ddl скрипт что это
Что такое DDL, DML, DCL и TCL в языке SQL
Приветствую всех посетителей сайта Info-Comp.ru! В этом материале я расскажу Вам о том, что такое DDL, DML, DCL и TCL в языке SQL. Если Вы не знаете, что означают эти непонятные наборы букв и при этом работаете с языком SQL, то Вам обязательно необходимо прочитать данный материал.
Для начала давайте вспомним, что такое SQL, и для чего он нужен.
SQL – Structured Query Language
Structured Query Language (SQL) — язык структурированных запросов, с помощью него пишутся специальные запросы (SQL инструкции) к базе данных с целью получения этих данных из базы и для манипулирования этими данными.
Иными словами, язык SQL нужен для работы с базами данных, более подробно о языке SQL можете почитать в отдельной моей статье – Что такое SQL. Назначение и основа.
С точки зрения реализации язык SQL представляет собой набор операторов, которые делятся на определенные группы и у каждой группы есть свое назначение. В сокращенном виде эти группы называются DDL, DML, DCL и TCL.
Таким образом, эти непонятные буквы представляют собой аббревиатуру
названий групп операторов языка SQL.
DDL – Data Definition Language
Data Definition Language (DDL) – это группа операторов определения данных. Другими словами, с помощью операторов, входящих в эту группы, мы определяем структуру базы данных и работаем с объектами этой базы, т.е. создаем, изменяем и удаляем их.
В эту группу входят следующие операторы:
DML – Data Manipulation Language
Data Manipulation Language (DML) – это группа операторов для манипуляции данными. С помощью этих операторов мы можем добавлять, изменять, удалять и выгружать данные из базы, т.е. манипулировать ими.
В эту группу входят самые распространённые операторы языка SQL:
DCL – Data Control Language
Data Control Language (DCL) – группа операторов определения доступа к данным. Иными словами, это операторы для управления разрешениями, с помощью них мы можем разрешать или запрещать выполнение определенных операций над объектами базы данных.
TCL – Transaction Control Language
Transaction Control Language (TCL) – группа операторов для управления транзакциями. Транзакция – это команда или блок команд (инструкций), которые успешно завершаются как единое целое, при этом в базе данных все внесенные изменения фиксируются на постоянной основе или отменяются, т.е. все изменения, внесенные любой командой, входящей в транзакцию, будут отменены.
Группа операторов TCL предназначена как раз для реализации и управления транзакциями. Сюда можно отнести:
Заметка! Всем тем, кто только начинает свое знакомство с языком SQL, рекомендую прочитать книгу «SQL код» – это самоучитель по языку SQL, которую написал я, и в которой я подробно, и в то же время простым языком, рассказываю о языке SQL.
На сегодня это все, надеюсь, материал был Вам полезен, удачи!
Ddl скрипт что это
Structured Query Language (SQL) — язык структурированных запросов, с помощью него пишутся специальные запросы (SQL инструкции) к базе данных с целью получения этих данных из базы и для манипулирования этими данными.
С точки зрения реализации язык SQL представляет собой набор операторов, которые делятся на определенные группы и у каждой группы есть свое назначение. В сокращенном виде эти группы называются DDL, DML, DCL и TCL.
DDL – Data Definition Language
Data Definition Language (DDL) – это группа операторов определения данных. Другими словами, с помощью операторов, входящих в эту группы, мы определяем структуру базы данных и работаем с объектами этой базы, т.е. создаем, изменяем и удаляем их.
В эту группу входят следующие операторы:
DML – Data Manipulation Language
Data Manipulation Language (DML) – это группа операторов для манипуляции данными. С помощью этих операторов мы можем добавлять, изменять, удалять и выгружать данные из базы, т.е. манипулировать ими.
В эту группу входят самые распространённые операторы языка SQL:
DCL – Data Control Language
Data Control Language (DCL) – группа операторов определения доступа к данным. Иными словами, это операторы для управления разрешениями, с помощью них мы можем разрешать или запрещать выполнение определенных операций над объектами базы данных.
TCL – Transaction Control Language
Transaction Control Language (TCL) – группа операторов для управления транзакциями. Транзакция – это команда или блок команд (инструкций), которые успешно завершаются как единое целое, при этом в базе данных все внесенные изменения фиксируются на постоянной основе или отменяются, т.е. все изменения, внесенные любой командой, входящей в транзакцию, будут отменены.
