Программы клиенты
Протокол TFTP
TFTP - тоже протокол FTP, но поверх протокола UDP (т.е. протокол без гарантированной доставки). Может использоваться в локальной сети, где скорость передачи важнее. На практике используется редко.
FTP - программа запускается с командной строки.
Windows Comander - может работать как FTP-клиент. Позволяет работать с удаленными каталогами также как с локальными.
NetVampire - Специализированный FTP-клиент, который позволяет качать большие файлы и качать по плохим каналам.
SQL (Structured Query Language) - это структурированный язык запросов к реляционным базам данных. На этом языке можно формулировать выражения (запросы), которые извлекают требуемые данные, модифицируют их, создают таблицы и изменяют их структуры, определяют права доступа к данным и многое другое.
Запросы выполняются системой управления базой данных (СУБД). Если вы не являетесь специалистом по разработке и администрированию баз данных, то вполне можете быть их пользователем, который просматривает или/и изменяет данные в уже имеющихся таблицах. Во многих случаях эти и другие операции с базой данных выполняются с помощью специальных приложений, предоставляющих пользователю удобный интерфейс. Обычно приложения пишутся на специальных языках программирования (С, Pascal, Visual Basic и т. п.) и чаще всего создаются с помощью интегрированных сред разработки, например, Delphi, C++ Builder и др. Однако доступ к базе данных можно получить и без них - с помощью только SQL. Следует заметить также, что и специализированные приложения обычно используют SQL-фрагменты кода при обращениях к базе данных.
Таким образом, SQL - широко распространенный стандартный язык работы с реляционными базами данных. Синтаксис этого языка достаточно прост, чтобы его могли использовать рядовые пользователи, а не только программисты. В настоящее время обычный пользователь компьютера должен владеть, по крайней мере, текстовым редактором (например, Microsoft Word) и электронными таблицами (например, Microsoft Excel). Неплохо, если он также умеет пользоваться базами данных. Различных СУБД существует много, а универсальное средство работы с базами данных одно - SQL. Знание SQL, хотя бы его основ, и умение его применять для поиска и анализа данных является фундаментальной частью компьютерной грамотности даже рядовых пользователей.
Первые разработки систем управления реляционными базами данных (реляционных СУБД) были выполнены в компании IBM в начале 1970-х годов. Тогда же был создан язык данных, предназначенный для работы в этих системах. Экспериментальная версия этого языка называлась SEQUEL - от англ. Structured English QUEry Language (структурированный английский язык запросов). Однако официальная версия была названа короче - SQL (Structured Query Language). Точнее говоря, SQL - это подъязык данных, поскольку СУБД содержит и другие языковые средства.
В 1981 году IBM выпускает реляционную СУБД SQL/DS. К этому времени компания Relation Software Inc. (сегодня это Oracle Corporation) уже выпустила свою реляционную СУБД. Эти продукты сразу же стали стандартом систем, предназначенных для управления базами данных. В состав этих продуктов вошел и SQL, который фактически стал стандартом для подъязыков данных. Производители других СУБД выпустили свои версии SQL. В них имелись не только основные возможности продуктов IBM. Чтобы получить некоторое преимущество для "своей" СУБД, производители вводили некоторые расширения SQL. Вместе с тем, начались работы по созданию общепризнанного стандарта SQL.
В 1986 году Американский национальный институт стандартов (American National Standards Institute, ANSI) выпустил официальный стандарт SQL-86, который в 1989 году был обновлен и получил новое название SQL-89. В 1992 году этот стандарт был назван SQL-92 (ISO/IEC 9075:1992). Последней версией стандарта SQL является SQL:2003 (ISO/IEC 9075X:2003).
Любая реализация SQL в конкретной СУБД несколько отличается от стандарта, соответствие которому объявлено производителем. Так, многие СУБД (например, Microsoft Access 2003, PostgreSQL 7.3) поддерживают SQL-92 не в полной мере, а лишь с некоторым уровнем соответствия. Кроме того, они поддерживают и элементы, которые не входят в стандарт. Однако разработчики СУБД стремятся к тому, чтобы новые версии их продуктов как можно в большей степени соответствовали стандарту SQL.
Внимание. В данном пособии описаны элементы SQL2003, не все из которых поддерживаются существующими СУБД. Прежде чем применять их на практике, следует убедиться, что они будут работать в вашей СУБД. Об этом можно узнать из технической документации. Большинство описанных элементов соответствуют и более ранним версиям SQL, в частности, широко распространенному SQL-92.
SQL задумывался как простой язык запросов к реляционной базе данных, близкий к естественному (точнее, к английскому) языку. Предполагалось, что близость по форме к естественному языку сделает SQL средством, доступным для широкого применения обычными пользователями баз данных, а не только программистами. Первоначально SQL не содержал никаких управляющих структур, свойственных обычным языкам программирования. Запросы, синтаксис которых довольно прост, вводились прямо с консоли последовательно один за другим и в этой же последовательности выполнялись. Однако SQL так и не стал инструментом банковских служащих, продавцов авиа- и железнодорожных билетов, экономистов и других служащих различных фирм, использующих информацию, хранимую в базах данных. Для них простой SQL оказался слишком сложным и неудобным, несмотря на свою близость к естественному языку вопросов.
На практике с базой данных обычно работают посредством приложений, написанных программистами на процедурных языках, например, на С, Visual Basic, Pascal, Java и др. Часто приложения создаются в специальных средах визуальной разработки, таких как Delphi, Microsoft Access, Visual dBase и т. п. При этом разработчику приложения практически не приходится писать коды программ, поскольку за него это делает система разработки. Во всяком случае, работа с программным кодом оказывается минимальной. Эти приложения имеют удобный графический интерфейс, не вынуждающий пользователя непосредственно вводить запросы на языке SQL. Вместо него это делает приложение. Впрочем, приложение может как использовать, так и не использовать SQL для обращения к базе данных. SQL не единственное, хотя и очень эффективное средство получения, добавления и изменения данных, и если есть возможность использовать его в приложении, то это следует делать.
Реляционные базы данных могут существовать и действительно существуют вне зависимости от приложений, обеспечивающих пользовательский интерфейс. Если по каким-либо причинам такого интерфейса нет, то доступ к базе данных можно осуществить с помощью SQL, используя консоль или какое-нибудь приложение, с помощью которого можно соединиться с базой данных, ввести и отправить SQL-запрос (например, Borland SQL Explorer).
