Стандарты языка реляционных баз данных SQL: краткий обзор
В статье содержатся некоторые рекомендации, направленные на то, чтобы облегчить создание мобильных прикладных информационных систем, опирающихся на использование реляционных систем управления базами данных (СУБД), которые поддерживают международный стандарт языка баз данных (БД) SQL. Чтобы лучше прояснить смысл статьи, необходимо сделать несколько предварительных замечаний.
1. Введение
Под мобильностью прикладной системы мы понимаем не только возможность ее простого переноса на другую аппаратную платформу, но и возможность сравнительно легкого приспособления к использованию другой СУБД. Мы не рассматриваем в этом документе проблемы переносимости, связанные с особенностями операционных систем. Заметим, что в общем случае проблемы переноса будут существенно проще, если целевыми аппаратными средствами являются UNIX-компьютеры, причем в качестве операционной системы используются современные версии ОС UNIX, соответствующие международным стандартам (например системы семейства System V Release 4.x), а в качестве языка программирования используется хорошо стандартизованный язык (далее мы предполагаем использование языка ANSI Си). Конечно, при некоторых дополнительных ограничениях на программирование(если это позволяет специфика прикладной системы) иногда можно добиться возможности несложного переноса прикладной системы в среду другой операционной системы.
Когда мы говорим о возможности приспособления прикладной системы к использованию различных СУБД, то, конечно, имеем в виду не произвольные СУБД, а системы, поддерживающие международный стандарт языка SQL. Другими словами, мы предполагаем прямое использование языка SQL при разработке прикладной системы, а также то, что все взаимодействия с системой БД производятся только с использованием этого языка. На самом деле, это существенно ограничивает возможный набор СУБД. Например, если в некоторой СУБД поддерживается доступ к БД на основе некоторого подмножества SQL, из этого не следует автоматически, что прикладная система может быть легко приспособлена к использованию этой СУБД. Реализация стандарта SQL, вообще говоря, означает, что для работы с БД не требуется привлечение никакого другого языка.
К сожалению, на практике дела обстоят не совсем так, и в разных СУБД, производители которых объявляют их соответствующими стандарту SQL, достаточно часто реализуются немного разные языки. Частично это объясняется недостатками самого стандарта, частично — историческими и конъюнктурными обстоятельствами. К сожалению, такова текущая реальность, и к ней нужно приспосабливаться.
Дополнительной трудностью при подготовке этой статьи было то, что в настоящее время происходит постепенный (жаль только, слишком затянутый)переход от одного стандарта языка SQL к другому. Первый международный стандарт языка SQL был принят в 1989 г. (далее мы будем называть его SQL/89), и подавляющее большинство доступных на рынке СУБД поддерживают именно этот стандарт. Все было бы в порядке, если бы этот стандарт был достаточно полным. Но, к сожалению, он обладает по крайней мере двумя недостатками.
Во-первых, очень многие важные свойства языка стандарт устанавливает как определяемые в реализации или зависимые от нее. Это дало большой простор к расхождениям между различными реализациями SQL. Во-вторых, некоторые практически важные аспекты языка вообще не упоминаются в стандарте SQL/89.К ним прежде всего относятся правила встраивания языка SQL в язык программирования Си и так называемый динамический SQL. Естественно, во всех коммерческих СУБД реализованы какие-то варианты этих возможностей. Как правило, они очень близки, но отсутствие стандарта не гарантирует их идентичность.
В конце 1992 г. был принят новый международный стандарт языка SQL (SQL/92).И он не лишен недостатков, но в то же время является существенно более точным и полным, чем SQL/89. SQL/92 не только восполняет недостатки SQL/89,но содержит также много новых свойств. К настоящему времени наиболее известные производители реляционных СУБД вплотную подошли к полной реализации SQL/92,однако еще ее не достигли. Но даже если ориентироваться на использование СУБД, поддерживающей стандарт SQL/89, необходимо некоторое знакомство со стандартом SQL/92, поскольку этот стандарт во многом базировался на расширениях языка, имеющихся в различных реализациях. При создании прикладных систем обойтись без использования этих расширений иногда невозможно, а единственным способом анализа совместимости разных расширений SQL/89 является SQL/92.
