Язык SQL как стандартный язык реляционных БД

Стремительный рост популярности SQL является одной из самых важных тенденций в современной компьютерной промышленности. За несколько последних лет SQL стал единственным языком баз данных. Официальный международный стандарт на SQL был принят в 1987 г., обновлен в 2003 г. Язык SQL является важным звеном в архитектуре систем управления базами данных, выпускаемых всеми ведущими доставщиками программных продуктов, и служит стратегическим наплавлением разработок компании Microsoft в области баз данных. Зародившись в результате выполнения второстепенного исследовательского проекта компании IBM, SQL сегодня широко известен и в качестве мощного рыночного фактора.

SQL является инструментом, предназначенным для обработки и чтения данных, содержащихся в компьютерной базе данных. SQL — это сокращенное название структурированного языка запросов (Structured Query Language — язык структурированных запросов). Как следует из названия, SQL является языком программирования, который применяется для организации взаимодействия пользователя с базой данных. На самом деле SQL работает только с реляционными базами данных. На рисунке 7.4 изображена схема работы SQL. Согласно этой схеме, в вычислительной системе имеется база данных, в которой хранится важная информация. Компьютерная программа, которая управляет базой данных, называется системой управления базой данных, или СУБД.

Рис. 7.4. Применение SQL для доступа к базе данных.

Если пользователю необходимо прочитать данные из базы данных, он запрашивает их у СУБД с помощью SQL. СУБД обрабатывает запрос, находит требуемые данные и посылает их пользователю. Процесс запрашивания данных и получения результата называется запросом к базе данных: отсюда и название — структурированный язык запросов.

Однако это название не совсем соответствует действительности. Во-первых, сегодня SQL представляет собой нечто гораздо большее, чем простой инструмент создания запросов, хотя именно для этого он и был первоначально предназначен. Несмотря на то, что чтение данных по-прежнему остается одной из наиболее важных функций SQL, сейчас этот язык используется для реализации всех функциональных возможностей, которые СУБД предоставляет пользователю, а именно:

• · Организация данных. SQL дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между элементами базы данных.
• · Чтение данных. SQL дает пользователю или приложению возможность читать из базы данных содержащиеся в ней данные и пользоваться ими.
• · Обработка данных. SQL дает пользователю или приложению возможность изменять базу данных, т. е. добавлять в нее новые данные, а также удалять или обновлять уже имеющиеся в ней данные.
• · Управление доступом. С помощью SQL можно ограничить возможности пользователя по чтению и изменению данных и защитить их от несанкционированного доступа.
• · Совместное использование данных. SQL координирует совместное использование данных пользователями, работающими параллельно, чтобы они не мешали друг другу.
• · Целостность данных. SQL позволяет обеспечить целостность базы данных, защищая ее от разрушения из-за несогласованных изменений или отказа системы.

Таким образом, SQL является достаточно мощным языком для взаимодействия с СУБД.

Вопреки существующим заблуждениям, SQL является информационно-логическим языком, а не языком программирования.

В SQL входит около тридцати операторов, предназначенных для управления базами данных. Операторы SQL встраиваются в базовый язык, например COBOL, FORTRAN или С, и дают возможность получать доступ к базам данных. Кроме того, из такого языка, как С, операторы SQL можно посылать СУБД в явном виде, используя интерфейс вызовов функций.

Наконец, SQL — это слабо структурированный язык, особенно по сравнению с такими сильно структурированными языками, как С или Pascal. Операторы SQL напоминают английские предложения и содержат «слова-пустышки», не влияющие на смысл оператора, но облегчающие его чтение. В SQL почти нет нелогичностей, к тому же имеется ряд специальных правил, предотвращающих создание операторов SQL, которые выглядят как абсолютно правильные, но не имеют смысла.

Несмотря на не совсем точное название, SQL на сегодняшний день является единственным стандартным языком для работы с реляционными базами данных. SQL — это достаточно мощный и в то же время относительно легкий для изучения язык.

На рисунке 7.5 изображена структурная схема типичной СУБД, компоненты которой соединяются в единое целое с помощью SQL.

Рис. 7.5. Компоненты типичной СУБД.

