Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация

Подождите немного. Документ загружается.

Типы

данных

Onepafop

EXECUTE

Смысл

Выполнить

оператор

SQL,

ранее

подготовленный

динамическому

выполнению

Действие

Выполняет

ранее

подготовленный

план

запроса

коммерческих СУБД

набор

основных операторов расширен.

большинство

СУБД

включены операторы

определения

запуска

хранимых

процедур

опе-

раторы определения

триггеров.

Типы

данных

языке

SQL/89

поддерживаются следующие типы данных;

CHARA'CTER(n)

или

CHAR(n)

символьные строки постоянной длины

символов.

При

задании данного типа

под

каждое значение всегда отво-

дится

символов,

если реальное

значение

занимает

менее,

чем п

символов,

то

СУБД

автоматически дополняет недостающие символы пробелами.

NUMERIC[(n,m)]

—

точные числа,

здесь

п —

общее количество цифр

чис-

ле,

—

количество цифр слева

от

десятичной точки.

DECIMAL[(n,m)]

—

точные

числа,

здесь

п -

общее количество цифр

чис-

ле, m —

количество цифр слева

от

десятичной точки.

DEC[(n,m)]

- то же, что и

DEClMAL[(n,m)].

INTEGER

или

INT

целые числа.

SMALLINT

целые числа меньшего диапазона.

Несмотря

на То, Что в

стандарте

SQL1

не

определяется точно,

что

подразумева-

ется

под

типом

INT и

SMALLINT

(это

отдано

на

откуп

реализации),

указано

только

соотношение

между

этими

типами

данных,

большинстве

реализаций

тип

данных

INTEGER соответствует целым

числам,

хранимым

четырех бай-

тах,

SMALLINT

соответствует

целым числам, хранимым

двух

байтах.

Вы-

бор

одного

из

этих типов определяется размером

числа.

FLOAT[(n)]

—

числа большой точности,

хранимые

форме

плавающей точ-

кой.

Здесь

п -

число байтов, резервируемое

под

хранение

одного числа.

Диа-

пазон

чисел

определяется конкретной реализацией,

REAL

вещественный

тип

чисел,

который соответствует числам

плаваю-

щей

точкой, меньшей

точности, чем

FLOAT.

DOUBLE PRECISION

специфицирует

тип

данных

определенной

реали-

зации

точностью

большей,

чем

определенная

реализации

точность

для

REAL.

стандарте

SQL92

добавлены

следующие

типы

данных:

VARCHAR(n)

строки

символов

переменной

длины.

NCHAR(N)

строки

локализованных

символов

постоянной

длины.

Глава

Язык SQL. Формирование

запросов

базе данных

NCHAR

VARYING(n)

—

строки локализованных символов переменной

длины.

ВГГ(п)

—

строка битов постоянной длины.

Р BIT

VARYING(n)

—

строка битов переменной длины.

DATE

—

календарная

дата.

TIMESTAMP(точность)

—

дата

время.

INTERVAL

—

временной

интервал.

Большинство

коммерческих

СУБД

поддерживают

еще

дополнительные типы дан-

ных,

которые

не

специфицированы

стандарте. Так, например, практически

все

СУБД

в том или

ином виде поддерживают

тип

данных

для

представления

не-

структурированного

текста большого объема. Этот

тип

аналогичен

типу

MEMO

настольных СУБД. Называются

эти

типы по-разному, например

ORACLE

этот

тип

называется

LONG,

в DB2 -

LONG

VARCHAR,

SYBASE

и MS SQL

Server

TEXT.

Однако

следует

отметить,

что

специфика

реализации отдельных типов данных

серьезным

образом

влияет

на

результаты запросов

к БД.

Особенно

это

касается

реализации

типов

данных

DATE

TIMESTAMP. Поэтому

при

переносе

прило-

жений будьте

внимательны,

на

разных

платформах

они

могут

работать по-раз-

ному,

одной

из

причин может быть различие

интерпретации типов

данных.

