Последнее обновление: 24.06.2017

SQL Server является одной из наиболее популярных систем управления базами данных (СУБД) в мире. Данная СУБД подходит для самых различных проектов: от небольших приложений до больших высоконагруженных проектов.

SQL Server был создан компанией Microsoft. Первая версия вышла в 1987 году. А текущей версией является версия 16, которая вышла в 2016 году и которая будет использоваться в текущем руководстве.

SQL Server долгое время был исключительно системой управления базами данных для Windows, однако начиная с версии 16 эта система доступна и на Linux.

SQL Server характеризуется такими особенностями как:

Производительность. SQL Server работает очень быстро.

Надежность и безопасность. SQL Server предоставляет шифрование данных.

Простота. С данной СУБД относительно легко работать и вести администрирование.

Центральным аспектом в MS SQL Server, как и в любой СУБД, является база данных. База данных представляет хранилище данных, организованных определенным способом. Нередко физически база данных представляет файл на жестком диске, хотя такое соответствие необязательно. Для хранения и администрирования баз данных применяются системы управления базами данных (database management system) или СУБД (DBMS). И как раз MS SQL Server является одной из такой СУБД.

Для организации баз данных MS SQL Server использует реляционную модель. Эта модель баз данных была разработана еще в 1970 году Эдгаром Коддом. А на сегодняшний день она фактически является стандартом для организации баз данных.

Реляционная модель предполагает хранение данных в виде таблиц, каждая из которых состоит из строк и столбцов. Каждая строка хранит отдельный объект, а в столбцах размещаются атрибуты этого объекта.

Для идентификации каждой строки в рамках таблицы применяется первичный ключ (primary key). В качестве первичного ключа может выступать один или несколько столбцов. Используя первичный ключ, мы можем ссылаться на определенную строку в таблице. Соответственно две строки не могут иметь один и тот же первичный ключ.

Через ключи одна таблица может быть связана с другой, то есть между двумя таблицами могут быть организованы связи. А сама таблица может быть представлена в виде отношения ("relation").

Для взаимодействия с базой данных применяется язык SQL (Structured Query Language). Клиент (например, внешняя программа) отправляет запрос на языке SQL посредством специального API. СУБД должным образом интерпретирует и выполняет запрос, а затем посылает клиенту результат выполнения.

Изначально язык SQL был разработан в компании IBM для системы баз данных, которая называлась System/R. При этом сам язык назывался SEQUEL (Structured English Query Language). Хотя в итоге ни база данных, ни сам язык не были впоследствии официально опубликованы, по традиции сам термин SQL нередко произносят как "сиквел".

В 1979 году компания Relational Software Inc. разработала первую систему управления баз данных, которая называлась Oracle и которая использовала язык SQL. В связи с успехом данного продукта компания была переименована в Oracle.

Впоследствии стали появляться другие системы баз данных, которые использовали SQL. В итоге в 1989 году Американский Национальный Институт Стандартов (ANSI) кодифицировал язык и опубликовал его первый стандарт. После этого стандарт периодически обновлялся и дополнялся. Последнее его обновление состоялось в 2011 году. Но несмотря на наличие стандарта нередко производители СУБД используют свои собственные реализации языка SQL, которые немного отличаются друг от друга.

Выделяются две разновидности языка SQL: PL-SQL и T-SQL. PL-SQL используется в таких СУБД как Oracle и MySQL. T-SQL (Transact-SQL) применяется в SQL Server. Собственно поэтому в рамках текущего руководства будет рассматриваться именно T-SQL.

В зависимости от задачи, которую выполняет команда T-SQL, он может принадлежать к одному из следующих типов:

DDL (Data Definition Language / Язык определения данных). К этому типу относятся различные команды, которые создают базу данных, таблицы, индексы, хранимые процедуры и т.д. В общем определяют данные.

В частности, к этому типу мы можем отнести следующие команды:

• CREATE : создает объекты базы данных (саму базу даных, таблицы, индексы и т.д.)

  ALTER : изменяет объекты базы данных

  DROP : удаляет объекты базы данных

  TRUNCATE : удаляет все данные из таблиц

DML (Data Manipulation Language / Язык манипуляции данными). К этому типу относят команды на выбору данных, их обновление, добавление, удаление - в общем все те команды, с помощью которыми мы можем управлять данными.

К этому типу относятся следующие команды:

• SELECT : извлекает данные из БД

  UPDATE : обновляет данные

  INSERT : добавляет новые данные

  DELETE : удаляет данные

DCL (Data Control Language / Язык управления доступа к данным). К этому типу относят команды, которые управляют правами по доступу к данным. В частности, это следующие команды:

• GRANT : предоставляет права для доступа к данным

  REVOKE : отзывает права на доступ к данным

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 .

Контрольные вопросы

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?

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.

PHP и базы данных

Средства эффективного хранения и выборки больших объемов информации внесли огромный вклад в успешное развитие Интернета. Обычно для хранения информации используются базы данных. Работа таких известных сайтов, как Yahoo, Amazon и Ebay, в значительной степени зависит от надежности баз данных, хранящих громадные объемы информации. Конечно, поддержка баз данных ориентирована не только на интересы гигантских корпораций -- в распоряжении web-программистов имеется несколько мощных реализаций баз данных, распространяемых по относительно низкой цене (а то и бесплатно).

Правильная организация базы данных обеспечивает более быстрые и гибкие возможности выборки данных. Она существенно упрощает реализацию средств поиска и сортировки, а проблемы прав доступа к информации решаются при помощи средств контроля за привилегиями, присутствующими во многих системах управления базами данных (СУБД). Кроме того, упрощаются процессы репликации и архивации данных.

