Файл: 1. Введение в теорию баз данных Вопрос Основные понятия.docx
Добавлен: 05.12.2023
Просмотров: 556
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
· поддержка архитектуры клиент-сервер – SQL – одно из лучших средств для реализации приложений на платформе клиент-сервер. SQL служит связующим звеном между взаимодействующей с пользователем клиентской системой и серверной системой, управляющей БД, позволяя каждой из них сосредоточиться на выполнении своих функций.
Любой язык работы с базами данных должен предоставлять пользователю следующие возможности:
· создавать базы данных и таблицы с полным описанием их структуры;
· выполнять основные операции манипулирования данными, в частности, вставку, модификацию и удаление данных из таблиц;
· выполнять простые и сложные запросы, осуществляющие преобразование данных.
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.
Запись SQL-операторов.
Для успешного изучения языка SQL необходимо привести краткое описание структуры SQL-операторов и нотации, которые используются для определения формата различных конструкций языка. Оператор SQL состоит из зарезервированных слов, а также из слов, определяемых пользователем. Зарезервированные слова являются постоянной частью языка SQL и имеют фиксированное значение. Их следует записывать в точности так, как это установлено, нельзя разбивать на части для переноса с одной строки на другую. Слова, определяемые пользователем, задаются им самим (в соответствии с синтаксическими правилами) и представляют собой идентификаторы или имена различных объектов базы данных. Слова в операторе размещаются также в соответствии с установленными синтаксическими правилами.
Идентификаторы языка SQL предназначены для обозначения объектов в базе данных и являются именами таблиц, представлений, столбцов и других объектов базы данных. Символы, которые могут использоваться в создаваемых пользователем идентификаторах языка SQL, должны быть определены как набор символов. Стандарт SQL задает набор символов, который используется по умолчанию, – он включает строчные и прописные буквы латинского алфавита (A-Z, a-z), цифры (0-9) и символ подчеркивания (_). На формат идентификатора накладываются следующие ограничения:
· идентификатор может иметь длину до 128 символов;
· идентификатор должен начинаться с буквы;
· идентификатор не может содержать пробелы.
<идентификатор>::=<буква>
{<буква>|<цифра>}[...n]
Большинство компонентов языка не чувствительны к регистру. Поскольку у языка SQL свободный формат, отдельные SQL-операторы и их последовательности будут иметь более читаемый вид при использовании отступов и выравнивания.
Язык, в терминах которого дается описание языка SQL, называется метаязыком. Синтаксические определения обычно задают с помощью специальной металингвистической символики, называемой Бэкуса-Науэра формулами (БНФ). Прописные буквы используются для записи зарезервированных слов и должны указываться в операторах точно так, как это будет показано. Строчные буквы употребляются для записи слов, определяемых пользователем. Применяемые в нотации БНФ символы и их обозначения показаны в таблице 5.
Таблица 5.
| Символ | Обозначение |
| ::= | Равно по определению |
| | | Необходимость выбора одного из нескольких приведенных значений |
| <…> | Описанная с помощью метаязыка структура языка |
| {…} | Обязательный выбор некоторой конструкции из списка |
| […] | Необязательный выбор некоторой конструкции из списка |
| [,…n] | Необязательная возможность повторения конструкции от нуля до нескольких раз |
Описание учебной базы данных.
В дальнейшем изложении в качестве примера будет использоваться небольшая база данных, отражающая процесс поставки или продажи некоторого товара постоянным клиентам.
Исходя из анализа предметной области, можно выделить два типа сущностей – ТОВАР и КЛИЕНТ, которые связаны между собой отношением «многие–ко–многим», т.к. каждый покупатель может купить много наименований товара, а каждый товар может быть куплен многими покупателями. Однако реляционная модель данных требует заменить отношение «многие–ко-многим» на несколько отношений «один–ко-многим». Добавим еще один тип сущностей, отображающий процесс продажи товаров, – СДЕЛКА.
Установим связи между объектами. Один покупатель может неоднократно покупать товары, поэтому между объектами КЛИЕНТ и СДЕЛКА имеется связь «один–ко–многим». Каждое наименование товара может неоднократно участвовать в сделках, в результате между объектами ТОВАР и СДЕЛКА имеется связь «один-ко-многим».
Определим атрибуты и свяжем их с сущностями и связями. К объекту ТОВАР относятся такие характеристики, как название, тип, цена, сорт. К объекту КЛИЕНТ – имя, отчество, фамилия, фирма, город, телефон. Тип сущности СДЕЛКА может быть охарактеризован такими признаками, как дата и количество проданного товара.
Важным этапом в создании базы данных является определение атрибутов, которые однозначно определяют каждый экземпляр сущности, т.е. выявление первичных ключей.
Для таблицы ТОВАР название не может служить первичным ключом, т.к. товары разных типов могут иметь одинаковые названия, поэтому введем первичный ключ КодТовара, под которым можно понимать, например, артикул товара. Точно так же ни Имя, ни Фирма, ни Город не могут служить первичным ключом в таблице КЛИЕНТ. Введем первичный ключ КодКлиента, под которым можно понимать номер паспорта, идентификационный номер налогоплательщика или любой другой атрибут, однозначно определяющий каждого клиента. Для таблицы СДЕЛКА первичным ключом является поле КодСделки, т.к. оно однозначно определяет дату, покупателя и другие элементы данных. В качестве первичного ключа можно было бы выбрать не одно поле, а
некоторую совокупность полей, но для иллюстрации конструкций языка ограничимся простыми первичными ключами.
Установим связи между таблицами. Один покупатель может неоднократно покупать товары. Поэтому между таблицами КЛИЕНТ и СДЕЛКА имеется связь «один–ко–многим» по полю КодКлиента.
Каждый покупатель может приобрести несколько различных товаров. Поэтому между таблицами ТОВАР и СДЕЛКА имеется связь «один–ко–многим» по полю КодТовара.
Теперь нужно создать связи между таблицами базы данных. Для этого поместим копии первичных ключей из родительской таблицы (таблицы со стороны «один») в дочернюю таблицу (таблицу со стороны «много»). Для организации связи между таблицами ТОВАР и СДЕЛКА поместим копию поля КодТовара из таблицы ТОВАР в таблицу СДЕЛКА. Для организации связи между таблицами КЛИЕНТ и СДЕЛКА поместим копию поля КодКлиента из таблицы КЛИЕНТ в таблицу СДЕЛКА. Для таблицы СДЕЛКА поля КодКлиента и КодТовара являются внешними (чужими) ключами. В результате получим следующую структуру базы данных.
Рис. 35. Пример структуры базы данных
Вопрос 3. Типы данных SQL.
Данные – это совокупная информация, хранимая в базе данных в виде одного из нескольких различных типов. С помощью типов данных устанавливаются основные правила для данных, содержащихся в конкретном столбце таблицы, в том числе размер выделяемой для них памяти.
В языке SQL имеется шесть скалярных типов данных, определенных стандартом. Их краткое описание представлено в таблице 6.
Таблица 6.
| Тип данных | Объявления |
| Символьный | CHAR | VARCHAR |
| Битовый | BIT | BIT VARYING |
| Точные числа | NUMERIC | DECIMAL | INTEGER | SMALLINT |
| Округленные числа | FLOAT | REAL | DOUBLE PRECISION |
| Дата/время | DATE | TIME | TIMESTAMP |
| Интервал | INTERVAL |