Введение в базы данных

В предыдущих двух статьях данного цикла, опубликованных в № 6 и 7 нашего журнала, мы рассмотрели различные механизмы доступа к данным, включая ADO, BDE и их альтернативы. Теперь мы знаем, как выбрать технологию доступа к данным для той или иной пары «СУБД — средство разработки».

Располагая технологией доступа к данным, можно наконец подумать и о том, каким образом следует манипулировать самими данными и метаданными. Способы манипуляции могут быть специфичными для данной СУБД (например, использование объектов клиентской части этой СУБД для доступа к объектам баз данных) или для данного механизма доступа к данным. Тем не менее существует более или менее универсальный способ манипуляции данными, поддерживаемый почти всеми серверными реляционными СУБД и большинством универсальных механизмов доступа к данным (в том числе при использовании их совместно с настольными СУБД). Этот способ — применение языка SQL (Structured Query Language — язык структурированных запросов). Ниже мы рассмотрим назначение и особенности этого языка, а также изучим, как с его помощью извлекать и суммировать данные, добавлять, удалять и модифицировать записи, защищать данные от несанкционированного доступа, создавать базы данных. Для более подробного изучения SQL мы можем порекомендовать книги Мартина Грабера «Введение в SQL» (М., Лори, 1996) и «SQL. Справочное руководство» (М., Лори, 1997).

Введение

Structured Query Language представляет собой непроцедурный язык, используемый для управления данными реляционных СУБД. Термин «непроцедурный» означает, что на данном языке можно сформулировать, что нужно сделать с данными, но нельзя проинструктировать, как именно это следует сделать. Иными словами, в этом языке отсутствуют алгоритмические конструкции, такие как метки, операторы цикла, условные переходы и др.

Язык SQL был создан в начале 70-х годов в результате исследовательского проекта IBM, целью которого было создание языка манипуляции реляционными данными. Первоначально он назывался SEQUEL (Structured English Query Language), затем — SEQUEL/2, а затем — просто SQL. Официальный стандарт SQL был опубликован ANSI (American National Standards Institute — Национальный институт стандартизации, США) в 1986 году (это наиболее часто используемая ныне реализация SQL). Данный стандарт был расширен в 1989 и 1992 годах, поэтому последний стандарт SQL носит название SQL92. В настоящее время ведется работа над стандартом SQL3, содержащим некоторые объектно-ориентированные расширения.

Существует три уровня соответствия стандарту ANSI — начальный, промежуточный и полный. Многие производители серверных СУБД, такие как IBM, Informix, Microsoft, Oracle и Sybase, применяют собственные реализации SQL, основанные на стандарте ANSI (отвечающие как минимум начальному уровню соответствия стандарту) и содержащие некоторые расширения, специфические для данной СУБД.

Более подробную информацию о соответствии стандарту версии SQL, используемой в конкретной СУБД, можно найти в документации, поставляемой с этой СУБД.

Как работает SQL

Давайте рассмотрим, как работает SQL. Предположим, что имеется база данных, управляемая с помощью какой-либо СУБД. Для извлечения из нее данных используется запрос, сформулированный на языке SQL. СУБД обрабатывает этот запрос, извлекает запрашиваемые данные и возвращает их. Этот процесс схематически изображен на рис. 1.

Как мы увидим позже, SQL позволяет не только извлекать данные, но и определять структуру данных, добавлять и удалять данные, ограничивать или предоставлять доступ к данным, поддерживать ссылочную целостность.

Обратите внимание на то, что SQL сам по себе не является ни СУБД, ни отдельным продуктом. Это язык, применяемый для взаимодействия с СУБД и являющийся в определенном смысле ее неотъемлемой частью.

Операторы SQL

SQL содержит примерно 40 операторов для выполнения различных действий внутри СУБД. Ниже приводится краткое описание категорий этих операторов.

Data Definition Language (DDL)

Data Definition Language содержит операторы, позволяющие создавать, изменять и уничтожать базы данных и объекты внутри них (таблицы, представления и др.). Эти операторы перечислены в табл. 1.

Таблица 1

Оператор	Описание
CREATE TABLE	Применяется для добавления новой таблицы к базе данных
DROP TABLE	Применяется для удаления таблицы из базы данных
ALTER TABLE	Применяется для изменения структуры имеющейся таблицы
CREATE VIEW	Применяется для добавления нового представления к базе данных
DROP VIEW	Применяется для удаления представления из базы данных
CREATE INDEX	Применяется для создания индекса для данного поля
DROP INDEX	Применяется для удаления существующего индекса
CREATE SCHEMA	Применяется для создания новой схемы в базе данных
DROP SCHEMA	Применяется для удаления схемы из базы данных
CREATE DOMAIN	Применяется для создания нового домена
ALTER DOMAIN	Применяется для переопределения домена
DROP DOMAIN	Применяется для удаления домена из базы данных

Data Manipulation Language (DML)

Data Manipulation Language содержит операторы, позволяющие выбирать, добавлять, удалять и модифицировать данные. Обратите внимание на то, что эти операторы не обязаны завершать транзакцию, внутри которой они вызваны. Операторы DML представлены в табл. 2.

