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.

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?

ЯЗЫК SQL: МАНИПУЛИРОВАНИЕ ДАННЫМИ

В ЭТОЙ ЛЕКЦИИ...

· Назначение языка Structure Query Language (SQL) и его особая роль при работе с базами данных.

· История возникновения и развития языка SQL.

· Запись операторов языка SQL.

· Выборка информации из баз данных с помощью оператора SELECT.

· построение операторов SQL, характеризующихся следующими особенностями:

· применение конструкции WHERE для выборки строк, удовлетворяющих различным условиям;

· сортировка результатов выполнения запроса с помощью конструкции ORDER BY;

· использование агрегирующих функций языка SQL;

· группирование выбранных данных с помощью конструкции GROUP BY;

· применение подзапросов;

· применение соединений таблиц;

· применение операций с множествами (UNION, INTERSECT, EXCEPT).

· Внесение изменений в базу данных с помощью операторов INSERT, UPDATE и DELETE.

Одним из языков, появившихся в результате разработки реляционной модели данных, является SQL, который в настоящее время получил очень широкое распространение и фактически превратился в стандартный язык реляционных баз данных. Стандарт на язык SQL был выпущен Национальным институтом стандартизации США (ANSI) в 1986 году, а в 1987 году Международная организация по стандартизации (ISO) приняла этот стандарт в качестве международного. В настоящее время язык SQL поддерживается сотнями СУБД различных типов, разработанных для самых разнообразных вычислительных платформ, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мэйнфреймами.

В этой лекции используется определение языка SQL, данное в стандарте ISO.

Введение в язык SQL

В этой части рассмотрим назначение языка SQL, познакомимся с его историей и проанализируем причины, по которым он приобрел в настоящее время столь большое значение для приложений баз данных.

Назначение языка SQL

Любой язык, предназначенный для работы с базами данных, должен предоставлять пользователю следующие возможности:

· создавать базы данных и таблицы с полным описанием их структуры;

· выполнять основные операции манипулирования данными, такие как вставка, модификация и удаление данных из таблиц;

· выполнять простые и сложные запросы.

Кроме того, язык работы с базами данных должен решать все указанные выше задачи при минимальных усилиях со стороны пользователя, а структура и синтаксис его команд должны быть достаточно просты и доступны для изучения.

И, наконец, язык должен быть универсальным, т.е. отвечать некоторому признанному стандарту, что позволит использовать один и тот же синтаксис и структуру команд при переходе от одной СУБД, к другой. Современный стандарт языка SQL удовлетворяет практически всем этим требованиям.

SQL является примером языка преобразования данных, или же языка, предназначенного для работы с таблицами с целью преобразования входных данных к требуемому выходному виду. Язык SQL, который определен стандартом ISO, имеет два основных компонента:

· язык Data Definition Language (DDL), предназначенный для определения структур базы данных и управления доступом к данным;

· язык Data Manipulation Language (DML), предназначенный для выборки и обновления данных.

До появления стандарта SQL3 язык SQL включал только команды определения и манипулирования данными; в нем отсутствовали какие-либо команды управления ходом вычислений. Другими словами, в этом языке не было команд IF ... THEN ...ELSE, GO TO, DO ... WHILE и любых других, предназначенных для управления ходом вычислительного процесса. Подобные задачи должны были решаться программным путем, с помощью языков программирования или управления заданиями, либо интерактивно, в результате действий, выполняемых самим пользователем. По причине подобной незавершенности, с точки зрения организации вычислительного процесса, язык SQL мог использоваться двумя способами. Первый предусматривал интерактивную работу, заключающуюся во вводе пользователем с терминала отдельных операторов SQL. Второй состоял во внедрении операторов SQL в программы на процедурных языках.

Достоинства языка SQL3, формальное определение которого принято в 1999 году:

· Язык SQL относительно прост в изучении.

· Это непроцедурный язык, поэтому в нем необходимо указывать, какая информация должна быть получена, а не как ее можно получить. Иначе говоря, язык SQL не требует указания методов доступа к данным.

· Как и большинство современных языков, SQL поддерживает свободный формат записи операторов. Это означает, что при вводе отдельные элементы операторов не связаны с фиксированными позициями на экране.