Базовый синтаксис SQL команды SELECT
Одна из основных функций SQL — получение данных из СУБД. Для построения всевозможных запросов к базе данных используется оператор SELECT. Он позволяет выполнять сложные проверки и обработку данных.
Общая структура запроса
В описанной структуре запроса необязательные параметры указаны в квадратных скобках.
Псевдонимы используются для представления столбцов или таблиц с именем отличным от оригинального. Это может быть полезно для улучшения читабельности имён и создания более короткого наименования столбца или таблицы.
Например, если в вашей таблице есть столбец good_type_id, вы можете переименовать его просто в id, для того, чтобы сделать его более коротким и удобным в использовании в будущем.
Для создания псевдонимов используется оператор AS:
Вы можете выводить любые строки и числа вместо столбцов:
Для того, чтобы вывести все данные из таблицы Company, вы можете использовать символ «*», который буквально означает «все столбцы»:
Вы можете вывести любой столбец, определённый в таблице, например, town_to из таблицы Trip:
Также вы можете вывести несколько столбцов. Для этого их нужно перечислить через запятую:
Иногда возникают ситуации, в которых нужно получить только уникальные записи. Для этого вы можете использовать DISTINCT. Например, выведем список городов без повторений, в которые летали самолеты:
Эта конструкция используется для формирования словарей, примеры рассмотрим в главе про команду INSERT
Условный оператор WHERE
Ситуация, когда требуется сделать выборку по определенному условию, встречается очень часто. Для этого в операторе SELECT существует параметр WHERE, после которого следует условие для ограничения строк. Если запись удовлетворяет этому условию, то попадает в результат, иначе отбрасывается.
Общая структура запроса с оператором WHERE
В описанной структуре запроса необязательные параметры указаны в квадратных скобках.
В условном операторе применяются операторы сравнения, специальные и логические операторы.
Операторы сравнения служат для сравнения 2 выражений, их результатом может являться ИСТИНА (1), ЛОЖЬ (0) и NULL.
Результат сравнения с NULL является NULL. Исключением является оператор эквивалентности.
| Оператор | Описание |
|---|---|
| = | Оператор равенство |
| Оператор эквивалентность Аналогичный оператору равенства, с одним лишь исключением: в отличие от него, оператор эквивалентности вернет ИСТИНУ при сравнении NULL NULL | |
| <> или != | Оператор неравенство |
| Оператор больше | |
| >= | Оператор больше или равно |
IS [NOT] NULL — позволяет узнать равно ли проверяемое значение NULL.
Для примера выведем всех членов семьи, у которых статус в семье не равен NULL:
[NOT] BETWEEN min AND max — позволяет узнать расположено ли проверяемое значение столбца в интервале между min и max.
Выведем все данные о покупках с ценой от 100 до 500 рублей из таблицы Payments:
[NOT] IN — позволяет узнать входит ли проверяемое значение столбца в список определённых значений.
Выведем имена членов семьи, чей статус равен «father» или «mother»:
[NOT] LIKE шаблон [ESCAPE символ] — позволяет узнать соответствует ли строка определённому шаблону.
Например, выведем всех людей с фамилией «Quincey»:
В шаблоне разрешается использовать два трафаретных символа:
ESCAPE-символ используется для экранирования трафаретных символов. В случае если вам нужно найти строки, содержащие проценты (а процент — это зарезервированный символ), вы можете использовать ESCAPE-символ.
Например, вы хотите получить идентификаторы задач, прогресс которых равен 3%:
Если бы мы не экранировали трафаретный символ, то в выборку попало бы всё, что начинается на 3.
Логические операторы необходимы для связывания нескольких условий ограничения строк.
Выведем все полёты, которые были совершены на самолёте «Boeing», но, при этом, вылет был не из Лондона:
Выборка сводных данных (из двух и более таблиц)
При формировании сводной выборки данные беруться из нескольких таблиц. В операторе FROM исходные таблицы перечисляются через запятую. Также им могут быть присвоены алиасы. Синтаксис запроса выглядит следующийм образом:
При выборке сводных таблиц нужно учитывать, что исходные таблицы перемножаются. Т.е. если на входе у нас были таблицы:
| id | Name |
|---|---|
| 1 | Иванов |
| 2 | Петров |
| id | Name | Phone |
|---|---|---|
| 1 | Иванов | 322223 |
| 2 | Петров | 111111 |
То при простом запросе без условий
Получим примерно следующее:
| id | Name | id2 | Name2 | Phone |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Иванов | 1 | Иванов | 322223 |
| 1 | Иванов | 2 | Петров | 111111 |
| 2 | Петров | 1 | Иванов | 322223 |
| 2 | Петров | 2 | Петров | 111111 |
Чтобы выбрать уникальные значения, нам нужно использовать оператор WHERE для связи этих таблиц
Вложенные SQL запросы\
Вложенный запрос — это запрос на выборку, который используется внутри инструкции SELECT, INSERT, UPDATE или DELETE или внутри другого вложенного запроса. Подзапрос может быть использован везде, где разрешены выражения.