Язык SQL считают декларативным (описательным) языком, в отличие от языков, на которых пишутся программы. Это означает, что выражения на языке SQL описывают, что требуется сделать, а не каким образом.
Например, для того чтобы выбрать из таблицы сотрудники сведения о фамилиях и должностях сотрудников 102 отдела, достаточно выполнить следующий запрос:
SELECT Фамилия, Должность FROM Сотрудники WHERE Отдел=102;
По-русски данное выражение звучит так:
ВЫБРАТЬ Фамилия, Должность ИЗ Сотрудники ПРИ УСЛОВИИ, ЧТО Отдел = 102;
Чтобы изменить значение "Иванов " на "Петров " столбца Фамилия , достаточно выполнить следующий запрос:
UPDATE Сотрудники SET Фамилия = "Петров" WHERE Фамилия = "Иванов";
По-русски данное выражение выглядит так:
ОБНОВИТЬ Сотрудники УСТАНОВИВ Фамилия РАВНЫМ "Петров " ГДЕ Фамилия = "Иванов" ;
Вам не нужно подробно описывать действия, которые должна выполнить СУБД, чтобы выбрать из таблицы указанные в запросе данные. Вы просто описываете, что желаете получить. В результате выполнения запроса СУБД возвращает таблицу, содержащую запрошенные вами данные. Если в базе данных не оказалось данных, соответствующих запросу, то будет возвращена пустая таблица.
Однако последние версии SQL поддерживают операторы управления вычислениями, свойственные процедурным языкам управления (операторы условного перехода и цикла). Поэтому SQL сейчас это не чисто декларативный язык.
Кроме выборки, добавления, изменения и удаления данных из таблиц, SQL позволяет выполнять все необходимые действия по созданию, модификации и обеспечению безопасности баз данных. Все эти возможности распределены между тремя компонентами SQL:
· DML (Data Manipulation Language - язык манипулирования данными ) предназначен для поддержки базы данных: выбора (SELECT ), добавления (INSERT ), изменения (UPDATE ) и удаления (DELETE ) данных из таблиц. Эти операторы (команды) могут содержать выражения, в том числе и вычисляемые, а также подзапросы - запросы, содержащиеся внутри другого запроса. В общем случае выражение запроса может быть настолько сложным, что сразу и не скажешь, что он делает. Однако сложный запрос можно мысленно разбить на части, которые легче анализировать. Аналогично, сложные запросы создаются из относительно простых для понимания выражений (подзапросов).
· DDL (Data Definition Language - язык определения данных ) предназначен для создания, модификации и удаления таблиц и всей базы данных. Примерами операторов, входящих в DDL, являются CREATE TABLE (создать Таблицу)," CREATE VIEW (создать представление), CREATE SHEMA (создать схему), ALTER TABLE (изменить таблицу), DROP (удалить) и др.
· DCL (Data Control Language - язык управления данными ) предназначен для обеспечения защиты базы данных от различного рода повреждений. СУБД предусматривает некоторую защиту данных автоматически. Однако в ряде случаев следует предусмотреть дополнительные меры, предоставляемые DCL.
Язык SQL
Итак, мы в общих чертах познакомились с основными понятиями теории баз данных , установили и настроили для работы MySQL . Теперь самое время научиться манипулировать данными, хранящимися в базах данных . Для этого нам понадобится SQL – структурированный язык запросов. Этот язык дает возможность создавать, редактировать и удалять информацию, хранящуюся в базах данных , создавать новые базы данных и многое другое. SQL является стандартом ANSI (Американский национальный институт стандартов) и ISO (Международная организация по стандартизации).
Немного истории
Первый международный стандарт языка SQL был принят в 1989 г., его часто называют SQL /89 . Среди недостатков этого стандарта выделяют в первую очередь то, что многие важные свойства он устанавливал как определяемые в реализации. Отсюда произошло множество расхождений в реализациях языка разными производителями. Кроме того, высказывались претензии по поводу отсутствия в этом стандарте упоминаний о практических аспектах языка, таких как его встраивание в язык программирования Си.
Следующий международный стандарт языка SQL был принят в конце 1992 г. И стал называться SQL /92 . Он получился гораздо более точным и полным, чем SQL /89 , хотя и не был лишен недостатков. В настоящее время большинство систем почти полностью реализуют этот стандарт. Однако, как известно, прогресс не остановишь, и в 1999 году появился новый стандарт SQL :1999, также известный как SQL3 . SQL3 характеризуется как «объектно-ориентированный SQL » и является основой нескольких объектно-реляционных систем управления базами данных (например, ORACLE8 компании Oracle, Universal Server компании Informix и DB2 Universal Database компании IBM). Этот стандарт является не просто слиянием SQL -92 и объектной технологии. Он содержит ряд расширений традиционного SQL , а сам документ составлен таким образом, чтобы добиться более эффективной работы в области стандартизации в будущем.
Если говорить о MySQL , то она соответствует начальному уровню SQL92, содержит несколько расширений этого стандарта и стремится к полной поддержке стандарта ANSI SQL99, но без ущерба для скорости и качества кода.
Далее, говоря об основах языка SQL , будем придерживаться его реализации в СУБД MySQL .
Основные операторы языка SQL
Функции любой СУБД включают:
- создание, удаление, изменение базы данных (БД);
- добавление, изменение, удаление, назначение прав пользователя;
- внесение, удаление и изменение данных в БД (таблиц и записей);
- выборку данных из БД.
К первым двум функциям имеют доступ только администраторы СУБД или привилегированные пользователи. Рассмотрим, как решаются последние две задачи (на самом деле это семь задач).
Прежде чем что-либо делать с данными, нужно создать таблицы, в которых эти данные будут храниться, научиться изменять структуру этих таблиц и удалять их, если потребуется. Для этого в языке SQL существуют операторы CREATE TABLE , ALTER TABLE и DROP TABLE .
Оператор CREATE TABLE
mysql>CREATE TABLE Persons (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT, first_name VARCHAR(50), last_name VARCHAR(100), death_date INT, description TEXT, photo INT, citienship CHAR(50) DEFAULT "Russia"); Пример 10.1. Создание таблицы Persons
С помощью специфичной для MySql команды SHOW можно просмотреть существующие базы данных , таблицы в базе данных и поля в таблице.