· Структура команд задается набором ключевых слов, представляющих собой обычные слова английского языка, такие как CREATE TABLE -Создать таблицу, INSERT - Вставить, SELECT -Выбрать.

Например:

CREATE TABLE [Продажи] ( (S), [Наименование объекта] VARCHAR(15), [Стоимость] DECIMAL(7,2));

INSERT INTO [Объект] VALUES ("SG16", "Brown", 8300);

SELECT , [Наименование объекта], [Стоимость];

FROM [Продажи]

WHERE [Стоимость] > 10000;

· Язык SQL может использоваться широким кругом пользователей, включая администраторов баз данных (АБД), руководящий персонал компании, прикладных программистов и множество других конечных пользователей разных категорий.

В настоящее время для языка SQL существуют международные стандарты, формально определяющие его как стандартный язык создания и манипулирования реляционными базами данных, каковым он фактически и является.

История языка SQL

История реляционной модели данных, и косвенно языка SQL, началась в 1970 году с публикации основополагающей статьи Е. Ф. Кодда, который в то время работал в исследовательской лаборатории корпорации IBM в Сан-Хосе. В 1974 году Д. Чемберлен, работавший в той же лаборатории, публикует определение языка, получившего название "Structured English Query Language", или SEQUEL. В 1976 году была выпущена переработанная версия этого языка, SEQUEL/2; впоследствии его название пришлось изменить на SQL по юридическим соображениям - аббревиатура SEQUEL уже использовалась филологами. Но до настоящего времени многие по-прежнему произносят аббревиатуру SQL как "сиквэл", хотя официально ее рекомендуется читать как "эс-кю-эл".

В 1976 году на базе языка SEQUEL/2 корпорация IBM выпустила прототип СУБД, имевший название "System R". Назначение этой пробной версии состояло в проверке осуществимости реализации реляционной модели. Помимо прочих положительных аспектов, важнейшим из результатов выполнения этого проекта можно считать разработку собственно языка SQL, Однако корни этого языка уходят в язык SQUARE (Specifying Queries as Rational Expressions), который являлся предшественником проекта System R. Язык SQUARE был разработан как исследовательский инструмент для реализации реляционной алгебры посредством фраз, составленных на английском языке.

В конце 1970-х годов, компанией, которая ныне превратилась в корпорацию Oracle, была выпущена СУБД Oracle. Пожалуй, это самая первая из коммерческих реализаций реляционной СУБД, построенной на использовании языка SQL.

Чуть позже появилась СУБД INGRES, использовавшая язык запросов QUEL.

Этот язык был более структурированным, чем SQL, но семантика его менее близка к обычному английскому языку. Позднее, когда SQL был принят как стандартный язык реляционных баз данных, СУБД INGRES была полностью переведена на его использование. В 1981 году корпорация IBM выпустила свою первую коммерческую реляционную СУБД под названием SQL/DS (для среды DOS/VSE). В 1982 году вышла в свет версия этой системы для среды VM/CMS, а в 1983 году - для среды MVS, но уже под названием DB2.

В 1982 году Национальный институт стандартизации США (ANSI) начал работу над языком Relation Database Language (RDL), руководствуясь концептуальными документами, полученными от корпорации IBM. В 1983 году к этой работе подключилась Международная организация по стандартизации (ISO). Совместные усилия обеих организаций увенчались выпуском стандарта языка SQL. От названия RDL в 1984 году отказались, а черновой проект языка был переработан с целью приближения к уже существующим реализациям языка SQL.

Исходный вариант стандарта, который был выпущен ISO в 1987 году, вызвал волну критических замечаний. В частности, Дейт, известный исследователь в этой области, указывал, что в стандарте опущены важнейшие функции, включая средства обеспечения ссылочной целостности, и некоторые реляционные операторы.

Кроме того, он отметил чрезмерную избыточность языка - один и тот же запрос можно было записать в нескольких различных вариантах. Большая часть критических замечаний была признана справедливой, и необходимые коррективы были внесены в стандарт еще до его публикации. Однако было решено, что важнее выпустить стандарт как можно быстрее, чтобы он смог исполнять роль общей основы, на которой и сам язык, и его реализации могли бы развиваться далее, чем дожидаться, пока будут определены и согласованы все функции, которые разные специалисты считают обязательными для подобного языка.