Таблица 2

Оператор	Описание
SELECT	Применяется для выбора данных
INSERT	Применяется для добавления строк к таблице
DELETE	Применяется для удаления строк из таблицы
UPDATE	Применяется для изменения данных

Иногда оператор SELECT относят к отдельной категории, называемой Data Query Language (DQL).

Transaction Control Language (TCL)

Операторы Transaction Control Language применяются для управления изменениями, выполненными группой операторов DML. Операторы TCL представлены в табл. 3.

Таблица 3

Оператор	Описание
COMMIT	Применяется для завершения транзакции и сохранения изменений в базе данных
ROLLBACK	Применяется для отката транзакции и отмены изменений в базе данных
SET TRANSACTION	Применяется для установки параметров доступа к данным в текущей транзакции

Data Control Language (DCL)

Операторы Data Control Language, иногда называемые операторами Access Control Language, применяются для осуществления административных функций, присваивающих или отменяющих право (привилегию) использовать базу данных, таблицы в базе данных, а также выполнять те или иные операторы SQL. Операторы DCL представлены в табл. 4.

Таблица 4

Оператор	Описание
GRANT	Применяется для присвоения привилегии
REVOKE	Применяется для отмены привилегии

Cursor Control Language (CCL)

Операторы Cursor Control Language используются для определения курсора, подготовки SQL-предложений для выполнения, а также для некоторых других операторов. Операторы CCL представлены в табл. 5.

Таблица 5

Оператор	Описание
DECLARE CURSOR	Применяется для определения курсора для запроса
EXPLAIN	Применяется для описания плана запроса. Этот оператор представляет собой расширение SQL для Microsoft SQL Server 7.0. Он не обязан выполняться в других СУБД. Например, в случае Oracle следует использовать оператор EXPLAIN PLAN
OPEN CURSOR	Применяется для открытия курсора при получении результатов запроса
FETCH	Применяется для получения строки из результатов запроса
CLOSE CURSOR	Применяется для закрытия курсора
PREPARE	Применяется для подготовки оператора SQL для выполнения
EXECUTE	Применяется для выполнения оператора SQL
DESCRIBE	Применяется для описания подготовленного запроса

Все операторы SQL имеют вид, показанный на рис. 2.

Каждый оператор SQL начинается с глагола, представляющего собой ключевое слово, определяющее, что именно делает этот оператор (SELECT, INSERT, DELETE...). В операторе содержатся также предложения, содержащие сведения о том, над какими данными производятся операции. Каждое предложение начинается с ключевого слова, такого как FROM, WHERE и др. Структура предложения зависит от его типа — ряд предложений содержит имена таблиц или полей, некоторые могут содержать дополнительные ключевые слова, константы или выражения.

Ключевые слова ANSI/ISO SQL92

Некоторые ключевые слова, определенные в стандарте ANSI SQL, не могут быть использованы в качестве имен объектов баз данных (таблиц, полей, имен пользователей). Эти ключевые слова приведены в табл. 6.

Стандарт SQL также включает список потенциальных ключевых слов, зарезервированных для последующих версий стандарта SQL. Эти ключевые слова приведены в табл. 7.

С помощью чего можно выполнить SQL-операторы

Все современные серверные СУБД (а также многие популярные настольные СУБД) содержат в своем составе утилиты, позволяющие выполнить SQL-предложение и ознакомиться с его результатом. В частности, клиентская часть Oracle содержит в своем составе утилиту SQL Plus, а Microsoft SQL Server — утилиту SQL Query Analyzer. Именно этой утилитой мы воспользуемся для демонстрации возможностей SQL, а в качестве базы данных, над которой мы будем «экспериментировать», возьмем базу данных NorthWind, входящую в комплект поставки Microsoft SQL Server 7.0. В принципе, можно использовать другую базу данных и любую другую утилиту, способную выполнять в этой базе данных SQL-предложения и отображать результаты (или даже написать свою, используя какое-либо средство разработки — Visual Basic, Delphi, C++Builder и др.). Однако на всякий случай рекомендуется сделать резервную копию этой базы данных.