SQL: описание и основы работы

Современный бизнес проблематично представить себе без работы с большими объемами информации. Реализацию соответствующей задачи упрощают базы данных (БД). Они представляют собой массивы упорядоченной информации, которыми можно управлять особым образом.

Сегодня предстоит познакомиться с SQL – языком для работы с базами данных. Необходимо выяснить области его применения, особенности, преимущества и недостатки. Также предстоит ознакомиться с историей развития SQL и средами, в которых он работает. А еще – изучить базовые основы работы с БД с рассматриваемым инструментом.

Представленная информация рассчитана на широкий круг лиц. Она подойдет для изучения как обычными пользователями, так и IT-специалистам. Бизнесменам и менеджерам соответствующие данные тоже будут полезны, как и вообще тем, кто имеет дело в той или иной степени с большими информационными объемами.

Определение

SQL (или Structured Query Language – «язык структурированных запросов») – это декларативный язык программирования. Он широко используется при работе с реляционными базами данных. Позволяет выполнять разнообразные действия с информацией в них:

• создавать;
• удалять;
• модифицировать;
• считывать;
• управлять.

SQL – это информационно-логический язык, предназначенный для описания, изменения и извлечения данных, хранимых в пределах реляционных БД. Это – неполный язык программирования по Тьюрингу.

Написать полноценное приложение при помощи SQL не получится – он не предназначен для решения подобных задач. Вместо этого пользователь сможет составить на нем запрос для работы с информацией.

История создания

История SQL началась в 1972 году, когда Дональд Чемберлин и Раймонд Бойс познакомились с реляционными методами исчисления. Это произошло на симпозиуме в Нью-Йорке. Реляционная алгебра поразила американских программистов своей компактностью и выразительностью. Это стало толчком в разработке собственной среды, которая должна была стать основой управления разнообразными информационными массивами.

Задумка американских программистов была простой – SQL должен быть максимально понятным. Таким, чтобы им смогли пользоваться все, кто в этом нуждается. Даже люди, далекие от разработки программного обеспечения.

Первая версия рассматриваемого инструмента называлась SEQUEL с дословным переводом «английский язык структурированных запросов». Из-за юридических разногласий и прав на название аббревиатура была изменена. Это произошло в 1977 году. Тогда рассматриваемый инструмент получил свое текущее название – SQL.

Стандартизация на международном уровне соответствующей среды началась в 1986 году. Последние значимые нововведения появились в 2016 году.

Ключевые особенности

Язык SQL является понятной и простой средой. Он представляет собой универсальный инструмент для работы с базами данных. Доступен для изучения и понимания любым пользователем – даже тем, кто не имеет опыта в разработке программного обеспечения.

SQL имеет ряд ключевых особенностей. К ним относят:

1. Неполноценность инструмента как языка программирования. SQL – язык запросов для управления данными. Он используется в качестве дополнительного инструмента разработки на JavaScript, Python, C++. Позволяет работать с базами данных. Полноценный сайт или веб-приложение с его помощью написать не представляется возможным.
2. Понятную и четкую структуру. За счет соответствующей особенности SQL становится простым в плане изучения. Совладать с ним сможет даже неопытный ПК-пользователь.
3. Универсальность. Рассматриваемый инструмент обладает едиными стандартами построения запросов для любых баз данных и браузеров, позволяющих обрабатывать очень большие информационные объемы.
4. Организацию совместного доступа. SQL дает возможность создавать интерактивные запросы. Это значит, что с его помощью удастся получить необходимые данные в режиме онлайн, чтобы принять то или иное решение на их основе.
5. Управление доступом. За счет SQL можно предоставлять, закрывать, ограничивать доступ к данным для определенных пользовательских групп. Им также допустимо выдавать определенный набор функций: чтение, создание, запись, удаление, копирование. Все это положительно сказывается на безопасности баз данных и позволяет защитить их от взлома.

Знать SQL рекомендуется всем, кто планирует работать с большими объемами информации. Выучить этот язык не слишком трудно, ведь он напоминает английский. На его основе строятся все запросы.

Преимущества и недостатки

Язык SQL развивается более полувека. За это время он стал более функциональным и удобным, перетерпел множество изменений. Это привело к тому, что инструмент приобрел некоторые преимущества и недостатки по сравнению со своими первыми наработками. Знать о них необходимо каждому пользователю.

К преимуществам языка запросов относят:

1. Наличие международной стандартизации. За счет этого базы данных могут быть унифицированы, если они построены на реляционной модели.
2. Реляционную основу. Табличная структура исходной базы данных значительно облегчает работу с информацией, даже в больших объемах.
3. Возможность создавать интерактивные запросы. Пользователю будет доступно все содержимое имеющегося массива в режиме реального времени.
4. Простую интеграцию на программном уровне. Программное обеспечение, использующее доступ к БД, легко программируется при помощи SQL.
5. Гибкие настройки. С их помощью разработчики смогут динамически изменять и расширять структуру исходной базы данных с ее настройкой под определенные параметры.
6. Универсальность. Использовать рассматриваемый инструмент могут специалисты разных направлений: разработчики баз данных, программисты, администраторы, менеджеры, а также конечные пользователи.
7. Бесплатное распространение. Писать SQL-запросы можно в бесплатных СУБД. Это делает изучаемый инструмент более доступным.
8. Простой и понятный синтаксис. Он напоминает английский язык. Простые запросы сможет без существенных затруднений сформировать даже тот, кто далек от разработки программного обеспечения.

