Язык SQL, соответствующий последним стандартам SQL:2003, SQL:1999 (и даже SQL/92), это очень богатый и сложный язык, все возможности которого трудно сразу осознать и тем более понять. Поэтому приходится разбивать язык на уровни, или слои, такие, что каждый уровень языка включает все конструкции, входящие в более низкие уровни (см. Приложение А, рисунок 3). В стандарте определяется несколько способов разбиения языка на уровни. В одной из классификаций язык разбивается на базовый (entry), промежуточный (intermediate) и полный (full) уровни.

Эта классификация ориентирована, прежде всего, на производителей СУБД, в которых поддерживается SQL. Реализация базового уровня языка является обязательным условием хотя бы какого-то соответствия стандарту. Реализация промежуточного уровня желательна, и обычно именно такой уровень языка поддерживается ведущими компаниями-производителями SQL-ориентированных СУБД. Наконец, полный уровень языка является целью, к достижению которой следует стремиться. В данной классификации критерием отнесения той или иной возможности языка к некоторому уровню является оцениваемая создателями стандарта SQL (большая часть которых является сотрудниками ведущих компаний, производящих SQL-ориентированные СУБД) техническая сложность реализации этой возможности. Конечно, такая классификация важна и для программистов приложений баз данных, но только для того, чтобы оценить реальные возможности конкретной СУБД. Для понимания языка SQL это разбиение на уровни несущественно.

Среди всех конструкций языка SQL можно выделить такие конструкции, которые можно было использовать при прямом (direct) взаимодействии конечного пользователя с СУБД. На следующем уровне, уровне встраиваемого (embedded) SQL, язык расширяется конструкциями, позволяющими использовать возможности прямого SQL в программах, написанных на традиционных языках программирования. На уровне динамического (dynamic) SQL во встраиваемый SQL добавляются конструкции, позволяющие приложениям обращаться к СУБД с конструкциями прямого SQL, которые динамически образуются во время выполнения программы.

Далее рассмотрим типы данных, хранящихся в столбцах таблиц SQL.

2.1 Типы данных SQL

Данные, хранящиеся в столбцах таблиц SQL-ориентированной базы данных, являются типизированными, т. е. представляют собой значения одного из типов данных, предопределенных в языке SQL или определяемых пользователями путем применения соответствующих средств языка. Для этого при определении таблицы каждому ее столбцу назначается некоторый тип данных (или домен), и в дальнейшем СУБД должна следить, чтобы в каждом столбце каждой строки каждой таблицы присутствовали только допустимые значения.

Все допустимые в SQL типы данных, которые можно использовать при определении столбцов, разбиваются на следующие категории:

- точные числовые типы (exact numerics);

- приближенные числовые типы (approximate numerics);

- типы символьных строк (character strings);

- типы битовых строк (bit strings);

- типы даты и времени (datetimes);

- типы временных интервалов (intervals);

- булевский тип (Booleans);

- типы коллекций (collection types);

- анонимные строчные типы (anonymous row types);

- типы, определяемые пользователем (user-defined types);

- ссылочные типы (reference types).

В столбцах таблиц, определенных на любых типах данных, наряду со значениями этих типов, допускается сохранение неопределенного значения, которое обозначается ключевым словом NULL. В языке определено, что результатом выражений вида x a_op NULL, NULL a_op x, NULL a_op NULL является NULL для всех арифметических операций a_op (+, минус и т. д.), допустимых для типа данных выражения x (выражение NULL a_op NULL является допустимым для любой арифметической операции a_op). Также по определению полагается, что значением выражений x comp_op NULL, NULL comp_op x, NULL comp_op NULL для всех операций сравнения (=, , >, < и т. д.), определенных для типа выражения x, является третье логическое значение unknown (выражение NULL comp_op NULL является допустимым для любой операции сравнения comp_op).

Коротко ознакомимся со всеми со всеми категориями типа данных языка SQL.

Tочные числовые типы

К категории точных числовых типов в SQL относятся те типы, значения которых точно представляют числа. Типы данных этой категории распадаются на две части: истинно целые типы (INTEGER и SMALLINT) и типы, допускающие наличие дробной части (NUMERIC и DECIMAL). Охарактеризуем эти типы данных более подробно.

