Тема 24 кур.р.Базы данных. Вид работы Курсовая работа Название дисциплины Базы данных Тема Структура языка sql фамилия студента Копаев Имя студента Андрей
 Скачать 355.5 Kb.
|
|
Основные данные о работе
Содержание Введение 3 Основная часть 7 1 Уровни языка SQL 7 1.1 Базовый уровень……………………………………………………………………… 7 1.2 Промежуточный уровень……………………………………………………………. 7 1.3 Полный уровень………………………………………………………………………. 8 1.4 Стандартизация SQL…………………………………………………………………..8 1.5 Типы данных языка SQL……………………………………………………………..13 2 Операторы манипулирования данными……………………………………………….19 2.1 Операция удаления записей………………………………………………………….19 2.2 Операция добавления или ввода новых записей…………………………………...20 2.3 Операция изменения записей………………………………………………………..25 2.4 Операторы выбора данных…………………………………………………………..27 3 Построение сложных вопросов..................................................................................... 40 3.1 Понятие запроса в SQL………………………………………………………………41 3.2 Структура запросов с использованием нескольких таблиц……………………….41 3.3 Объединения……………………………………………………………………….....42 3.4 Применение агрегатных функций и вложенных запросов в операторе выбора…44 3.5 Внешние объединения……………………………………………………………… 46 Заключение …………………………………………………………………………………50 Глоссарий 52 Список использованных источников 53 Список сокращений 54 Приложения 55 Введение Язык SQL является основой многих СУБД, т.к. отвечает за физическое структурирование и запись данных на диск, а также за чтение данных с диска, позволяет принимать SQL – запросы от других компонентов СУБД и пользовательских приложений. Таким образом, SQL – мощный инструмент, который обеспечивает пользователям, программам и вычислительным системам доступ к информации, содержащейся в реляционных базах данных. Основные достоинства языка SQL заключаются в следующем:
Любой язык работы с базами данных должен предоставлять пользователю следующие возможности:
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 – достаточно просты и доступны для изучения. И наконец, он 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. Язык SQL удовлетворяет практически всем этим требованиям. Язык SQL является примером языка с трансформирующейся ориентацией, или же языка, предназначенного для работы с таблицами с целью преобразования входных данных к требуемому выходному виду. Он включает только команды определения и манипулирования данными и не содержит каких-либо команд управления ходом вычислений. Подобные задачи должны решаться либо с помощью языков программирования или управления заданиями, либо интерактивно, в результате действий, выполняемых самим пользователем. По причине подобной незавершенности в плане организации вычислительного процесса язык SQL может использоваться двумя способами. Первый предусматривает интерактивную работу, заключающуюся во вводе пользователем с терминала отдельных SQL-операторов. Второй состоит во внедрении SQL-операторов в программы на процедурных языках. Язык SQL относительно прост в изучении. Поскольку это не процедурный язык, в нем необходимо указывать, какая информация должна быть получена, а не как ее можно получить. Иначе говоря, SQL не требует указания методов доступа к данным. Как и большинство современных языков, он поддерживает свободный формат записи операторов. Это означает, что при вводе отдельные элементы операторов не связаны с фиксированными позициями экрана. Язык SQL может использоваться широким кругом специалистов, включая администраторов баз данных, прикладных программистов и множество других конечных пользователей. Язык SQL – первый и пока единственный стандартный язык для работы с базами данных, который получил достаточно широкое распространение. Практически все крупнейшие разработчики СУБД в настоящее время создают свои продукты с использованием языка SQL либо с SQL – интерфейсом. В него сделаны огромные инвестиции, как со стороны разработчиков, так и со стороны пользователей. Он стал частью архитектуры приложений, является стратегическим выбором многих крупных и влиятельных организаций. Язык SQL используется в других стандартах и даже оказывает влияние на разработку иных стандартов как инструмент определения (например, стандарт Remote Data Access, RDA). Создание языка способствовало не только выработке необходимых теоретических основ, но и подготовке успешно реализованных технических решений. Это особенно справедливо в отношении оптимизации запросов, методов распределения данных и реализации средств защиты. Начали появляться специализированные реализации языка, предназначенные для новых рынков: системы управления обработкой транзакций (OnLine Transaction Processing, OLTP) и системы оперативной аналитической обработки или системы поддержки принятия решений (OnLine Analytical Processing, OLAP). Уже известны планы дальнейших расширений стандарта, включающих поддержку распределенной обработки, объектно-ориентированного программирования, расширений пользователей и мультимедиа. Основная часть 1 Уровни языка SQL В стандарте SQL/92 специфицированы три уровня соответствия стандарту: базовый уровень; промежуточный уровень; полный уровень. 