Конспект занятия на тему «Структурированный язык запросов SQL»

Конспект занятия на тему «Структурированный язык запросов SQL»

Курс: 4

Группа: 409

Тип занятия: лекционное

Количество часов на изучение 4

Цель: начать изучение основ языка запросов SQL,необходимых для получения практических навыков работы с реляционными базами данных.

Ход работы

1.Орг.момент, повторение изученного материала.

В начале занятия преподаватель отмечает отсутствующих и проводит опрос. Вопросы:

-       Что такое база данных? Приведите примеры.

-       Что такое банк данных? Приведите примеры.

-       Чем база данных отличается от банка данных?

-       Какие базы данных называются реляционными и почему?

-       Назовите СУБД с которыми вы встречались ранее в жизни или на наших занятиях.

-       Какие СУБД вы считаете наиболее удобными и простыми в использовании и почему?

-       На каких языках осуществляется работа в СУБД.

Затем, учитель переходит к объяснению материала.

2. Изучение нового материала.

Структурированный язык запросов SQL основан на реляционном исчислении с переменными кортежами. Язык имеет несколько стандартов, наиболее распространенными из которых являются SQL-89 и SQL-92.

Общая характеристика языка

Язык SQL предназначен для выполнения операций над таблицами (создание, удаление, изменение структуры) и над данными таблиц (выборка, изменение, добавление и удаление), а также некоторых сопутствующих операций. SQL является непроцедурным языком и не содержит операторов управления, организации подпрограмм, ввода-вывода и т. п. В связи с этим SQL автономно не используется, обычно он погружен в среду встроенного языка программирования СУБД (например, FoxPro СУБД Visual FoxPro, ObjectPAL СУБД Paradox, Visual Basic for Applications СУБД Access).

В современных СУБД с интерактивным интерфейсом можно создавать запросы, используя другие средства, например QBE. Однако применение SQL зачастую позволяет повысить эффективность обработки данных в базе. Например, при подготовке запроса в среде Access можно перейти из окна Конструктора запросов (формулировки запроса по образцу на языке QBE) в окно с эквивалентным оператором SQL. Подготовку нового запроса путем редактирования уже имеющегося в ряде случае проще выполнить путем изменения оператора SQL. В различных СУБД состав операторов SQL может несколько отличаться.

Язык SQL не обладает функциями полноценного языка разработки, а ориентирован на доступ к данным, поэтому его включают в состав средств разработки программ. В этом случае его называют встроенным SQL. Стандарт языка SQL поддерживают современные реализации следующих языков программирования: PL/I, Ada, С, COBOL, Fortran, MUMPS и Pascal.

В специализированных системах разработки приложений типа клиент-сервер среда программирования, кроме того, обычно дополнена коммуникационными средствами (установление и разъединение соединений с серверами БД, обнаружение и обработка возникающих в сети ошибок и т. д.), средствами разработки пользовательских интерфейсов, средствами проектирования и отладки.

Различают два основных метода использования встроенного SQL:

статический

динамический.

При статическом использовании языка (статический SQL) в тексте программы имеются вызовы функций языка SQL, которые жестко включаются в выполняемый модуль после компиляции. Изменения в вызываемых функциях могут быть на уровне отдельных параметров вызовов с помощью переменных языка программирования. При динамическом использовании языка (динамический SQL) предполагается динамическое построение вызовов SQL-функций и интерпретация этих вызовов, например, обращение к данным удаленной базы, в ходе выполнения программы. Динамический метод обычно применяется в случаях, когда в приложении заранее неизвестен вид SQL-вызова и он строится в диалоге с пользователем.

Основным назначением языка SQL (как и других языков для работы с базами данных) является подготовка и выполнение запросов. В результате выборки данных из одной или нескольких таблиц может быть получено множество записей, называемое: представлением.

Представление по существу является таблицей, формируемой в результате выполнения запроса. Можно сказать, что оно является разновидностью хранимого запроса. По одним и тем же таблицам можно построить несколько представлений. Само представление описывается путем указания идентификатора представления и запроса, который должен быть выполнен для его получения.

Для удобства работы с представлениями в язык SQL введено понятие курсора. Курсор представляет собой своеобразный указатель, используемый для перемещения по наборам записей при их обработке. Описание и использование курсора в языке SQL выполняется следующим образом. В описательной части программы выполняют связывание переменной типа курсор (CURSOR) с оператором SQL (обычно с оператором SELECT). В выполняемой;, части программы производится открытие курсора (OPEN <имя курсора>), перемещение курсора по записям (FETCH <имя курсора>...), сопровождаемое соответствующей обработкой, и, наконец, закрытие курсора (CLOSE <имя курсора>).