Естественно, эта статья не может служить заменой текстов стандартов языка SQL и фирменной документации какой-либо конкретной СУБД. Цель статьи состоит в том, чтобы по возможности облегчить работу по освоению этих основных документов, отметить некоторые тонкие места, связанные с мобильностью. В некоторых случаях, когда вероятность расхождения между разными реализациями может быть особенно велика, будут предлагаться возможные решения локализации проблем. Кроме того, будут приведены некоторые (неполные, но наиболее важные по мнению автора) сведения по поводу SQL/89, SQL/92, а также нового разрабатываемого стандарта SQL-3.
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
Первоначально планировалось закончить работу над новым стандартом в 1995 году. Реально работу над новым стандартом удалось частично завершить только в 1999 году, и по этой причине стандарт получил название SQL:1999.
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.
P.S. SQL нельзя в полной мере отнести к традиционным языкам программирования, он не содержит традиционные операторы, управляющие ходом выполнения программы, операторы описания типов и многое другое, он содержит только набор стандартных операторов доступа к данным, хранящимся в базе данных. Однако эти «недостатки» ему прощают, учитывая его место в истории ИТ.
Когда вышел первый стандарт языка sql
Structured Query Language
SQL ( ˈɛsˈkjuˈɛl ; англ. Structured Query Language — «язык структурированных запросов») — универсальный компьютерный язык, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционных базах данных. SQL основывается на исчислении кортежей.
История
Первые разработки
В начале 1970-х годов в одной из исследовательских лабораторий компании IBM была разработана экспериментальная реляционная СУБД IBM System R, для которой затем был создан специальный язык SEQUEL, позволявший относительно просто управлять данными в этой СУБД. Аббревиатура SEQUEL расшифровывалась как Structured English QUEry Language — «структурированный английский язык запросов». Позже по юридическим соображениям [2] язык SEQUEL был переименован в SQL. Когда в 1986 году первый стандарт языка SQL был принят ANSI ( American National Standards Institute ), официальным произношением стало [,es kju:’ el] — эс-кью-эл. Несмотря на это, даже англоязычные специалисты зачастую продолжают читать SQL как сиквел (по-русски часто говорят «эс-ку-эль» или используют жаргонизм «скуль»).
Целью разработки было создание простого непроцедурного языка, которым мог воспользоваться любой пользователь, даже не имеющий навыков программирования. Собственно разработкой языка запросов занимались Дональд Чэмбэрлин ( Donald D. Chamberlin ) и Рэй Бойс ( Ray Boyce ). Пэт Селинджер ( Pat Selinger ) занималась разработкой стоимостного оптимизатора ( cost-based optimizer ), Рэймонд Лори ( Raymond Lorie ) занимался компилятором запросов.
Стоит отметить, что SEQUEL был не единственным языком подобного назначения. В Калифорнийском Университете Беркли была разработана некоммерческая СУБД Ingres (являвшаяся, между прочим, дальним прародителем популярной сейчас некоммерческой СУБД PostgreSQL), которая являлась реляционной СУБД, но использовала свой собственный язык QUEL, который, однако, не выдержал конкуренции по количеству поддерживающих его СУБД с языком SQL.
Первыми СУБД, поддерживающими новый язык, стали в 1979 году Oracle V2 для машин VAX от компании Relational Software Inc. (впоследствии ставшей компанией Oracle) и System/38 от IBM, основанная на System/R.
Стандартизация
Поскольку к началу 1980-х годов существовало несколько вариантов СУБД от разных производителей, причём каждый из них обладал собственной реализацией языка запросов, было принято решение разработать стандарт языка, который будет гарантировать переносимость ПО с одной СУБД на другую (при условии, что они будут поддерживать этот стандарт).