В 1989 году ISO опубликовала дополнение к стандарту, в котором определялись функции поддержки целостности данных. В 1992 году была выпущена первая, существенно пересмотренная версия стандарта ISO, которую иногда называют SQL2 или SQL-92. Хотя некоторые из функций были определены в этом стандарте впервые, многие из них уже были полностью или частично реализованы в одной или нескольких коммерческих реализациях языка SQL.

А следующая версия стандарта, которую принято называть SQL3, была выпущена только в 1999 году. Эта версия содержит дополнительные средства поддержки объектно-ориентированных функций управления данными.

Функции, которые добавляются к стандарту языка разработчиками коммерческих реализаций, принято называть расширениями. Например, в стандарте языка SQL определено шесть различных типов данных, которые могут храниться в базах данных. Во многих реализациях этот список дополняется разнообразными расширениями. Каждая из реализаций языка называется диалектом. Не существует двух совершенно идентичных диалектов, как в настоящее время не существует и ни одного диалекта, полностью соответствующего стандарту ISO.

Более того, поскольку разработчики баз данных вводят в системы все новые функциональные средства, они постоянно расширяют свои диалекты языка SQL, в результате чего отдельные диалекты все больше и больше отличаются друг от друга. Однако основное ядро языка SQL остается более или менее стандартизованным во всех реализациях.

Хотя исходные концепции языка SQL были разработаны корпорацией IBM, его важность очень скоро подтолкнула и других разработчиков к созданию собственных реализаций. В настоящее время на рынке доступны буквально сотни продуктов, построенных на использовании языка SQL, причем постоянно приходится слышать о выпуске все новых и новых версий,

SQL явл. инструментом, предназнач. для обработки и чтения данных, содержа­щихся в комп. БД. SQL явл., прежде всего, инф-нно‑логич. языком, предназнач. для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в реляционных базах данных. SQL – это сокращенное название структурированного языка запросов (Structured Query Language ) . SQL применяется для орг-ции взаимодействия пользователя с базой данных. На самом деле SQL работает только с БД реляционного типа. Компьютерная программа, которая управляет базой данных, называется системой управления базой данных , или СУБД . Если пользователю необх. прочитать данные из БД, он запрашивает их у СУБД с пом. SQL. СУБД обрабатывает запрос, находит требуемые данные и посылает их пользователю. Процесс запрашивания данных и получения результата называется запросом к БД: отсюда и название – структурированный язык запросов . Несмотря на то, что чтение данных по-прежнему остается одной из наиб. важн. Ф-ций SQL, сейчас этот язык исп-ся для реализации всех функциональных возможностей , кот. СУБД предоставляет пользователю, а именно:

Организация данных. SQL дает пользователю возможность изменять структуру представления данных, а также устанавливать отношения между элементами БД.

Чтение данных . SQL дает пользователю или приложению возможность читать из БД содержащиеся в ней данные и пользоваться ими.

Обработка данных . SQL дает пользователю или приложению возможн. изменять БД, т.е. добавлять в неё новые данные, а также удалять или обновлять уже имеющиеся в ней данные.

Управление доступом . С пом. SQL можно ограничить возможности пользователя по чтению и изменению данных и защитить их от несанкционированного доступа.

Совместное использование данных . SQL координирует совместное использование данных пользователями и работающими параллельно, чтобы они не мешали друг другу.

Целостность данных . SQL позволяет обеспечить целостность БД-ых, защищая ее от разрушения из-за несогласованных изменений или отказа системы.

Т. образом, SQL явл. достаточно мощным языком для взаимодействия с СУБД.

Достоинства SQL.

SQL - это легкий для понимания язык и в то же время универсальное программное средство управления данными.

Успех языку SQL принесли следующие его особенности:

Независимость от конкретных СУБД;

Переносимость с одной вычислительной системы на другую;

Наличие стандартов;

Реляционная основа;

Высокоуровневая структура;

Возможность выполнения специальных интерактивных запросов:

Обеспечение программного доступа к базам данных;

Возможность различного представления данных;

Полноценность как языка, предназначенного для работы с БД;

Возможность динамического определения данных;

Поддержка архитектуры клиент/сервер.

