Материал: Реляционная алгебра. Основы SQL

SUMMARIZE A BY (A1,A2,…,An) ADD EXP AS Z;

Здесь A1,A2,…,An - отдельные атрибуты отношения А. Результатом этого выражения будет отношение с заголовком {A1,A2,…,An,Z} и с телом, содержащим все такие кортежи t, которые являются кортежами проекции отношения А по атрибутам A1,A2,…,An, расширенного значением для нового атрибута Z. Такое новое значение Z подсчитывается вычислением итогового значения exp по всем кортежам отношения А, которое имеет те же самые значения для атрибутов A1,A2,…,An, что и кортеж t. Кардинальное число результирующего отношения равно кардинальному числу проекции отношения А по атрибутам A1,A2,…,An, а степень равна степени такой проекции плюс единица. Например, количество поставок, сделанных каждым поставщиком может быть получено при помощи выражения

SUMMARIZE Поставки BY (П№) ADD COUNT AS Кол_П;

Результат операции (рис. 4) не содержит сведений о поставках, сделанных поставщиком П5 (сравните с примером, показанным на рис. 1, где поставщик сделал ноль поставок). Причина состоит в том, что поставщика П5 нет в отношении ПОСТАВКИ.

Рис. 4

Реляционная модель может включать также операции реляционного присвоения, которые дают возможность «запоминать» значение некоторых алгебраических выражений в базе данных и таким образом изменять состояние базы данных или, иначе говоря, обновлять базу данных:

Поставки := Поставки MINUS (Поставки WHERE Кол = 0);

В реляционных системах существуют также явные операторы обновления INSERT, DELETE и UPDATE:

INSERT (Поставщики where Гор_П = Минск ) into Temp;

(здесь выбранные данные вставлены в отношение Temp, которое должно быть совместимым по типу с отношением Поставщики).

Update (Поставщики where Гор_П = Брест) статус := 40;

DELETE Поставщики where Статус < 20;

Все операции обновления действуют на уровне множеств (например, операция DELETE удаляет множество кортежей из целевого отношения) и должны контролироваться с помощью предиката рассматриваемого отношения.

         Примеры использования реляционной алгебры для выражения словесных запросов в виде формул

1. Получить имена поставщиков, которые поставляют деталь Д2.

((Поставки JOIN Поставщики) WHERE Д№=’Д2’) [Имя_П];

. Получить имена поставщиков, которые поставляют по крайней мере одну черную деталь.

(((Детали WHERE Цв = ‘Черный’) JOIN Поставки) [П№] JOIN Поставщики) [Имя_П]

или

(((Детали WHERE Цв = ‘Черный’) [Д№] JOIN Поставки) JOIN Поставщики) [Имя_П]

. Получить имена поставщиков, которые поставляют все детали.

((Поставки [П№,Д№] DIVIDEBY Детали [Д№] JOIN Поставщики) [Имя_П]

. Получить номера поставщиков, которые поставляют по крайней мере все те детали, которые поставляет поставщик П2.

Поставки [П№,Д№] DIVIDEDBY (Поставки WHERE Имя_П=’П2’) [Д№]

. Получить имена поставщиков, которые не поставляют деталь Д2.

((Поставщики [П№] MINUS (Поставки WHERE Д№=’Д2’) [П№])

JOIN (Поставщики) [Имя_П]

Покажем, в качестве примера, как выглядит запись команды на выполнение последнего запроса, сделанная на языке SQL:

SELECT DISTINCT Поставщики.[Имя_П] FROM Поставщики

WHERE Поставщики.[П.№] NOT IN

(SELECT Поставки.[П№] FROM Поставки

WHERE Поставки.[Д№]=’Д2’);