1.1 Базовый уровень Базовый уровень включает операторы определения схемы, язык манипулирования данными, ссылочную целостность, проверочные ограничения и раздел умолчания из SQL/89. Кроме того, базовый уровень содержит спецификации языка модулей и встроенного SQL для использования в семи различных языках программирования, а также определения подмножества SQL, предназначенного для прямого использования. Фактически, базовый уровень SQL/92 представляет собой более аккуратный вариант SQL/89. 1.2 Промежуточный уровень Промежуточный уровень SQL/92 включает важные новые возможности, такие как операторы изменения схемы, динамический SQL и уровни изоляции SQL-транзакций. В промежуточном SQL содержатся также спецификации каскадного удаления при выполнении ссылочных действий, соединения объединением, операций со строками символов, операций пересечения и вычитания таблиц, простых доменов, выражения с переключателем, явного преобразования типов, средств управления диагностикой, интервальных типов данных и упрощенного варианта типа дата-время, строк переменной длины. К промежуточному уровню относится и требование наличия средства, контролирующего соответствие вводимых операторов стандарту. 1.3 Полный уровень Полный уровень SQL включает возможности отложенной проверки ограничений целостности и определения именованных ограничений. Дополнительные свойства: возможность определять типы дата-время на уровне пользователя, модификации и удаления строк с возможностью ссылаться в условии на ту же таблицу, каскадные модификации при ссылочных действиях, подзапросы в проверочных ограничениях, тип данных битовых строк, временные таблицы, утверждения целостности. 1.4 Стандартизация SQL Деятельность по стандартизации языка SQL началась практически одновременно с появлением его первых коммерческих реализаций. В 1982 г. комитету по базам данных Американского национального института стандартов (ANSI) было поручено разработать спецификацию стандартного языка реляционных баз данных. Первый документ из числа имеющихся у автора проектов стандарта датирован октябрем 1985 г. и является уже не первым проектом стандарта ANSI. Стандарт был принят ANSI в 1986 г., а в 1987 г. одобрен Международной организацией по стандартизации (ISO). Этот стандарт принято называть SQL/86. Понятно, что в качестве основы стандарта нельзя было использовать SQL System R. Во-первых, этот вариант языка не был должным образом технически проработан. Во-вторых, его слишком сложно было бы реализовать (кто знает, как бы сложилась судьба SQL, если бы все идеи проекта System R были реализованы полностью). Поэтому за основу был взят диалект языка SQL, сложившийся в IBM к началу 1980-х гг. В сущности, этот диалект представлял собой технически проработанное подмножество SQL System R. К 1989 г. стандарт SQL/86 был несколько расширен, и был подготовлен и принят следующий стандарт, получивший название ANSI/ISO SQL/89. Анализ доступных документов показывает, что процесс стандартизации SQL происходил очень сложно с использованием не только научных доводов. В результате SQL/89 во многих частях имеет чрезвычайно общий характер и допускает очень широкое толкование. В этом стандарте полностью отсутствуют такие важные разделы, как манипулирование схемой БД и динамический SQL. Многие важные аспекты языка в соответствии со стандартом определяются в реализации. Возможно, наиболее важными достижениями стандарта SQL/89 являются четкая стандартизация синтаксиса и семантики операторов выборки данных и манипулирования данными и фиксация средств ограничения целостности БД. Были специфицированы средства определения первичного и внешних ключей отношений и так называемых проверочных ограничений целостности, которые представляют собой подмножество немедленно проверяемых ограничений целостности SQL System R. 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. Осознавая неполноту стандарта SQL, на фоне завершения разработки этого стандарта специалисты различных компаний начали работу над стандартом SQL2. Эта работа также длилась несколько лет, было выпущено множество проектов стандарта, пока наконец в марте 1992 г. 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 г. 