Знакомство с SQL
В этой главе описывается история SQL и основные концепции языка. На базе материала строится следующая глава, посвященная использованию SQL в Post-greSQL. В частности, в ней изложены основные принципы работы реляционных баз данных, описаны объектно-реляционные расширения и структура команд SQL, а также приводится краткий обзор поддерживаемых в PostgreSQL типов данных, операторов и функций.
SQL (Structured Query Language) – мощный, универсальный и проверенный временем язык запросов к реляционным базам данных. История SQL восходит к научным разработкам компании IBM в 70-х годах. В нескольких ближайших разделах вы познакомитесь с историей языка SQL, его предшественниками и различными стандартами SQL, появившимися за эти годы.
Краткая история SQL
В 1970 году доктор Э. Ф. Кодд (Е. F. Codd) из компании IBM в статье "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks" дал формальное определение реляционной модели, образующей концептуальную основу SQL. Данная статья вызвала большой интерес как в плане общей приемлемости, так и в плане практических коммерческих приложений подобных систем.
В 1974 году компания IBM начала работу над проектом System/R. Группа под руководством Дональда Чемберлина (Donald Chamberlin) разработала язык SEQUEL (Structured English Query Language). В 1974-75 годах проект System/R был реализован в прототипе SEQUEL-XRM. Затем в 1976-77 годах проект был полностью переделан, в него была включена поддержка многотабличных и многопользовательских средств. Переработанная система сначала называлась "SEQUEL 2", а затем по соображениям авторских прав была переименована в "SQL".
В 1978 году началось доскональное тестирование системы. Оно наглядно продемонстрировало ее удобство и практическую полезность, в результате чего компания IBM начала разработку коммерческих SQL-продуктов, основанных на прототипе System R, включая SQL/DS (1981 год) и DB2 (1983 год).
Другие разработчики программного обеспечения также обратили внимание на растущую популярность реляционной модели и анонсировали свои продукты на базе SQL. К их числу относились СУБД Oracle, Sybase и Ingres (на базе проекта Ingres Калифорнийского университета в Беркли).
Примечание
Как нетрудно догадаться по названию, СУБД PostgreSQL связана с Ingres. Обе СУБД происходят от проекта Ingres Калифорнийского университета.
Язык SQL и его предшественники
Язык SQL в значительной степени основан на реляционной алгебре и кортежно-реляционной модели. Реляционная алгебра, представленная Э. Ф. Коддомв 1972 году, определяет базовые принципы обработки синтаксиса SQL; это процедурный способ построения запросов, управляемых данными, который определяет способ достижения поставленной цели. С другой стороны, кортежно-реляционная модель использует декларативные выражения и определяет саму цель при обработке структурированных запросов.
Некоторые перечисленные ниже дополнительные возможности отделяют язык SQL от его предшественников, ограничивающихся простой реализацией отдельных аспектов реляционной алгебры или модели.
- Поддержка вставки, модификации и удаления данных. Пользователям разрешается вставлять, удалять и обновлять записи, хранящиеся в базе данных.
- Математические операторы. В SQL используются математические операторы сложения, вычитания, умножения, деления, а также выражения вида (valuel * 5) + valueZ. Также поддерживаются операторы сравнения (например, values >= value4).
- Отображение данных. Пользователь может вывести связи, сгенерированные при обработке запроса.
- Присваивание. Пользователь может переименовать связь, сгенерированную при обработке запроса. Он не ограничен стандартным именем связи, производным от имени поля или функции (в зависимости от запроса).
- Агрегатные функции. Пользователь может группировать логически связанные записи и вычислять сводные показатели (среднее арифметическое, сумму, количество, максимальное или минимальное значение).
Стандарты SQL
В 1986 году язык SQL был стандартизирован Американским национальным институтом стандартов (ANSI), а в 1987 году появился стандарт Международной организации по стандартам (ISO). Стандарт ANSI/ISO был принят в качестве Федерального стандарта по обработке информации (FIPS) правительства США. В 1989 году был опубликован пересмотренный стандарт, который обычно обозначается сокращениями "SQL89" и "SQL1".
По некоторым причинам (отчасти из-за столкновения интересов фирм-разработчиков) стандарт SQL89 был намеренно оставлен незавершенным, а многие возможности были отнесены к разряду "определяемых при реализации". С целью укрепления стандарта комитет ANSI пересмотрел свою предыдущую работу, и в 1992 году был принят стандарт SQL92 (также называемый SQL2). В новом стандарте были исправлены некоторые недостатки SQL89 и намечены концептуальные особенности SQL, которые на тот момент превосходили возможности любых существующих реализаций РСУБД. Кстати, стандарт SQL92 был в шесть раз длиннее своего предшественника. Вследствие расхождений стандарта с текущей ситуацией авторы определили три уровня соответствия SQL92: начальное соответствие (минимальные улучшения в SQL89), промежуточное соответствие (реально достижимый набор принципиальных улучшений) и полное соответствие (стопроцентное выполнение всех положений SQL92).
Позднее, в 1999 году, в ANSI/ISO был опубликован стандарт SQL99, также называемый SQL3. В этом стандарте рассматривались некоторые нетривиальные аспекты современных SQL-систем, в том числе концепции объектно-реляционных баз данных, интерфейсы уровня вызова и обеспечение логической целостности. На смену уровням соответствия SQL92 пришли новые уровни: базовый и расширенный.
В настоящее время PostgreSQL соответствует большинству положений начального уровня стандарта SQL92, а также многим положениям промежуточного и полного уровней. У многих новых положений, появившихся в SQL99, существуют аналоги в области объектно-реляционных концепций PostgreSQL (массивы, функции и наследование).