Язык программирования sql определение
Что такое SQL. Назначение и основа
Всем привет! Сегодня я максимально просто, специально для начинающих, попытаюсь рассказать Вам о том, что такое SQL, и для чего он нужен. Из данного материала Вы также узнаете, что такое база данных и система управления базами данных, а также что такое диалект языка SQL, ведь вся статья будет построена на том, чтобы плавно подвести Вас к пониманию того, что же такое SQL.
Я думаю, Вы уже представляете себе, что SQL — это некий язык, связанный с какими-то там базами данных, однако для того, чтобы лучше понимать, что же такое SQL, необходимо понять, для чего нужен SQL, для чего нужен этот язык, т.е. его назначение.
Поэтому сначала я дам Вам немного вводной информации, из которой будет ясно назначение языка SQL, и для чего он вообще нужен.
Что такое база данных
И начну я с того, что под базой данных обычно принято понимать любой набор информации, которая хранится определенным образом, и ей можно воспользоваться. Но если говорить о каких-то автоматизированных базах данных, то здесь, конечно же, речь идет о так называемых реляционных базах данных.
Реляционная база данных – это упорядоченная информация, связанная между собой определёнными отношениями. Представлена она в виде таблиц, в которых и лежит вся эта информация. И это очень важно, так как теперь Вы должны представлять себе современную базу данных просто в виде таблиц (если говорить в контексте SQL), т.е. в общем смысле база данных – это набор таблиц. Безусловно, это сильно упрощенное определение, но оно дает некое практическое понимание базы данных.
Что такое SQL
За счет того, что информация в базе данных упорядочена, разделена на определённые сущности и представлена в виде таблиц, к ней легко обратиться и найти нужную нам информацию.
И тут возникает главный вопрос: а как к ней обратиться и получить необходимую нам информацию?
Для этого должен быть специальный инструмент, и здесь к нам на помощь как раз и приходит SQL, который является тем инструментом, с помощью которого происходит манипулирование данными (создание, извлечение, удаление и т.д.) в базе данных.
SQL (Structured Query Language) — язык структурированных запросов, с помощью него пишутся специальные запросы (так называемые SQL инструкции) к базе данных с целью получения данных из базы данных или для манипулирования этими данными.
Также обязательно стоит отметить и то, что база данных, и в частности реляционная модель, основана на теории множеств, которая подразумевает объединение разных объектов в одно целое, под одним целым в базе данных как раз и имеется в виду таблица. Это важно, так как язык SQL работает именно со множеством, с набором данных, т.е. с таблицами.
Полезные материалы по теме:
Что такое СУБД
У Вас может возникнуть вопрос, если база данных это некая информация, которая хранится в таблицах, то как она выглядит физически? Как на нее посмотреть в целом?
Если очень коротко, то это просто файл, созданный в специальном формате, именно так и выглядит база данных (в большинстве случаев БД включает несколько файлов, но сейчас на этом уровне это не так важно).
Идем дальше, если база данных это файл в специальном формате, то как его создать или открыть? И тут возникает сложность, ведь просто так, без каких-либо инструментов создать такой файл, т.е. реляционную базу данных, нельзя, для этого нужен специальный инструмент, который мог бы создавать и управлять базой данных, иными словами, работать с этими файлами.
Таким инструментом как раз и выступает СУБД – это система управления базами данных, сокращенно СУБД.
Какие СУБД бывают
На самом деле, существует достаточно много различных СУБД, некоторые из них платные и стоят немалых денег, если говорить о полнофункциональных версиях, но даже у самых, так скажем, «крутых» есть бесплатные редакции, которые, кстати, отлично подходят для обучения.
Среди всех по своим возможностям и популярности можно выделить следующие системы:
Полезные материалы по теме:
Диалекты языка SQL (расширения SQL)
Язык SQL – это стандарт, он реализован во всех реляционных базах данных, но у каждой СУБД есть расширение этого стандарта, есть собственный язык работы с данными, его обычно называют диалектом SQL, который, конечно же, основан на SQL, но предоставляет больше возможностей для полноценного программирования, кроме того, такой внутренний язык дает возможность получать системную информацию и упрощать SQL запросы.