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. Интерфейсы процедур определены для всех основных языков программирования: С, Ada, Pascal, PL/1 и т. д. Следует заметить, что стандарт SQL/CLI послужил основой для создания повсеместно распространенных сегодня интерфейсов ODBC (Open Database Connectivity) и JDBC (Java Database Connectivity). В 1996 г. к стандарту SQL/92 был добавлен еще один компонент – SQL/PSM (Persistent Stored Modules). Основная цель этой спецификации состоит в том, чтобы стандартизировать способы определения и использования хранимых процедур, т. е. специальным образом оформленных программ, включающих операторы SQL, которые сохраняются в базе данных, могут вызываться приложениями и выполняются внутри СУБД. Незадолго до завершения работ по определению стандарта SQL2 была начата разработка стандарта SQL3. Первоначально планировалось завершить проект в 1995 г. и включить в язык некоторые объектные возможности: определяемые пользователями типы данных, поддержку триггеров, поддержку темпоральных свойств данных и т. д. Реально работу над новым стандартом удалось частично завершить только в 1999 г., и по этой причине (а также в связи с проблемой 2000 года) стандарт получил название SQL:1999. Приведем краткую характеристику текущего состояния стандарта SQL:1999 и перспектив его развития. Прежде всего 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. Это вполне естественно, потому, что язык усложняется, а его спецификации становятся более детальными и точными. Но разработчики SQL3 пришли к выводу, что при таких объемах стандарта вероятность его принятия и последующей успешной поддержки заметно уменьшается. Поэтому было принято решение разбить стандарт на относительно независимые части, которые можно было бы разрабатывать и поддерживать по отдельности. В 1999 г. были приняты пять первых 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:
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 FORTRAN, COBOL, PL/1, Pascal, Ada, C и MUMPS. В стандарт SQL:1999 должны были войти еще несколько частей. Среди них спецификации следующих средств:
В конце 2003 г. 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. Претерпела некоторые изменения общая организация стандарта. Стандарт SQL:2003 состоит из следующих частей:
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. На мой взгляд, текущее состояние процесса стандартизации языка SQL отражает текущее состояние технологии SQL-ориентированных баз данных. Ведущие поставщики соответствующих СУБД (сегодня это компании IBM, Oracle и Microsoft) стараются максимально быстро реагировать на потребности и конъюнктуру рынка и расширяют свои продукты все новыми и новыми возможностями. Очевидна потребность в стандартизации соответствующих языковых средств, но процесс стандартизации явно не поспевает за происходящими изменениями. 1.5 Типы данных языка SQL В настоящем разделе описаны типы данных, определенные стандартом ISO SQL. Начнем с определения требований к допустимому идентификатору языка SQL. Идентификаторы языка SQL предназначены для обозначения объектов в базе данных и являются именами таблиц, представлений и столбцов. Символы, которые могут использоваться в создаваемых пользователем идентификаторах языка SQL, должны быть определены как набор символов. Стандарт ISO задает набор символов, который должен использоваться по умолчанию; он включает строчные и прописные буквы латинского алфавита (A-Z, a-z), цифры (0-9) и символ подчеркивания (_). Допускается использование и альтернативного набора символов. На формат идентификаторов накладываются следующие ограничения:
Скалярные типы данных языка SQL В Приложении А (смотрите приложения) перечислены скалярные типы данных языка SQL, которые определены стандартом ISO. В некоторых случаях в целях упрощения манипулирования и преобразования, а также из-за сходства основных свойств данные типов character и bit объединяются под названием "строковые типы данных", а данные типов exact numeric и approximate numeric —под названием "числовые типы данных". В стандарте SQL3 определены также большие символьные и двоичные объекты. Логические данные (тип boolean). Логические данные состоят из различимых истинностных значений TRUE (истинный) и FALSE (ложный). Логические данные поддерживают также истинностное значение UNKNOWN (неопределенный), заданное как значение NULL, если применение неопределенных значений не запрещено ограничением NOT NULL. Все значения данных логического типа и истинностные значения SQL могут совместно применяться в операторах сравнения и присваивания. Значение TRUE в арифметических операторах