В 1983 году Международная организация по стандартизации (ISO) и Американский национальный институт стандартов (ANSI) приступили к разработке стандарта языка SQL. По прошествии множества консультаций и отклонения нескольких предварительных вариантов в 1986 году ANSI представил свою первую версию стандарта, описанного в документе ANSI X3.135-1986 под названием «Database Language SQL» (Язык баз данных SQL). Неофициально этот стандарт SQL-86 получил название SQL1. Год спустя, была завершена работа над версией стандарта ISO 9075-1987 под тем же названием. Разработка этого стандарта велась под патронажем Технического Комитета TC97 (англ. Technical Committee TC97 ), областью деятельности которого являлись процессы вычисления и обработки информации (англ. Computing and Information Processing ). Именно его подразделение, именуемое как Подкомитет SC21 (англ. Subcommittee SC21 ) курировало разработку стандарта, что стало залогом идентичности стандартов ISO и ANSI для SQL1 (SQL-86).
Стандарт SQL1 разделялся на два уровня. Первый уровень представлял собой подмножество второго уровня, описывавшего весь документ в целом. То есть, такая структура предусматривала, что не все спецификации стандарта SQL1 будут относиться к Уровню 1. Тем самым, поставщик, заявлявший о поддержке данного стандарта, должен был заявлять об уровне, которому соответствует его реализация языка SQL. Это значительно облегчило принятие и поддержку стандарта, поскольку производители могли реализовывать его поддержку в два этапа.
Со временем к стандарту накопилось несколько замечаний и пожеланий, особенно с точки зрения обеспечения целостности и корректности данных, в результате чего в 1989 году данный стандарт был расширен, получив название SQL89. В частности, в него была добавлена концепция первичного и внешнего ключей. ISO-версия документа получила название ISO 9075:1989 «Database Language SQL with Integrity Enhancements» (Язык баз данных SQL с добавлением контроля целостности). параллельно была закончена и ANSI-версия.
Сразу после завершения работы над стандартом SQL1 в 1987 году была начата работа над новой версией стандарта, который должен был заменить стандарт SQL89, получив название SQL2, поскольку дата принятия документа на тот момент была неизвестна. Таким образом, фактически SQL89 и SQL2 разрабатывались параллельно. Новая версия стандарта была принята в 1992 году, заменив стандарт SQL89. Новый стандарт, озаглавленный как SQL92, представлял собой по сути расширение стандарта SQL1, включив себя множество дополнений имевшихся в предыдущих версиях инструкций.
Как и SQL1, SQL92 также был разделён на несколько уровней, однако, во-впервых, число уровней было увеличено с двух до трёх, а во-вторых они получили названия вместо порядковых цифр: начальный (англ. entry ), средний (англ. intermediate ), полный (англ. full ). Уровень «полный» как и Уровень 2 в SQL1 подразумевал весь стандарт целиком. Уровень «начальный» представлял собой подмножество уровня «средний», в свою очередь представлявшего собой подмножество уровня «полный». Уровень «начальный» был сравним с Уровнем 2 стандарта SQL1, но спецификации этого уровня были несколько расширены. Таким образом, цепочка включений уровней стандартов выглядела примерно следующим образом: SQL1 Уровень 1 → SQL1 Уровень 2 → SQL92 «Начальный» → SQL92 «Средний» → SQL92 «Полный».
После принятия стандарта SQL92 к нему были добавлены ещё несколько документов, расширявших функциональность языка. так, в 1995 году был принят стандарт SQL/CLI (Call Level Interface, интерфейс уровня вызовов), впоследствии переименованный в CLI95. На следующий год был принят стандарт SQL/PSM (Persistent Stored Modules, постоянно хранимые модули), получивший название PSM-96. [3]
Следующим стандартом стал SQL:1999 (SQL3). В настоящее время действует стандарт, принятый в 2003 году (SQL:2003) с небольшими модификациями, внесёнными позже. История версий стандарта:
| Год | Название | Иное название | Изменения |
|---|---|---|---|
| 1986 | SQL-86 | SQL-87 | Первый вариант стандарта, принятый институтом ANSI и одобренный ISO в 1987 году. |
| 1989 | SQL-89 | FIPS 127-1 | Немного доработанный вариант предыдущего стандарта. |
| 1992 | SQL-92 | SQL2, FIPS 127-2 | Значительные изменения (ISO 9075); уровень Entry Level стандарта SQL-92 был принят как стандарт FIPS 127-2. |
| 1999 | SQL:1999 | SQL3 | Добавлена поддержка регулярных выражений, рекурсивных запросов, поддержка триггеров, базовые процедурные расширения, нескалярные типы данных и некоторые объектно-ориентированные возможности. |
| 2003 | SQL:2003 | Введены расширения для работы с XML-данными, оконные функции (применяемые для работы с OLAP-базами данных), генераторы последовательностей и основанные на них типы данных. | |
| 2006 | SQL:2006 | Функциональность работы с XML-данными значительно расширена. Появилась возможность совместно использовать в запросах SQL и XQuery. | |
| 2008 | SQL:2008 | Улучшены возможности оконных функций, устранены некоторые неоднозначности стандарта SQL:2003 [4] |
Вопросы совместимости
По традиции, как и со многими стандартами в IT-индустрии, с языком SQL возникла проблема: на каком-то этапе многие производители использующего SQL программного обеспечения решили, что функционал в текущей (на тот момент времени) версии стандарта недостаточен, и его желательно расширить. В результате у разных производителей систем управления базами данных (СУБД) в ходу разные диалекты SQL, в общем случае между собой несовместимые.