При

выполнении сравнений

операциях

фильтрации

могут

использоваться

константы

заданных типов.

стандарте определены следующие константы.

Для

числовых

типов данных определены константы

виде

последовательности

цифр

необязательным

заданием знака числа

десятичной точкой.

То

есть правиль-

ными

будут

константы:

213-314 612.716

+551.702

Константы

плавающей

запятой

задаются,

как и в

большинстве языков про-

граммирования,

путем

задания

мантиссы

порядка,

разделенных

символом

Е,

например:

2.9Е-4

-134.235Е7

0.54267Е18

Строковые

константы должны быть заключены

одинарные

кавычки;

'Крылов

Ю.Д.

'Санкт-Петербург'

некоторых

реализациях,

например

MS SQL

Server

Informix,

допустимы двой-

ные

кавычки

строковых

константах;

"Москва"

"New

York"

Однако

следует

отметить,

что

использование

двойных кавычек может вызвать

дополнительные

проблемы

при

переносе

приложении

на

другую платформу,

по-

этому

мы

рекомендуем

по

возможности,

избегать такого представления символь-

ных

констант.

Константы

даты,

времени

временного интервала

реляционных

СУБД пред-

ставляются

виде строковых

копстаит.

Форматы этих констант отличаются

различных

СУБД. Кроме того, формат

представления

даты различен

разных

странах,

большинстве

СУБД

реализованы

способы настройки форматов пред-

Типы данных

ставления

дат или

специальные

функции преобразования

форматив

дат,

как

сделано,

например,

СУБД

ORACLE. Приведем примеры

констант

в MS SQL

Server:

March

15.

1999

Маг 15

1999 3/15/19993-15-99 1999

MAR

СУБД

ORACLE

та же

константа запишется

как

15-MAR-99

Кроме

пользовательских

констант

СУБД могут существовать

специальные

системные константы. Стандарт

SQL1

определяет только одну

системную

кон-

станту USER, которая соответствует имени

пользователя,

под

которым

вы

под-

ключились

к БД.

операторах

SQL

могут

использоваться

выражения,

которые

строятся

по

стан-

дартным

правилам

применения

знаков арифметических операций сложения (+),

вычитания

(-),

умножения

(*) и

деления (/). Однако

ряде

СУБД

операция

деления

(/)

интерпретируется

как

деление

нацело,

поэтому

при

построении

сложных

выражений

вы

можете получить результат,

не

соответствующий

тра-

диционной

интерпретации

выражения.

стандарт

SQL2

включена возможность

выполнения

операций

сложения

вычитания

над

датами*

большинстве СУБД

также определена операция

конкатенации

над

строковыми

данными,

обознача-

ется

она,

сожалению, по-разному.

Так,

например,

для DB2

операция

конкате-

нации

обозначается

двойной

вертикальной

чертой,

в MS SQL

Server

—

знаком

сложения (+), поэтому

два

выражения,

созданные

разных СУБД, эквивалентны:

'Mr./Mrs.

' |]

NAME

j '

LASTJAME

'Mr./Mrs.

NAME

+ '

LASTJAME

стандарте

SQL1

не

были определены встроенные

функции,

однако

боль-

шинстве

коммерческих

СУБД

такие функции

были

реализованы,

л в

стандарт

SQL2

уже

введен

ряд

стандартных

встроенных

функций;

IT_LENGTH

(строка)

—

количество

битов

строке;

СА5Т(значепие

тип

данных)

значение, преобразованное

заданный

тип

данных;

CHAR_LENGTH(cTpoKa)

—

длина

строки

символов;

CONVERT(CTpOKa

USING

функция)

строка,

преобразованная

соответ-

ствии

указанной

функцией;

CURRENTJDATE

текущая дата;

CURRENT_TlME(T04HOCTb)

—

текущее время

указанной

точностью;

ГЛ

CURRENTJTIMESTAMPCKWiiocTb)

текущие

дата

время

указанной

точ-

ностью;

LOWER(CTpoKa)

