так называемой ссылочной целостности БД. Это распространенное в реляционных БД требование можно было сформулировать и на основе общего механизма ограничений целостности SQL System R, но формулировка на основе понятия внешнего ключа более проста и понятна.

Возможности операции Join в разных стандартах

Стандарт SQL2 и его дополнения

Осознавая неполноту стандарта SQL, специалисты различных компаний начали работу над очередным стандартом, который получил название SQL2. Эта работа также длилась несколько лет, было выпущено множество проектов стандарта, пока наконец в марте 1992 года не был принят окончательный проект стандарта (SQL/92). Этот стандарт существенно полнее стандарта SQL/89 и охватывает практически все аспекты, необходимые для реализации приложений: манипулирование схемой БД, управление транзакциями (появились точки сохранения) и сессиями (сессия – это последовательность транзакций, в пределах которой сохраняются временные отношения), подключения к БД, динамический SQL. Наконец, были стандартизованы отношения-каталоги БД, что вообще-то не связано непосредственно с языком, но очень сильно влияет на реализацию.

В 1995 году стандарт был дополнен спецификацией интерфейса уровня вызова (Call-Level Interface – SQL/CLI). SQL/CLI представляет собой набор спецификаций интерфейсов процедур, вызовы которых позволяют выполнять динамически задаваемые операторы SQL. По сути дела, SQL/CLI представляет собой альтернативу динамическому SQL.

Стандарт SQL/CLI послужил основой для создания повсеместно распространенных сегодня интерфейсов ODBC (Open Database Connectivity) и JDBC (Java Database Connectivity).

В 1996 году к стандарту SQL/92 был добавлен еще один компонент – SQL/PSM (Persistent Stored Modules). Основная цель этой спецификации – стандартизировать способы определения и использования хранимых процедур, то есть специальным образом оформленных программ, включающих операторы SQL, которые сохраняются в базе данных, могут вызываться приложениями и выполняются внутри СУБД.

Oracle является одной из наиболее популярных СУБД. Более того, именно там впервые была реализована совместимость со стандартом SQL/92.

А изначально первой СУБД, поддерживающей язык SQL, стала Oracle V2, разработанная для машин VAX. Это было еще в в 1979 году.

Oracle поддерживает ряд различных платформ, включая Windows, Linux, Max OS X и Sun Solaris.

Процедурное расширение SQL, разработанное Oracle, называется PL/SQL (Procedural Language/Structured Query Language) и основано на синтаксисе языков Ada и Pascal. Третьим ключевым языком, использующийся в СУБД Oracle наравне с SQL и PL/SQL, является Java.

PL/SQL поддерживает программные блоки, а также разнообразные типы данных для хранения чисел, строк и дат, операторы управления потоком вычислений (в том числе условные переходы и циклы) и три типа контейнеров (коллекций) - массивы переменной длины, ассоциативные массивы и вложенные таблицы.

Стандарт SQL3

Первоначально планировалось закончить работу над новым стандартом в 1995 году. Реально работу над новым стандартом удалось частично завершить только в 1999 году, и по этой причине стандарт получил название SQL:1999.

Каждый новый вариант стандарта языка SQL был существенно объемнее предыдущих версий. Так, если стандарт SQL/89 занимал около 600 страниц, то объем SQL/92 составлял на 300 с лишним страниц больше.

Самые первые проекты SQL3 занимали около 1500 страниц.

Однако разработчики SQL3 пришли к выводу, что при таких объемах стандарта вероятность его принятия и последующей успешной поддержки заметно уменьшается. Поэтому они решили разбить стандарт на относительно независимые части, которые можно было бы разрабатывать и поддерживать по отдельности.

В 1999 году были приняты пять частей стандарта SQL:1999.

Первая часть (SQL/Framework) посвящена описанию концептуальной структуры стандарта. В этой части приводится развернутая аннотация следующих четырех частей и формулируются требования к реализациям, претендующим на соответствие стандарту.

Вторая часть SQL:1999 (SQL/Foundation) образует базис стандарта. Вводится система типов языка, формулируются правила определения функциональных зависимостей и возможных ключей, определяются синтаксис и семантика основных операторов SQL:

Операторов определения и манипулирования схемой базы данных;
операторов манипулирования данными;
операторов управления транзакциями;
операторов управления подключениями к базе данных и т. д.

