Структура языка SQL

Основные данные о работе

Версия шаблона	2.1
Филиал	Балаковский
Вид работы	Курсовая работа
Название дисциплины	Базы данных
Тема	Структура языка SQL
Фамилия студента	Гуськов
Имя студента	Алексей
Отчество студента	Александрович
№ контракта	14700120601143

 

 

Содержание

 

Введение 3

Основная часть 5

1 Типы данных SQL 5

2 Понятие базы данных и СУБД 25

Заключение 34

Глоссарий 35

Список использованных источников 37

Список сокращений 38

Приложения 39

.

 

Введение

Язык SQL является первым и пока единственным стандартным языком работы с базами данных, который получил достаточно широкое распространение. Есть еще один стандартный язык работы с базами данных, NDL (Network Database Language), который построен на использовании сетевой модели CODASYL, но он применяется лишь в немногих разработках. Практически все крупнейшие разработчики СУБД в настоящее время создают свои продукты с использованием языка SQL либо интерфейса SQL, и большинство таких компаний участвуют в работе, по меньшей мере, одной организации, которая занимается разработкой стандартов этого языка. В SQL сделаны огромные инвестиции как со стороны разработчиков, так и со стороны пользователей. Он стал частью архитектуры приложений (например, такой как System Application Architecture (SAA) корпорации IBM), а также является стратегическим выбором многих крупных и влиятельных организаций (например, консорциума Х/Open, занятого разработкой стандартов для среды UNIX), Язык SQL также принят в качестве федерального стандарта обработки информации (Federal Information Processing Standard -- FIPS), который должен соблюдаться в СУБД для получения разрешения продавать ее на территории США. Консорциум разработчиков SQL Access Group прилагает усилия по созданию расширений языка SQL, которые позволят обеспечить взаимодействие разнородных систем.

Язык SQL используется в других стандартах и даже оказывает влияние на разработку многих стандартов как инструмент их определения. В качестве примера можно привести стандарты ISO "Information Resource Dictionary System" (IRDS) и "Remote Data Access" (RDA). Разработка языка вызвала определенную заинтересованность научных кругов, выразившуюся как в выработке необходимых теоретических основ, так и в подготовке успешно реализованных технических решений. Это особенно справедливо в отношении оптимизации запросов, методов распределения данных и реализации средств защиты. Начали появляться специализированные реализации языка SQL, предназначенные для новых рынков, такие как OnLine Analytical Processing (OLAP).

Осознавая неполноту стандарта SQL-89, на фоне завершения разработки этого стандарта специалисты различных фирм начали работу над стандартом SQL2. Эта работа также длилась много лет, было выпущено несколько проектов стандарта, пока, наконец, в марте 1992 г. не был выработан окончательный проект стандарта (после чего стандарт и соответствующий язык стали называть SQL-92). Этот стандарт существенно более полный и охватывает практически все необходимые для реализации аспекты: манипулирование схемой БД, управление транзакциями и сессиями (сессия - это последовательность транзакций, в пределах которой сохраняются временные отношения), подключение к БД, динамический SQL. Наконец стандартизованы отношения-каталоги БД, что вообще-то не связано с языком непосредственно, но очень сильно влияет на реализацию. Заметим, что в стандарте представлены три уровня языка - базовый, промежуточный и полный. В течение нескольких лет после принятия стандарта производители СУБД, утверждавшие совместимость своих продуктов со стандартом, на самом деле в лучшем случае поддерживали промежуточный уровень языка SQL-92 (естественно, с собственными расширениями). Только в последних выпусках СУБД ведущих производителей обеспечивается совместимость с полным вариантом языка. Наконец, одновременно с завершением работ по определению стандарта SQL-92 была начата разработка стандарта SQL3. Общей точкой зрения ведущих производителей СУБД является то, что будущие продукты, обладая более развитыми возможностями, должны быть совместимы с предыдущими выпусками. Хотя многие разработчики и пользователи реляционных СУБД осознают наличие многих неустранимых недостатков языка SQL, от него теперь уже невозможно отказаться (как невозможно отказаться от использования языка Си в процедурном программировании). Следовательно, нужен новый стандарт языка, обеспечивающий такие очевидно необходимые возможности как определяемые пользователями типы данных, более развитые средства определения таблиц, наличие полного механизма триггеров и т.д. Нужен именно стандарт, а не наличие развитых частных версий языка, поскольку это выгодно и производителям и пользователям СУБД.