сравнения больше значения FALSE, а любое сравнение, в котором участвует значение NULL или истинностное значение UNKNOWN, возвращает результат UNKNOWN. Символьные данные (тип character). Символьные данные состоят из последовательностей символов, входящих в определенный создателями СУБД набор символов. Поскольку наборы символов являются специфическими для различных диалектов языка SQL, перечень символов, которые могут входить в состав значений данных символьного типа, также зависит от конкретной реализации. В настоящее время чаще всего используются наборы символов ASCII и EBCDIC. Для определения данных символьного типа применяется следующий формат: CHARACTER [VARYING] [length] CHARACTER (может быть сокращено доСНАЕ) и CHARACTER VARYING (может быть сокращено доVARCHAR) При определении столбца с символьным типом данных параметр length используется для указания максимального количества символов, которые могут быть помещены в данный столбец (по умолчанию принимается значение 1). Символьная строка может быть определена как имеющая фиксированную или переменную (VARYING) длину. Если строка определена с фиксированной длиной, то при вводе в нее меньшего количества символов строковое значение дополняется до указанной длины пробелами, добавляемыми справа. Если строка определена с переменной длиной, то при вводе в нее меньшего количества символов в базе данных будут сохранены только введенные символы, что позволяет достичь определенной экономии внешней памяти. Например, столбец branchNo таблицы Branch с обозначением номера отделения имеет фиксированную длину четыре символа и может быть объявлен следующим образом: branchNo CHAR(4) Столбец address таблицы PrivateOwner имеет переменную длину значения (максимум до 30 символов), поэтому он может быть объявлен следующим образом: address VARCHAR(30) Битовые данные (тип bit) Битовый тип данных используется для определения битовых строк, т.е. последовательности двоичных цифр (битов), каждая из которых может иметь значение либо 0, либо 1. Для определения данных битового типа используется формат, сходный с определением символьных данных: OBIT IVARYING [length]. Например, для сохранения битовой строки с фиксированной длиной и значением ' ООН ' может быть объявлен столбец bitstring: bitString BIT(4) Точные числовые данные (тип exact numeric). Тип точных числовых данных используется для определения чисел, которые имеют точное представление в компьютере. Числа состоят из цифр и необязательных символов (десятичной точки, знака "плюс" или "минус"). Данные точного числового типа определяются значностъю(precision) и длиной, дробной части (scale). Значность задает общее количество значащих десятичных цифр числа, в которое входят длина целой и дробной частей, но без учета самой десятичной точки. Дробная часть указывает количество дробных десятичных разрядов числа. Например, точное число -12.345 имеет значность, равную 5 цифрам, и дробную часть длиной 3. Особой разновидностью точных чисел являются целые числа. Существует несколько способов определения данных точного числового типа: NUMERIC [ precision - [, scale] ] DECIMAL [ precision [, scale] ] INTEGER SMALLINT INTEGER (может быть сокращено до INT) и DECIMAL (до DEC) Типы NUMERIC и DECIMAL предназначены для хранения чисел в десятичном формате. По умолчанию длина дробной части равна нулю, а принимаемая по умолчанию значность зависит от реализации. Тип INTEGER используется для хранения больших положительных или отрицательных целых чисел. Тип SMALLINT используется для хранения небольших положительных или отрицательных целых чисел. При использовании этого типа данных расход внешней памяти существенно сокращается. Например, максимальное абсолютное значение числа, которое может сохраняться в столбцах с типом данных SMALLINT, чаще всего составляет 32 767. Округленные числовые данные (тип approximate numeric) Тип округленных числовых данных используется для описания данных, которые нельзя точно представить в компьютере, например действительных чисел. Для представления округленных чисел или чисел с плавающей точкой используется экспоненциальная система обозначений, в которой число записывается с помощью мантиссы, умноженной на определенную степень десяти (порядок), например: 10ЕЗ, +5.2Е6, -0.2Е4. Существует несколько способов определения данных с типом округленных числовых данных: FLOAT [precision] REAL DOUBLE PRECISION Параметр precision задает значность мантиссы. Значность определений типа REAL и DOUBLE PRECISION зависит от конкретной реализации. Дата и время (тип datetime) Тип данных "дата/время" используется для определения моментов времени с некоторой установленной