Показать все базы данных :
mysql>SHOW databases;
Сделать текущей базу данных book и показать все таблицы в ней:
mysql>use book; mysql>show tables;
Показать все столбцы в таблице Persons :
mysql> show columns from Persons;
Оператор DROP TABLE
Оператор DROP TABLE удаляет одну или несколько таблиц. Все табличные данные и определения удаляются, так что при работе с этой командой следует соблюдать осторожность.
Синтаксис:
DROP TABLE имя_таблицы [, имя_таблицы,...]
В версии MySQL 3.22 и более поздних можно использовать ключевые слова IF EXISTS , чтобы предупредить ошибку, если указанные таблицы не существуют.
Опции RESTRICT и CASCADE позволяют упростить перенос программы с других СУБД . В данный момент они не задействованы.
mysql> DROP TABLE IF EXISTS Persons, Artifacts, test; Пример 10.2. Использование оператора DROP TABLE
Оператор ALTER TABLE
Оператор ALTER TABLE обеспечивает возможность изменять структуру существующей таблицы. Например, можно добавлять или удалять столбцы, создавать или уничтожать индексы или переименовывать столбцы либо саму таблицу. Можно также изменять комментарий для таблицы и ее тип.
Синтаксис:
ALTER TABLE имя_таблицы alter_specification [, alter_specification ...]
Можно производить следующие изменения в таблице (все они записываются в alter_specification ):
- добавление поля:
ADD определение_столбца
ADD (определение_столбца, определение_столбца,...)
- добавление индексов:
ADD INDEX [имя_индекса] (имя_индексируемого_столбца,...) или ADD PRIMARY KEY (имя_индексируемого_столбца,...) или ADD UNIQUE [имя_индекса] (имя_индексируемого_столбца,...) или ADD FULLTEXT [имя_индекса] (имя_индексируемого_столбца,...)
- изменение поля:
ALTER имя_столбца {SET DEFAULT literal | DROP DEFAULT} или CHANGE старое_имя_столбца определение_столбца или MODIFY определение_столбца
- удаление поля, индекса, ключа:
DROP имя_столбца DROP PRIMARY KEY DROP INDEX имя_индекса
- переименование таблицы:
RENAME новое_имя_таблицы
- переупорядочение полей таблицы:
ORDER BY поле
опции_таблицы
Если оператор ALTER TABLE используется для изменения определения типа столбца, но DESCRIBE имя_таблицы показывает, что столбец не изменился, то, возможно, MySQL игнорирует данную модификацию по одной из причин, описанных в специальном разделе документации. Например, при попытке изменить столбец VARCHAR на CHAR MySQL будет продолжать использовать VARCHAR , если данная таблица содержит другие столбцы с переменной длиной.
Оператор ALTER TABLE во время работы создает временную копию исходной таблицы. Требуемое изменение выполняется на копии, затем исходная таблица удаляется, а новая переименовывается. Это делается для того, чтобы в новую таблицу автоматически попадали все обновления, кроме неудавшихся. Во время выполнения ALTER TABLE исходная таблица доступна для чтения другими клиентами. Операции обновления и записи в этой таблице приостанавливаются, пока не будет готова новая таблица. Следует отметить, что при использовании любой другой опции для ALTER TABLE , кроме RENAME , MySQL всегда будет создавать временную таблицу, даже если данные, строго говоря, и не нуждаются в копировании (например, при изменении имени столбца).
Пример10.3 . Добавим в созданную таблицу Persons поле для записи года рождения человека:
mysql> ALTER TABLE Persons ADD bday INTEGER AFTER last_name; Пример 10.3. Добавление в таблицу Persons поля для записи года рождения человека
Итак, мы научились работать с таблицами: создавать, удалять и изменять их. Теперь разберемся, как делать то же самое с данными, которые в этих таблицах хранятся.
Оператор SELECT
Оператор SELECT применяется для извлечения строк, выбранных из одной или нескольких таблиц. То есть с его помощью мы задаем столбцы или выражения, которые надо извлечь (select_выражения ), таблицы (table_references ), из которых должна производиться выборка, и, возможно, условие (where_definition ), которому должны соответствовать данные в этих столбцах, и порядок, в котором эти данные нужно выдать.
Кроме того, оператор SELECT можно использовать для извлечения строк, вычисленных без ссылки на какую-либо таблицу. Например, чтобы вычислить, чему равно 2*2 , нужно просто написать
mysql> SELECT 2*2;
Упрощенно структуру оператора SELECT можно представить следующим образом:
Квадратные скобки означают, что использование находящегося в них оператора необязательно, вертикальная черта | означает перечисление возможных вариантов. После ключевого слова ORDER BY указывают имя столбца, число (целое беззнаковое) или формулу и способ упорядочения (по возрастанию – ASC , или по убыванию – DESC ). По умолчанию используется упорядочение по возрастанию.
Когда в select_выражении мы пишем «* », это значит выбрать все столбцы. Кроме «* » в select_выражения могут использоваться функции типа max , min и avg .
Пример 10.4 . Выбрать из таблицы Persons все данные, для которых поле first_name имеет значение "Александр" :
Выбрать название и описание (title , description ) артефакта под номером 10:
Оператор INSERT
Оператор INSERT вставляет новые строки в существующую таблицу. Оператор имеет несколько форм. Параметр имя_таблицы во всех этих формах задает таблицу, в которую должны быть внесены строки. Столбцы, для которых задаются значения, указываются в списке имен столбцов (имя_столбца ) или в части SET .
Синтаксис:
INSERT имя_таблицы [(имя_столбца,...)] VALUES (выражение,...),(...),...
Эта форма команды INSERT вставляет строки в соответствии с точно указанными в команде значениями. В скобках после имени таблицы перечисляются столбцы, а после ключевого слова VALUES – их значения.
Например:
mysql> INSERT INTO Persons (last_name, bday) VALUES ("Иванов", "1934");
вставит в таблицу Persons строку, в которой значения фамилии (last_name ) и даты рождения (bday ) будут заданы соответственно как «Иванов» и «1934».
INSERT имя_таблицы [(имя_столбца,...)] SELECT ...
Эта форма команды INSERT вставляет строки, выбранные из другой таблицы или таблиц.
Например:
вставит в таблицу Artifacts в поле «автор» (author ) значение идентификатора, выбранного из таблицы Persons по условию, что фамилия человека Иванов.