Пример структуры вложенного запроса
Здесь, SELECT поля_таблиц FROM список_таблиц WHERE конкретное_поле IN (. ) — внешний запрос, а SELECT поле_таблицы FROM таблица — вложенный (внутренний) запрос.
Каждый вложенный запрос, в свою очередь, может содержать один или несколько вложенных запросов. Количество вложенных запросов в инструкции не ограничено.
Подзапрос может содержать все стандартные инструкции, разрешённые для использования в обычном SQL-запросе: DISTINCT, GROUP BY, LIMIT, ORDER BY, объединения таблиц, запросов и т.д.
Подзапрос может возвращать скаляр (одно значение), одну строку, один столбец или таблицу (одну или несколько строк из одного или нескольких столбцов). Они называются скалярными, столбцовыми, строковыми и табличными подзапросами.
Подзапрос как скалярный операнд
Скалярный подзапрос — запрос, возвращающий единственное скалярное значение (строку, число и т.д.).
Следующий простейший запрос демонстрирует вывод единственного значения (названия компании). В таком виде он не имеет большого смысла, однако ваши запросы могут быть намного сложнее.
Таким же образом можно использовать скалярные подзапросы для фильтрации строк с помощью WHERE, используя операторы сравнения.
С помощью данного запроса возможно получить самого младшего члена семьи. Здесь используется подзапрос для получения максимальной даты рождения, которая затем используется для фильтрации строк.
Подзапросы с ANY, IN, ALL
ALL — ключевое слово, которое должно следовать за операцией сравнения, возвращающее TRUE, если все значения столбца подзапроса удовлетворяет обозначенному условию.
IN — ключевое слово, являющееся псевдонимом ключевому слову ANY с оператором сравнения = (эквивалентность), либо <> ALL для NOT IN. Например, следующие запросы равнозначны:
Строковый подзапрос — это подзапрос, возвращающий единственную строку с более чем одной колонкой. Например, следующий запрос получает в подзапросе единственную строку, после чего по порядку попарно сравнивает полученные значения со значениями во внешнем запросе.
Данную конструкцию удобно использовать для замены логических операторов. Так, следующие два запроса полностью эквивалентны:
Связанным подзапросом является подзапрос, который содержит ссылку на таблицу, которая была объявлена во внешнем запросе. Здесь вложенный запрос ссылается на внешюю таблицу «таблица_1»:
Подзапросы как производные таблицы
Производная таблица — выражение, которое генерирует временную таблицу в предложении FROM, которая работает так же, как и обычные таблицы, которые вы указываете через запятую. Так выглядит общий синтаксис запроса с использованием производных таблиц:
Обратите внимание на то, что для производной таблицы обязательно должен указываться её псевдоним, для того, чтобы имелась возможность обратиться к ней в других частях запроса.
Обработка вложенных запросов
Вложенные подзапросы обрабатываются «снизу вверх». То есть сначала обрабатывается вложенный запрос самого нижнего уровня. Далее значения, полученные по результату его выполнения, передаются и используются при реализации подзапроса более высокого уровня и т.д.
Добавление данных, оператор INSERT
Для добавления новых записей в таблицу предназначен оператор INSERT.
Общая структура запроса с оператором INSERT
В описанной структуре запроса необязательные параметры указаны в квадратных скобках. Вертикальной чертой обозначен альтернативный синтаксис.
Значения можно вставлять перечислением с помощью слова values, перечислив их в круглых скобках через запятую или c помощью оператора select. Таким образом, добавить новые записей можно следующими способами:
Первичный ключ при добавлении новой записи
Следует помнить, что первичный ключ таблицы является уникальным значением и добавление уже существующего значения приведет к ошибке.
При добавлении новой записи с уникальными индексами выбор такого уникального значения может оказаться непростой задачей. Решением может быть дополнительный запрос, направленный на выявление максимального значения первичного ключа для генерации нового уникального значения.