—

строка, преобразованная

верхнему

регистру;

OCTED_LENGTH(cTpoi<a)

число байтов

строке символов;

POSITION(

первая строка

вторая строка)

—

позиция,

которой начина-

ется

вхождение

первой

строки

во

вторую;

Глава

Язык

SQL

Формирование

запросов

базе

данных

SUBSTRING(cipoKa

FROM

n FOR

длина)

—

часть

строки,

начинающаяся

n-го

символа

имеющая

указанную

длину;

TRANSLATE(cTpOKa

USING

функция)

строка,

преобразованная

исполь-

зованием

указанной

функции;

TRIM(BOTH

символ

FROM

строка)

—

строка,

которой

удалены

все

пер-

вые

последние

символы;

TRIM(LEADING

символ

FROM

строка

) —

строка,

которой

удалены

все

первые

указанные

символы;

TRIM(TRAILING

символ

FROM

строка)

—

строка,

которой

удалены

nb-

следние

указанные

символы;

UPPER(cTpoKa)

—

строка,

преобразованная

верхнему

регистру.

Оператор выбора

SELECT

Язык

запросов (Data

Query

language)

в SQL

состоит

из

единственного

операто-

ра

SELECT.

Этот

единственный

оператор

поиска реализует

все

операции реляци-

онной

алгебры.

Как

просто,

всего

один оператор. Однако писать запросы

на

языке

SQL

(грамотные запросы) сначала совсем

не

просто. Надо учиться,

так

же как

надо учиться решать математические задачки

или

составлять алгоритмы

для

решения

непростых комбинаторных задач. Один

и тот же

запрос может быть

реализован

несколькими способами,

и,

будучи

все

правильными,

они,

тем не ме-

нее,

могут

существенно

отличаться

по

времени

исполнения,

и это

особенно важ-

но

для

больших

баз

данных.

Синтаксис

оператора

SELECT

имеет

следующий вид:

SELECT

[ALL

DISTINCT]

«писок

полей>

| *)

FROM

<Список

таблиц>

[WHERE

<Предикат-условие

выборки

или

соединения;*]

[GROUP

<Список полей

результата:*]

[HAVING

<Предикат-условие

для

группы>]

[ORDER

<Список

полей,

по

который

упорядочить

вывод>]

Здесь ключевое слово

ALL

означает,

что в

результирующий

набор

строк включа-

ются

все

строки,

удовлетворяющие условиям запроса. Значит,

результирующий

набор

могут попасть

одинаковые

строки.

И это

нарушение

принципов

теории

отношений

(в

отличие

от

реляционной

алгебры,

где по

умолчанию

предполага-

ется отсутствие дубликатов

каждом результирующем отношении). Ключевое

слово

DISTINCT

означает,

что в

результирующий набор включаются только раз-

личные

строки,

то

есть дубликаты строк результата

не

включаются

набор.

Символ

(звездочка)

означает,

что в

результирующий

набор

включаются

все

столбцы

из

исходных

таблиц запроса.

разделе

FROM

задается перечень исходных

отношений

(таблиц)

запроса.

Оператор

выбора

SELECT

разделе

WHERE

задаются условия отбора строк результата

или

условия

соедине-

ния

кортежей исходных

таблиц,

подобно операции условного

соединения'в

ре-

ляционной

алгебре.

разделе

GROUP

задается список

полей

группировки.

разделе

HAVING

задаются предикаты-условия, накладываемые

на

каждую

группу,

Части

ORDER

задается список полей упорядочения

результата,

то

есгь

список

полей,

который определяет порядок сортировки

результирующем отношении.

Например, если первым полем

списка

будет указана

Фамилия,

вторым Номер

группы,

то в

результирующем

отношении сначала будут собраны

алфавтном

порядке студенты,

если найдутся однофамильцы,

то они

будут

расположены'

порядке

возрастания

номеров групп,

выражении

условий

раздела

WHERE

могут

быть

использованы

следующие

пре-

дикаты:

Предикаты

сравнения

{ =.