точностью. Примерами являются даты, отметки времени и время суток. Стандарт ISO разделяет тип данных "дата/время" на подтипы YEAR (Год), MONTH (Месяц), DAY (День), HOUR (Час), MINUTE (Минута), SECOND (Секунда), TIMEZONE_HOUR (Зональный час) и TIMEZONE_MINUTE (Зональная минута). Два последних типа определяют час и минуты сдвига зонального времени по отношению к всеобщему скоординированному времени (прежнее название — гринвичское время). Поддерживаются три типа полей даты/времени. DATE TIME [timePrecision] [WITH TIME 2ONS] TIMESTAMP [timePrecision] [WITH TIME ZONE] Тип данных DATE используется для хранения календарных дат, включающих поля YEAR, MONTH и DAY. Тип данных TIME используется для хранения отметок времени, включающих поля HOUR, MINUTE и SECOND. Тип данных TIMESTAMP служит для совместного хранения даты и времени. Параметр timePrecision задает количество дробных десятичных знаков, определяющих точность представления значений в поле SECOND. Если этот параметр опущен, по умолчанию его значение для столбцов типа TIME принимается равным нулю (т.е. сохраняется целое количество секунд), тогда как для полей типа TIMESTAMP он принимается равным 6 (т.е. отметки времени сохраняются с точностью до микросекунд). Наличие ключевого слова WITH TIME ZONE определяет использование полей TIMEZONE_HOUR и TIMEZONE_MINUTE. Интервальный тип данных interval Данные с интервальным типом используются для представления периодов времени. Любой интервальный тип данных состоит из набора полей: YEAR, MONTH, DAY, HOUR, MINUTE и SECOND. Существуют два класса данных с интервальным типом: интервалы год-месяц и интерналы сутки-время суток. В первом случае данные включают только два поля — YEAR и/или MONTH. Данные второго типа могут состоять из произвольной последовательности полей DAY, HOUR, MINUTE, SECOND. Данные интервального типа определяются следующим образом: INTERVAL -{{startField TQ.endField} singleDatetimeField} StartField = YEAR MONTH | DAY j HOUR | MINUTE [ (intervaiLeadingFieldPrecisicm) ] endField = YEAR | MONTH | DAY j .HOUR-.. | MINUTE | SECOND [(fractionalSecondsPrecision)] singleDatetimeField= startPield |;SECOND [ (intervejlbeadingFieIdPrecis.icm [,fractionalSecondsRrecision])] Для параметра startField должна быть всегда указана размерность первого поля (intervalLeadingFieldPrecision), которая по умолчанию принимается равной двум. Например: INTERVAL YEAR(2) ТО MONTH Это объявление описывает интервал времени, значение которого может находиться между 0 годом, 0 месяцем и 99 годом, 11 месяцем. Еще один пример: INTERVAL HOUR TO SECOND(4) Это объявление описывает интервал времени, значение которого может изменяться от 0 часов, 0 минут, 0 секунд до 99 часов, 59 минут 59.9999 секунды. (Число дробных десятичных знаков для секунд установлено равным 4.) Скалярные операторы Язык SQL включает некоторое количество встроенных скалярных операторов и функций, которые могут использоваться для построения скалярных выражений, т.е. выражений, вычисление которых дает скалярный результат. Помимо обычных арифметических операторов (+, -, * и /) в языке определены и другие операторы, представленные в Приложении Б (смотрите приложения). 2 Операторы манипулирования данными Язык манипулирования данными (Data Manipulation Language, DML) используется для манипулирования информацией внутри объектов реляционной базы данных посредством операторов:
2.1 Операция удаления записей Оператор DELETE для удаления строк в существующих таблицах Общий синтаксис оператора DELETE выглядит следующим образом: DELETE FROM table_name WHERE conditional_expression В некотором смысле оператор DELETE является частным случаем оператора UPDATE (или, наоборот, действие оператора UPDATE представляет собой комбинацию действий операторов DELETE и INSERT). Семантика оператора модификации существующих строк определяется следующим образом:
С целью иллюстрации приведем два примера операции удаления строк. Удалить из таблицы EMP все строки, относящиеся к служащим, которые участвуют в проекте с номером 772. DELETE FROM EMP WHERE PRO_NO = 772; Удалить из таблицы EMP все строки, относящиеся к служащим, размер заработной платы которых превышает размер заработной платы менеджеров их отделов. DELETE FROM EMP WHERE EMP_SAL > (SELECT EMP1.EMP_SAL FROM EMP EMP1, DEPT WHERE EMP.DEPT_NO = DEPT.DEPT_NO AND DEPT.DEPT.MNG = EMP1.EMP_NO); Как и в операторе UPDATE, в разделе WHERE оператора DELETE можно использовать любой вид булевского выражения, допустимого в операторе выборки. Поэтому возможности оператора удаления строк ограничены лишь фантазией пользователя. 2.2 Операция добавления или ввода новых записей |