Третью часть занимает уточненная по сравнению с SQL/92 спецификация SQL/CLI. В четвертой части специфицируется SQL/PSM – синтаксис и семантика языка определения хранимых процедур. Наконец, в пятой части – SQL/Bindings – определяются правила связывания SQL для стандартных версий языков программирования.

В стандарт SQL:1999 должны были войти еще несколько частей. Среди них спецификации следующих средств:

Управление распределенными транзакциями (SQL/Transaction);
поддержка темпоральных свойств данных (SQL/Temporal);
управление внешними данными (SQL/MED);
связывание с объектно-ориентированными языками программирования (SQL/OLB);
поддержка оперативной аналитической обработки (SQL/OLAP).

SQL в XXI веке

В конце 2003 года был принят и опубликован новый вариант международного стандарта SQL:2003. Многие специалисты считали, что в варианте стандарта, следующем за SQL:1999, будут всего лишь исправлены неточности SQL:1999. Но на самом деле, в SQL:2003 специфицирован ряд новых и важных свойств, с небольшими модификациями, внесёнными позже в 2008 году.

Наиболее серьезные изменения языка SQL, специфицированные в части 2 стандарта SQL:2003, касаются следующих аспектов:

Типы данных;
подпрограммы, вызываемые из SQL;
расширенные возможности оператора CREATE TABLE;
новый объект схемы – генератор последовательностей;
новые виды столбцов – идентифицирующие столбцы (identity column) и генерируемые столбцы (generated column);
новый оператор MERGE;

Претерпела некоторые изменения общая организация стандарта. Стандарт SQL:2003 состоит из следующих частей:

9075-1, SQL/Framework;
9075-2, SQL/Foundation;
9075-3, SQL/CLI;
9075-4, SQL/PSM;
9075-9, SQL/MED;
9075-10, SQL/OLB;
9075-11, SQL/Schemata;
9075-13, SQL/JRT;
9075-14, SQL/XML.

Части 1-4 и 9-10 с необходимыми изменениями остались такими же, как и в SQL:1999. Часть 5 (SQL/Bindings) перестала существовать; соответствующие спецификации включены в часть 2.

Раздел части 2 SQL:1999, посвященный информационной схеме, выделен в отдельную часть 11. Появились две новые части – 13 и 14.

Часть 13 полностью называется «SQL Routines and Types Using the Java Programming Language» («Использование подпрограмм и типов SQL в языке программирования Java»). Появление такой части стандарта оправдано повышенным вниманием к языку Java со стороны ведущих производителей SQL-ориентированных СУБД.

Наконец, последняя часть SQL:2003 посвящена спецификациям языковых средств, позволяющих работать с XML-документами в среде SQL.

Несмотря на старания разработчиков, процесс стандартизации явно не поспевает за происходящими изменениями.

Основные моменты в истории SQL

Тем не менее, можно сказать, что базовый набор операторов SQL, включающий операторы определения схемы БД, выборки и манипулирования данными, авторизации доступа к данным, поддержки встраивания SQL в языки программирования и операторы динамического SQL, в коммерческих реализациях устоялся и более или менее соответствует стандарту.

P.S. SQL нельзя в полной мере отнести к традиционным языкам программирования, он не содержит традиционные операторы, управляющие ходом выполнения программы, операторы описания типов и многое другое, он содержит только набор стандартных операторов доступа к данным, хранящимся в базе данных. Однако эти «недостатки» ему прощают, учитывая его место в истории ИТ.

Язык структурированных запросов Structure Query Language (SQL) был создан в результате разработки реляционной модели данных и в настоящее время является фактическим стандартом языка реляционных СУБД. Язык SQL сегодня поддерживается огромным количеством СУБД различных типов.

Название языка SQL произносится обычно по буквам «эс-кью-эль». Иногда используют мнемоническое имя «See-Quel».

Язык SQL предоставляет пользователю (при минимальных усилиях с его стороны) следующие возможности:

Создавать базы данных и таблицы с полным описанием их структуры

Выполнять основные операции манипулирования данными: вставка, изменение, удаление данных

Выполнять как простые, так и сложные запросы.

Язык SQL является реляционно полным.

Структура и синтаксис его команд достаточно просты, а сам язык является универсальным, т. е. синтаксис и структура его команд не меняется при переходе от одной СУБД к другой.