<>,

>,<,

>=,<«

которые имеют

традиционный

смысл,

Предикат

Between

A and В —

принимает значения

между

А и В.

Предикат

истинен, когда сравниваемое

значение

попадает

заданный диапазон, вклю-

чая

границы

диапазона.

Одновременно

стандарте

задан

противополож-

ный

предикат

Not

Between

A and В,

который истинен тогда, когда

сравниваемое

значение

не

попадает

заданный интервал, включая

его

границы.

Предикат вхождения

множество

(нноиество)

истинен тогда, когда срав-

ниваемое значение входит

множество заданных значений.

При

этом мно-

жество значений может быть задано простым перечислением

или

встроен-

ным

подзапросом.

Одновременно

существует противоположный предикат

NOT

(множество),

который

истинен

тогда,

когда

сравниваемое

значение

не

входит

заданное

множество,

Предикаты

сравнения

образцом

LJKE

NOT

LIKE.

Предикат

требует зада-

ния

шаблона,

которым сравнивается

заданное

значение, предикат

истинен,

если сравниваемое значение соответствует

шаблону,

ложен

противном

случае. Предикат

NOT

имеет противоположный смысл.

По

стандарту

шаблон могут быть включены

специальные

символы:

символ подчеркивания

— для

обозначения любого

одиночного

символа;

символ процента

(*)

— для

обозначения любой произвольной последова-

тельности символов;

остальные символы, заданные

шаблоне,

обозначают

самих

себя,

Предикат

сравнения

неопределенным

значением

NULL.

Понятие

неопре-

деленного

значения

было

внесено

концепции

баз

данных

позднее.

Неопре-

деленное

значение

интерпретируется

реляционной

модели

как

значение,

неизвестное

на

данный момент времени.

Это

значение

при

появлении

Допол-

нительной

информации

любой момент времени может быть

заменено

на

некоторое

конкретное

значение.

При

сравнении

неопределенных

значений

не

действуют

стандаргные

правила

сравнения:

одно

неопределенное

значение

никогда

не

считается

равным

другому

неопределенному

значению,

Для вы-

Глава

Язык

SQL

Формирование

запросов

базе

данных

явления

равенства значения некоторого атрибута неопределенному

применя-

ют

специальные

стандартные

предикаты;

<имя

атрибута>15

NULL

<имя,

атрибута>

IS NOT

NULL.

Если

данном

кортеже

(в

данной строке)

указанный

атрибут

имеет неопреде-

ленное

значение,

то

предикат

NULL

принимает

значение

«Истина»

(TRUE),

пре-

дикат

NOT

NULL

—

«Ложь»

(FALSE),

лротивпом

случае предикат

NULL

прини-

мает

значение «Ложь»,

предикат

NOT

NULL

принимает значение

«Истина».

'Введение

Null-значений

вызвало

необходимость

модификации классической

дву-

значной

логики

превращения

ее в

трехзначную.

Все

логические

операции,

про-

изводимые

неопределенными

значениями,

подчиняются

этой

логике

соот-

ветствии

заданной таблицей

истишюсти:

TRUE

FALSE

Null

TRUE

FALSE

Null

TRUE

FALSE

Null

TRUE

FALSE

Null

Not A

FALSE

TRUE

Null

АЛВ

TRUE

FALSE

Null

FALSE

Null

FALSE

Null

AVB

TRUE

FALSE

Null

TRUE

Null

Предикаты существования

EXIST

несуществования

NOT

EXIST.

Эти

предика-

ты

относятся

встроенным подзапросам,

подробнее

мы

рассмотрим

их,

ко-

гда

коснемся вложенных подзапросов.

условиях

поиска могут быть

использованы

все

рассмотренные ранее

предикаты.

Отложив

иа

время

знакомство

группировкой,

рассмотрим

детально

первые

три

строки оператора

SELECT;

SELECT

—

ключевое слово, которое сообщает СУБД,

что эта

команда

—

запрос.

