Основы SQL: язык структурированных запросов в базах данных

SQL — это язык структурированных запросов, который используется для работы с данными в реляционных базах данных. С помощью SQL можно выполнять различные операции, такие как создание, изменение и удаление таблиц, вставка, обновление и удаление данных, а также выполнение запросов для поиска и выборки нужной информации.

SQL является стандартом и широко используется во многих программных системах и инструментах для работы с базами данных. Он предоставляет простой и интуитивно понятный способ взаимодействия с данными, что делает его удобным для разработчиков и аналитиков данных.

Одной из основных особенностей SQL является его декларативный характер. Это означает, что пользователь указывает, какие данные нужно получить или изменить, а не каким образом это нужно сделать. БД, в свою очередь, сама оптимизирует выполнение запроса и выбирает наиболее эффективный способ его исполнения.

Пример:
SELECT * FROM users WHERE age > 18;

SQL имеет богатый набор операторов и функций для работы с данными, что позволяет выполнять сложные запросы и манипуляции с данными. Он также поддерживает использование различных условий, сортировку, группировку, агрегирование данных и другие операции для обработки информации в базе данных.

Знание SQL основ является обязательным для работы с базами данных и позволяет эффективно выполнять запросы и анализировать информацию. Он является важным инструментом для разработчиков, администраторов баз данных, аналитиков данных и других специалистов, работающих с данными.

История развития SQL

В 1986 году American National Standards Institute (ANSI) выпустил первый стандарт SQL, названный SQL-86. Этот стандарт определил базовый набор команд SQL, который по сей день широко используется. SQL-86 включал команды для создания, изменения и удаления таблиц, а также запросов для выборки данных из таблиц.

В последующие годы были выпущены новые версии стандарта SQL, такие как SQL-92, SQL:1999, SQL:2003 и SQL:2008. Каждый новый стандарт расширял возможности SQL и вводил новые фичи, такие как поддержка хранимых процедур, триггеров, оконных функций и т.д.

Помимо ANSI, International Organization for Standardization (ISO) также разрабатывает свои стандарты SQL. Например, SQL:2008 является стандартом ISO/IEC 9075:2008. Это означает, что SQL-команды, соответствующие этому стандарту, должны выполняться одинаково на разных базах данных.

Сегодня SQL является широко распространенным языком для работы с базами данных. Он используется во многих реляционных СУБД, таких как Oracle, MySQL, PostgreSQL и SQL Server, а также в нереляционных СУБД, таких как MongoDB. SQL позволяет разработчикам эффективно управлять и манипулировать данными, делая его неотъемлемой частью индустрии баз данных.

Появление SQL в 1970-х годах

Появление SQL связано с развитием теории реляционных баз данных, предложенной Эдгаром Коддом в 1970 году. Ранее базы данных были организованы в виде сетей и иерархий, что усложняло их использование и манипуляцию данными. Теория реляционных баз данных предлагала новый подход к организации данных, основанный на понятии отношений и операциях над ними.

SQL был разработан компанией IBM в рамках проекта System R, в котором исследователи работали над прототипом реляционной базы данных. Окончательная версия SQL была выпущена в 1979 году и была названа SEQUEL (Structured English Query Language). Однако из-за проблем авторского права, название было изменено на SQL.

SQL быстро стал популярным и был принят как стандарт языка запросов к базам данных. Большинство реляционных баз данных поддерживают SQL, что позволяет разработчикам и аналитикам использовать единый язык для работы с различными системами управления базами данных.

SQL обеспечивает гибкость и мощные инструменты для извлечения, вставки, обновления и удаления данных из базы данных. Он позволяет полностью управлять базой данных, создавать таблицы, определять структуру данных и задавать условия для выборки информации.

Стандартизация SQL в 1980-х годах

В начале 1980-х годов стало очевидным, что язык SQL стал все более популярным и широко используется в области управления базами данных. Однако в то время различные производители баз данных внедряли свои собственные изменения и расширения в язык SQL, что приводило к несовместимости между разными системами.

Чтобы устранить эту проблему и обеспечить единообразие в использовании SQL, консорциум ANSI (American National Standards Institute) начал процесс стандартизации языка. В 1986 году был создан комитет, ответственный за разработку стандарта SQL, который получил название SQL-86, или SQL-87.

Стандарт SQL-86 определил основные элементы языка, такие как создание таблиц, вставка данных, изменение данных, удаление данных и запросы для выборки данных. Однако этот стандарт был ограничен по функциональности и не учитывал многие расширения, предлагаемые различными производителями баз данных.

В связи с этим, в 1992 году был выпущен новый стандарт SQL-92, который значительно расширил возможности языка. SQL-92 включал в себя поддержку запросов со сложными условиями, операторов объединения и группировки данных, подзапросов, транзакций и других функций.