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

37 Базовые структуры предложений языка в запросах

Каждое предложение SQL - это запрос или обращение к БД, которое приводит к изменению в БД. В соответствии с тем, какие изменения происходят в БД, различают следующие типы запросов:

Запросы на создание или изменение в БД 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.

Любой запрос явл. программой, написанной на языке структурированных запросов SQL. Фактически программа на SQL представляет собой некоторую фразу-запрос к выборке данных на английском языке, записанную в определенной структуре, которую затем СУБД преобразует в требуемый результат.

В большинстве СУБД предложение заканчивается «;» и СУБД не обрабатывает информацию до тех пор пока не встречает «;». Предложение состоят из фраз и оно начинаются с зарегистрированного слова. Каждая фраза имеет название.

Назначения некоторых основных операторов языка SQL :

SELECT (выбрать) – (выбрать) данные из указанных столбцов и (если необходимо) выполнить перед выводом их преобразование в соответствии с указанными выражениями и (или) функциями; FROM – указывает таблицу, из которой были выбраны поля; WHERE – создает условие на выборку данных в записях; ORDER BY – сортирует записи в заданном порядке; GROUP BY – группирует совпадающие записи при выполнении итоговых запросов; DISTINCTROW – исключает из результирующего набора повторяющиеся записи; TRANSFORM – вычисляет выражения в перекрестных запросах; PIVOT – определяет заголовки столбцов в таблице перекрестного запроса.

О предлож. SELECT. Все запросы на получение практически любого кол-ва данных из одной или неск. таблиц выполняются с помощью единственного предложения SELECT. В общем случае рез-том реализации предложения SELECT является другая таблица. К этой новой (рабочей) таблице может быть снова применена операция SELECT и т.д., т.е. такие операции могут быть вложены друг в друга. Представляет исторический интерес тот факт, что именно возможность включ. одного предложения SELECT внутрь другого послужила мотивировкой использ. прилагательного "структуризированный" в названии языка SQL. В конструкциях исп. обозначения: звездочка (*) для обозначения "все" – употр. в обычном для програм-ния смысле, т.е. "все случаи, удовлетворяющие определению"; (,) – исп. для разделения элементов списков; () – означают, что конструкции, заключ. в скобки, явл. необяз. ; прямая черта (|) – нал. выбора из двух или более возможностей.и др

36-37. Особ - сти языка SQL . Базовые структуры предложений языка в запросах (а/в)

SQL - Структурированный Язык Запросов. Инф-е пр-во - более унифиц-м. Это привело к необх-сти создания стандартного языка, который мог

SELECT в языке SQL (для одной таблицы): SELECT (выбрать) специфицированные поля

FROM (из) специфицированной таблицы

WHERE (где) некоторое специфицированное условие является истинны

SELECT список_выбираемых_элементов (полей)

FROM список_таблиц (или представлений)

]

Использование квалификатора AS

Данный квалификатор заменяет в результирующей таблице существующее название столбца на заданное.

Агрегатные функции

К агрегирующим функциям относятся функции вычисления суммы (SUM), макс-го (SUM) и мин-го (MIN) знач-й столбцов, арифм-го среднего (AVG), а также количества строк, удовлетворяющих заданному условию (COUNT).

SELECT count(*), sum (budget), avg (budget),

min (budget), max (budget)

WHERE head_dept = 100

вычислить: количество отделов, являющихся подразделениями отдела 100 (Маркетинг и продажи), их суммарный, средний, мин-й и максимальный бюджеты COUNT SUM AVG MIN MAX

5 3800000.00 760000.00 500000.00 1500000.00

Предложение FROM команды SELECT

В предложении FROM перечисляются все объекты (один или несколько), из которых производится выборка данных. Каждая таблица или представление, о которых упоминается в запросе, д.быть перечислены в предложении FROM.

Типы предикатов, используемых в предложении WHERE :

сравнение с использованием реляционных операторов

Равно <> не равно!= не равно > больше < меньше

>= больше или равно <= меньше или равно

BETWEEN IN LIKE CONTAINING IS NULL

Операции сравнения Если в базе данных определены домены, то сравниваемые элементы должны относиться к одному домену.