Вот некоторые диалекты языка SQL:
Таким образом, от СУБД зависит, на каком расширении Вы будете писать SQL инструкции. Если говорить о простых SQL запросах, например,
то, безусловно, во всех СУБД такие запросы работать будут, ведь SQL — это стандарт.
Примечание! Это простой SQL запрос на выборку данных из одной таблицы, выводятся два столбца.
Однако если Вы собираетесь программировать, использовать все внутренние возможности СУБД (разрабатывать процедуры, использовать встроенные функции, получать системную информацию и т.д.), то Вам необходимо изучать конкретный диалект SQL и практиковаться соответственно в той СУБД, в которой используется этот диалект. Это важно, ведь синтаксис многих конструкций различается так же, как различаются возможности и многое другое. И если, допустим, Вы запустите SQL инструкцию, в которой использованы возможности определенного расширения SQL, на другой СУБД, то такая инструкция, конечно же, не выполнится.
Например, лично я специализируюсь на языке T-SQL, и соответственно, работаю с Microsoft SQL Server, вот уже более 8 лет!
Хотя, конечно же, с другими СУБД я также работал, одно время я сопровождал два приложения, одно из которых работало с PostgreSQL, ну а второе, наверное, уже понятно, с Microsoft SQL Server.
С MySQL я работал, как, наверное, и многие, в рамках сопровождения сайтов и сервисов. Ну а с Oracle Database мне приходилось работать в рамках других проектов.
Весь свой накопленный опыт в части языка SQL я сгруппировал в одном месте и оформил в виде книг, поэтому, если у Вас есть желание изучить язык SQL рекомендую почитать мои книги:
Заметка! Начинающим рекомендую пройти мой онлайн-курс по основам SQL, с помощью которого Вы научитесь работать с языком SQL во всех популярных системах управления базами данных. Курс включает много практики: онлайн-тестирование, задания и многое другое.
Надеюсь, теперь Вы понимаете, что такое SQL, и для чего он нужен, в следующих материалах я расскажу, как создавать SQL запросы, расскажу какие инструменты для этого необходимо использовать и для каких СУБД, так как у каждой СУБД есть свои инструменты, поэтому следите за выходом новых статей в моих группах в социальных сетях: ВКонтакте, Facebook, Одноклассники, Twitter и Tumblr. Подписывайтесь, и Вы не пропустите выход нового материала!
История языков программирования: SQL- стандартизация длиною в жизнь
По мнению аналитиков CodingDojo, SQL — самый важный и нужный язык запросов среди языков программирования, как бы странно это ни звучало. Рейтинг CodingDojo учитывает статистику востребованности языков программирования на рынке труда.
Ведь СУБД – MySQL, PostgreSQL и Microsoft SQL Server – распространены повсеместно: в крупном и малом бизнесе, в больницах, банках, университетах и так далее. В принципе, SQL не ограничивается только настольными девайсами: СУБД SQLite с успехом заняла свое место на Android-смартфонах и мобильных устройствах Apple. Соответственно, такие приложения, как Skype и Dropbox, постоянно к ней обращаются.
Однако были времена, когда не было смартфонов, а этот язык уже существовал. История SQL – это не годы, но десятилетия. Поверили в него не сразу.
System R и IBM
Первые упоминания об этом языке датируются 1974 годом. SQL создавался в рамках проекта экспериментальной реляционной СУБД System R. Занималась этим проектом компания IBM.
Первоначально язык назывался SEQUEL (Structured English Query Language), но потом слово «English» пропало из этого словосочетания, а аббревиатура приобрела тот вид, к которому мы давно уже привыкли. С одной стороны, SQL был ориентирован на удобную и понятную пользователям формулировку запросов к реляционным БД. С другой стороны, практически с самого начала он был так называемым «полным языком БД». Это означает, что SQL включал:
• средства определения и манипулирования схемой БД;
• средства определения ограничений целостности и триггеров;
• средства определения представлений БД;
• средства определения структур физического уровня, поддерживающих эффективное выполнение запросов;
• средства авторизации доступа к отношениям и их полям;
• средства определения точек сохранения транзакции и выполнения фиксации и откатов транзакций.