Ядро базы данных является сердцевиной СУБД; оно отвечает за физическое структурирование и запись данных на диск, а также за физическое чтение данных с диска.

Кроме того, оно принимает SQL-запросы от других компонентов СУБД (таких как генератор форм, генератор отчетов или модуль формирования интерактивных запросов), от пользовательских приложений и даже от других вычислительных систем. Как видно из рисунка, SQL выполняет много различных функций.

• · SQL — интерактивный язык запросов. Пользователи вводят команды SQL в интерактивные программы, предназначенные для чтения данных и отображения их на экране. Это удобный способ выполнения специальных запросов.
• · SQL — язык программирования баз данных. Чтобы получить доступ к базе данных, программисты вставляют в свои программы команды SQL. Эта методика используется как в программах, написанных пользователями, так и в служебных программах баз данных (таких как генераторы отчетов и инструменты ввода данных).
• · SQL — язык администрирования баз данных. Администратор базы данных, находящейся на мини-компьютере или на большой ЭВМ, использует SQL для определения структуры базы данных и управления доступом к данным.
• · SQL — язык создания приложений клиент / сервер, и программах для персональных компьютеров SQL используется для организации связи через локальную сеть с сервером базы данных, в которой хранятся совместно используемые данные. В большинстве новых приложений используется архитектура клиент / сервер, которая позволяет свести к минимуму сетевой трафик и повысить быстродействие как персональных компьютеров, так и серверов баз данных.
• · SQL — язык распределенных баз данных. В системах управления распределенными базами данных SQL помогает распределять данные среди нескольких взаимодействующих вычислительных систем. Программное обеспечение каждой системы посредством использования SQL связывается с другими системами, посылая им запросы на доступ к данным.
• · SQL — язык шлюзов базы данных. В вычислительных сетях с различными СУБД SQL часто используется в шлюзовой программе, которая позволяет СУБД одного типа связываться с СУБД другого типа.

Таким образом, SQL превратился в полезный и мощный инструмент, обеспечивающий людям, программам и вычислительным системам доступ к информации, содержащейся в реляционных базах данных.

Успех языку SQL принесли следующие его особенности:

· Независимость от конкретной СУБД.

Несмотря на наличие диалектов и различий в синтаксисе, в большинстве своём тексты SQL-запросов могут быть достаточно легко перенесены из одной СУБД в другую. Существуют системы, разработчики которых изначально закладывались на применение, по меньшей мере, нескольких СУБД (например, система электронного документооборота Documentum может работать как с Oracle Database, так и с Microsoft SQL Server).

· Наличие стандартов.

Наличие стандартов и набора тестов для выявления совместимости и соответствия конкретной реализации SQL общепринятому стандарту только способствует «стабилизации» языка.

· Декларативность.

С помощью SQL программист описывает только то, какие данные нужно извлечь или модифицировать. То, каким образом это сделать решает СУБД непосредственно при обработке SQL запроса.

Все перечисленные выше факторы явились причиной того, что SQL стал стандартным инструментом для управления данными на персональных компьютерах, мини-компьютерах и больших ЭВМ.

Однако SQL не лишен и ряда недостатков:

• * Несоответствие реляционной модели данных. Создатель реляционной модели данных Э. Кодд, К. Дейт и их сторонники указывают на то, что SQL не является истинно реляционным языком. В частности они указывают на следующие проблемы SQL:
• · повторяющиеся строки;
• · неопределённые значения;
• · явное указание порядка колонок слева направо;
• · колонки без имени и дублирующиеся имена колонок;
• · отсутствие поддержки свойства «=»;
• · использование указателей;
• · высокая избыточность.
• · Сложность. Хотя SQL и задумывался как средство работы конечного пользователя, в конце концов, он стал настолько сложным, что превратился в инструмент программиста.
• · Отступления от стандартов. Несмотря на наличие международного стандарта ANSI SQL-92, многие компании, занимающиеся разработкой СУБД (например, Oracle, Sybase, Microsoft, MySQL AB, Borland), вносят изменения в язык SQL, применяемый в разрабатываемой СУБД, тем самым отступая от стандарта. Таким образом, появляются специфичные для каждой конкретной СУБД диалекты языка SQL.