Язык SQL имеет два основных компонента:

Язык DDL (Data Definition Language) для определения структур базы данных и управления доступом к данным

Язык DML (Data Manipulation Language), предназначенный для выборки и обновления данных.

Язык SQL является непроцедурным, т. е. при его использовании необходимо указывать то, какая информация должна быть получена, а не то, как ее можно получить. Команды языка SQL представляют собой обычные слова английского языка (SELECT, INSERT и др.). Рассмотрим вначале операторы SQL DML:

SELECT - выборка данных из базы

INSERT - вставка данных в таблицу

UPDATE - обновление данных в таблице

DELETE - удаление данных из таблицы

Оператор SELECT

Оператор выборки SELECT выполняет действия, эквивалентные следующим операциям реляционной алгебры: выборка, проекция и соединение.

Простейший SQL-запрос с его использованием выглядит следующим образом:

SELECT col_name FROM tbl

После ключевого слова select следует список столбцов, разделенных запятыми, данные которых будут возвращены в результате запроса. Ключевое слово from, указывает, из какой таблицы (или представления) извлекаются данные.

Результатом запроса select всегда является таблица, которая называется результирующей таблицей. Более того, результаты запроса, выполненного при помощи оператора select, могут быть использованы для создания новой таблицы. Если результаты двух запросов к разным таблицам имеют одинаковый формат, их можно объединить в одну таблицу. Также таблица, полученная в результате запроса, может стать предметом дальнейших запросов.

Для выборки всех столбцов и всех строк таблицы достаточно сделать запрос SELECT * FROM tbl;

Рассмотрим таблицу Product, содержащую сведения о цене на различные виды продукции:

Результатом запроса

SELECT * FROM Product;

будет вся таблица Product.

Выбрать конкретные столбцы таблицы можно с помощью запроса

SELECT col1, col2, … , coln FROM tbl;

Так, результатом запроса

SELECT Type, Price FROM Product;

будет таблица

К списку столбцов в операторе select прибегают и в том случае, если необходимо изменить порядок следования столбов в результирующей таблице:

Для того чтобы выбрать лишь те строки таблицы, которые удовлетворяют некоторым ограничениям, используется специальное ключевое слово where, после которого следует логическое условие. Если запись удовлетворяет такому условию, она попадает в результат. В противном случае такая запись отбрасывается.

Например, выбор тех товаров из таблицы Product, цена которых удовлетворяет условию Price <3200, можно осуществить, используя запрос

SELECT * FROM Product where Price <3200;

Его результат:

Условие может быть составным и объединяться при помощи логических операторов NOT , AND, OR, XOR, например: where id_ Price>500 AND Price<3500. Допускается также использование выражений в условии: where Price>(1+1) и строковых констант: where name= "автовесы".

Применение конструкции BETWEEN var1 AND var2 позволяет проверить, попадают ли значения какого-либо выражения в интервал от var1 до var2 (включая эти значения):

SELECT * FROM Product where Price BETWEEN 3000 AND 3500;

По аналогии с оператором NOT BETWEEN существует оператор NOT IN.

Имена столбцов, указанные в предложении SELECT, можно переименовать. Для этого используется ключевое слово AS, которое, впрочем, можно опустить, т. к. неявно подразумевается. Например, запрос

SELECT Type AS model, Type_id AS num FROM Product where Type_id =3

вернет (имена псевдонимов следует записывать без кавычек):

Оператор LIKE предназначен для сравнения строки с образцом:

SELECT * FROM tbl where col_name LIKE "abc"

Этот запрос возвращает лишь те записи, которые содержат в столбце col_name строковое значение abc.

В образце разрешается использовать два трафаретных символа: "_" и "%". Первый из них заменяет в шаблоне один произвольный символ, а второй - последовательность произвольных символов. Так, "abc%" соответствует любой строке, начинающейся на abc, "abc_" - строке из 4-х символов, начинающейся на abc, "%z" - произвольной строке, заканчивающейся на z, и, наконец, "%z%" - последовательности символов, содержащих z.

