Ebook: Введение в модель данных SQL

Курс посвящен описанию базовых средств языка SQL в соответствии со стандартом SQL:2003. Задача состоит в том, чтобы представить язык как специфическую модель данных, происходящую от реляционной модели, но значительно от нее отличающуюся. В соответствии с общими принципами представления модели данных в курсе представляется структурная часть модели – средства определения таблиц и представлений, целостная часть – средства определения ограничений целостности и триггеров, а также манипуляционная часть – оператор SELECT. Для полноты также обсуждаются средства обновления баз данных, контроля доступа, управления транзакциями, сессиями и подключениями к серверу баз данных. Содержание курсаЛекции1.Общее введение, типы данных и средства определения доменовОставшаяся часть этого курса посвящается языку реляционных баз данных SQL. В курсе о реляционных базах данных невозможно обойтись без материала, который относится к этому языку. Это связано совсем не с тем, что язык представляет собой особое достижение в области реляционных БД. Напротив, многие черты SQL, начиная с самых первых его вариантов, противоречили принципам реляционной модели данных, заложенным Эдгаром Коддом. С другой стороны, спецификация языка SQL, по своей сути, является завершенной спецификацией модели данных, которая сегодня играет роль суррогата реляционной модели. Если бы мы попытались обойтись в этом курсе без обсуждения языка SQL, курс был бы полностью оторван от жизни. Сегодня SQL является lingua franca в мире баз данных. Интерфейсы, основанные на SQL, поддерживаются почти во всех используемых СУБД, далеко не все из которых первоначально разрабатывались как реляционные системы. И похоже, что эта ситуация при жизни нынешнего поколения радикальным образом не изменится. Кроме того, язык сам по себе достаточно интересен. В нем нашел отражение многолетний практический опыт многих людей, и он впитал в себя многие положительные (и отрицательные) черты других языков и подходов (не только языков баз данных и не только реляционного подхода). В данной лекции после небольшой исторической справки и краткого введения в структуру языка SQL будут рассмотрены типы данных, допустимые в языке SQL и в SQL-ориентированных базах данных, а также языковые средства определения, изменения определения и отмены определения доменов.2.Средства определения базовых таблиц и ограничений целостностиЛекция посвящена средствам языка SQL, позволяющим определять (создавать) базовые таблицы, изменять определения базовых таблиц и отменять их. Поскольку важными составляющими определения базовой таблицы являются определения ограничений на уровнях столбцов и таблицы целиком, мы сочли уместным включить в эту же лекцию материал, посвященный средствам определения ограничений целостности общего вида (не привязанных к определениям базовых таблиц), изменения и отмены таких определений.3.Общая характеристика оператора SELECT и организация списка ссылок на таблицы в разделе FROMВ этой и следующих трех лекциях рассматривается важнейший оператор языка SQL - оператор SELECT, предназначенный для выборки данных из SQL-ориентированной базы данных. Этот оператор имеет довольно сложную и развитую структуру, но, по нашему мнению, его необходимо знать любому специалисту, так или иначе связанному с использованием баз данных; поэтому в нашем курсе ему уделяется так много внимания. Первая лекция носит подготовительный характер. В ней мы рассматриваем виды скалярных выражений, используемые, прежде всего, в конструкциях оператора SELECT, обсуждаем базовую семантику выполнения этого оператора и анализируем принципы и разновидности указания таблиц, из которых производится выборка данных.4.Предикаты раздела WHERE оператора SELECTВ этой лекции мы продолжим рассматривать механизм выборки данных языка SQL - оператора SELECT. Лекция целиком посвящена видам условных выражений, которые могут содержаться в разделе WHERE оператора выборки. Определяются и иллюстрируются на примерах запросов все виды предикатов, специфицированных в стандарте SQL:1999.5.Группировка и условия раздела HAVING, порождаемые и соединенные таблицыВ этой лекции мы завершаем обсуждение основных (традиционных) конструкций оператора SELECT языка SQL. В разделе "Агрегатные функции, группировка и условия раздела HAVING" обсуждаются разделы GROUP BY и HAVING. Основной акцент делается на способах конструирования условий раздела HAVING. На примерах демонстрируется, что разделы GROUP BY и HAVING действительно полезны, а иногда и необходимы при формулировке запросов с вызовами агрегатных функций. В разделах "Ссылки на порождаемые таблицы в разделе FROM" и "Более сложные конструкции оператора выборки" мы возвращаемся к разновидностям ссылок на таблицу в разделе FROM и последовательно обсуждаем порождаемые таблицы, соединенные таблицы и порождаемые таблицы с горизонтальной связью.6.Средства формулировки аналитических и рекурсивных запросовВ этой лекции мы завершаем обсуждение средств выборки данных языка SQL коротким описанием сравнительно недавно появившихся в языке SQL средств формулировки аналитических и рекурсивных запросов.7.Средства манипулирования даннымиНазвание этой лекции не совсем правильно отражает ее реальное содержание. Собственно средствам языка SQL, предназначенным для обновления базы данных, посвящается только один из трех основных разделов. Однако и следующие два раздела непосредственно примыкают к этой теме. В разделе "Представления, над которыми возможны операции обновления" рассматриваются возможности выполнения операций обновления базы данных через представляемые таблицы. Обсуждается проблема в целом, подход к ее решению, применявшийся в ранних вариантах стандарта SQL, и решение, принятое в стандарте SQL:1999. Последний основной раздел лекции посвящается механизму триггеров, специфицированному в стандарте SQL:1999. Здесь тоже имеется явная связь с основной темой лекции, потому что главным условием срабатывания триггера является выполнение некоторой операции обновления базы данных, и действия, выполняемые в триггерной процедуре, как правило, тоже связаны с обновлением базы данных.8.Средства языка SQL для обеспечения авторизации доступа к данным, управления транзакциями, сессиями и подключениямиВ этой лекции обсуждаются основные средства SQL:1999, предназначенные для регулирования работы с базами данных. Сначала рассматривается механизм авторизации доступа к объектам SQL-ориентированной базы данных, основанный на понятиях идентификатора пользователя, имени роли и привилегии доступа. Затем описываются особенности SQL-транзакций и основные языковые средства, воздействующие на поведение транзакций. Наконец, обсуждаются зафиксированные в стандарте SQL средства управления подключением к серверу баз данных.9.Объектные расширенияВ последней лекции этого курса мы кратко изложим суть объектных расширений, которые включены в стандарт SQL:1999. Лекция основана не на официальном тексте стандарта (он очень формален и скучен), а на книге Джима Мелтона "Advanced SQL:1999. Understanding Object-Relational and Other Advanced Features" (Morgan Kaufmann Publishers, 2003), которая, по сути, является неформальным описанием семантики (rationale) соответствующей части языка. В указанной книге объектным расширениям языка SQL посвящено более 200 страниц. Естественно, наше изложение будет гораздо более кратким.