Основные операторы языка

Опишем минимальное подмножество языка SQL, опираясь на его реализацию в стандартном интерфейсе ODBC (Open Database Connectivity - совместимость открытых баз данных) фирмы Microsoft. Операторы языка SQL можно условно разделить на два подъязыка: язык определения данных (Data Definition Language - DDL) и язык манипулирования данными (Data Manipulation Language - DML). Основные операторы языка SQL представлены в табл. 3.3. Рассмотрим формат и основные возможности важнейших операторов, за исключением специфических операторов, отмеченных в таблице символом "*". Несущественные операнды и элементы синтаксиса (например, принятое во многих системах программирования правило ставить ";" в конце оператора) будем опускать.

1. Оператор создания таблицы имеет формат:

CREATE TABLE <имя таблицы>

(<имя столбца> <тип данных> [NOT NULL]

[,<имя столбца> <тип данных> [NOT NULL]] ... )

5. Оператор удаления индекса имеет формат:

DROP INDEX <имя индекса>

Этот оператор позволяет удалять созданный ранее индекс с соответствующим именем. Так, например, для уничтожения индекса main_indx к таблице emp достаточно записать оператор DROP INDEX main_indx.

6. Оператор создания представления имеет формат:

CREATE VIEW <имя представления>

[(<имя столбца> [,<имя столбца> ]... )] AS <оператор SELECT>

Данный оператор позволяет создать представление. Если имена столбцов в представлении не указываются, то будут использоваться имена столбцов из запроса, описываемого соответствующим оператором SELECT.

Пример 4. Создание представления.

Пусть имеется таблица companies описания производителей товаров с полями:

comp_id (идентификатор компании)

comp_name (название организации)

comp_address (адрес) и phone (телефон)

а также таблица goods производимых товаров с полями: type (вид товара), comp_id (идентификатор компании), name (название товара) и price (цена товара).

Таблицы связаны между собой по полю comp_id. Требуется создать представление rерr с краткой информацией о товарах и их производителях: вид товара, название производителя и цена товара. Оператор определения представления может иметь следующий вид:

CREATE VIEW rерr AS SELECT goods.type, companies.comp_name, goods.price

FROM goods, companies WHERE goods.comp_id = companies.comp_id

7. Оператор удаления представления имеет формат вида:

DROP VIEW <имя представления>

Оператор позволяет удалить созданное ранее представление. Заметим, что при удалении представления таблицы, участвующие в запросе, удалению не подлежат. Удаление представления rерr производится оператором вида:

DROP VIEW repr.

8. Оператор выборки записей имеет формат вида:

SELECT [ALL | DISTINCT]  <список данных>

FROM <список таблиц>

[WHERE <условие выборки>]

[GROUP BY <имя столбца> [,<имя столбца>]... ]  [HAVING <условие поиска>]

 [ORDER BY <спецификация> [,<снецификация>] ...]

Это наиболее важный оператор из всех операторов SQL. Функциональные возможности его огромны. Рассмотрим основные из них. Оператор SELECT позволяет производить выборку и вычисления над данными из одной или нескольких таблиц. Результатом выполнения оператора является ответная таблица, которая может иметь (ALL), или не иметь (DISTINCT) повторяющиеся строки. По умолчанию в ответную таблицу включаются все строки, в том числе и повторяющиеся. В отборе данных участвуют записи одной или нескольких таблиц, перечисленных в списке операнда FROM.

Список данных может содержать имена столбцов, участвующих в запросе, а также выражения над столбцами. В простейшем случае в выражениях можно записывать, имена столбцов, знаки арифметических операций (+, -,*,/), константы и круглые скобки. Если в списке данных записано выражение, то наряду с выборкой данных выполняются вычисления, результаты которого попадают в новый (создаваемый) столбец ответной таблицы.

При использовании в списках данных имен столбцов нескольких таблиц для указания принадлежности столбца некоторой таблице применяют конструкцию вида:

<имя та6лицы>.<имя столбца>.

Операнд WHERE задает условия, которым должны удовлетворять записи в результирующей таблице. Выражение <условие выборки> является логическим. Его элементами могут быть имена столбцов, операции сравнения, арифметические oneрации, логические связки (И, ИЛИ, НЕТ), скобки, специальные функции LIKE, NULL, IN и т. д.

Операнд GROUP BY позволяет выделять в результирующем множестве записей группы. Группой являются записи с совпадающими значениями в столбцах, перечисленных за ключевыми словами GROUP BY. Выделение групп требуется для использования в логических выражениях операндов WHERE и HAVING, а также для выполнения операций (вычислений) над группами.

В логических и арифметических выражениях можно использовать следующие групповые операции (функции): AVG (среднее значение в группе), МАХ (максимальное значение в группе), MIN (минимальное значение в группе), SUM (сумма значений в группе), COUNT (число значений в группе).

Операнд HAVING действует совместно с операндом GROUP BY и используется для дополнительной селекции записей во время определения групп. Правила записи <условия поиска> аналогичны правилам формирования <условия выборки> операнда WHERE.