Найти все записи таблицы Product, в которых значение Type начинается с буквы "a" можно так:

SELECT * FROM Product where Type LIKE "а%";

	автовесы

Если искомая строка содержит трафаретный символ, то следует задать управляющий символ в предложении ESCAPE. Этот управляющий символ должен использоваться в образце перед трафаретным символом, сообщая о том, что последний следует трактовать как обычный символ. Например, если в некотором поле следует отыскать все значения, содержащие символ "_", то шаблон "%_%" приведет к тому, что будут возвращены все записи из таблицы. В данном случае шаблон следует записать следующим образом:

"%|_%" ESCAPE "|"

Для проверки значения на соответствие строке "20%" можно воспользоваться таким оператором:

LIKE "20#%" ESCAPE "#"

Оператор IS NULL позволяет проверить отсутствие (наличие) NULL-значения в полях таблицы. Использование в этих случаях обычных операторов сравнения может привести к неверным результатам, так как сравнение со значением NULL дает результат UNKNOWN (неизвестно). Таким образом, условие отбора должно выглядеть так:

where col_name IS NULL, вместо where col_name=NULL.

Результат выборки по умолчанию возвращает записи, расположенные в том же порядке, в котором они хранятся в базе данных. Если требуется отсортировать записи по одному из столбцов, необходимо применить конструкцию ORDER BY, после которой указывается имя этого столбца:

SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name;

В результате этого запроса записи будут возвращены в порядке возрастания значения атрибута col_name.

Сортировку записей можно производить и по нескольким столбцам. Для этого их названия надо указать после ORDER BY через запятую:

SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name1, col_name2.

Записи будут отсортированы по полю col_name1; если встречается несколько записей с совпадающим значением в колонке col_name1, то они будут отсортированы по полю col_name2.

Если требуется отсортировать записи в обратном порядке (например, по убыванию даты), требуется указать ORDER BY col_name DESC.

Для прямой сортировки существует ключевое слово ASC, которое принято в качестве значения по умолчанию.

Если результат выборки содержит сотни и тысячи записей, их вывод и обработка занимают значительное время.

Поэтому информацию часто разбивают на страницы и предоставляют ее пользователю порциями. Постраничная навигация используется при помощи ключевого слова limit, за которым следует число выводимых записей. В следующем запросе извлекаются первые 10 записей, при этом одновременно осуществляется обратная сортировка по полю col_name1:

SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name1 DESC LIMIT 10

Для того чтобы извлечь следующие 10 записей, используется ключевое слово limit с двумя значениями: первое указывает позицию, начиная с которой необходимо вывести результат, а вторая -- количество извлекаемых записей:

SELECT * FROM tbl ORDER BY col_name1 DESC LIMIT 10,10

Для извлечения следующих 10 записей необходимо использовать конструкцию LIMIT 20, 10.

На сегодняшний день курсы SQL "для чайников" становятся все более популярными. Это можно очень просто объяснить, ведь в современном мире все чаще можно встретить так называемые "динамичные" веб-сервисы. Они отличаются достаточно гибкой оболочкой и основываются на Все начинающие программисты, которые решили посвятить сайтов, прежде всего записываются на курсы SQL "для чайников".

Зачем изучать данный язык?

Прежде всего SQL учат с целью дальнейшего создания самых разнообразных приложений для одного из самых популярных на сегодняшний день движков блогов - WordPress. После прохождения нескольких простых уроков вы уже сможете создавать запросы любой сложности, что только подтверждает простоту этого языка.

Что такое SQL?

Или язык структурированных запросов, был создан с одной-единственной целью: определять предоставлять к ним доступ и обрабатывать их за достаточно короткие промежутки времени. Если вы знаете SQL-значение, тогда вам будет понятно, что этот сервер относят к так называемым "непроцедурным" языкам. То есть в его возможности входит всего лишь описание каких-либо компонентов или результатов, которые вы хотите увидеть в будущем на сайте. Но при не указывает на то, какие точно результаты собирается получить. Каждый новый запрос в этом языке является как бы дополнительной "надстройкой". Именно в таком порядке, в каком они введены в базе данных, запросы и будут исполняться.

Какие процедуры можно совершать с помощью этого языка?

Несмотря на свою простоту, база данных SQL позволяет создать достаточно много самых разнообразных запросов. Так что же вы сможете делать, если выучите этот важный в программировании язык?

• создавать самые разнообразные таблицы;
• получать, хранить и изменять полученные данные;
• изменять структуры таблиц на свое усмотрение;
• объединять полученную информацию в единые блоки;
• вычислять полученные данные;
• обеспечивать полную защиту информации.