Правда, в нем не были реализованы средства синхронизации доступа к объектам БД со стороны параллельно выполняемых транзакций. Дело в том, что разработчики изначально рассчитывали, что необходимую синхронизацию неявно выполняет СУБД.
Язык реализован в подавляющем большинстве СУБД – как в реляционных, так и нереляционных. Целью разработки было создание простого непроцедурного языка, которым мог воспользоваться любой пользователь, даже не имеющий навыков программирования.
Разработкой языка запросов занимались Дональд Чэмбэрлин (Donald D. Chamberlin) и Рэй Бойс (Ray Boyce).
SEQUEL был не единственным языком подобного назначения. В Калифорнийском Университете Беркли была разработана некоммерческая СУБД Ingres, которая являлась реляционной СУБД, но использовала свой собственный язык QUEL, который, однако, не выдержал конкуренции по количеству поддерживающих его СУБД по сравнению с языком SQL.
В System R была реализована наиболее сложная и полная версия SQL. Чуть меньше функциональности было в SQL/DS и DB2 от той же IBM. Из SQL System R были удалены только те части, которые были недостаточно проработаны (например, точки сохранения) или реализация которых вызывала слишком большие технические трудности (например, ограничения целостности и триггеры).
Коммерческий успех
Поэтому путь к коммерческой реализации SQL, который прошла IBM, называют движением «сверху вниз».
Oracle, Informix и Sybase пошли по другому пути – «снизу вверх»: в первых версиях этих систем, выпущенных на рынок, использовалось существенно ограниченное подмножество SQL System R. А далее они начали постепенно расширяться. Однако в первой коммерческой реализации SQL в СУБД Oracle в операторах выборки не допускалось использование вложенных подзапросов и отсутствовала возможность формулировки запросов с соединениями нескольких отношений.
Распеределение рыночных долей по состоянию на 2011 год
Растущая заинтересованность рынка в скорейшем переходе к реляционным системам управления базами данных позволила разработчикам перечисленных выше компаний добиться коммерческого успеха. Это произошло, скорее, вопреки тому, что СУБД были тогда очень далеки от совершенства. Ну а теперь Oracle, Informix, Sybase и Microsoft SQL Server поддерживают достаточно мощные диалекты SQL.
Стандартизация
Появление многочисленных диалектов SQL и их разрастание должно было привести к проблемам совместимости и прочим противоречиям.
Однако деятельность по стандартизации языка SQL началась очень вовремя – практически одновременно с появлением его первых коммерческих реализаций. В 1982 году комитету по базам данных Американского национального института стандартов (ANSI) было поручено разработать спецификацию стандартного языка реляционных баз данных.
После отклонения ряда неудачных версий стандарта в 1986 году эксперты пришли к единому знаменателю. А в 1987 году стандарт SQL/86 был одобрен Международной организацией по стандартизации (ISO).
За основу стандарта нельзя было брать SQL System R. Во-первых, этот вариант языка был недостаточно проработан технически. Во-вторых, его слишком сложно было бы реализовать. Поэтому за основу был взят диалект языка SQL, сложившийся в IBM к началу 1980-х годов. В сущности, этот диалект представлял собой подмножество SQL System R.
Стандарт SQL1
К 1989 году стандарт SQL/86 был несколько расширен, после чего появился следующий стандарт, получивший название ANSI/ISO SQL/89.
SQL/89 стал первым всемирно принятым стандартом языка SQL. У этого языка имеется масса недостатков: многие важные понятия не определены, много отдано на откуп реализациям. В этом стандарте полностью отсутствуют такие важные разделы, как манипулирование схемой БД и динамический SQL.
Но тем не менее он сыграл свою роль в становлении действительно стандартизованных реляционных систем управления базами данных. Более того, с появлением стандарта SQL/89 стало возможно проектировать, разрабатывать и сопровождать информационные системы, не слишком привязанные к конкретному производителю СУБД. В некотором смысле появление SQL/89 явилось продвижением технологии баз данных в сторону открытых систем.