Истинно целые типы

Тип INTEGER служит для представления целых чисел. Точность чисел (число сохраняемых бит) определяется в реализации. При определении столбца данного типа достаточно указать просто INTEGER.

Тип SMALLINT также служит для представления целых чисел. Точность определяется в реализации, но она не должна быть больше точности типа INTEGER. При определении столбца указывается просто SMALLINT.

Литералы типов целых чисел представляются в виде строк символов, изображающих десятичные числа; в начале строки могут присутствовать символы «+» или «минус» (если символ знака отсутствует, подразумевается «+»). Примеры литералов типов INTEGER и SMALLINT: 1826545, 876.

Точные типы, допускающие наличие дробной части

Тип NUMERIC. На самом деле, это не просто тип данных, а параметризуемый тип. При определении столбца можно указать спецификацию NUMERIC (p, s), где p и s - литералы истинно целого типа, и p задает точность значений (число сохраняемых бит), а s - шкалу (число десятичных цифр в дробной части). Задаваемая шкала не должна быть отрицательной и не должна превышать значение точности. При определении столбца можно использовать сокращенные формы спецификации типа - NUMERIC и NUMERIC (p). Первая форма предполагает использование точности, определяемое по умолчанию в реализации, и шкалы, равной нулю, а вторая - использование заданной точности и шкалы, равной нулю. Допустимые диапазоны значений p и s определяются в реализации.

Тип DECIMAL. Этот тип аналогичен типу NUMERIC. Отличие состоит в том, что если при определении столбца типа DECIMAL задается точность p, то на самом деле используется точность m, определяемая в реализации, такая, что m > p. Шкала всегда устанавливается такой, как явно или неявно (по умолчанию) задается. При указании типа столбца можно использовать спецификации DECIMAL, DECIMAL (p) и DECIMAL (p, s).

Литералы типов точных чисел, допускающих наличие дробной части, представляются в виде строк символов, изображающих десятичные числа, в начале которых могут присутствовать символы «+» или «минус» (если символ знака отсутствует, подразумевается «+»), а внутри последовательности цифр может присутствовать символ «.».

Приближенные числовые типы

К категории приближенных числовых типов в SQL относятся те типы, значения которых представляют числа приближенным образом. Приближенные числа представляются в виде пары <мантисса, порядок>, где мантисса состоит из значащих цифр числа, а порядок определяет реальный размер числа. В реализациях приближенным числовым типам SQL обычно соответствуют типы с плавающей точкой. В SQL поддерживаются три варианта приближенных числовых типов.

Тип REAL. Значения типа соответствуют числам с плавающей точкой одинарной точности. Точность определяется в реализации, но обычно совпадает с точностью одинарной плавающей арифметики, поддерживаемой на аппаратной платформе, которая используется реализацией. При определении столбца указывается просто REAL.

Тип DOUBLE PRECISION. Точность значений этого типа определяется в реализации, но она должна быть больше точности типа REAL. Обычно приближенным числам SQL с двойной точностью соответствуют поддерживаемые аппаратурой числа с плавающей точкой двойной точности. При определении столбца указывается просто DOUBLE PRECISION.

Тип FLOAT. Это параметризуемый тип, значение параметра p которого задает необходимую точность значений. Требуется, чтобы реально обеспечиваемая реализацией точность значений была не меньше p. Допустимый диапазон значений параметра p определяется в реализации. При определении столбца можно указать либо FLOAT (p), либо просто FLOAT. В последнем случае подразумевается точность, определяемая реализацией по умолчанию.

Литералы приближенных числовых типов представляются в виде литерала точного числового типа, за которым могут следовать символ «E» и литерал целого числового типа. Примеры литералов приближенных числовых типов: 123, 123.12, 123E12, 123.12E12. Литеральное выражение xEy представляет значение x*(10y).