INSERT имя_таблицы SET имя_столбца=выражение, имя_столбца=выражение, ...
Например:
mysql> INSERT INTO Persons SET last_name="Петров", first_name="Иван";
Эта команда вставит в таблицу Persons в поле last_name значение «Петров», а в поле first_name – строку «Иван».
Форма INSERT ... VALUES со списком из нескольких значений поддерживается в версии MySQL 3.22.5 и более поздних. Синтаксис выражения имя_столбца=выражение поддерживается в версии MySQL 3.22.10 и более поздних.
Действуют следующие соглашения.
- Если не указан список столбцов для INSERT ... VALUES или INSERT ... SELECT , то величины для всех столбцов должны быть определены в списке VALUES() или в результате работы SELECT . Если порядок столбцов в таблице неизвестен, для его получения можно использовать DESCRIBE имя_таблицы .
- Любой столбец, для которого явно не указано значение, будет установлен в свое значение по умолчанию. Например, если в заданном списке столбцов не указаны все столбцы в данной таблице, то не упомянутые столбцы устанавливаются в свои значения по умолчанию.
- Выражение expression
может
относиться к любому столбцу, который ранее был внесен в список
значений. Например, можно указать следующее:
mysql> INSERT INTO имя_таблицы (col1,col2) VALUES(15,col1*2);
Но нельзя указать:
mysql> INSERT INTO имя_таблицы (col1,col2) VALUES(col2*2,15);
Мы еще не обсудили три необязательных параметра, присутствующих во всех трех формах команды: LOW_PRIORITY , DELAYED и IGNORE .
Параметры LOW_PRIORITY и DELAYED используются, когда с таблицей работает большое число пользователей. Они предписывают устанавливать приоритет данной операции перед операциями других пользователей. Если указывается ключевое слово LOW_PRIORITY , то выполнение данной команды INSERT будет задержано до тех пор, пока другие клиенты не завершат чтение этой таблицы. В этом случае клиент должен ожидать, пока данная команда вставки не будет завершена, что в случае интенсивного использования таблицы может потребовать значительного времени. В противоположность этому команда INSERT DELAYED позволяет данному клиенту продолжать операцию сразу же, независимо от других пользователей.
Если в команде INSERT указывается ключевое слово IGNORE , то все строки, имеющие дублирующиеся ключи PRIMARY или UNIQUE в этой таблице, будут проигнорированы и не внесены в таблицу. Если не указывать IGNORE , то данная операция вставки прекращается при обнаружении строки, имеющей дублирующееся значение существующего ключа.
Оператор UPDATE
Синтаксис:
Оператор UPDATE обновляет значения существующих столбцов таблицы в соответствии с введенными значениями. В выражении SET указывается, какие именно столбцы следует модифицировать и какие величины должны быть в них установлены. В выражении WHERE , если оно присутствует, задается, какие строки подлежат обновлению. В остальных случаях обновляются все строки. Если задано выражение ORDER BY , то строки будут обновляться в указанном в нем порядке.
Если указывается ключевое слово LOW_PRIORITY , то выполнение данной команды UPDATE задерживается до тех пор, пока другие клиенты не завершат чтение этой таблицы.
Если указывается ключевое слово IGNORE , то команда обновления не будет прервана, даже если возникнет ошибка дублирования ключей. Строки, из-за которых возникают конфликтные ситуации, обновлены не будут.
Если в выражении, которое задает новое значение столбца, используется имя этого поля, то команда UPDATE использует для этого столбца его текущее значение. Например, следующая команда устанавливает столбец death_date в значение, на единицу большее его текущей величины:
mysql> UPDATE Persons SET death_date=death_date+1;
В версии MySQL 3.23 можно использовать параметр LIMIT # , чтобы убедиться, что было изменено только заданное количество строк.
Например, такая операция заменит в первой строке нашей таблицы экспонатов название title на строку «Ламповая ЭВМ»:
mysql> UPDATE Artifacts SET title="Ламповая ЭВМ" Limit 1;
Оператор DELETE
Оператор DELETE удаляет из таблицы имя_таблицы строки, удовлетворяющие заданным в where_definition условиям, и возвращает число удаленных записей.
Если оператор DELETE запускается без определения WHERE , то удаляются все строки.
Синтаксис:
Например, следующая команда удалит из таблицы Persons
Каждая команда SQL начинается с ключевого слова – глагола, описывающего действие, выполняемое командой, например CREATE (создать). В команде может быть одно или несколько предложений. Предложение описывает данные, с которыми работает команда, или содержит уточняющую информацию о действии, выполняемом командой. Каждое предложение начинается с ключевого слова, например WHERE(где).Одни предложения в команде являются обязательными, другие – нет. Некоторые предложения могут содержать дополнительные ключевые слова, выражения. Многие предложения включают имена таблиц или полей. Имена должны содержать от 1 до 18 символов, начинаться с буквы и не содержать пробелы и специальные символы пунктуации. В качестве имен нельзя использовать ключевые слова.
52. SQL (Structured Query Language) – Структурированный Язык Запросов – это стандартный язык запросов по работе с реляционными базами данных.
SQL не содержит традиционных операторов, управляющих ходом выполнения программ, он содержит только набор стандартных операторов доступа к данным, хранящимся в базе данных.
Язык SQL можно использовать для доступа к базе данных в двух режимах: при интерактивной работе и в прикладных программах .
С помощью SQL пользователь может в интерактивном режиме быстро получить ответы на любые, в том числе достаточно сложные запросы, тогда как для реализации этих запросов на другом языке пришлось бы разрабатывать соответствующую программу. В прикладных программах, написанных на определенных языках программирования, SQL используются как встроенный язык для обращения к базе данных.
Характеризуя язык SQL в целом, можно выделить следующие его черты:
· высокоуровневая структура, напоминающая английский язык;
· независимость от конкретных СУБД;
· наличие развивающихся стандартов;
· возможность выполнения интерактивных запросов извлечения данных и модификации их структуры;
· обеспечение программного доступа к базам данных;
· поддержка архитектуры клиент/сервер;
· расширяемость и поддержка объектно-ориентированных технологий;
· возможность доступа к данным в среде Интернет.