 

Основная часть

1 Типы данных SQL

 

Основу языка SQL составляют операторы, условно разбитые не несколько групп по выполняемым функциям.

Можно выделить следующие группы операторов (перечислены не все операторы SQL):

Операторы DDL (Data Definition Language) - операторы определения объектов базы данных

CREATE SCHEMA - создать схему базы данных

DROP SHEMA - удалить схему базы данных

CREATE TABLE - создать таблицу

ALTER TABLE - изменить таблицу

DROP TABLE - удалить таблицу

CREATE DOMAIN - создать домен

ALTER DOMAIN - изменить домен

DROP DOMAIN - удалить домен

CREATE COLLATION - создать последовательность

DROP COLLATION - удалить последовательность

CREATE VIEW - создать представление

DROP VIEW - удалить представление

Операторы DML (Data Manipulation Language) - операторы манипулирования данными

SELECT - отобрать строки из таблиц

INSERT - добавить строки в таблицу

UPDATE - изменить строки в таблице

DELETE - удалить строки в таблице

COMMIT - зафиксировать внесенные изменения

ROLLBACK - откатить внесенные изменения

Операторы защиты и управления данными

CREATE ASSERTION - создать ограничение

DROP ASSERTION - удалить ограничение

GRANT - предоставить привилегии пользователю или приложению на манипулирование объектами

REVOKE - отменить привилегии пользователя или приложения

Кроме того, есть группы операторов установки параметров сеанса, получения информации о базе данных, операторы статического SQL, операторы динамического SQL.

Наиболее важными для пользователя являются операторы манипулирования данными (DML).

Примеры использования операторов манипулирования данными

INSERT - вставка строк в таблицу

Пример 1. Вставка одной строки в таблицу:

INSERT INTO

P (PNUM, PNAME)

VALUES (4, "Иванов");

Оператор SELECT является фактически самым важным для пользователя и самым сложным оператором SQL. Он предназначен для выборки данных из таблиц, т.е. он, собственно, и реализует одно их основных назначение базы данных - предоставлять информацию пользователю.

Оператор SELECT всегда выполняется над некоторыми таблицами, входящими в базу данных.

На самом деле в базах данных могут быть не только постоянно хранимые таблицы, а также временные таблицы и так называемые представления. Представления - это просто хранящиеся в базе данные SELECT-выражения. С точки зрения пользователей представления - это таблица, которая не хранится постоянно в базе данных, а "возникает" в момент обращения к ней. С точки зрения оператора SELECT и постоянно хранимые таблицы, и временные таблицы и представления выглядят совершенно одинаково. Конечно, при реальном выполнении оператора SELECT системой учитываются различия между хранимыми таблицами и представлениями, но эти различия скрыты от пользователя.

Результатом выполнения оператора SELECT всегда является таблица. Таким образом, по результатам действий оператор SELECT похож на операторы реляционной алгебры. Любой оператор реляционной алгебры может быть выражен подходящим образом сформулированным оператором SELECT. Сложность оператора SELECT определяется тем, что он содержит в себе все возможности реляционной алгебры, а также дополнительные возможности, которых в реляционной алгебре нет.

Отбор данных из одной таблицы

Пример. Выбрать все данные из таблицы поставщиков (ключевые слова SELECT… FROM…):

SELECT *

FROM P;

Иногда приходится выполнять запросы, в которых таблица соединяется сама с собой, или одна таблица соединяется дважды с другой таблицей. При этом используются имена корреляции (алиасы, псевдонимы), которые позволяют различать соединяемые копии таблиц. Имена корреляции вводятся в разделе FROM и идут через пробел после имени таблицы. Имена корреляции должны использоваться в качестве префикса перед именем столбца и отделяются от имени столбца точкой. Если в запросе указываются одни и те же поля из разных экземпляров одной таблицы, они должны быть переименованы для устранения неоднозначности в именованиях колонок результатирующей таблицы. Определение имени корреляции действует только во время выполнения запроса.

Пример. Отобрать все пары поставщиков таким образом, чтобы первый поставщик в паре имел статус, больший статуса второго поставщика:

SELECT

P1.PNAME AS PNAME1,

P1.PSTATUS AS PSTATUS1,

P2.PNAME AS PNAME2,

P2.PSTATUS AS PSTATUS2

FROM

P P1, P P2

WHERE P1.PSTATUS1 > P2.PSTATUS2;

Опишем синтаксис оператора выборки данных (оператора SELECT) более точно. При описании синтаксиса операторов обычно используются условные обозначения, известные как стандартные формы Бэкуса-Наура (BNF).