Возможно, наиболее важными достижениями стандарта SQL/89 являются четкая стандартизация синтаксиса, семантики операторов выборки данных и манипулирования данными, а также фиксация средств ограничения целостности БД.
В стандарте определяются два уровня языка и отдельное средство поддержания целостности. Уровень 2 — это полный язык баз данных SQL, не включающий средство поддержания целостности. Уровень 1 — это специфицированное подмножество уровня 2.
Средство поддержания целостности включает возможности определения:
• требуемых ограничений на ссылки между таблицами;
• проверочных ограничений на строки таблицы;
• значений столбца по умолчанию при занесении строки в таблицу.
Средства определения внешних ключей позволяют легко формулировать требования так называемой ссылочной целостности БД. Это распространенное в реляционных БД требование можно было сформулировать и на основе общего механизма ограничений целостности SQL System R, но формулировка на основе понятия внешнего ключа более проста и понятна.
Возможности операции Join в разных стандартах
Стандарт SQL2 и его дополнения
Осознавая неполноту стандарта SQL, специалисты различных компаний начали работу над очередным стандартом, который получил название SQL2. Эта работа также длилась несколько лет, было выпущено множество проектов стандарта, пока наконец в марте 1992 года не был принят окончательный проект стандарта (SQL/92). Этот стандарт существенно полнее стандарта SQL/89 и охватывает практически все аспекты, необходимые для реализации приложений: манипулирование схемой БД, управление транзакциями (появились точки сохранения) и сессиями (сессия – это последовательность транзакций, в пределах которой сохраняются временные отношения), подключения к БД, динамический SQL. Наконец, были стандартизованы отношения-каталоги БД, что вообще-то не связано непосредственно с языком, но очень сильно влияет на реализацию.
В 1995 году стандарт был дополнен спецификацией интерфейса уровня вызова (Call-Level Interface – SQL/CLI). SQL/CLI представляет собой набор спецификаций интерфейсов процедур, вызовы которых позволяют выполнять динамически задаваемые операторы SQL. По сути дела, SQL/CLI представляет собой альтернативу динамическому SQL.
Стандарт SQL/CLI послужил основой для создания повсеместно распространенных сегодня интерфейсов ODBC (Open Database Connectivity) и JDBC (Java Database Connectivity).
В 1996 году к стандарту SQL/92 был добавлен еще один компонент – SQL/PSM (Persistent Stored Modules). Основная цель этой спецификации – стандартизировать способы определения и использования хранимых процедур, то есть специальным образом оформленных программ, включающих операторы SQL, которые сохраняются в базе данных, могут вызываться приложениями и выполняются внутри СУБД.
Oracle является одной из наиболее популярных СУБД. Более того, именно там впервые была реализована совместимость со стандартом SQL/92.
А изначально первой СУБД, поддерживающей язык SQL, стала Oracle V2, разработанная для машин VAX. Это было еще в в 1979 году.
Oracle поддерживает ряд различных платформ, включая Windows, Linux, Max OS X и Sun Solaris.
Процедурное расширение SQL, разработанное Oracle, называется PL/SQL (Procedural Language/Structured Query Language) и основано на синтаксисе языков Ada и Pascal. Третьим ключевым языком, использующийся в СУБД Oracle наравне с SQL и PL/SQL, является Java.
PL/SQL поддерживает программные блоки, а также разнообразные типы данных для хранения чисел, строк и дат, операторы управления потоком вычислений (в том числе условные переходы и циклы) и три типа контейнеров (коллекций) — массивы переменной длины, ассоциативные массивы и вложенные таблицы.
Стандарт SQL3
Каждый новый вариант стандарта языка SQL был существенно объемнее предыдущих версий. Так, если стандарт SQL/89 занимал около 600 страниц, то объем SQL/92 составлял на 300 с лишним страниц больше.
Самые первые проекты SQL3 занимали около 1500 страниц.