Типы символьных строк

В SQL определены три параметризуемых типа символьных строк: CHARACTER (или CHAR), CHARACTER VARYING (или CHAR VARYING, или VARCHAR) и CHARACTER LARGE OBJECT (или CLOB).http://www.citforum.ru/database/advanced_intro/47.shtml - footnote78#footnote78

Тип CHARACTER. Значениями типа являются символьные строки. Конкретный набор допустимых символов определяется в реализации, но, как правило, включает набор символов ASCII. При определении столбца допускается использование спецификаций CHARACTER (x) и просто CHARACTER. Последний вариант эквивалентен заданию CHARACTER (1). После определения столбца типа CHARACTER (x) СУБД будет резервировать место для хранения x символов этого столбца во всех строках соответствующей таблицы. Если, например, определен столбец типа CHARACTER (8), и в некоторой строке таблицы в него заносится символьная строка длиной пять символов, то реально будут храниться восемь символов, последние три из которых будут пробелами.

Тип CHARACTER VARYING. При определении столбца допускается использование спецификаций CHARACTER VARYING (x) и просто CHARACTER VARYING. Последний вариант эквивалентен заданию CHARACTER VARYING (1). Если в некоторой таблице определяется столбец типа CHARACTER VARYING (x), то в каждой строке этой таблицы значения данного столбца будут занимать ровно столько места, сколько требуется для сохранения соответствующей символьной строки (но ни одна такая строка не может состоять более чем из x символов).

Определен ряд операций, которые можно выполнять над символьными строками. Перечислим некоторые из них.

Операция конкатенации (обозначается в виде «||») возвращает символьную строку, произведенную путем соединения строк-операндов в том порядке, в каком они заданы.

Функция выделения подстроки (SUBSTRING) принимает три аргумента - строку, номер начальной позиции и длину - и возвращает строку, выделенную из строки-аргумента в соответствии со значениями двух последних параметров.

Функция UPPER возвращает строку, в которой все строчные буквы строки-аргумента заменяются прописными. Функция LOWER, наоборот, заменяет в заданной строке все прописные буквы строчными.

Функция определения длины (CHARACTER_LENGTH, OCTET_LENGTH, BIT_LENGTH) возвращает длину заданной символьной строки в символах, октетах или битах (в зависимости от вида вычисляющей функции) в виде целого числа.

Функция определения позиции (POSITION) определяет первую позицию в строке S, с которой в нее входит заданная строка S1 (если не входит, то возвращается значение нуль).

Тип CHARACTER LARGE OBJECT. Этот тип данных предназначен для определения столбцов, хранящих большие и разные по размеру группы символов. При определении столбца задается спецификация CLOB (z), где z задает максимальный размер соответствующей группы символов. Максимально возможное значение параметра z определяется в реализации, но, очевидно, что оно должно быть существенно больше максимально возможного значения параметра x, присутствующего в типах CHAR и CHAR VARYING.

Литералы типов символьных строк представляются в виде последовательностей символов, заключенных в одинарные или двойные кавычки. В первом случае среди набора символов литерала допускается наличие символов двойной кавычки, а во втором - символов одинарной кавычки. Примеры литералов символьных строк: 'ABCDEF', 'Ab"Ctd', "Fbcdef", "ab'cdtF".

Типы битовых строк

В SQL определены три параметризуемых типа битовых строк: BIT, BIT VARYING и BINARY LARGE OBJECT (или BLOB).

Тип BIT. Значениями типа являются битовые строки. При определении столбца допускается использование спецификаций BIT (x) и просто BIT. Последний вариант эквивалентен заданию BIT (1). После определения столбца типа BIT (x) СУБД будет резервировать место для хранения x бит этого столбца во всех строках соответствующей таблицы.

Тип BIT VARYING. При определении столбца допускается использование только спецификации без умолчания вида BIT VARYING (x), где значение x определяет максимальную длину битовой строки, которую можно хранить в данном столбце.

Над битовыми строками определен ряд операций. Некоторые из них мы рассмотрим.

Битовая конкатенация (обозначается в виде ||), которая возвращает результирующую битовую строку, полученную путем конкатенации строк-аргументов в том порядке, в котором они заданы.

Функция извлечения подстроки из битовой строки. Синтаксис и семантика этой функции идентичны синтаксису и семантике функции SUBSTRING для символьных строк, за исключением того, что первый аргумент и возвращаемое значение являются битовыми строками.

Функция определения длины (OCTET_LENGTH, BIT_LENGTH) возвращает длину заданной битовой строки в октетах или битах в зависимости от выбранной функции.