В BNF обозначениях используются следующие элементы:

Символ "::=" означает равенство по определению. Слева от знака стоит определяемое понятие, справа - собственно определение понятия.

Ключевые слова записываются прописными буквами. Они зарезервированы и составляют часть оператора.

Метки-заполнители конкретных значений элементов и переменных записываются курсивом.

Необязательные элементы оператора заключены в квадратные скобки.

Вертикальная черта | указывает на то, что все предшествующие ей элементы списка являются необязательными и могут быть заменены любым другим элементом списка после этой черты.

Фигурные скобки {} указывают на то, что все находящееся внутри них является единым целым.

Троеточие "…" означает, что предшествующая часть оператора может быть повторена любое количество раз.

Многоточие, внутри которого находится запятая ".,.." указывает, что предшествующая часть оператора, состоящая из нескольких элементов, разделенных запятыми, может иметь произвольное число повторений. Запятую нельзя ставить после последнего элемента. Замечание: данное соглашение не входит в стандарт BNF, но позволяет более точно описать синтаксис операторов SQL.

Круглые скобки являются элементом оператора.

Синтаксис оператора выборки

В довольно сильно упрощенном виде оператор выборки данных имеет следующий синтаксис (для некоторых элементов мы дадим не BNF-определения, а словесное описание):

Оператор выборки ::=

Табличное выражение

[ORDER BY

{{Имя столбца-результата [ASC | DESC]} | {Положительное целое [ASC | DESC]}}.,..];

Табличное выражение ::=

Select-выражение

[

{UNION | INTERSECT | EXCEPT} [ALL]

{Select-выражение | TABLE Имя таблицы | Конструктор значений таблицы}

]

Select-выражение ::=

SELECT [ALL | DISTINCT]

{{{Скалярное выражение | Функция агрегирования | Select-выражение} [AS Имя столбца]}.,..}

| {{Имя таблицы|Имя корреляции}.*}

| *

FROM {

{Имя таблицы [AS] [Имя корреляции] [(Имя столбца.,..)]}

| {Select-выражение [AS] Имя корреляции [(Имя столбца.,..)]}

| Соединенная таблица }.,..

[WHERE Условное выражение]

[GROUP BY {[{Имя таблицы|Имя корреляции}.]Имя столбца}.,..]

[HAVING Условное выражение]

Select-выражение в разделе SELECT, используемое в качестве значения для отбираемого столбца, должно возвращать таблицу, состоящую из одной строки и одного столбца, т.е. скалярное выражение. Условное выражение в разделе WHERE должно вычисляться для каждой строки, являющейся кандидатом в результатирующее множество строк. В этом условном выражении можно использовать подзапросы. Синтаксис условных выражений, допустимых в разделе WHERE рассматривается ниже.

Раздел HAVING содержит условное выражение, вычисляемое для каждой группы, определяемой списком группировки в разделе GROUP BY. Это условное выражение может содержать функции агрегирования, вычисляемые для каждой группы. Условное выражение, сформулированное в разделе WHERE, может быть перенесено в раздел HAVING. Перенос условий из раздела HAVING в раздел WHERE невозможен, если условное выражение содержит агрегатные функции. Перенос условий из раздела WHERE в раздел HAVING является плохим стилем программирования - эти разделы предназначены для различных по смыслу условий (условия для строк и условия для групп строк). Если в разделе SELECT присутствуют агрегатные функции, то они вычисляются по-разному в зависимости от наличия раздела GROUP BY. Если раздел GROUP BY отсутствует, то результат запроса возвращает не более одной строки. Агрегатные функции вычисляются по всем строкам, удовлетворяющим условному выражению в разделе WHERE. Если раздел GROUP BY присутствует, то агрегатные функции вычисляются по отдельности для каждой группы, определенной в разделе GROUP BY.

Скалярное выражение - в качестве скалярных выражений в разделе SELECT могут выступать либо имена столбцов таблиц, входящих в раздел FROM, либо простые функции, возвращающие скалярные значения.

Функция агрегирования ::=

COUNT (*) |

{

{COUNT | MAX | MIN | SUM | AVG} ([ALL | DISTINCT] Скалярное выражение)

}

Конструктор значений таблицы ::=

VALUES Конструктор значений строки.,..

Конструктор значений строки ::=

Элемент конструктора | (Элемент конструктора.,..) | Select-выражение

Замечание. Select-выражение, используемое в конструкторе значений строки, обязано возвращать ровно одну строку.