Однако разработчики SQL3 пришли к выводу, что при таких объемах стандарта вероятность его принятия и последующей успешной поддержки заметно уменьшается. Поэтому они решили разбить стандарт на относительно независимые части, которые можно было бы разрабатывать и поддерживать по отдельности.
В 1999 году были приняты пять частей стандарта SQL:1999.
Первая часть (SQL/Framework) посвящена описанию концептуальной структуры стандарта. В этой части приводится развернутая аннотация следующих четырех частей и формулируются требования к реализациям, претендующим на соответствие стандарту.
Вторая часть SQL:1999 (SQL/Foundation) образует базис стандарта. Вводится система типов языка, формулируются правила определения функциональных зависимостей и возможных ключей, определяются синтаксис и семантика основных операторов SQL:
• операторов определения и манипулирования схемой базы данных;
• операторов манипулирования данными;
• операторов управления транзакциями;
• операторов управления подключениями к базе данных и т. д.
Третью часть занимает уточненная по сравнению с SQL/92 спецификация SQL/CLI. В четвертой части специфицируется SQL/PSM – синтаксис и семантика языка определения хранимых процедур. Наконец, в пятой части – SQL/Bindings – определяются правила связывания SQL для стандартных версий языков программирования.
В стандарт SQL:1999 должны были войти еще несколько частей. Среди них спецификации следующих средств:
• управление распределенными транзакциями (SQL/Transaction);
• поддержка темпоральных свойств данных (SQL/Temporal);
• управление внешними данными (SQL/MED);
• связывание с объектно-ориентированными языками программирования (SQL/OLB);
• поддержка оперативной аналитической обработки (SQL/OLAP).
SQL в XXI веке
В конце 2003 года был принят и опубликован новый вариант международного стандарта SQL:2003. Многие специалисты считали, что в варианте стандарта, следующем за SQL:1999, будут всего лишь исправлены неточности SQL:1999. Но на самом деле, в SQL:2003 специфицирован ряд новых и важных свойств, с небольшими модификациями, внесёнными позже в 2008 году.
Наиболее серьезные изменения языка SQL, специфицированные в части 2 стандарта SQL:2003, касаются следующих аспектов:
• типы данных;
• подпрограммы, вызываемые из SQL;
• расширенные возможности оператора CREATE TABLE;
• новый объект схемы – генератор последовательностей;
• новые виды столбцов – идентифицирующие столбцы (identity column) и генерируемые столбцы (generated column);
• новый оператор MERGE;
Претерпела некоторые изменения общая организация стандарта. Стандарт SQL:2003 состоит из следующих частей:
• 9075-1, SQL/Framework;
• 9075-2, SQL/Foundation;
• 9075-3, SQL/CLI;
• 9075-4, SQL/PSM;
• 9075-9, SQL/MED;
• 9075-10, SQL/OLB;
• 9075-11, SQL/Schemata;
• 9075-13, SQL/JRT;
• 9075-14, SQL/XML.
Части 1-4 и 9-10 с необходимыми изменениями остались такими же, как и в SQL:1999. Часть 5 (SQL/Bindings) перестала существовать; соответствующие спецификации включены в часть 2.
Раздел части 2 SQL:1999, посвященный информационной схеме, выделен в отдельную часть 11. Появились две новые части – 13 и 14.
Часть 13 полностью называется «SQL Routines and Types Using the Java Programming Language» («Использование подпрограмм и типов SQL в языке программирования Java»). Появление такой части стандарта оправдано повышенным вниманием к языку Java со стороны ведущих производителей SQL-ориентированных СУБД.
Наконец, последняя часть SQL:2003 посвящена спецификациям языковых средств, позволяющих работать с XML-документами в среде SQL.
Несмотря на старания разработчиков, процесс стандартизации явно не поспевает за происходящими изменениями.
Основные моменты в истории SQL
Тем не менее, можно сказать, что базовый набор операторов SQL, включающий операторы определения схемы БД, выборки и манипулирования данными, авторизации доступа к данным, поддержки встраивания SQL в языки программирования и операторы динамического SQL, в коммерческих реализациях устоялся и более или менее соответствует стандарту.