В SQL введен механизм его автоматической генерации. Для этого достаточно снабдить первичный ключ good_id атрибутом AUTO_INCREMENT. Тогда при создании новой записи в качестве значения good_id достаточно передать NULL или 0 — поле автоматически получит значение, равное максимальному значению столбца good_id, плюс единица.
Теперь, зная синткасис команд INSERT и SELECT, можем разобраться как создать из исходного набора данных словари и загрузить данные в БД с учетом внешних ключей
Допустим есть список агентов (данные полученные от заказчика в виде CSV-файла), у которых есть поля название, тип и т.д. (далее по тексту я её называю таблица импорта)
В структуре БД поле «тип агента» создано как внешний ключ на таблицу типов
Пишем инструкцию SELECT, которая выбирает уникальные записи из таблицы импорта:
Этот запрос можно выполнить отдельно, чтобы проверить что получится
После отладки запроса SELECT перед ним допишем запрос INSERT:
Если в таблице есть обязательные поля, а нем неоткуда взять для них данные, то мы можем в SELECT вставить фиксированные значения (в примере пустая строка):
Заполнение основной таблицы
Тоже сначала пишем SELECT запрос, чтобы проверить те ли данные получаются
напоминаю, что порядок и количество выбираемых и вставляемых полей должны быть одинаковыми
в поле AgentTypeID мы должны вставить ID соответсвующей записи из таблицы AgentType, поэтому выборка у нас из двух таблиц и чтобы не писать перед каждым полем полные названия таблиц мы присваиваем им алиасы
Т.е. мы выбираем перечисленные поля из таблицы agents_import и добавляем к ним ID агента у которого совпадает название.
Если же мы не укажем условие WHERE, то выберутся, к примеру, 100 * 10 = 1000 записей (каждый агент будет в каждой категории). Поэтому важно, чтобы условие WHERE выбирало уникальные значения.
Естественно, количество внешних ключей в таблице может быть больше одного, в таком случае в секции FROM перечисляем все используемые словари и в секции WHERE перечисляем условия для всех таблиц объединив их логическим выражением AND
Написав и проверив работу выборки (она должна возвращать чтолько же записей, сколько в таблице импорта) дописываем команду вставки данных:
Необходимо во-первых, восстановить структуру БД из скрипта, во-вторых, импортировать исходные данные в Excel, в-третьих исправить данные (смотрите на структуру таблиц в БД, где-то надо явно указать тип данных, где-то вырезать лишние данные. ) и в-четвёртых загрузить исправленные данные в БД (сначала просто импорт во временные таблицы, потом разнести SQL-запросами по нужным таблицам)
Что такое SQL и как он работает
Википедия гласит, что SQL — это декларативный язык программирования, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционной базе данных, управляемой соответствующей системой управления базами данных. Не самое удобоваримое определение. Чтобы понять, о чём вообще речь, разберём его.
Декларативный язык программирования говорит, что должно быть сделано, а не как это необходимо сделать. Ещё один пример декларативного языка — HTML. Рассмотрим такой код:
С его помощью мы заявляем (declaration — заявление) браузеру, что хотим увидеть блок с классом className и кнопкой с текстом «Ясно. Понятно.» внутри. Для этого мы не создаём каких-либо переменных, циклов, условий. Мы знаем, что браузер нас понял, сам разберёт команду и вернёт результат или ошибку.
Здесь смысл довольно прост: мы даём команду и получаем результат. Мы не описываем, как эту команду выполнять. Чтобы понять, что такое реляционная база данных, разберём, что такое база данных в принципе. Декомпозируем это понятие на «база» и «данные».
Данные
В контексте баз данных под данными понимают набор значений, который собирается в строки и столбцы, тем самым представляя таблицу. Представим, что у нас есть каталог мебельного магазина. Нам нужно сохранить все данные из раздела «Шкафы» этого каталога в таблицу. Мы решили, что все шкафы отличаются друг от друга характеристиками:
Составим таблицу и вобьём в неё выдуманные данные.
У нас есть таблица с данными. Столбцами мы показываем, как они будут храниться. В примере я указал, что мы будем хранить информацию в структуре: производитель, модель, высота, длина, цвет, количество дверей. Иными словами, я создал структуру таблицы.
Добавляя в таблицу строки, я вводил в неё данные, ориентируясь на структуру, заданную в столбцах. Чем больше строк, тем больше данных. Чем больше столбцов, тем подробнее будут эти данные.