Глава 2. Основы SQL

Познакомимся с синтаксисом и конструкцией языка структурированных запросов SQL (Structured Query Language). Это позволит лучше понимать процесс обработки данных и создавать эффективные запросы.- наиболее распространенный язык управления базами данных архитектуры клиент-сервер. Стандарт современной версии ANSI SQL был принят в 1992 году. Эта версия дает возможность использовать общий набор операторов в любой SQL-совместимой программе управления базами данных. Так, MS ACCESS использует версию Microsoft Jet SQL. СУБД SQL Server 7.0 использует расширенную версию SQL - Transact-SQL. Разработчики SQL-совместимых программ управления базами данных имеют право свободно расширять этот язык, если поддерживается стандартный набор основных команд, описанный в ANSI SQL-92. Мы будем уделять большее внимание версии Jet SQL.

Стандарт ANSI SQL-92 содержит около 200 ключевых слов, а в Jet SQL используется менее половины из них. Кроме того, в Jet SQL зарезервирован набор слов, не имеющих аналогов в ANSI SQL-92.

Все ключевые слова ANSI SQL, поддерживаемые используемой модификацией Jet SQL, а также зарезервированные уникальные слова, можно найти в справочных пособиях (в том числе и в системе помощи MS Access).

Возможности современных реляционных баз данных позволяют осуществлять эффективное управление данными, используя одновременно два языка - язык реляционных баз данных SQL и язык программирования VBA (Visual Basic for Applications), разработанный для программных продуктов пакета MS Office.

Команда SQL - это последовательность заданных операторами действий, выполненных в определенном порядке.

Синтаксис языка включает слова и символы, которые можно применять, а также правила, по которым эти слова и символы можно использовать при создании команд и программ. Структура команды SQL показана на следующем примере (мы продолжаем использовать базу данных Проекты-Поставщики-Детали, смоделированную в прошлых главах): Найти поставщиков из Минска.

Предложение - это фрагмент команды SQL, который начинается с ключевого слова, является обязательным или необязательным и должен быть записан в определенном порядке.

Ключевые слова - операторы, условия, модификаторы, итоговые функции - имеют в SQL определенное значение и применение, которое строго регламентировано.

Имена или идентификаторы - это слова, которые применяют для именования объектов базы данных, в том числе таблиц, столбцов, псевдонимов и представлений. Они не могут совпадать с ключевым словом и их длина ограничена 128 символами.

Синтаксис SQL предусматривает использование знаков пунктуации:

·        запятые используются для разделения компонентов списка параметров;

·        точки используются для отделения имен таблиц от имен полей;

·        точка с запятой ставится в конце инструкции Jet SQL;

·        квадратные скобки используются для выделения имен полей только тогда, когда в именах используются пробелы или другие знаки пунктуации, не разрешенные в SQL;

·        одинарная (предпочтительней) или двойная кавычка применяется для описания строчных переменных;

·        символы * и ? используются для маскирования окончания или одного символа соответственно;

·        символ # применяется для представления одной цифры в операторе LIKE.

Необходимо помнить, что в разных версиях SQL могут быть некоторые различия в использовании знаков пунктуации.

Семантика позволяет выяснить реальное значение, смысл любой синтаксически правильной команды (можно написать синтаксически правильную команду, которая будет выражать неправильный смысл).- непроцедурный, или декларативный язык. В нем нужно описывать то, что именно вы хотите сделать, а не то, как вы собираетесь это делать (в отличие от процедурных языков С, Perl, Pascal…). Оптимизатор, который входит в состав программного обеспечения СУБД, самостоятельно рассчитывает как это делать.

Язык SQL может быть встроенным (когда команды SQL как элементы включаются в какие-нибудь программы, написанные на процедурных языках общего назначения C, Java, Pascal… или языках сценариев Perl, PHP, Python…) и/или интерактивным.

2.1 Типы данных

Категории типов данных:

·        Character string - Строки символов;

·        Bit string - Строки битов;

·        Exact numeric - Рациональные (целые и действительные) числа с плавающей десятичной точкой;

·        Approximate numeric - Вещественные числа (с плавающей точкой);

·        Date time - значения даты и времени;

·        Interval - интервалы даты и времени.