SELECT first_name, last_name, dept_no,

WHERE job_country <> "USA"

BETWEEN

Предикат BETWEEN задает диапазон значений, для которого выражение принимает значение true. Разрешено также испть конструкцию NOT BETWEEN.

WHERE salary BETWEEN 20000 AND 30000

получить список сотрудников, годовая зарплата которых больше 20000 и меньше 30000 FIRST_NAME LAST_NAME SALARY

Ann Bennet 22935.00

Kelly Brown 27000.00

Значения, определяющие нижний и верхний диапазоны, могут не являться реальными величинами из базы данных. И это очень удобно - ведь мы не всегда можем указать точные значения диапазонов!

SELECT first_name, last_name, salary

WHERE last_name BETWEEN "Nel" AND "Osb"

получить список сотрудников, фамилии которых находятся между "Nel" и "Osb" FIRST_NAME LAST_NAME SALARY

Robert Nelson 105900.00

Carol Nordstrom 42742.50

Sue Anne O"Brien 31275.00

SELECT first_name, last_name, hire_date

IN Предикат IN проверяет, входит ли заданное значение, предшествующее ключевому слову "IN" (например, значение столбца или функция от него) в указанный в скобках список. Если заданное проверяемое значение равно какому-либо элементу в списке, то предикат принимает значение true. Разрешено также использовать конструкцию NOT IN.

SELECT first_name, last_name, job_code

WHERE job_code IN ("VP", "Admin", "Finan")

LIKE Предикат LIKE используется только с символьными данными. Он проверяет, соответствует ли данное символьное значение строке с указанной маской. В качестве маски используются все разрешенные символы (с учетом верхнего и нижнего регистров), а также специальные символы:

% - замещает любое количество символов (в том числе и 0),

Замещает только один символ.

Разрешено также использовать конструкцию NOT LIKE.

SELECT first_name, last_name

WHERE last_name LIKE "F%"

получить список сотрудников, фамилии которых начинаются с буквы "F" FIRST_NAME LAST_NAME

Логические операторы К логическим операторам относятся известные операторы AND, OR, NOT, позволяющие выполнять различные логические действия: логическое умножение (AND, "пересечение условий"), логическое сложение (OR, "объединение условий"), логическое отрицание (NOT, "отрицание условий"). В наших примерах мы уже применяли оператор AND. Использование этих операторов позволяет гибко "настроить" условия отбора записей.

Соединение ( JOIN ) Операция соединения используется в языке SQL для вывода связанной информации, хранящейся в нескольких таблицах, в одном запросе. Связывание производится, как правило, по первичному ключу одной таблицы и внешнему ключу другой таблицы - для каждой пары таблиц. При этом очень важно учитывать все поля внешнего ключа, иначе результат будет искажен. Соединяемые поля могут (но не обязаны!) присутствовать в списке выбираемых элементов. Предложение WHERE может содержать множественные условия соединений. Условие соединения может также комбинироваться с другими предикатами в предложении WHERE.

баз данных , который мог бы функционировать в многочисленных компьютерных системах различных видов. Действительно, с его помощью пользователи могут манипулировать данными независимо от того, работают ли они на персональном компьютере, сетевой рабочей станции или универсальной ЭВМ.

Одним из языков, появившихся в результате разработки реляционной модели данных, является язык SQL (Structured Query Language), который в настоящее время получил очень широкое распространение и фактически превратился в стандартный язык реляционных баз данных . Стандарт на язык SQL был выпущен Американским национальным институтом стандартов (ANSI) в 1986 г., а в 1987 г. Международная организация стандартов (ISO) приняла его в качестве международного. Нынешний стандарт SQL известен под названием SQL/92.