Какие команды являются самыми популярными в данном языке?

Если вы решили посетить курсы SQL "для чайников", тогда вы получите подробную информацию о командах, которые используются в создании запросов с его помощью. Самыми распространенными на сегодняшний день являются такие:

1. DDL - является командой, которая определяет данные. Она используется для того, чтобы создавать, изменять и удалять самые разнообразные объекты в базе.
2. DCL - является командой, которая управляет данными. Ее используют для предоставления доступа разным пользователям к информации в базе, а также чтобы использовать таблицы или представления.
3. TCL - команда, которая управляет разнообразного рода транзакциями. Ее главной целью является определение хода транзакции.
4. DML - манипулирует полученными данными. В ее задачу входит позволение пользователю перемещать различную информацию из базы данных или вносить туда ее.

Типы привилегий, которые существуют в этом сервере

Под привилегиями подразумеваются те действия, которые может выполнить тот или иной пользователь в соответствии со своим статусом. Самой минимальной, безусловно, является обычный вход в систему. Конечно же, со временем привилегии могут меняться. Старые будут удаляться, а новые добавляться. На сегодняшний день, все те, кто проходит курсы SQL Server "для чайников", знают, что существует несколько типов разрешенных действий:

1. Объектный тип - пользователю разрешается выполнять какую-либо команду только по отношению к определенному объекту, который находится в базе данных. При этом для разных объектов привилегии отличаются. Они также привязываются не только к тому или иному пользователю, но и к таблицам. Если кто-либо, пользуясь своими возможностями, создал таблицу, то он считается ее владельцем. Поэтому в его праве назначать новые привилегии для других пользователей, связанные с информацией в ней.
2. Системный тип - это так называемые авторские права на данные. Пользователи, которые получили такие привилегии, могут создавать различные объекты в базе.

История создания SQL

Этот язык был создан исследовательской лабораторией IBM в 1970 году. В то время название его было несколько иным (SEQUEL), но через несколько лет использования его поменяли, немного сократив. Несмотря на это, даже сегодня многие известные мировые специалисты в области программирования все еще произносят название по старинке. Создана была SQL с одной-единственной целью - изобрести язык, который был бы настолько простым, что его могли бы без особых проблем выучить даже простые пользователи Интернета. Интересен тот факт, что на то время SQL был не единственным подобным языком. В Калифорнии еще одна группа специалистов разработала похожий Ingres, но он так и не стал широко распространенным. До 1980 года существовало несколько вариаций SQL, которые лишь в некоторой мере отличались друг от друга. Чтобы предотвратить замешательства, в 1983-м был создан стандартный его вариант, который популярен и сегодня. Курсы SQL "для чайников" позволяют узнать намного больше о сервисе и полностью изучить его за несколько недель.

SQL – это структурированный язык запросов. SQL не существует без баз данных — на нем нельзя писать программы, и в этом смысле он не является языком программирования, таким как РНР, но когда приходится иметь дело с конкретной СУБД, то без знания SQL уже не обойтись. На нем можно писать простенькие запросы, а можно выполнять большие транзакции, состоящие из нескольких сложных запросов. SQL-запрос — это своего рода команда к базе данных. Такая команда может затребовать вернуть информацию, попадающую под конкретные критерии, или дать указание удалить какие-либо записи и т.п. SQL-команда — это простая строка, например:

SELECT * FROM Staff WHERE department

SQL-запросы обычно близки к простому выражению на английском языке. Приведенная выше команда может быть переведена на русский язык следующим образом

ВЫБРАТЬ ВСЕ из Staff ГДЕ clwjiertme"

Вполне понятная команда, жаль только записывается она исключительно на английском. В результате выполнения такого запроса СУБД вернет все записи из таблицы Staff, в которых поле depart* Mit_id равно трем. В нашем примере дан­ный запрос фактически выбирает только программистов из всей базы сотрудников.

Если вы раньше не работали с СУБД, то у вас может возникнуть резонный во­прос: где и как можно выполнить данный запрос? Существует три способа выпол­нения SQL-запросов.

