Базы данных. Вводный курс
Структура языка SQL
В данной лекции мы начинаем систематически описывать базовые механизмы языка SQL. Чтобы пояснить, о какой части языка пойдет речь в этой и следующих лекциях, обратимся к .
Рис. 15.1. Один из способов разделения языка SQL на уровни
Язык SQL, соответствующий последним стандартам SQL:2003, SQL:1999 (и даже SQL/92), это очень богатый и сложный язык, все возможности которого трудно сразу осознать и тем более понять. Поэтому приходится разбивать язык на уровни, или слои, такие, что каждый уровень языка включает все конструкции, входящие в более низкие уровни. В стандарте определяется несколько способов разбиения языка на уровни. В одной из классификаций язык разбивается на базовый (entry), промежуточный (intermediate) и полный (full) уровни.
Эта классификация ориентирована, прежде всего, на производителей СУБД, в которых поддерживается SQL. Реализация базового уровня языка является обязательным условием хотя бы какого-то соответствия стандарту. Реализация промежуточного уровня желательна, и обычно именно такой уровень языка поддерживается ведущими компаниями-производителями SQL-ориентированных СУБД. Наконец, полный уровень языка является целью, к достижению которой следует стремиться. В данной классификации критерием отнесения той или иной возможности языка к некоторому уровню является оцениваемая создателями стандарта SQL (большая часть которых является сотрудниками ведущих компаний, производящих SQL-ориентированные СУБД) техническая сложность реализации этой возможности. Конечно, такая классификация важна и для программистов приложений баз данных, но только для того, чтобы оценить реальные возможности конкретной СУБД. Для понимания языка SQL это разбиение на уровни несущественно.
Другая классификация показана на . Среди всех конструкций языка SQL можно выделить такие конструкции, которые можно было использовать при прямом (direct) взаимодействии конечного пользователя с СУБД (например, в интерактивном режиме). В некотором смысле этот уровень также является базовым, поскольку соответствующие средства языка в наибольшей степени отражают его ориентированность на работу с мультимножествами.
На следующем уровне, уровне встраиваемого (embedded) SQL, язык расширяется конструкциями, позволяющими использовать возможности прямого SQL в программах, написанных на традиционных языках программирования. Наконец, на уровне динамического (dynamic) SQL во встраиваемый SQL добавляются конструкции, позволяющие приложениям обращаться к СУБД с конструкциями прямого SQL, которые динамически образуются во время выполнения программы.
Нам кажется, что вторая классификация является более полезной для читателя, постигающего основы языка SQL. По нашему мнению, дополнительные возможности, присутствующие во встраиваемом и в динамическом SQL, не слишком сильно влияют на модельное представление языка. Конечно, возможности встраиваемого и динамического SQL необходимо хорошо знать разработчикам приложений SQL-ориентированных баз данных. Но поскольку задачей этого курса не является обучение использованию языка SQL при программировании приложений баз данных, мы не будем затрагивать эти темы. Обратимся к прямому SQL, причем не в полном объеме стандартов SQL:2003 и SQL:1999 (этого не позволяет сделать объем курса). Обсудим только наиболее важные аспекты.
В этой лекции обсуждаются основные аспекты системы типов данных языка SQL и средства определения доменов.
Замечание: Лекции, посвященные языку SQL, опираются, главным образом, на стандарт SQL:1999. В тех случаях, когда будут упоминаться дополнительные возможности, специфицированные в наиболее свежей версии стандарта – SQL:2003, мы будем явно на это указывать. Поэтому здесь мы используем терминологию стандарта (таблицы, строки, столбцы и т. д.).
В этом абзаце применяется терминология, которая использовалась в публикациях, посвященных System R.
Как это ни странно, компания IBM, имевшая уникальный и положительный опыт реализации экспериментальной реляционной СУБД System R, не стала первой компанией, выпустившей на рынок коммерческую реляционную СУБД. Компанию IBM опередила на два года незадолго до того образованная компания Oracle, выпустившая свою первую систему в 1979 г.
Современные эксперты по разному объясняют причины этой «заторможенности» IBM, но, по всей видимости, основная причина кроется в традиционном консерватизме руководства компании.
Например, одной из выигрышных черт SQL System R являлось то, что в одной транзакции разрешалось комбинировать все возможные операторы SQL. Поскольку технически это обеспечить достаточно трудно, почти во всех сегодняшних SQL-ориентированных СУБД имеются ограничения на состав операторов, которые можно выполнять в одной транзакции.
Это практически обесценивает стандарт с точки зрения программистов приложений баз данных, поскольку не дает возможности создавать приложения, не привязанные к особенностям конкретных СУБД.
Среди прочих достижений System R нельзя не отметить то, что в базах данных, управляемых этой СУБД, хранились как данные, так и метаданные – описатели отношений, их полей, представлений, ограничения целостности и т.д. Для хранения метаданных использовались специальные служебные отношения, которые стали называть отношениями-каталогами. Из отношений-каталогов можно было выбрать данные с помощью обычных средств языка SQL. Конечно, организация служебных данных – это вопрос реализации SQL, но этот вопрос непосредственно касается потенциальных пользователей SQL-ориентированных СУБД, и поэтому стандартизация представления пользователю отношений-каталогов (в стандарте SQL, информационной схемы базы данных) является исключительно важным делом.
К сожалению, приходится использовать термин строка в двух смыслах: строка таблицы (table row) и символьная или битовая строка (character or bit string). Постараемся обеспечить правильное понимание смысла термина в контексте его использования.