Все

запросы начинаются этим словом

последующим

пробелом.

За ним мо-

жет

следовать способ выборки

—

удалением дубликатов

(DISTINCT)

или без

удаления

(ALL,

подразумевается

по

умолчанию).

Затем

следует список перс-

численных через запятую

столбцов,

которые выбираются запросом

из

таб-

лиц,

или

символ

'*'

(звездочка)

для

выбора всей строки. Любые

столбцы,

не

перечисленные

здесь,

не

будут

включены

результирующее

отношение,

со-

ответствующее выполнению

команды.

Это,

конечно,

не

значит,

что

они

будут

удалены

или их

информация

будет

стерта

из

таблиц,

потому

что

запрос

не

воздействует

на

информацию

таблицах

— он

только показывает

данные.

FROM

—

ключевое слово, подобно

SELECT,

которое

должно

быть

предсгавлеио

каждом запросе.

Оно

сопровождается

пробелом

затем

именами

таблиц,

Оператор выбора SELECT

используемых

качестве источника информации.

случае если

указано

бо-

лее

одного

имени

таблицы, неявно подразумевается,

что над

перечисленными

таблицами

осуществляется

операция

декартова

произведет

гя.

Таблицам

можно

присвоить

имена-псевдонимы,'что

бывает

полезно

для

осуществления

операции

соединения

таблицы

самой

собою

или для

доступа

из

вложенно-

го

подзапроса

текущей записи

внешнего

запроса

(вложенные

подзапросы

здесь

не

рассматриваются).

Все

последующие разделы оператора

SELECT

являются

необязательными.

Самый

простои

запрос

SELECT

без

необязательных частей соответствует просто

декартову

произведению.

Например, выражение

SELECT

FROM

Rl,

соответствует декартову

произведению

таблиц

R2.

Выражение

SELECT

Rl.A.

R2.B

FROM

Rl.

соответствует

проекции декартова

произведения

двух

таблиц

на

два

столбца

из

таблицы

R1 и В из

таблицы

R2, при

этом

дубликаты

всех строк

сохранены,

в от-

личие

от

операции

проектирования

реляционной

алгебре,

где

при

проектиро-

вании

по

умолчанию

все

дубликаты кортежей уничтожаются.

WHERE

—

ключевое

слово,

за

которым

следует

предикат

—

условие,

налагае-

мое

на

запись

таблице,

которому

она

должна удовлетворять, чтобы попасть

выборку,

аналогично операции

селекции

реляционной

алгебре.

Рассмотрим базу данных, которая моделирует сдачу

сессии

некотором

учеб-

ном

заведении,

Пусть

она

состоит

из

трех

отношений

RI,

Кз-

Будем

считать,

что

они

представлены таблицами

Rl, R2 и R3

соответственно.

•=

(ФИО,

Дисциплина, Оценка);

(ФИО,

Группа);

Кз

(Группы,

Дисциплина

)

ФИО

Пе1ров

Ф.

И.

Сидоров

К. А.

Миронов

Л. В.

Степанова

К. Е.

Крылова

Т. С.

—

•-

1 1 1

"•

•

Сидоров

К. Л.

Степанова

Е.

Крылова

Т. С.

Дисциплина

Базы

данных

Базы

данных

Базы

данных

Базы

данных

Базы

данных

Теория

информации

Теория

информации

Теория

информации

Оценка

Глава

Язык

SQL

Формирование запросов

базе

данных

ФИО

Миронов

А. В.

Владимиров

В.

А.

Трофимов

П. А.

Иванова

Е. А.

Уткина

Н. В.

Владимиров

В. А.

Трофимов

П. А.

Иванова

Е.

А.

Петров

Ф. И.

Дисциплина

Теория

информации

Базы

данных

Сети

телекоммуникации

Сети

телекоммуникации

Сети

телекоммуникации

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Оценка

Null

ФИО

Петров

Ф. И.

Сидоров

К. А.

Миронов

А. В.

Крылова

Т. С.

Владимиров

В. А.