Функция определения позиции (POSITION) определяет первую позицию в битовой строке S, с которой в нее входит строка S1. Если строка S1 не входит в строку S, возвращается значение нуль.

Тип BINARY LARGE OBJECT. Этот тип данных предназначен для определения столбцов, хранящих большие и разные по размеру группы байтов. При определении столбца задается спецификация BLOB (z), где z задает максимальный размер соответствующей группы байтов. С технической точки зрения типы CLOB и BLOB очень похожи. Их разделение требуется для того, чтобы подчеркнуть, что значения типа CLOB состоят из символов (в частности, в них может осмысленно производиться текстовый поиск), а значения типа BLOB состоят из произвольных байтов, не обязательно кодирующих символы.

Литералы типов битовых строк представляются как заключенные в одинарные кавычки последовательности символов «0» и «1», предваряемые символом «B»; или предваряемые символом «X» последовательности символов, которые изображают шестнадцатеричные цифры (за цифрой «9» следуют «A», «B», «C», «D», «E» и «F»). Примеры литералов типов битовых строк: B'0111001111000111111111', X'78FBCD0012FFFFA'.

Тип даты

SQL представляет собой мощный полнофункциональный сервер баз данных, отличающийся высокой производительностью, быстротой освоения и удобным интерфейсом администрирования. Под его управлением могут работать базы данных в широком диапазоне от уровня среднего звена предприятия до распределенных баз масштаба корпорации. Доступ к SQL Server возможен из большого числа средств разработки клиентских front-end, настольных баз данных и офисных продуктов. SQL Server изначально ориентирован на интеграцию с другими серверами BackOffice, что позволяет непосредственно охватить решение комплексных задач автоматизации хранения и обработки информации, электронной почты и документооборота, построения Internet/intranet приложений и т. д. SQL Server работает в как в традиционных клиент-серверных платформах, так и в многоуровневых средах. Одним из основных инструментов при создании распределенных многокомпонентных приложений является Microsoft Transaction Server.

В последних стандартах языка SQL поддерживаются:

· развитый набор предопределенных типов, включая ряд параметризованных типов;

· генераторы типов массивов и мультимножеств, элементами которых могут быть значения предопределенных типов, типов коллекций, анонимных строчных типов строк и типов, определенных пользователями;

· генератор анонимных строчных типов, в которых типом элемента строки может быть любой предопределенный тип, тип коллекции, анонимный строчный тип и тип, определенный пользователями;

· определяемый пользователем структурный тип, в котором типом элемента структуры может быть любой предопределенный тип, тип коллекции, анонимный строчный тип и тип, определенный пользователями; для определяемых пользователем структурных и индивидуальных типов можно определять пользовательские операции.

Нельзя с уверенностью сказать, что система типов языка SQL настолько полна, что может удовлетворить любые потребности, но можно отметить, что в этой системе типов отсутствует единый логический подход и имеется избыточность.

Стремительный рост популярности SQL является одной из самых важных тенденций в современной компьютерной промышленности. За несколько последних лет SQL стал единственным языком баз данных. На сегодняшний день SQL поддерживают свыше ста СУБД, работающих как на персональных компьютерах, так и на больших ЭВМ. Был принят, а затем дополнен официальный международный стандарт на SQL. Язык SQL является важным звеном в архитектуре систем управления базами данных, выпускаемых всеми ведущими поставщиками программных продуктов, и служит стратегическим направлением разработок компании Microsoft в области баз данных. Зародившись в результате выполнения второстепенного исследовательского проекта компании IBM, SQL сегодня широко известен и в качестве мощного рыночного фактора.

Все ведущие поставщики СУБД используют SQL, и ни одна новая СУБД, не поддерживающая SQL, не может рассчитывать на успех. Реляционную базу данных и программы, которые с ней работают, можно перенести с одной СУБД на другую с минимальными доработками и переподготовкой персонала. Программные средства, входящие в состав СУБД для персональных компьютеров, такие как программы для создания запросов, генераторы отчетов и генераторы приложений, работают с реляционными базами данных многих типов. Таким образом, SQL обеспечивает независимость от конкретных СУБД, что является одной из наиболее важных причин его популярности.

ГЛОССАРИЙ