Ещё есть такое понятие, как «значение» — это пересечение столбца и строки. Например, у последней строки в столбце «Цвет» написано «хаки». Здесь «хаки» — значение. Если мы начнём группировать таблицы и добавим возможность манипулирования ими, то получим базу данных.
Теперь про базы
Получается, что БД — это совокупность данных, представленных определённым образом (в нашем случае — таблицей), и набор инструментов для манипулирования ими.
Данные могут быть сгруппированы не только в таблицы, но и в коллекции. У каждой базы есть свой инструмент для создания таблиц/коллекций, добавления, удаления или изменения данных, а также для составления выборки. В статье мы рассмотрим базы, которые состоят из таблиц, а инструментом манипулирования данными будет язык SQL.
Таблицы между собой могут объединяться в схемы — в одной базе данных их может быть несколько, а может и не быть деления на схемы вообще. Это зависит от БД.
Вернёмся к определению из Википедии и вспомним про слово «реляционные». Реляционные (от англ. relation — отношения) — это базы данных, таблицы которых могут выстраиваться в различных отношениях. Возьмём предыдущий пример и добавим в него тех самых «отношений». Создадим таблицу «Производитель», а ту, что в примере, обозначим как «Каталог».
Теперь таблицу «Каталог» можно оформить в другом виде:
Получилось так, что у таблиц «Каталог» и «Прозводитель» появились отношения. Значения из столбца «Каталог» ссылаются на строки из таблицы «Производитель». Добавлением отношения мы решили нескольких проблем:
Это не все проблемы, которые мы решили добавлением отношений. Для понимания других проблем необходимо углубиться в тему баз данных. Разделение данных на таблицы с отношениями — это процесс нормализации. Так можно достигать различных нормализованных форм данных. При достижении каждой из нормализованных форм мы избавляем данные от дополнительных проблем.
Вернёмся к SQL
Если читателю показалось, что мы ушли в сторону от SQL, так оно и есть. Но очень трудно понять, что такое SQL, не зная, с чем он работает.
Выходит, что SQL — это язык программирования, необходимый для написания команд к БД, после выполнения которых она вернёт результат. Результат будет зависеть от команды, написанной на SQL. Как в любом другом языке программирования, в SQL есть операторы для работы с данными, из которых складываются команды. Операторы распределены по четырём языкам:
DDL (Data Definition Language, язык описания данных) — язык, включающий операторы для работы со структурой данных. Операторы DDL нужны для реализации этих возможностей:
DDL используется, когда нужно создать структуру для хранения данных. Он не отвечает за сами данные — только за то, как они будут разделены по таблицам и схемам.
DML (Data Manipulation Language, язык манипуляции данными) — язык, который нужен для добавления, удаления, изменения данных и для выборки их из базы. Иными словами, для манипулирования данными. Пройдёмся по операторам:
DCL (Data Control Language, язык управления доступом к данным) — набор операторов, необходимых для предоставления доступа к данным. Кроме данных, в БД есть такие сущности, как пользователи. Нужно обязательно иметь возможность ограничить пользователям доступ к данным. Например, мы не хотим, чтобы менеджер проекта мог редактировать данные или их структуру. Для этого есть три группы операторов.
Есть такое понятие, как транзакции. Это набор команд (там может быть и всего одна), который завершается успешно тогда, когда правильно выполнены все команды из него. В случае неудачного завершения одной команды из транзакции, она вся откатывается (отменяются результаты выполнения предыдущих команд), реализуя принцип атомарности. Обычно в транзакцию включаются DML-команды.
Для управления транзакциями существует TCL (Transaction Control Language — язык управления транзакциями). Операторы здесь следующие:
TCL есть только в тех БД, которые поддерживают транзакции. Самое время поговорить о видах БД.
Виды СУБД
Познакомимся с новым понятием — СУБД, системой управления базой данных.
Сергей Кузнецов в книге «Основы баз данных» описал СУБД как комплекс программ, позволяющих создать базу данных (БД) и манипулировать данными (вставлять, обновлять, удалять и выбирать). Система обеспечивает безопасность, надёжность хранения и целостность данных, а также предоставляет средства для администрирования БД.