Операнд ORDER BY задает порядок сортировки результирующего множества. Обычно каждая <спецификация> аналогична соответствующей конструкции оператора CREATE INDEX и представляет собой пару вида: <имя столбца> [ ASC | DESC ].

Замечание. Оператор SELECT может иметь и другие более сложные синтаксические конструкции. Одной из таких конструкций, например, являются так называемые подзапросы. Они позволяют формулировать вложенные запросы, когда результаты одного оператора SELECT используются в логическом выражении условия выборки операнда WHERE другого оператора SELECT.

Вторым примером более сложной формы оператора SELECT является оператор, в котором отобранные записи в дальнейшем предполагается модифицировать (конструкция FOR UPDATE OF). СУБД после выполнения такого оператора обычно блокирует (защищает) отобранные записи от модификации их другими пользователями.

Еще один случай специфического использования оператора SELECT - выполнение объединений результирующих таблиц при выполнении нескольких операторов SELECT (операнд UNION).

Пример 5. Выбор записей. Для таблицы ЕМР, имеющей поля: NAME (имя), SAL (зарплата), MGR (руководитель) и DEPT (отдел), требуется вывести имена сотрудников и размер их зарплаты, увеличенный на 100 единиц. Оператор выбора можно записать следующим образом:

SELECT name, sal+100 FROM emp.

Пример 6. Выбор с условием. Вывести названия таких отделов таблицы ЕМР, в которых в данный момент отсутствуют руководители. Оператор SELECT для этого запроса можно записать так:

SELECT dept FROM emp WHERE mgr is NULL.

Пример 7. Выбор с группированием. Пусть требуется найти минимальную и максимальную зарплаты для каждого из отделов (по таблице ЕМР). Оператор SELECT для этого запроса имеет вид:

SELECT dept, MIN(sal), MAX(sal) FROM emp GROUP BY dept.

9. Оператор изменения записей имеет формат:

UPDATE <имя та6лицы>

SET <имя столбца> " {<выражение> , NULL }

[, SET <имя столбца> ° {<выражение> , NULL }... ]

[WHERE <условие>]

Выполнение оператора UPDATE состоит в изменении значений в определенных операндом SET столбцах таблицы для тех записей, которые удовлетворяют условию, заданному операндом WHERE. Новые значения полей в записях могут быть пустыми (NULL), либо вычисляться в соответствии с арифметическим выражением. Правила записи арифметических и логических выражений аналогичны соответствующим правилам оператора SELECT.

Пример 8. Изменение записей. Пусть необходимо увеличить на 500 единиц зарплату тем служащим, которые получают не более 6000 (по таблице ЕМР). Запрос, сформулированный с помощью оператора SELECT, может выглядеть так:

UPDATE emp SET sal = 6500 WHERE sal <= 6000.

10. Оператор вставки новых записей имеет форматы двух видов:

INSERT INTO <имя таблицы> [(<список столбцов>)] VALUES (<список значений?-)

и

INSERT INTO <имя таблицы> [(<список столбцов>)] <предложение SELECT>

В первом формате оператор INSERT предназначен для ввода новых записей с заданными значениями в столбцах. Порядок перечисления имен столбцов должен со-. ответствовать порядку значений, перечисленных в списке операнда VALUES. Если <список столбцов> опущен, то в <списке значений> должны быть перечислены все значения в порядке столбцов структуры таблицы.

Во втором формате оператор INSERT предназначен для ввода в заданную таблицy новых строк, отобранных из другой таблицы с помощью предложения SELECT.

Пример 9. Ввод записей. Ввести в таблицу ЕМР запись о новом сотруднике. Для этого можно записать, такой оператор вида:

INSERT INTO emp VALUES ("Ivanov", 7500, "Lee", "cosmetics").

11. Оператор удаления записей имеет формат:

DELETE FROM <имя таблицы> [WHERE <условие>]

Результатом выполнения оператора DELETE является удаление из указанной таблицы строк, которые удовлетворяют условию, определенному операндом WHERE. Если необязательный операнд WHERE опущен, т. е. условие отбора удаляемых записей отсутствует, удалению подлежат все записи таблицы.

Пример 10. Удаление записей. В связис ликвидацией отдела игрушек (toy), требуется удалить из таблицы ЕМР всех сотрудников этого отдела. Оператор DELETE для этой задачи будет выглядеть так:

DELETE FROM emp WHERE dept = "toy".

В заключение отметим, что, по словам Дейта, язык SQL является гибридом реляционной алгебры и реляционного исчисления. В нем имеются элементы алгебры (оператор объединения UNION) и исчисления (квантор существования EXISTS). Кроме того, язык SQL обладает реляционной полнотой.

3. Домашнее задание

Структурировать полученную информацию в удобном виде (при помощи схемы, таблицы и тд)