Глава начинается с подробного описания выборки и обновления данных в MySQL -- вероятно, самой популярной СУБД, используемой в PHP (http://www.mysql.com). На примере MySQL будет показано, как в PHP происходят загрузка и обновление данных в базе; мы рассмотрим базовые средства поиска и сортировки, используемые во многих web-приложениях. Затем мы перейдем к реализованной в PHP поддержке ODBC (Open Data Base Connectivity) -- обобщенного интерфейса, который может использоваться для одновременного соединения с разными СУБД. Поддержка ODBC в PHP будет продемонстрирована на примере соединения и выборки данных из базы данных Microsoft Access. Глава завершается проектом, в котором PHP и СУБД MySQL используются для создания иерархического каталога с информацией об избранных сайтах. При включении в каталог новых сайтов пользователь относит их к одной из стандартных категорий, определяемых администратором сайта.

Прежде чем переходить к обсуждению MySQL, я хочу сказать несколько слов об SQL -- самом распространенном языке для работы с базами данных. Язык SQL заложен в основу практически всех существующих СУБД. Чтобы перейти к рассмотрению примеров работы с базами данных, необходимо хотя бы в общих чертах представлять, как работает SQL.

SQL обычно описывается как стандартный язык, используемый для взаимодействия с реляционными базами данных (см. ниже). Однако SQL не является языком программирования, как С, C++ или PHP. Скорее, это интерфейсное средство для выполнения различных операций с базами данных, предоставляющее в распоряжение пользователя стандартный набор команд. Возможности SQL не ограничиваются выборкой данных из базы. В SQL поддерживаются разнообразные возможности для взаимодействия с базой данных, в том числе:

• определение структуры данных -- определение конструкций, используемых при хранении данных;
• выборка данных -- загрузка данных из базы и их представление в формате, удобном для вывода;
• обработка данных -- вставка, обновление и удаление информации;
• контроль доступа -- возможность разрешения/запрета выборки, вставки, обновления и удаления данных на уровне отдельных пользователей;
• контроль целостности данных -- сохранение структуры данных при возникновении таких проблем, как параллельные обновления или системные сбои.

Обратите внимание: в определении SQL было сказано, что этот язык предназначен для работы с реляционными базами данных. В реляционных СУБД данные организуются в виде набора взаимосвязанных таблиц. Связи между таблицами реализуются в виде ссылок на данные других таблиц. Таблицу можно представить себе как двухмерный массив, в котором расположение каждого элемента характеризуется определенными значениями строки и столбца. Пример реляционной базы данных изображен на рис. 11.1.

Рис. 11.1. Пример реляционной базы данных

Как видно из рис. 11.1, каждая таблица состоит из строк (записей) и столбцов (полей). Каждому полю присваивается уникальное (в рамках данной таблицы) имя. Обратите внимание на связь между таблицами customer и orders, обозначенную стрелкой. В информацию о заказе включается короткий идентификатор клиента, что позволяет избежать избыточного хранения имени и прочих реквизитов клиента. В изображенной базе данных существует еще одна связь -- между таблицами orders и products. Эта связь устанавливается по полю prod_id, в котором хранится идентификатор товара, заказанного данным клиентом (определяемого полем custjd). Наличие этих связей позволяет легко ссылаться на полные данные клиента и товара по простым идентификаторам. Правильно организованная база данных превращается в мощное средство организации и эффективного хранения данных с минимальной избыточностью. Запомните эту базу данных, я буду часто ссылаться на нее в дальнейших примерах.

Итак, как же выполняются операции с реляционными базами данных? Для этого в SQL существует специальный набор общих команд -- таких, как SELECT, INSERT, UPDATE и DELETE. Например, если вам потребуется получить адрес электронной почты клиента с идентификатором 2001cu (см. рис. 11.1), достаточно выполнить следующую команду SQL:

SELECT cust_email FROM customers WHERE custjd = "2001cu"

Все вполне логично, не правда ли? В обобщенном виде команда выглядит так:

SELECT имя_поля FROM имя_таблицы [ WHERE условие ]

Квадратные скобки означают, что завершающая часть команды является необязательной. Например, для получения адресов электронной почты всех клиентов из таблицы customers достаточно выполнить следующий запрос:

SELECT cust_email FROM customers

Предположим, вы хотите включить в таблицу products новую запись. Простейшая команда вставки выглядит так:

INSERT into products VALUES ("1009pr", "Red Tomatoes", "1.43");

Если позднее эти данные потребуется удалить, воспользуйтесь следующей командой:

DELETE FROM products WHERE prod_id = 1009r";

Существует много разновидностей команд SQL, и полное их описание выходит за рамки этой книги. На эту тему вполне можно написать отдельную книгу! Я постарался сделать так, чтобы команды SQL, используемые в примерах, были относительно простыми, но достаточно реальными. В Web существует много учебной информации и ресурсов, посвященных SQL. Некоторые ссылки приведены в конце этого раздела.

Записывать команды SQL символами верхнего регистра необязательно. Впрочем, я предпочитаю именно такую запись, поскольку она помогает различать компоненты запроса.

Раз вы читаете эту книгу, вероятно, вас интересует вопрос, как же организуется работа с базами данных в среде Web? Как правило, сначала при помощи какого-

либо интерфейсного языка (PHP, Java или Perl) создается соединение с базой данных, после чего программа обращается к базе с запросами, используя стандартный набор средств. Интерфейсный язык можно рассматривать как своего рода «клей», связывающий базу данных с Web. Я перехожу к своему любимому интерфейсному языку -- PHP.

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:

1. создание, удаление, изменение базы данных (БД);
2. добавление, изменение, удаление, назначение прав пользователя;
3. внесение, удаление и изменение данных в БД (таблиц и записей);
4. 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