До 1996 года вопросами соответствия коммерческих реализаций SQL стандарту занимался в основном Национальный институт стандартов и технологий (NIST), который и устанавливал уровень соответствия стандарту. Поздне́е подразделение, занимавшееся СУБД, было расформировано, и на текущий момент все усилия по проверке СУБД на соответствие стандарту ложатся на её производителя.
Впервые понятие «уровня соответствия» было предложено в стандарте SQL-92. А именно, ANSI и NIST определяли четыре уровня соответствия реализации этому стандарту:
- Entry (базовый)
- Transitional (переходный) — проверку на соответствие этому уровню проводил только NIST
- Intermediate (промежуточный)
- Full (полный)
Легко можно понять, что каждый последующий уровень соответствия заведомо подразумевал соответствие предыдущему уровню. Далее, согласно данной лесенке стандартов любая СУБД, которая соответствовала уровню Entry, могла заявлять себя как «SQL-92 compliant», хотя на самом деле переносимость и соответствие стандарту ограничивалось набором возможностей, входящих в этот уровень.
Положение изменилось с введением стандарта SQL:1999. Отныне стандарт приобрёл модульную структуру — основная часть стандарта была вынесена в раздел «SQL/Foundation», все остальные были выведены в отдельные модули. Соответственно, остался только один уровень совместимости — Core, что означало поддержку этой основной части. Поддержка остальных возможностей оставлена на усмотрение производителей СУБД. Аналогичное положение имело место и с последующими версиями стандарта.
Введение
SQL является, прежде всего, информационно-логическим языком, предназначенным для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. SQL нельзя назвать языком программирования [источник не указан 614 дней] . [5]
Изначально, SQL был основным способом работы пользователя с базой данных и позволял выполнять следующий набор операций:
- создание в базе данных новой таблицы;
- добавление в таблицу новых записей;
- изменение записей;
- удаление записей;
- выборка записей из одной или нескольких таблиц (в соответствии с заданным условием);
- изменение структур таблиц.
Со временем, SQL усложнился — обогатился новыми конструкциями, обеспечил возможность описания и управления новыми хранимыми объектами (например, индексы, представления, триггеры и хранимые процедуры) — и стал приобретать черты, свойственные языкам программирования.
При всех своих изменениях, SQL остаётся единственным механизмом связи между прикладным программным обеспечением и базой данных. В то же время, современные СУБД, а, также, информационные системы, использующие СУБД, предоставляют пользователю развитые средства визуального построения запросов.
Каждое предложение SQL — это либо запрос данных из базы, либо обращение к базе данных, которое приводит к изменению данных в базе. В соответствии с тем, какие изменения происходят в базе данных, различают следующие типы запросов:
- запросы на создание или изменение в базе данных новых или существующих объектов (при этом в запросе описывается тип и структура создаваемого или изменяемого объекта);
- запросы на получение данных;
- запросы на добавление новых данных (записей)
- запросы на удаление данных;
- обращения к СУБД.