Получается что, СУБД — это SQL плюс комплекс программного обеспечения. Очень часто базы данных путают с системой управления базой данных. Это нормально: понятия неразрывны, сама по себе БД без системы управления мало чем отличается от текстового файла со строчками. Важно не только хранить данные, но и управлять ими. СУБД применяются везде, где нужно структурировано хранить данные — от простого блога до проектов Data Science.
Есть много популярных СУБД, рассмотрим несколько из них.
MySQL
MySQL — свободная реляционная СУБД. Разрабатывалась как легковесная замена тяжёлым СУБД, которую можно было установить на маломощный сервер, без сильных потерь в возможностях. MySQL трудится под капотом таких гигантов, как YouTube, Facebook, Twitter, GitHub.
СУБД написана на C и C++. MySQL породил множество ответвлений, которые сейчас стали самостоятельными СУБД, например Percona и MariaDB.
Oracle Database
История Oracle Database начинается с 1977 года. Это объектно-реляционная система управления данными. Это довольно тяжёлая СУБД, поддерживает системы любой сложности, например, в банковской или финансовой сферах. У неё нет бесплатной лицензии. Процедурный SQL — PL/SQL. Языки написания СУБД — Java/C/С++
Microsoft SQL Server
Microsoft SQL Server — система управления реляционными базами данных, разработанная Microsoft. Первая версия SQL Server появилась 29 апреля 1989 года. Это конкурент Oracle Database. Есть бесплатная лицензия для разработчиков, но не для коммерческого использования. Процедурный SQL — Transact-SQL. СУБД написана на C/C++/C#.
PostgreSQL
PostgreSQL — свободная объектно-реляционная система управления базами данных. Эта СУБД увидела свет 8 июля 1996 года. Конкурент MySQL в веб-разработке проектов любой сложности, также соперничает с базами от Oracle и Microsoft в промышленной разработке. У неё прекрасная русскоязычная документация. Как и MySQL, имеет бесплатную лицензию для коммерческой разработки, за что так же, как и MySQL, горячо любима. Процедурный SQL — PL/pgSQL. Разработана на языке С.
Каждая из приведённых СУБД работает на своём расширении SQL. У каждой — своя ниша применения, плюсы и минусы.
Что после знакомства?
Если вы не знаете, какая конкретно СУБД вам нужна, выбирайте MySQL. Она лишена изысканных возможностей, которые будут только сбивать начинающего разработчика. Большое комьюнити не оставит в беде и уже решило 95% проблем. Разнообразие графических клиентов для всех операционных систем хорошо помогает на ранних этапах. MySQL позволит набраться опыта и понять, чем она хуже или лучше других СУБД. Когда вы поймёте принципы работы MySQL, для вас не составит труда переключиться на работу с PostgreSQL или другой СУБД. Цель работы у всех СУБД одна — рациональное и надёжное хранение данных и быстрое их извлечение или изменение.
После того как вы определитесь с выбором, хорошо будет посмотреть практики других разработчиков на YouTube-каналах «Технострим Mail.ru Group» или HighLoad Channel, почитать замечательный портал ruhighload.com, где, кроме статей про базы данных, рассматриваются проблемы больших нагрузок. А для тех, кто любит почитать больше, подойдёт книга «MySQL по максимуму. 3-е издание» Бэрона Шварца, Петра Зайцева и Вадима Ткаченко. Узнать больше вы, конечно, можете и в GeekBrains — приходите ко мне или моим коллегам на курс «Основы баз данных».
Освоить востребованную профессию в Data Science можно всего за полтора года на курсах GeekBrains. После учёбы вы сможете работать по специальностям Data Scientist, Data Analyst, Machine Learning, Engineer Computer Vision-специалист или NLP-специалист.
Википедия гласит, что SQL — это декларативный язык программирования, применяемый для создания, модификации и управления данными в реляционной базе данных, управляемой соответствующей системой управления базами данных. Не самое удобоваримое определение. Чтобы понять, о чём вообще речь, разберём его.
Декларативный язык программирования говорит, что должно быть сделано, а не как это необходимо сделать. Ещё один пример декларативного языка — HTML. Рассмотрим такой код:
С его помощью мы заявляем (declaration — заявление) браузеру, что хотим увидеть блок с классом className и кнопкой с текстом «Ясно. Понятно.» внутри. Для этого мы не создаём каких-либо переменных, циклов, условий. Мы знаем, что браузер нас понял, сам разберёт команду и вернёт результат или ошибку.