Основные функции языка SQL:
· SQL – язык интерактивных запросов . Пользователи вводят команды SQL в интерактивном режиме для выборки данных и отображения их на экране, а также для внесения изменений в базу данных;
· SQL – язык программирования баз данных . Чтобы получить доступ к базе данных, в прикладные программы вставляются команды SQL;
· SQL – язык администрирования баз данных . Администратор базы данных может использовать SQL для определения структуры базы данных и управления доступом к данным;
· SQL – язык создания приложений клиент/сервер . В прикладных программах SQL используется как средство организации связи по локальной сети с сервером баз данных, в которой хранятся совместно используемые данные и др.
55. Возможности зыка Язык SQL, соответствующий последним стандартам SQL:2003, SQL:1999 представляет собой очень богатый и сложный язык, все возможности которого трудно сразу осознать и тем более понять. Поэтому приходится разбивать язык на уровни. В одной из классификаций, предусмотренных стандартом SQL, этот язык разбивается на «базовый» (entry), «промежуточный» (intermediate) и «полный» (full) уровни. Базовый уровень содержит около сорока команд, которые можно сгруппировать в категории по их функциональному назначению.
CREATE TABLE Сведения (НОМЗ INT, ФИО CHAR(15), ГОД INT, ПОЛ CHAR(3))
DROP TABLE Сведения
ALTER TABLE Сведения (СЕМПОЛ CHAR(10))
CREATE VIEW УспеваемостьМ1 AS SELECT *FROM УспеваемостьWHERE ГРУП= "М-1"
INSERT INTO Сведения VALUES (980101, "ИВАНОВ И. И.", 1980, "МУЖ")
DELETE FROM Сведения WHERE НОМЗ=980201
UPDATE Сведения SET ФИО = "КРАВЦОВА И. И." WHERE НОМЗ=980201
SELECT * FROM Сведения WHERE ФИО="СИДОРОВ С. С." OR ФИО="ПЕТРОВ П. П."
54. Типы данных и выражения Для обращения к реляционной таблице в языке SQL необходимо написать (задать) команду. SELECT (выбрать) – ключевое слово сообщает СУБД, какое действие будет выполнять данная команда. Команды запросы начинаются ключевым словом. Кроме SELECT это могут быть слова CREATE- создать, INSERT -вставить, DELETE - удалить,COMMIT –завершить и д.р..
FROM – ключевое слово, подобно SELECT, которое присутствует в каждой команде. Оно сопровождается пробелом, а затем именем таблиц, используемых в качестве источников информации. Имена таблиц, полей должны содержать от 1 до 18 символов, начинаться с буквы и не содержать пробелов или специальных символов.
WHERE – ключевое слово, за которым следует предикат –условие, налагаемое на запись в таблице, которому она должна удовлетворять, чтобы пропасть в выборку.
ORDER BY – сортировка выводимых записей (Asc – по возрастанию, Desc – по убыванию. Если не указан вид сортировки, то происходит сортировка по возрастанию).
CHAR(длина) СHARACTER(длина) Строки символов постоянной длины
INTEGER INT Целые числа
SMALLINT Малое целое число
NUMERIC(точность, степень) DECIMAL(точность, степень DEC(точность, степень) Число с фиксированной запятой
FLOAT (точность) Число с плавающей запятой
Double precision числа с плав зап высок точн
Выражения в SQL используются для задания критериев выбора данных или выполнения операций над значениями, которые считаны из базы данных. Выражения представляют собой определенную последовательность полей базы данных, констант, функций, соединенных операторами.
Константы используются для указания конкретных значений данных. Константы с фиксированной запятой , например: 21 -375.18 62.3
Константы с плавающей запятой, например: 1.5Е7 -3.14Е9 2.5Е-6 0.783Е24
Строковые константы должны быть заключены в одинарные кавычки. Примеры таких констант: "Минск" "New York" "Иванов И. И."
Отсутствующее значение (NULL). SQL поддерживает обработку отсутствующих данных с помощью понятия «отсутствующее значение».
Большинство SQL-ориентированных СУБД поддерживает так называемые агрегатные (итоговые) функции . К часто используемым агрегатным функциям можно отнести следующие:
· COUNT – количество значений в столбце таблицы;
· SUM – сумма значений в столбце;
· AVG – среднее арифметическое значений в столбце;
· MAX – максимальное значение в столбце;
· MIN – минимальное значение в столбце.
В выражениях можно использовать следующие типы операторов :
· арифметические : + (сложение), - (вычитание), * (умножение), / (деление);
· отношения : = (равно), > (больше), < (меньше), >= (больше или равно), <= (меньше или равно), <> (не равно);
· логические : AND (логическое "И"), OR (логическое "ИЛИ"), NOT (логическое отрицание);
56. Команды управления транзакциями позволяют обеспечить целостность базы данных.
SQL-транзакция – это несколько последовательных команд SQL, которые должны выполняться как единое целое.
Вязыке SQL обработка транзакций реализована с помощью двух команд – COMMIT и ROLLBACK . Они управляют изменениями, выполненными группой команд. Команда COMMIT сообщает об успешном окончании транзакции. Она информирует СУБД о том, что транзакция завершена, все ее команды выполнены успешно и противоречия в базе данных не возникли. Команда ROLLBACK сообщает о неуспешном окончании транзакции. Она информирует СУБД о том, что пользователь не хочет завершать транзакцию, и СУБД должна отменить все изменения, внесенные в базу данных в результате выполнения транзакции. В этом случае СУБД возвращает базу данных в состояние, в котором она находилась до выполнения транзакции.
Команды COMMIT и ROLLBACK используются в основном в программном режиме, хотя возможно их использование и в интерактивном режиме.
57. К командам управления доступом относятся команды для осуществления административных функций, присваивающих или отменяющих право (привилегию) использовать таблицы базы данных определенным образом. Каждый пользователь базы данных имеет определенные права по отношению к объектам базы.
Права – это те действия с объектом, которые может выполнять пользователь. Права могут меняться с течением времени: старые могут отменяться, новые – добавляться. Предусмотрены следующие права:
· INSERT – право добавлять данные в таблицу;
· UPDATE – право изменять данные таблицы;
· DELETE – право удалять данные из таблицы;
· REFERENCES – право определять первичный ключ.
58 Встраивание языка в прикладные программы.. К встроенным относятся команды, предназначенные для реализации обращения к базе данных из прикладных программ, написанных на определенном языке программирования.
Функциональные возможности языка SQL
Основные функциональные возможности языка SQL приведены ниже.