1. Интерактивная среда взаимодействия с СУБД. Для большинства серверов СУБД существуют программы-клиенты (встроенные или поставляемые третьими лицами), в рабочей среде которых можно писать SQL-запросы, вы­полнять их и получать результат. Обычно такие средства используются ад­министраторами баз данных и к РНР-программированию прямого отноше­ния не имеют. Примером клиентской программы для работы с MySQL может послужить программа MySQL Administrator (http: /www.mysgl.coin/ product-s/administratoT/) или очень популярная РНР-система phpMyAdmin (http: / /www. phpmyadi’ln. r»et/itumm jiage/index. php). Для начала работы будет достаточно уже установленного дистрибутива, который имеет консоль­ный интерфейс. В Linux необходимо из командной строки набрать команду mysql, чтобы открылось окно с приглашением для ввода SQL-запросов, а в Windows для запуска того же интерфейса нужно запустить файл mysql. ехе из каталога bin.

2. Статические SQL-запросы. Обычно такие запросы прописываются внутри хранимых процедур в самих базах данных или жестко прошиваются в самих приложениях. Статический SQL-запрос определен заранее и меняется только в том случае, если вручную переписывается код программы или хранимой процедуры. Из РНР такой SQL-запрос выполняется с помощью специальных функций, которые будут рассмотрены далее.

3. Динамические SQL-запросы. К данному виду относятся такие запросы, i рые при написании приложения не могут быть определены полностью. i» пример, при написании программы для получения списка сотруднике» mt разным подразделениям предприятия программисту не известно, ci"> о в компании будет подразделений и какие сотрудники будут в них входи i„. Конечно, эти данные можно прописать в программе жестко, но при перво же изменении в структуре компании программу можно будет выбросить ил, потребуется переписать. Динамические запросы позволяют создавать поо-граммы, гибкие к изменениям данных. В РНР такие запросы выполняются практически теми же функциями, что и статические, только в них г’»’щег’^в’> ет возможность передавать некоторые параметры.

В качестве резюме к описанным выше трем пунктам можно сказать, что SQL-запросы выполняются из специальных администраторских программ либо различ­ными способами из РНР-скриптов.

Так как СУБД решает множество задач, SQL тоже вынужден быть многоф циональным языком. Существует несколько типов операций, которые можно < \ ществлять с помощью SQL.

1. Определение структуры базы данных. К этому типу относятся запросы, с помощью которых создаются и модифицируются таблицы и индексы. Обыч­но это команды CRE; "Е ТА’ LE, ALI’R ТА’ LE, ‘ ” ’.ТЕ INDEX И др.

2. Манипуляция данными. К этому типу относятся запросы на вставку (дв1*и> ление), удаление или изменение данных в таблицах. Это три основные ко­манды: INSERT. DELETE И UPDATE.

3. Выборка данных Сюда входит только одна команда SELECT. Она не вносит изменения в сами данные, но позволяет получать их из базы. Несмотря на то что для выборки данных используется только одна команда, она имеет очень большие возможности и используется в приложениях очень часто.

4. Управление сервером СУБД. К этому типу в основном относятся запросы для управления пользователями и их правами доступа (например, команда GRANT).

Хорошее знание SQL очень облегчает труд программиста при работе с БД. При­ложения могут быть небольшими, но иметь большой функционал только за счет того, что много задач на себя возьмет SQL.

Как и в любой другой сфере IT, в SQL существуют стандарты — это ANSI SQL. Аббревиатура ANSI расшифровывается как Amrican National Standards Institute (Американский национальный институт стандартов). Однако не в последнюю оче­редь из-за различия в функционале самих СУБД реализации SQL для различных

СУБД все же отличаются друг от друга. На данный момент практически каждая СУБД имеет свой диалект, который обычно не сильно отличается от общего стан­дарта, но имеет свои особенности. Например, с Oracle и PostgreSQL совместим язык PL/SQL, а для работы с MS SQL Server используется T-SQL.

Для последующей работы с базами данных мы рекомендуем сразу изучать тот стандарт, с которым вы планируете работать в дальнейшем. Для большинства Web-разработчиков на данный момент с головой хватает функциональных возможно­стей СУБД MySQL (к тому же она может использоваться бесплатно), поэтому в дан­ной книге все примеры с MySQL будут приводиться, соответственно, на диалекте этой СУБД. Документация по языку запросов для MySQL можно найти на сайте www.mysql.com.