Здесь смысл довольно прост: мы даём команду и получаем результат. Мы не описываем, как эту команду выполнять. Чтобы понять, что такое реляционная база данных, разберём, что такое база данных в принципе. Декомпозируем это понятие на «база» и «данные».
Данные
В контексте баз данных под данными понимают набор значений, который собирается в строки и столбцы, тем самым представляя таблицу. Представим, что у нас есть каталог мебельного магазина. Нам нужно сохранить все данные из раздела «Шкафы» этого каталога в таблицу. Мы решили, что все шкафы отличаются друг от друга характеристиками:
Составим таблицу и вобьём в неё выдуманные данные.
У нас есть таблица с данными. Столбцами мы показываем, как они будут храниться. В примере я указал, что мы будем хранить информацию в структуре: производитель, модель, высота, длина, цвет, количество дверей. Иными словами, я создал структуру таблицы.
Добавляя в таблицу строки, я вводил в неё данные, ориентируясь на структуру, заданную в столбцах. Чем больше строк, тем больше данных. Чем больше столбцов, тем подробнее будут эти данные.
Ещё есть такое понятие, как «значение» — это пересечение столбца и строки. Например, у последней строки в столбце «Цвет» написано «хаки». Здесь «хаки» — значение. Если мы начнём группировать таблицы и добавим возможность манипулирования ими, то получим базу данных.
Теперь про базы
Получается, что БД — это совокупность данных, представленных определённым образом (в нашем случае — таблицей), и набор инструментов для манипулирования ими.
Данные могут быть сгруппированы не только в таблицы, но и в коллекции. У каждой базы есть свой инструмент для создания таблиц/коллекций, добавления, удаления или изменения данных, а также для составления выборки. В статье мы рассмотрим базы, которые состоят из таблиц, а инструментом манипулирования данными будет язык SQL.
Таблицы между собой могут объединяться в схемы — в одной базе данных их может быть несколько, а может и не быть деления на схемы вообще. Это зависит от БД.
Вернёмся к определению из Википедии и вспомним про слово «реляционные». Реляционные (от англ. relation — отношения) — это базы данных, таблицы которых могут выстраиваться в различных отношениях. Возьмём предыдущий пример и добавим в него тех самых «отношений». Создадим таблицу «Производитель», а ту, что в примере, обозначим как «Каталог».
Теперь таблицу «Каталог» можно оформить в другом виде:
Получилось так, что у таблиц «Каталог» и «Прозводитель» появились отношения. Значения из столбца «Каталог» ссылаются на строки из таблицы «Производитель». Добавлением отношения мы решили нескольких проблем:
Это не все проблемы, которые мы решили добавлением отношений. Для понимания других проблем необходимо углубиться в тему баз данных. Разделение данных на таблицы с отношениями — это процесс нормализации. Так можно достигать различных нормализованных форм данных. При достижении каждой из нормализованных форм мы избавляем данные от дополнительных проблем.
Вернёмся к SQL
Если читателю показалось, что мы ушли в сторону от SQL, так оно и есть. Но очень трудно понять, что такое SQL, не зная, с чем он работает.
Выходит, что SQL — это язык программирования, необходимый для написания команд к БД, после выполнения которых она вернёт результат. Результат будет зависеть от команды, написанной на SQL. Как в любом другом языке программирования, в SQL есть операторы для работы с данными, из которых складываются команды. Операторы распределены по четырём языкам:
DDL (Data Definition Language, язык описания данных) — язык, включающий операторы для работы со структурой данных. Операторы DDL нужны для реализации этих возможностей:
DDL используется, когда нужно создать структуру для хранения данных. Он не отвечает за сами данные — только за то, как они будут разделены по таблицам и схемам.
DML (Data Manipulation Language, язык манипуляции данными) — язык, который нужен для добавления, удаления, изменения данных и для выборки их из базы. Иными словами, для манипулирования данными. Пройдёмся по операторам:
DCL (Data Control Language, язык управления доступом к данным) — набор операторов, необходимых для предоставления доступа к данным. Кроме данных, в БД есть такие сущности, как пользователи. Нужно обязательно иметь возможность ограничить пользователям доступ к данным. Например, мы не хотим, чтобы менеджер проекта мог редактировать данные или их структуру. Для этого есть три группы операторов.
Есть такое понятие, как транзакции. Это набор команд (там может быть и всего одна), который завершается успешно тогда, когда правильно выполнены все команды из него. В случае неудачного завершения одной команды из транзакции, она вся откатывается (отменяются результаты выполнения предыдущих команд), реализуя принцип атомарности. Обычно в транзакцию включаются DML-команды.