Определение данных. Эта функция SQLпредставляет собой описание структуры поддерживаемых данных и организацию реляционных отношений (таблиц). Для ее реализации предназначены операторы создания базы данных, создания таблиц и доступа к данным.
Создание базы данных . Для создания новой базы данных используется оператор CREATE DATABASE. В структуре оператора указывается имя создаваемой базы данных.
Создание таблиц. Базовая таблица создается с помощью оператора CREATE TABLE. В этом операторе указываются имена полей, типы данных для них, длина (для некоторых типов данных). В SQL используются следующие типы данных:
INTEGER – целое число;
CHAR – символьное значение;
VARCHAR – символьное значение, сохраняются только непустые символы;
DECIMAL – десятичное число;
FLOAT – число с плавающей запятой;
DOUBLE PRECISION – удвоенная точность с плавающей точкой;
DATETIME – дата и время;
BOOL – булевое значение.
В операторе создания таблицы указываются ограничения на значения столбцов и на таблицу. Возможные ограничения показаны в табл. 4.8
Таблица 4.8 Ограничения на определяемые данные
Для реляционной модели данных существенным является указания внешнего ключа(FOREIGNKEY). При объявлении внешних ключей необходимо наложить соответствующие ограничения на столбец, например, NOT NULL.
В SQL-предложении CHECK обозначает семантические ограничения, обеспечивающие целостность данных, чтобы, например, ограничить множество допустимых значения определенного столбца.
Нельзя использовать оператор создания таблицы несколько раз для одной и той же таблицы. Если после ее создания обнаружились неточности в ее определении, то внести изменения можно с помощью оператора ALTER TABLE. Этот оператор предназначен для изменения структуры существующей таблицы: можно удалить или добавить поле к существующей таблице.
Манипулирование данными. SQL позволяет пользователю или прикладной программе изменять содержимое базы данных путем вставки новых данных, удаления или модификации существующих данных.
Вставка новых данных является процедурой добавления строк в базу данных и выполняется с помощью оператора INSERT.
Модификация данных предполагает изменения значений в одном или нескольких столбцах таблицы и выполняется с помощью оператора UPDATE. Пример:
SET сумма=сумма+1000.00
WHERE сумма>0
Удаление строк из таблицы осуществляется с помощью оператора DELETE. Синтаксис оператора имеет вид:
FROM таблица
Предложение WHERE не является обязательным, однако, если его не включить, то будут удалены все записи таблицы. Полезно использовать оператор SELECT c тем же синтаксисом, что и оператор DELETE, чтобы предварительно проверить, какие записи будут удалены.
Обеспечение целостности данных. Язык SQL позволяет определить достаточно сложные ограничения целостности, удовлетворение которым будет проверяться при всех модификациях базы данных. Контроль за результатами транзакций, обработка возникающих ошибок и координирование параллельной работы с базой данных нескольких приложений или пользователей обеспечивается операторами COMMIT(фиксирует удачное окончание текущей транзакции и начало новой) и ROLLBACK (необходимость отката – автоматического восстановления состояния базы данных на начало транзакции)
Выборка данных – одна из важнейших функций базы данных, которой соответствует оператор SELECT. Пример использования оператора был рассмотрен в предыдущем разделе.
В SQL можно создавать вложенные последовательности запросов (подзапросы). Существуют определенные типы запросов, которые лучше реализовывать с помощью подзапросов. К таким запросам относятся так называемые проверки существования. Предположим, что требуется получить данные о студентах, которые не имеют оценку «семь баллов». Если будет возвращено пустое множество, то это означает лишь одно – у каждого студента есть, по крайней мере, одна такая оценка.
Связывание таблиц . Операторы языка SQL позволяют извлекать данные более чем из одной таблицы. Одна из возможностей сделать это заключается в связывании таблиц по одному общему полю.
В операторе SELECT должно присутствовать ограничение на совпадение значений определенного столбца (поля). Тогда из связанных таблиц будут извлекаться только те строки, в которых значения заданного столбца совпадают. Название столбца указывается только вместе с названием таблицы; в противном случае оператор будет неоднозначным.
Можно использовать другие типы связывания таблиц: оператор INTER JOIN (внутреннее соединение) обеспечивает присутствие в результирующем наборе записей, совпадающие значения в связанных полях. Внешние соединения (OUTER JOIN) позволяют включить в результат запроса все строки из одной таблицы и соответствующие им строки из другой
Управление доступом. SQL обеспечивает синхронизацию обработки базы данных различными прикладными программами, защиту данных от несанкционированного доступа.
Доступ к данным в многопользовательской среде регулируется с помощью операторов GRANT и REVOKE. В каждом операторе необходимо указать пользователя, объект (таблицу, представление), по отношению к которому задаются полномочия, и сами полномочия. Например, оператор GRANT задает пользователю Х возможность производить выборку данных из таблицы ТОВАР:
GRANT SELECT ON ТОВАР TO X
Оператор REVOKE аннулирует все предоставленные ранее полномочия.
Встраивание SQL в прикладные программы . Реальные приложения обычно написаны на других языках, генерирующих код на языке SQL и передающих их в СУБД в виде текста в формате ASCII.
Стандартом фирмы IBM для SQL-продуктов регламентировано использование встроенного языка SQL. При написании прикладной программы ее текст представляет собой смесь команд основного языка программирования (например, C, Pascal, Cobol, Fortran, Assembler) и команд SQL со специальным префиксом, например. ExecSQL. Структура SQL-предложений расширена для размещения переменных основного языка в SQL-конструкции.
SQL-процессор видоизменяет вид программы в соответствии с требованиями компилятора основного языка программирования. Функция компилятора состоит в трансляции (перевод) программы с исходного языка программирования на язык, близкий к машинному. После компиляции прикладная программа (приложение) представляет собой самостоятельный модуль.
Диалекты языка SQL
В современных реляционных СУБД для описания и манипулирования данными используются диалекты языка SQL. Подмножество языка SQL, позволяющее создавать и описывать БД, называется DDL (Data Definition Language).
Первоначально язык SQL назывался SEQUEL(Structured English Query Language), потом SEQUEL/2, а затем просто – SQL. Сегодня язык SQL –фактический стандарт для реляционных СУБД.