Трофимов

П.. А,

Иванова

Е. А.

Уткина

Н. В.

Группа

4906

4807

Группа

4906

4807

Дисциплина

Базы

данных

Теория

информации

Английский

язык

Английский

язык

Сети

телекоммуникации

Приведем несколько

примеров

использования

оператора

SELECT.

Вывести

список

всех

групп

(без

повторений),

где

должны

пройти

экзамены,

SELECT

DISTINCT Группы

FROM

Оператор

выбора SELECT

Результат:

Вывести

список студентов, которые сдали экзамен

по

дисциплине

«Базы

дан-

ных»

на

«отлично».

SELECT

ФИО

FROM

WHERE

Дисциплина

"Базы данных"

AND

Оценка

Результат:

Вывести список

всех

студентов, которым надо

сдавать

экзамены

указанием

названий дисциплин,

по

которым должны проводиться

эти

экзамены.

SELECT

ФИО.Дисциплина

FROM

R2.R3

WHERE

R2,Группа

R2,Группа;

Здесь

часть

WHERE

задает

условия

соединения

отношений

R3,

при

отсут-

ствии условий

соединения

части

WHERE

результат

будет

эквивалентен

рас-

ширенному

декартову

произведению,

и в

этом случае каждому

студенту

были

бы

приписаны

все

дисциплины

из

отношения

R3»

а не те,

которые должна

сдавать

его

группа.

Результат:

ФИО

Петров

Ф, И,

Сидоров

К. А.

Миронов

А. В,

Степанова

К. Е,

Крылова

Т. С.

Владимиров

В. А.

Петров

Ф. И.

Сидоров

К. А.

Миронов

А. В,

Степанова

К. Е,

Дисциплина

Базы

данных

Базы данных

Базы

данных

Базы

данных

Базы

данных

Базы

данных

Теория

информации

Теория

информации

Теория

информации

Теория

информации

Группа

4906

4807

ФИО

Петров

Ф.

И.

Крылова

Т. С.

Глава

Язык SQL. Формирование запросов

базе

данных

ФИО

Крылова

Т. С.

Владимиров

В, А.

Петров

Ф.

И.

Сидоров

К. А.

Миронов

А. В.

Степанова

К. Е.

Крылова

Т. С.

Владимиров

В. А.

Трофимов

П. А.

Иванова

Е. А.

Уткина

Н. В.

Трофимов

П. А.

Иванова

Е. А.

Уткина

Н, В.

Дисциплина

Теория

информации

Теория

информации

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Сети

телекоммуникации

Сети

телекоммуникации

Сети

телекоммуникации

Английский

язык

Английский

язык

Английский

язык

Вывести

список лентяев,

имеющих

несколько

двоек.

SELECT

DISTINCT

Ш.ФИО

FROM

WHERE

a.ФИО

Ь.ФИО

AND

a.Дисциплина

b.Дисциплина

AND

а.Оценка

<=*

2 AND

b,Оценка

Здесь

мы

использовали

псевдонимы

для

именования

отношения

а и

Ь,

так

как

для

записи'условий

поиска

нам

необходимо

работать

сразу

двумя

экзем-

плярами

данного

отношения.

Результат:

Из

этих

примеров хорошо

видно,

что

логика

работы

оператора

выбора

(декар-

тово

произведеиие-селекция-проекция)

не

совпадает

порядком

описания

нем

данных

(сначала список полей

для

проекции, потом список

таблиц

для

Декартова

произведения,

потом условие соединения).

Дело

том,

что SQL

изна-

чально

разрабатывался

для

применения

конечными

пользователями,

его

стре-

мились

сделать

возможно

ближе

языку

естественному,

а не к

языку алгорит-

мическому.

По

этой

причине

SQL

на

первых порах вызывает

путаницу

раздражение

начинающих

его

изучать

профессиональных

программистов,

ко-

торые

привыкли

разговаривать

машиной

именно

на

алгоритмических

языках.

ФИО

Степанова

К. Е.