Для управления транзакциями существует TCL (Transaction Control Language — язык управления транзакциями). Операторы здесь следующие:
TCL есть только в тех БД, которые поддерживают транзакции. Самое время поговорить о видах БД.
Виды СУБД
Познакомимся с новым понятием — СУБД, системой управления базой данных.
Сергей Кузнецов в книге «Основы баз данных» описал СУБД как комплекс программ, позволяющих создать базу данных (БД) и манипулировать данными (вставлять, обновлять, удалять и выбирать). Система обеспечивает безопасность, надёжность хранения и целостность данных, а также предоставляет средства для администрирования БД.
Получается что, СУБД — это SQL плюс комплекс программного обеспечения. Очень часто базы данных путают с системой управления базой данных. Это нормально: понятия неразрывны, сама по себе БД без системы управления мало чем отличается от текстового файла со строчками. Важно не только хранить данные, но и управлять ими. СУБД применяются везде, где нужно структурировано хранить данные — от простого блога до проектов Data Science.
Есть много популярных СУБД, рассмотрим несколько из них.
MySQL
MySQL — свободная реляционная СУБД. Разрабатывалась как легковесная замена тяжёлым СУБД, которую можно было установить на маломощный сервер, без сильных потерь в возможностях. MySQL трудится под капотом таких гигантов, как YouTube, Facebook, Twitter, GitHub.
СУБД написана на C и C++. MySQL породил множество ответвлений, которые сейчас стали самостоятельными СУБД, например Percona и MariaDB.
Oracle Database
История Oracle Database начинается с 1977 года. Это объектно-реляционная система управления данными. Это довольно тяжёлая СУБД, поддерживает системы любой сложности, например, в банковской или финансовой сферах. У неё нет бесплатной лицензии. Процедурный SQL — PL/SQL. Языки написания СУБД — Java/C/С++
Microsoft SQL Server
Microsoft SQL Server — система управления реляционными базами данных, разработанная Microsoft. Первая версия SQL Server появилась 29 апреля 1989 года. Это конкурент Oracle Database. Есть бесплатная лицензия для разработчиков, но не для коммерческого использования. Процедурный SQL — Transact-SQL. СУБД написана на C/C++/C#.
PostgreSQL
PostgreSQL — свободная объектно-реляционная система управления базами данных. Эта СУБД увидела свет 8 июля 1996 года. Конкурент MySQL в веб-разработке проектов любой сложности, также соперничает с базами от Oracle и Microsoft в промышленной разработке. У неё прекрасная русскоязычная документация. Как и MySQL, имеет бесплатную лицензию для коммерческой разработки, за что так же, как и MySQL, горячо любима. Процедурный SQL — PL/pgSQL. Разработана на языке С.
Каждая из приведённых СУБД работает на своём расширении SQL. У каждой — своя ниша применения, плюсы и минусы.
Что после знакомства?
Если вы не знаете, какая конкретно СУБД вам нужна, выбирайте MySQL. Она лишена изысканных возможностей, которые будут только сбивать начинающего разработчика. Большое комьюнити не оставит в беде и уже решило 95% проблем. Разнообразие графических клиентов для всех операционных систем хорошо помогает на ранних этапах. MySQL позволит набраться опыта и понять, чем она хуже или лучше других СУБД. Когда вы поймёте принципы работы MySQL, для вас не составит труда переключиться на работу с PostgreSQL или другой СУБД. Цель работы у всех СУБД одна — рациональное и надёжное хранение данных и быстрое их извлечение или изменение.
После того как вы определитесь с выбором, хорошо будет посмотреть практики других разработчиков на YouTube-каналах «Технострим Mail.ru Group» или HighLoad Channel, почитать замечательный портал ruhighload.com, где, кроме статей про базы данных, рассматриваются проблемы больших нагрузок. А для тех, кто любит почитать больше, подойдёт книга «MySQL по максимуму. 3-е издание» Бэрона Шварца, Петра Зайцева и Вадима Ткаченко. Узнать больше вы, конечно, можете и в GeekBrains — приходите ко мне или моим коллегам на курс «Основы баз данных».
Освоить востребованную профессию в Data Science можно всего за полтора года на курсах GeekBrains. После учёбы вы сможете работать по специальностям Data Scientist, Data Analyst, Machine Learning, Engineer Computer Vision-специалист или NLP-специалист.