         Строковые типы данных

Character (n) - строка фиксированной длины n. Максимальная длина строки определяется конкретной СУБД. В Access - 256 символов. Если символов меньше чем n, то добавляются пробелы. Синонимы - Char(n).

Character varying (n) - строка переменной длины, длинной менее n. Максимальное n зависит от СУБД. Синонимы: Char varying, Charvar.

National Character (National Char, NChar) - совпадает с типом Char, только хранит лишь стандартизованные многобайтовые или двухбайтовые знаки (Unicode). Записывается: N'a*b'. National Character Varying - то же для строк переменной длины.

Unicode - единое множество чисел (16-разрядных), которое представляет знаки почти всех мировых языков. Содержит 65536 = 216 знаков.

В СУБД Access к строковым типам данных относятся: text и memo.

         Битовые типы данных

BIT (n) - строка фиксированной длины (фиксированные числа битов). Max длина определяется СУБД. Если длина строки меньше n, то получите сообщение об ошибке. В стоке BIT перед первой кавычкой должна стаять латинская В, например, В'01001' - это строка типа BIT(5). Bit varying - аналогично, как Charvar.

Bit - тип данных используется для хранения так называемых больших бинарных объектов (Binary Large Object - BLOB) - например, звук, изображение.

В СУБД Access к bit типу данных относятся: yes, no, binary, OLE object.

         Точные числовые типы данных

Представляют точные числовые значения, могут быть положительными, отрицательными и нулем, целыми или рациональными (конечная десятичная дробь).

Имеет фиксированные точность и масштаб:

·        точность - число значащих цифр в записи числа (т.е. общее количество цифр в десятичной записи без учета десятичной точки);

·        масштаб - число цифр справа от десятичной точки (масштаб ≤ точности).

Типы:

Numeric (точность [,масштаб]) - представляет произвольное рациональное число.

Decimal - аналогичен NUMERIC, но только задает нижнюю границу точности, т. е. СУБД может выбрать большую точность, чем заказано пользователем.

Integer (или INT) - представляет произвольное целое число.

SMALLINT - повторяет INT, только интервал допустимых значений уже.

В СУБД Access: Decimal, Integer, byte, long integer.

Пример: Хранение числа 123,55:

         Вещественные числовые типы данных

Вещественные или числа с плавающей точкой применяются для хранения приближенных числовых значений.

FLOAT (точность) - представляет произвольное рациональное приближение действительного числа с плавающей точкой. Значение точности представляется не в количестве значащих десятичных цифр, а в количестве битов. Точность не должна быть меньше 1. Максимальная точность зависит от СУБД. Для преобразования десятеричной точности в бинарную надо умножить десятеричную точность на 3.32193. Например, 7 знаков точности дают 24 бита.

REAL - совпадает с FLOAT, но точность вводить не надо, ее автоматически определяет СУБД. Числа типа REAL называют числами одинарной точности с плавающей точкой.

DOUBLE PRECISION - вдвое превышает точность REAL - числа двойной точности с плавающей точкой.

В СУБД Access - single, double.

         Календарные типы данных

Используется для отображения даты и времени суток.

·        DATE - имеет формат YYYY-MM-DD.

·        TIME - имеет формат HH:MM:SS. Можно добавить аргумент “точность” для долей секунд.

·        TIMESTAMP - имеет формат YYYY-MM-DD_ HH:MM:SS.

·        B СУБД ACCESS: date/time.

·        Интервальные типы данных обозначают расстояние между датами или двумя отметками времени суток. Access не поддерживает.

         Значения NULL

Отображает отсутствующие или неизвестные данные.

·        В SQL ключевое слово NULL определяет значение Null.

·        Это не 0, не пустая строка (′ ′) и не строка пробелов. NULL не принадлежит ни к какому типу данных и его можно записать в любой столбец, кроме тех, для которых задано ограничение NOT NULL.