Первый стандарт языка появился в 1989 г. – SQL-89 и поддерживался практически всеми коммерческими реляционными СУБД. Он имел общий характер и допускал широкое толкование. Достоинствами SQL-89 можно считать стандартизацию синтаксиса и семантики операторов выборки и манипулирования данными, а также фиксацию средств ограничения целостности базы данных. Однако в нем отсутствовал такой важный раздел как манипулирование схемой базы данных. Неполнота стандарта SQL-89 привела к появлению в 1992г. следующей версии языка SQL.
SQL2 (или SQL-92) охватывает практически все необходимые проблемы: манипулирование схемой базы данных, управление транзакциями и сессиями, поддерживает архитектуры клиент-сервер или средства разработки приложений.
Дальнейшим шагом развития языка является вариант SQL 3. Эта версия языка дополняется механизмом триггеров, определением произвольного типа данных, объектным расширением.
В настоящее время существует три уровня языка: начальный, промежуточный и полный. Многие производители своих СУБД применяют собственные реализации SQL, основанные как минимум на начальном уровне соответствующего стандарта ANSI, и содержащие некоторые расширения, специфические для той или иной СУБД. В табл. 4.9 приведены примеры диалектов SQL.
Таблица 4.9 Диалекты языка SQL
| СУБД | Язык запросов |
| СУБД System R | SQL |
| DB2 | SQL |
| Access | SQL |
| SYBASE SQL Anywhere | Watcom-SQL |
| SYBASE SQL Server | Transact_SQL |
| My SQL | SQL |
| Oracle | PL/SQL |
В объектно-ориентированных БД используется язык объектных запросов OQL (Object Query Language). За основу языка OQL была взята команда SELECT языка SQL2 и добавлены возможность направлять запрос к объекту или коллекции объектов, а также возможность вызывать методы в рамках одного запроса.
Совместимость многих используемых диалектов SQL обусловливает совместимость СУБД. Так, СУБД SYBASE SQL Anywhere максимально, насколько это возможно для СУБД такого класса, совместима с СУБД SYBASE SQL Server. Одной из сторон такой совместимости является поддержка в SYBASE SQL Anywhere такого диалекта языка SQL как Transact-SQL . Этот диалект используется в SYBASE SQL Server и может применяться в SYBASE SQL Anywhere наряду с собственным диалектом языка SQL - Watcom-SQL .
1. Как можно классифицировать СУБД?
2. Какие модели баз данных существуют?
3. Что является основными элементами инфологических моделей?
4. Какие типы связей между сущностями существуют?
5. Что такое ER-диаграммы и для чего они используются?
6. Что позволяет делать процедура нормализации таблиц?
7. Назовите языковые и программные средства СУБД?
8. К каому типу относится СУБД MS Access?
9. Назовите основные объекты СУБД MS Access?
10. Для чего используются основные операторы языка SQL?
ЯЗЫК SQL: МАНИПУЛИРОВАНИЕ ДАННЫМИ
В ЭТОЙ ЛЕКЦИИ...
· Назначение языка Structure Query Language (SQL) и его особая роль при работе с базами данных.
· История возникновения и развития языка SQL.
· Запись операторов языка SQL.
· Выборка информации из баз данных с помощью оператора SELECT.
· построение операторов SQL, характеризующихся следующими особенностями:
· применение конструкции WHERE для выборки строк, удовлетворяющих различным условиям;
· сортировка результатов выполнения запроса с помощью конструкции ORDER BY;
· использование агрегирующих функций языка SQL;
· группирование выбранных данных с помощью конструкции GROUP BY;
· применение подзапросов;
· применение соединений таблиц;
· применение операций с множествами (UNION, INTERSECT, EXCEPT).
· Внесение изменений в базу данных с помощью операторов INSERT, UPDATE и DELETE.
Одним из языков, появившихся в результате разработки реляционной модели данных, является SQL, который в настоящее время получил очень широкое распространение и фактически превратился в стандартный язык реляционных баз данных. Стандарт на язык SQL был выпущен Национальным институтом стандартизации США (ANSI) в 1986 году, а в 1987 году Международная организация по стандартизации (ISO) приняла этот стандарт в качестве международного. В настоящее время язык SQL поддерживается сотнями СУБД различных типов, разработанных для самых разнообразных вычислительных платформ, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мэйнфреймами.
В этой лекции используется определение языка SQL, данное в стандарте ISO.
Введение в язык SQL
В этой части рассмотрим назначение языка SQL, познакомимся с его историей и проанализируем причины, по которым он приобрел в настоящее время столь большое значение для приложений баз данных.
Назначение языка SQL
Любой язык, предназначенный для работы с базами данных, должен предоставлять пользователю следующие возможности:
· создавать базы данных и таблицы с полным описанием их структуры;
· выполнять основные операции манипулирования данными, такие как вставка, модификация и удаление данных из таблиц;
· выполнять простые и сложные запросы.
Кроме того, язык работы с базами данных должен решать все указанные выше задачи при минимальных усилиях со стороны пользователя, а структура и синтаксис его команд должны быть достаточно просты и доступны для изучения.
И, наконец, язык должен быть универсальным, т.е. отвечать некоторому признанному стандарту, что позволит использовать один и тот же синтаксис и структуру команд при переходе от одной СУБД, к другой. Современный стандарт языка SQL удовлетворяет практически всем этим требованиям.
SQL является примером языка преобразования данных, или же языка, предназначенного для работы с таблицами с целью преобразования входных данных к требуемому выходному виду. Язык SQL, который определен стандартом ISO, имеет два основных компонента:
· язык Data Definition Language (DDL), предназначенный для определения структур базы данных и управления доступом к данным;
· язык Data Manipulation Language (DML), предназначенный для выборки и обновления данных.
До появления стандарта SQL3 язык SQL включал только команды определения и манипулирования данными; в нем отсутствовали какие-либо команды управления ходом вычислений. Другими словами, в этом языке не было команд IF ... THEN ...ELSE, GO TO, DO ... WHILE и любых других, предназначенных для управления ходом вычислительного процесса. Подобные задачи должны были решаться программным путем, с помощью языков программирования или управления заданиями, либо интерактивно, в результате действий, выполняемых самим пользователем. По причине подобной незавершенности, с точки зрения организации вычислительного процесса, язык SQL мог использоваться двумя способами. Первый предусматривал интерактивную работу, заключающуюся во вводе пользователем с терминала отдельных операторов SQL. Второй состоял во внедрении операторов SQL в программы на процедурных языках.