SQL — что это такое простым языком
SQL — простыми словами, это язык программирования структурированных запросов (SQL, Structured Query Language), который используется в качестве эффективного способа сохранения данных, поиска их частей, обновления, извлечения из базы и удаления.
Произносится как «Эскуэль/ЭсКьюЭль», реже «СиКуЭль/СиКьюЭль», но чаще всего можно услышать жаргонное «Сиквэл/Сиквел».
Главный инструмент оптимизации и обслуживания базы данных — вот, для чего нужен SQL, хотя он и не ограничен этими целями. Возможности обработки охватывают команды определения представлений, указания прав доступа, схем отношений (в том числе, их удаления и изменения), взаимодействие с другими языками программирования, проверку целостности, задание начала и завершения транзакций.
Для чего нужен SQL на конкретном примере
Чтобы непрофессионалу понять, что значит SQL для ИТ-отрасли, приведём простой пример.
Представьте таблицу с информацией о студентах: имена, возраст, предмет обучения и так далее. В ней есть определённое количество строк и столбцов. Один из рядов содержит успеваемость студентов.
Как только все данные будут внесены в таблицу, каждая из записей попадает в разные категории (столбцы или «аттрибуты»). Это и есть организованная база данных. Вся организованная внутри неё информация, которой можно управлять, называется Database Schema (схема данных).
Если вы захотите выдать стипендии учащимся, которые получают оценку 90% или выше, то выполняется запрос данных в SQL, что простыми словами значит «попросить базу данных предоставить информацию о студентах, получающих 90% и более баллов».
Команда будет иметь синтаксический вид:
SELECT * FROM Student WHERE Percentage>=90;
Когда количество данных мало (скажем, 10 студентов), то можно всё легко посчитать и написать на клочке бумаге. Но когда объём данных увеличивается до тысяч записей, становится нужен SQL — он помогает управлять огромными данными эффективно, то есть быстро получать расчёты на их основе.
Как используется SQL и в чём его польза?
С 1974 года, когда язык структурированных запросов только появился, он обеспечивает взаимодейтсвие с системами управления базами данных (СУБД) во всём мире.
SQL, как простой и лёгкий в изучении язык из области свободного программного обеспечения, сегодня активно применяется:
Язык универсален и обладает чётко определённой структурой за счёт устоявшихся стандартов. Взаимодействие с базами данных происходит быстро даже в ситуациях, когда объёмы данных велики (Big Data). Кроме того, эффективное управление возможно даже без особых познаний кода.
Области применения и где используется SQL:
SQL DDL
В качестве языка определения данных (DDL) он даёт возможность независимо создавать базу данных, определять её структуру, использовать, а затем cбрасывать по завершению манипуляций.
SQL DML
В качестве языка управления данными (DML) — для поддержки уже существующих баз данных на эффективном с точки зрения трудозатрат и производительности языке ввода, изменения и извлечения данных в отношении базы данных.
SQL DCL
Как язык контроля данных (DCL), когда нужно защитить свою базу данных от повреждения и неправильного использования.
SQL клиент/сервер
Открывают единую систему входа (SSO) с проверкой подлинности пользователя в нескольких веб-приложениях в рамках единого сеанса.
SQL трёхуровневой архитектуры
Гарантирует защиту информационной составляющей от несанкционированного использования и копирования в цифровом виде.
Почти все реляционные базы данных используют SQL. Некоторые из них даже включают аббревиатуру языка в своём названии: Microsoft SQL Server, MySQL, PostgreSQL, Non Stop SQL, SQLite. Но есть и те, кто именуется независимо, как Oracle, DB/2, Ingres. Есть ещё «NoSQL» — это собирательный термин, который относят ко всем нереляционным базам данных без SQL (либо, когда это не единственный язык запросов).
Видеолекция о том, как и где именно используется SQL, а также каким образом работают базы данных в реальных условиях, простым и доступным русским языком:
Обратитесь в компанию ИТ-аутсорсинга для дальнейшей экспертной поддержки и консультации по этой теме и любым другим техническим вопросам.