С использованием любых стандартов связаны не только многочисленные и вполне очевидные преимущества, но и определенные недостатки. Прежде всего, стандарты направляют в определенное русло развитие соответствующей индустрии; в случае языка SQL наличие твердых основополагающих принципов приводит, в конечном счете, к совместимости его различных реализаций и способствует как повышению переносимости программного обеспечения и баз данных в целом, так и универсальности работы администраторов баз данных . С другой стороны, стандарты ограничивают гибкость и функциональные возможности конкретной реализации . Под реализацией языка SQL понимается программный продукт SQL соответствующего производителя. Для расширения функциональных возможностей многие разработчики, придерживающиеся принятых стандартов, добавляют к стандартному языку SQL различные расширения. Следует отметить, что стандарты требуют от любой законченной реализации языка SQL наличия определенных характеристик и в общих чертах отражают основные тенденции, которые не только приводят к совместимости между всеми конкурирующими реализациями , но и способствуют повышению значимости программистов SQL и пользователей реляционных баз данных на современном рынке программного обеспечения.

Все конкретные реализации языка несколько отличаются друг от друга. В интересах самих же производителей гарантировать, чтобы их реализация соответствовала современным стандартам ANSI в части переносимости и удобства работы пользователей. Тем не менее каждая реализация SQL содержит усовершенствования, отвечающие требованиям того или иного сервера баз данных . Эти усовершенствования или расширения языка SQL представляют собой дополнительные команды и опции, являющиеся добавлениями к стандартному пакету и доступные в данной конкретной реализации .

В настоящее время язык SQL поддерживается многими десятками СУБД различных типов, разработанных для самых разнообразных вычислительных платформ, начиная от персональных компьютеров и заканчивая мейнфреймами.

Все языки манипулирования данными, созданные для многих СУБД до появления реляционных баз данных , были ориентированы на операции с данными, представленными в виде логических записей файлов. Разумеется, это требовало от пользователя детального знания организации хранения данных и серьезных усилий для указания того, какие данные необходимы, где они размещаются и как их получить.

Рассматриваемый язык SQL ориентирован на операции с данными, представленными в виде логически взаимосвязанных совокупностей таблиц -отношений. Важнейшая особенность его структур – ориентация на конечный результат обработки данных, а не на процедуру этой обработки. Язык SQL сам определяет, где находятся данные, индексы и даже какие наиболее эффективные последовательности операций следует использовать для получения результата, а потому указывать эти детали в запросе к базе данных не требуется.

Введение в технологию клиент-сервер

В связи с расширением рынка информационных услуг производители программного обеспечения стали выпускать все более интеллектуальные, а значит, и объемные программные комплексы. Многие организации и отдельные пользователи часто не могли разместить приобретенные продукты на собственных ЭВМ. Для обмена информацией и ее распространения были созданы сети ЭВМ, а обобщающие программы и данные стали устанавливать на специальных файловых серверах .

Благодаря работающим с файловыми серверами СУБД , множество пользователей получают доступ к одним и тем же базам данных . Упрощается разработка различных автоматизированных систем управления организациями. Однако при таком подходе вся обработка запросов из программ или с терминалов пользовательских ЭВМ на них и выполняется, поэтому для реализации даже простого запроса необходимо считывать с файлового сервера или записывать на него целые файлы, а это ведет к конфликтным ситуациям и перегрузке сети. Для исключения указанных недостатков была предложена технология клиент-сервер , но при этом понадобился единый язык общения с сервером – выбор пал на SQL .

Технология клиент-сервер означает такой способ взаимодействия программных компонентов, при котором они образуют единую систему. Как видно из самого названия, существует некий клиентский процесс, требующий определенных ресурсов, а также серверный процесс , который эти ресурсы предоставляет. Совсем необязательно, чтобы они находились на одном компьютере. Обычно принято размещать сервер на одном узле локальной сети, а клиентов – на других узлах.

В контексте базы данных клиент управляет пользовательским интерфейсом и логикой приложения, действуя как рабочая станция , на которой выполняются приложения баз данных . Клиент принимает от пользователя запрос , проверяет синтаксис и генерирует запрос к базе данных на языке SQL или другом языке базы данных , соответствующем логике приложения. Затем передает сообщение серверу , ожидает поступления ответа и форматирует полученные данные для представления их пользователю. Сервер принимает и обрабатывает запросы к базе данных , после чего отправляет полученные результаты обратно клиенту . Такая обработка включает проверку полномочий клиента , обеспечение требований целостности, а также выполнение запроса и обновление данных. Помимо этого поддерживается управление параллельностью и восстановлением.

Архитектура клиент-сервер обладает рядом преимуществ.