Последующие стандарты, такие как SQL:1999, SQL:2003, SQL:2008, добавляли новые возможности и улучшали существующие. Стандартизация SQL позволила разработчикам баз данных и программистам использовать единый язык для работы с различными системами управления базами данных.

На сегодняшний день SQL является основным языком запросов в большинстве реляционных баз данных и широко применяется в различных областях, таких как бизнес-аналитика, веб-разработка и научные исследования.

Распространение SQL в 1990-х годах

В 1990-х годах SQL стал широко распространенным языком для управления данными в реляционных базах данных. Такой успех был обусловлен несколькими факторами.

• Первоначально SQL был разработан в 1970-х годах в лаборатории IBM, и с тех пор он продолжал развиваться. Базы данных, которые поддерживали SQL, были стабильными и надежными, позволяя пользователям уверенно работать с данными.
• В 1990-х годах появилась большая потребность в управлении данными, так как количество информации растет каждый день. SQL предоставлял простой и удобный способ выполнять запросы к базам данных без необходимости написания большого количества кода.
• Развитие интернета также способствовал распространению SQL. Сайты и приложения начали активно использовать базы данных для хранения информации, и SQL был выбранным языком для взаимодействия с ними.
• С появлением различных реализаций SQL от разных вендоров, таких как Oracle, Microsoft и IBM, стало еще проще работать с данными, так как пользователи могли выбрать ту реализацию, которая лучше всего соответствовала их потребностям и бюджету.

В целом, распространение SQL в 1990-х годах было обусловлено его простотой, надежностью и возможностью эффективно работать с большим объемом данных. Благодаря этим качествам SQL стал неотъемлемой частью различных систем управления базами данных и способом работы с данными.

Компоненты SQL

SQL (Structured Query Language) состоит из нескольких основных компонентов, которые позволяют выполнять различные операции с данными в базе данных:

• DDL (Data Definition Language) — язык определения данных. Включает в себя команды для создания, изменения и удаления объектов базы данных, таких как таблицы, индексы, представления, хранимые процедуры и другие.
• DML (Data Manipulation Language) — язык манипуляции данными. С помощью команд DML можно добавлять, изменять и удалять данные в таблицах базы данных. Некоторые из основных команд DML — INSERT, UPDATE, DELETE.
• DDL (Data Control Language) — язык управления доступом к данным. С помощью команды DCL можно управлять правами доступа пользователей к объектам базы данных, а также управлять транзакциями. Некоторые из основных команд DCL — GRANT, REVOKE, COMMIT, ROLLBACK.
• SQL-запросы — язык запросов. С помощью SQL-запросов можно получать информацию из базы данных, сортировать, фильтровать и группировать данные, а также проводить агрегацию и вычисления.

Эти компоненты позволяют разработчикам и администраторам баз данных выполнять широкий спектр операций с данными, обеспечивая эффективное управление и использование информации.

DDL: Определение структуры базы данных

Основными командами DDL являются:

1. CREATE — используется для создания объектов базы данных, таких как таблицы, индексы, представления и процедуры.
2. ALTER — используется для изменения структуры объектов базы данных. Например, можно добавить, изменить или удалить столбцы в таблице.
3. DROP — используется для удаления объектов базы данных. Например, можно удалить таблицу или индекс.
4. TRUNCATE — используется для удаления всех строк из таблицы. Эта операция выполняется быстрее, чем операция DELETE.

Примеры использования DDL:

• Создание таблицы:

CREATE TABLE employees (
id INT PRIMARY KEY,
name VARCHAR(50),
age INT
);

• Изменение таблицы:

ALTER TABLE employees
ADD COLUMN salary DECIMAL(10,2);

• Удаление таблицы:

DROP TABLE employees;

Используя команды DDL, разработчик может определить структуру базы данных и изменять ее при необходимости. С помощью этих команд можно создавать, изменять и удалять таблицы, индексы и другие объекты, что делает DDL важным инструментом при работе с базами данных.

DML: Манипулирование данными

DML используется для вставки, обновления и удаления данных в таблицах базы данных. Он предоставляет различные операторы, которые позволяют производить изменения в данных.

Основными операторами DML являются:

• INSERT: оператор, позволяющий вставить новые данные в таблицу базы данных. Он принимает значения для каждого столбца таблицы или значения по умолчанию, если они определены для столбцов.
• UPDATE: оператор, используемый для обновления данных в таблице базы данных. Он позволяет изменить значения столбцов таблицы с помощью заданных условий.
• DELETE: оператор, который удаляет одну или несколько записей из таблицы базы данных с помощью заданных условий.