Достоинства языка SQL3, формальное определение которого принято в 1999 году:
· Язык SQL относительно прост в изучении.
· Это непроцедурный язык, поэтому в нем необходимо указывать, какая информация должна быть получена, а не как ее можно получить. Иначе говоря, язык SQL не требует указания методов доступа к данным.
· Как и большинство современных языков, SQL поддерживает свободный формат записи операторов. Это означает, что при вводе отдельные элементы операторов не связаны с фиксированными позициями на экране.
· Структура команд задается набором ключевых слов, представляющих собой обычные слова английского языка, такие как CREATE TABLE -Создать таблицу, INSERT - Вставить, SELECT -Выбрать.
Например:
CREATE TABLE [Продажи] ( (S), [Наименование объекта] VARCHAR(15), [Стоимость] DECIMAL(7,2));
INSERT INTO [Объект] VALUES ("SG16", "Brown", 8300);
SELECT , [Наименование объекта], [Стоимость];
FROM [Продажи]
WHERE [Стоимость] > 10000;
· Язык SQL может использоваться широким кругом пользователей, включая администраторов баз данных (АБД), руководящий персонал компании, прикладных программистов и множество других конечных пользователей разных категорий.
В настоящее время для языка SQL существуют международные стандарты, формально определяющие его как стандартный язык создания и манипулирования реляционными базами данных, каковым он фактически и является.
История языка SQL
История реляционной модели данных, и косвенно языка SQL, началась в 1970 году с публикации основополагающей статьи Е. Ф. Кодда, который в то время работал в исследовательской лаборатории корпорации IBM в Сан-Хосе. В 1974 году Д. Чемберлен, работавший в той же лаборатории, публикует определение языка, получившего название "Structured English Query Language", или SEQUEL. В 1976 году была выпущена переработанная версия этого языка, SEQUEL/2; впоследствии его название пришлось изменить на SQL по юридическим соображениям - аббревиатура SEQUEL уже использовалась филологами. Но до настоящего времени многие по-прежнему произносят аббревиатуру SQL как "сиквэл", хотя официально ее рекомендуется читать как "эс-кю-эл".
В 1976 году на базе языка SEQUEL/2 корпорация IBM выпустила прототип СУБД, имевший название "System R". Назначение этой пробной версии состояло в проверке осуществимости реализации реляционной модели. Помимо прочих положительных аспектов, важнейшим из результатов выполнения этого проекта можно считать разработку собственно языка SQL, Однако корни этого языка уходят в язык SQUARE (Specifying Queries as Rational Expressions), который являлся предшественником проекта System R. Язык SQUARE был разработан как исследовательский инструмент для реализации реляционной алгебры посредством фраз, составленных на английском языке.
В конце 1970-х годов, компанией, которая ныне превратилась в корпорацию Oracle, была выпущена СУБД Oracle. Пожалуй, это самая первая из коммерческих реализаций реляционной СУБД, построенной на использовании языка SQL.
Чуть позже появилась СУБД INGRES, использовавшая язык запросов QUEL.
Этот язык был более структурированным, чем SQL, но семантика его менее близка к обычному английскому языку. Позднее, когда SQL был принят как стандартный язык реляционных баз данных, СУБД INGRES была полностью переведена на его использование. В 1981 году корпорация IBM выпустила свою первую коммерческую реляционную СУБД под названием SQL/DS (для среды DOS/VSE). В 1982 году вышла в свет версия этой системы для среды VM/CMS, а в 1983 году - для среды MVS, но уже под названием DB2.
В 1982 году Национальный институт стандартизации США (ANSI) начал работу над языком Relation Database Language (RDL), руководствуясь концептуальными документами, полученными от корпорации IBM. В 1983 году к этой работе подключилась Международная организация по стандартизации (ISO). Совместные усилия обеих организаций увенчались выпуском стандарта языка SQL. От названия RDL в 1984 году отказались, а черновой проект языка был переработан с целью приближения к уже существующим реализациям языка SQL.
Исходный вариант стандарта, который был выпущен ISO в 1987 году, вызвал волну критических замечаний. В частности, Дейт, известный исследователь в этой области, указывал, что в стандарте опущены важнейшие функции, включая средства обеспечения ссылочной целостности, и некоторые реляционные операторы.
Кроме того, он отметил чрезмерную избыточность языка - один и тот же запрос можно было записать в нескольких различных вариантах. Большая часть критических замечаний была признана справедливой, и необходимые коррективы были внесены в стандарт еще до его публикации. Однако было решено, что важнее выпустить стандарт как можно быстрее, чтобы он смог исполнять роль общей основы, на которой и сам язык, и его реализации могли бы развиваться далее, чем дожидаться, пока будут определены и согласованы все функции, которые разные специалисты считают обязательными для подобного языка.
В 1989 году ISO опубликовала дополнение к стандарту, в котором определялись функции поддержки целостности данных. В 1992 году была выпущена первая, существенно пересмотренная версия стандарта ISO, которую иногда называют SQL2 или SQL-92. Хотя некоторые из функций были определены в этом стандарте впервые, многие из них уже были полностью или частично реализованы в одной или нескольких коммерческих реализациях языка SQL.
А следующая версия стандарта, которую принято называть SQL3, была выпущена только в 1999 году. Эта версия содержит дополнительные средства поддержки объектно-ориентированных функций управления данными.
Функции, которые добавляются к стандарту языка разработчиками коммерческих реализаций, принято называть расширениями. Например, в стандарте языка SQL определено шесть различных типов данных, которые могут храниться в базах данных. Во многих реализациях этот список дополняется разнообразными расширениями. Каждая из реализаций языка называется диалектом. Не существует двух совершенно идентичных диалектов, как в настоящее время не существует и ни одного диалекта, полностью соответствующего стандарту ISO.
Более того, поскольку разработчики баз данных вводят в системы все новые функциональные средства, они постоянно расширяют свои диалекты языка SQL, в результате чего отдельные диалекты все больше и больше отличаются друг от друга. Однако основное ядро языка SQL остается более или менее стандартизованным во всех реализациях.
Хотя исходные концепции языка SQL были разработаны корпорацией IBM, его важность очень скоро подтолкнула и других разработчиков к созданию собственных реализаций. В настоящее время на рынке доступны буквально сотни продуктов, построенных на использовании языка SQL, причем постоянно приходится слышать о выпуске все новых и новых версий,