Основным объектом хранения реляционной базы данных является таблица, поэтому все SQL-запросы — это операции над таблицами. В соответствии с этим, запросы делятся на
- запросы, оперирующие самими таблицами (создание и изменение таблиц);
- запросы, оперирующие с отдельными записями (или строками таблиц) или наборами записей.
Каждая таблица описывается в виде перечисления своих полей (столбцов таблицы) с указанием
- типа хранимых в каждом поле значений;
- связей между таблицами (задание первичных и вторичных ключей);
- информации, необходимой для построения индексов.
Запросы первого типа, в свою очередь, делятся на запросы, предназначенные для создания в базе данных новых таблиц, и на запросы, предназначенные для изменения уже существующих таблиц. Запросы второго типа оперируют со строками, и их можно разделить на запросы следующего вида:
- вставка новой строки;
- изменение значений полей строки или набора строк;
- удаление строки или набора строк.
Самый главный вид запроса — это запрос, возвращающий (пользователю) некоторый набор строк, с которым можно осуществить одну из трёх операций:
- просмотреть полученный набор;
- изменить все записи набора;
- удалить все записи набора.
Таким образом, использование SQL сводится, по сути, к формированию всевозможных выборок строк и совершению операций над всеми записями, входящими в набор.
Описание
Язык SQL представляет собой совокупность
- операторов;
- инструкций;
- и вычисляемых функций.
Операторы
Согласно общепринятому стилю программирования, операторы (и другие зарезервированные слова) в SQL всегда следует писать прописными буквами. [6]
Операторы SQL делятся на:
- операторы определения данных ( Data Definition Language, DDL)
- CREATE создает объект БД (саму базу, таблицу, представление, пользователя и т. д.)
- ALTER изменяет объект
- DROP удаляет объект
- SELECT считывает данные, удовлетворяющие заданным условиям
- INSERT добавляет новые данные
- UPDATE изменяет существующие данные
- DELETE удаляет данные
- GRANT предоставляет пользователю (группе) разрешения на определенные операции с объектом
- REVOKE отзывает ранее выданные разрешения
- DENY задает запрет, имеющий приоритет над разрешением
- COMMIT применяет транзакцию.
- ROLLBACK откатывает все изменения, сделанные в контексте текущей транзакции.
- SAVEPOINT делит транзакцию на более мелкие участки.
Преимущества и недостатки
Преимущества
Независимость от конкретной СУБД Несмотря на наличие диалектов и различий в синтаксисе, в большинстве своём тексты SQL-запросов, содержащие DDL и DML, могут быть достаточно легко перенесены из одной СУБД в другую. Существуют системы, разработчики которых изначально ориентировались на применение по меньшей мере нескольких СУБД (например: система электронного документооборота Documentum может работать как с Oracle, так и с Microsoft SQL Server и DB2). Естественно, что при применении некоторых специфичных для реализации возможностей такой переносимости добиться уже очень трудно. Наличие стандартов Наличие стандартов и набора тестов для выявления совместимости и соответствия конкретной реализации SQL общепринятому стандарту только способствует «стабилизации» языка. Правда, стоит обратить внимание, что сам по себе стандарт местами чересчур формализован и раздут в размерах (например, Core-часть стандарта SQL:2003 представляет собой более 1300 страниц текста). 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. Однако не стоит думать, что это полностью универсальный принцип — программист описывает набор данных для выборки или модификации, однако ему при этом полезно представлять, как СУБД будет разбирать текст его запроса. Чем сложнее сконструирован запрос, тем больше он допускает вариантов написания, различных по скорости выполнения, но одинаковых по итоговому набору данных.
Недостатки
- Повторяющиеся строки
- Неопределённые значения (nulls)
- Явное указание порядка колонок слева направо
- Колонки без имени и дублирующиеся имена колонок
- Отсутствие поддержки свойства «=»
- Использование указателей
- Высокая избыточность
В опубликованном Кристофером Дейтом и Хью Дарвеном Третьем манифесте [8] они излагают принципы СУБД следующего поколения и предлагают язык Tutorial D, который является подлинно реляционным.