Операторы DML могут быть комбинированы с использованием условий и логических операторов, чтобы получить данные, которые нужно изменить или удалить. Они также могут быть использованы вместе с операторами из других разделов SQL, таких как DDL (Data Definition Language) и DQL (Data Query Language), для выполнения более сложных операций над данными.

Использование операторов DML позволяет эффективно управлять данными в базе данных, делая возможным добавление, изменение или удаление информации в таблицах. При написании SQL-запросов с использованием DML необходимо учитывать структуру и правила базы данных, чтобы избежать ошибок и обеспечить целостность данных.

DCL: Контроль доступа к данным

Язык структурированных запросов (SQL) предоставляет возможности для контроля доступа к данным с помощью языка управления данными (DCL). DCL предоставляет средства для определения прав доступа и управления ими в базе данных.

Основные команды DCL в SQL — это GRANT и REVOKE. Команда GRANT предоставляет права доступа к определенным объектам базы данных другим пользователям или ролям, а команда REVOKE отзывает ранее предоставленные права доступа.

GRANT может быть использован для предоставления различных уровней доступа к базе данных или отдельным таблицам. Некоторые из типов доступа, которые могут быть предоставлены, включают SELECT (выборка), INSERT (вставка), UPDATE (обновление) и DELETE (удаление).

При использовании GRANT, можно также указать, на какие объекты базы данных предоставляются права доступа (например, таблицы или представления), а также к каким пользователям или ролям эти права применяются. Например, следующая команда GRANT предоставляет право на выборку (SELECT) из таблицы «employees» пользователю «user1»:

• GRANT SELECT ON employees TO user1;

REVOKE, с другой стороны, может быть использован для отзыва прав доступа, предоставленных с помощью GRANT. Команда REVOKE также принимает аргументы объектов базы данных, типов доступа, а также имен пользователей или ролей, для которых права доступа будут отозваны. Например, следующая команда REVOKE отзывает право на выборку (SELECT) из таблицы «employees» у пользователя «user1»:

• REVOKE SELECT ON employees FROM user1;

Контроль доступа к данным с помощью DCL — это важный аспект безопасности базы данных. Он позволяет администраторам баз данных предоставлять и отзывать права доступа в соответствии с требованиями безопасности и организационными политиками. Он также обеспечивает контроль над тем, какие пользователи или роли имеют права на выполнение различных операций над данными.

Реляционная модель данных

Основными компонентами реляционной модели данных являются:

• Таблицы: основная структура данных, представляющая отдельные сущности или объекты. Каждая таблица состоит из столбцов (атрибутов) и строк (кортежей), где каждая строка представляет конкретный экземпляр сущности.
• Столбцы: определяют атрибуты сущности и хранят соответствующие значения.
• Строки: содержат данные, связанные с конкретными сущностями.
• Ключи: служат для идентификации уникальных записей в таблицах. Основными ключами могут быть один или несколько столбцов, которые уникально определяют каждую строку.
• Отношения: устанавливают связи между различными таблицами в базе данных, что позволяет получать информацию, объединяя данные из нескольких таблиц.

По сути, реляционная модель данных представляет данные в виде таблиц, связанных между собой ключами. Это позволяет эффективно организовывать и структурировать данные, обеспечивая легкую манипуляцию и извлечение информации с помощью SQL-запросов.

Сущности и их отношения

Каждая сущность в базе данных имеет свои атрибуты, которые описывают её свойства или характеристики. В SQL атрибуты представлены столбцами в таблицах. Каждая строка в таблице представляет отдельную сущность, а значения в столбцах представляют значения атрибутов для каждой сущности. Таким образом, таблица в SQL представляет собой набор сущностей, описанных своими атрибутами.

Отношения между сущностями определяются с помощью ключевых полей, которые являются уникальными идентификаторами для каждой сущности. Ключевые поля позволяют связывать различные сущности и устанавливать отношения между ними. Например, если у нас есть таблица «Студенты» и таблица «Группы», мы можем установить отношение между ними, используя ключевые поля «ID студента» и «ID группы». Такое отношение позволяет нам связывать каждого студента с определенной группой.

Отношения между таблицами описываются с помощью внешних ключей. Внешний ключ – это атрибут, который ссылается на первичный ключ другой таблицы. С помощью внешних ключей мы можем связывать различные таблицы и устанавливать между ними отношения. Например, если у нас есть таблица «Студенты» с полем «ID группы» внешним ключом, и таблица «Группы» с полем «ID группы» в качестве первичного ключа, мы можем связать эти две таблицы и устанавливать отношение между студентами и группами.

Важно понимать, что сущности и отношения между ними могут быть разными в зависимости от конкретной предметной области. SQL позволяет нам описать структуру базы данных, определить сущности, их атрибуты и отношения между ними, а также выполнять различные операции с данными, используя язык структурированных запросов.

Видео:

Базы данных SQL. Основы языка запросов SQL