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), 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. Сложность работы с иерархическими структурами Ранее диалекты SQL большинства СУБД не предлагали способа манипуляции древовидными структурами. Некоторые поставщики СУБД предлагали свои решения (например, Oracle использует выражение CONNECT BY ). В настоящее время в ANSI стандартизована рекурсивная конструкция WITH из диалекта SQL DB2. В MS SQL Server рекурсивные запросы появились лишь в версии MS SQL Server 2005.
Расширения
Процедурные расширения
Поскольку SQL не является привычным процедурным языком программирования (то есть не предоставляет средств для построения циклов, ветвлений и т. д.), вводимые разными производителями расширения касались в первую очередь процедурных расширений. Это хранимые процедуры ( stored procedures ) и процедурные языки-«надстройки». Практически в каждой СУБД применяется свой процедурный язык. Стандарт для процедурных расширений представлен спецификацией SQL/PSM. Перечень процедурных расширений для самых популярных СУБД приведён в следующей таблице:
СУБД Краткое название Расшифровка InterBase/Firebird PSQL Procedural SQL IBM DB2 SQL PL (англ.) SQL Procedural Language (расширяет SQL/PSM); также в DB2 хранимые процедуры могут писаться на обычных языках программирования: Си, Java и т. д. MS SQL Server/
Sybase ASETransact-SQL Transact-SQL MySQL SQL/PSM SQL/Persistent Stored Module Oracle PL/SQL Procedural Language/SQL (основан на языке Ada) PostgreSQL PL/pgSQL Procedural Language/PostgreSQL Structured Query Language (очень похож на Oracle PL/SQL) См. также
Примечания
- ↑Ryan Paul.A guided tour of the Microsoft Command Shell. Ars Technica. Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012.Проверено 10 апреля 2011.
- ↑Andy Oppel.Databases Demystified. — San Francisco, CA: McGraw-Hill Osborne Media. — С. 90—91. — ISBN 0-07-146960-5 — «„SEQUEL“ был торговой маркой британской авиастроительной группы компаний Hawker Siddeley»
- ↑Standardization of SQL
- ↑Re: Window functions patch v04 for the September commit fest
- ↑ Вместе с тем стандарт языка спецификацией SQL/PSM предусматривает возможность его процедурных расширений.
- ↑Стиль программирования Джо Селко на SQL, глава 2
- ↑O’Reilly Network An Interview with Chris Date
- ↑The Third Manifesto
Литература
- Аллен Дж. Тейлор. SQL для чайников = SQL for Dummies. — 7-е изд. — М .: Диалектика, 2010. — 416 с. — ISBN 978-5-8459-1673-0
- Джеймс Р. Грофф, Пол Н. Вайнберг, Эндрю Дж. Оппель. SQL: полный справочник = SQL: The Complete Reference. — 3-е изд. — М .: Вильямс, 0. — 960 с. — ISBN 978-5-8459-1654-9
- Алекс Кригель, Борис Трухнов. SQL. Библия пользователя. Язык запросов SQL = SQL Bible. — 2-е изд. — М .: Диалектика, 2009. — 752 с. — ISBN 978-5-8459-1546-7
- К. Дж. Дейт. Введение в системы баз данных / Пер. с англ. — 8-е изд. — М .: Вильямс, 2005. — 1328 с.
- Кевин Клайн.SQL. Справочник. — М .: Кудиц-Образ, 2006. — 832 с.
Ссылки
- ISO/IEC 9075-1:2008: Information technology – Database languages – SQL – Part 1: Framework (SQL/Framework). Архивировано из первоисточника 3 февраля 2012.
- Текст стандарта SQL-92 (англ.)
- Сергей Кузнецов. Наиболее интересные новшества в стандарте SQL:2003
SQL Версии SQL-86 • SQL-89 • SQL-92 • SQL:1999 • SQL:2003 • SQL:2008 Ключевые слова Create • Delete • From • Having • Insert • Join • Merge • Null • Order by • Prepare • Select • Top • Truncate • Union • Update • Where Related Эдгар Кодд • Реляционная база данных Языки запросов .QL · CQL · CODASYL · COQL · D · DMX · Datalog · ERROL · ISBL · LDAP · MQL · MDX · OQL · OCL · Poliqarp Query Language · QUEL · SMARTS · SPARQL · SQL · SuprTool · TMQL · XQuery · XPath · XSQL · YQL