SQL не зависит от конкретной СУБД, что позволяет переносить данных из одного информационного массива в другой, не меняя структуру и не внося серьезные доработки.

Несмотря на уровень распространенности изучаемого инструмента, он все равно имеет некоторые недостатки. Знать о них должен каждый, кто заинтересовался в той или иной степени работой с базами данных реляционного типа.

К недостаткам SQL можно отнести:

1. Отсутствие 100 % реляционности. Строки в рассматриваемом инструменте могут повторяться. SQL предусматривает неопределенные значения, высокую избыточность и другие отступления от канонов реляционности.
2. Сложность в освоении. Изначально среда создавалась в качестве простого и понятного инструмента. Со временем язык эволюционировал и стал достаточно сложным. Это привело к тому, что он был переведен в категорию инструментов для разработчиков.
3. Проблемы совместимости. Старые версии не поддерживают древовидные иерархические структуры, которые имеются во многих современных базах данных.

Крупные IT-компании участвуют в совершенствовании рассматриваемого инструмента. Они отходят в своих разработках от начальных канонов SQL и создают собственные его диалекты. Это не лучшим образом отражается на интеграции новых цифровых продуктов с существующими базами данных различных типов.

Области применения

Язык запросов к базам данных имеет широкое распространение. Он используется там, где необходимо хранить и структурировать информацию в больших объемах. Вот – несколько наиболее известных отраслей, где пригодится изучаемый инструмент:

1. Реклама и маркетинг. Маркетологи с помощью баз данных занимаются анализом рынка, оценкой работы конкурентов. Благодаря поиску нужных сведений удается разработать оптимальную концепцию дальнейшего поведения компании на рынке и привлечь к продукции внимание новых клиентов.
2. Банковское дело. Каждая финансовая компания имеет данные по клиентам, собранные в единый информационный массив. С помощью SQL организовывается безопасный доступ к личным пользовательским данным. Специалисты смогут проанализировать финансы каждого клиента, рассчитать финансовые риски, а также настроить информационную рассылку и принять оптимальное решение при запросе кредита/ипотеки.
3. Торговля. Менеджерам или руководителям предприятия может требоваться организация анализа продаж и востребованности отдельных товаров и услуг.  С помощью изучаемого инструмента получится просмотреть остатки на складах, сформировать заказы. Для покупателей SQL тоже полезен. С его помощью потенциальные покупатели могут собирать через онлайн-каталоги заказы и искать продукцию по тем или иным параметрам. Все это положительно сказывается на времени обнаружения товаров.
4. Логистика. Еще одна область деятельности человека, в которой работа с базами данных и SQL имеет огромное значение. Взаимодействовать здесь приходится с клиентскими базами данных о грузах и маршрутах. Грамотная структура БД в логистике – это основа стабильной работы.
5. Разработка программного обеспечения. Для работы сайтов и программ требуются базы данных. Управлять ими и производить необходимую настройку помогает рассматриваемый инструмент. Представить себе веб-портал без SQL невозможно.

В других областях деятельности рассматриваемый инструмент тоже встречается, но реже. Он изучается в школах и университетах на базовом уровне.

Принцип работы

Чтобы лучше понять принцип работы языка SQL, необходимо рассмотреть один наглядный пример. Пусть подразумевается отображение профиля в социальной сети «Вконтакте».

Здесь будет наблюдаться следующий принцип работы:

1. Пользователь открывает браузер и заходит в социальную сеть «Вконтакте».
2. Сервер получает запрос на выгрузку данных о клиенте и получает из базы данных идентификатор пользователя. Он представляет соответствующие сведения в качестве ссылки на профиль.
3. Система формирует при помощи рассматриваемого инструмента запрос в базе данных на поиск пользователя по ID (номеру).
4. Профиль обнаруживается и выводится пользователю на экран.

Данный алгоритм применим к любой задаче, где необходимо работать с БД: пользователь формирует и отправляет запрос на сервер, сервер считывает присланную команду и обрабатывает ее, а затем выдает тот или иной результат.

Основы работы с SQL

Для чего нужно использовать изучаемый инструмент, понятно. Теперь можно приступить к изучению основ работы с ним.

База данных

База данных SQL представляет собой большую таблицу с данными. Она напоминает таблицу в Excel, но хранить в такой БД удается не сотни мегабайт информации, а целые терабайты.

SQL предназначается для работы с реляционными базами данных – множеством таблиц, которые связаны друг с другом. Каждая таблица при работе с рассматриваемым инструментом включает в себя:

1. Ключи. Это – идентификатор сущности в таблице. Сущность – информация в базе данных. В качестве ключа может выступать порядковый номер строки. Ключи делятся на несколько типов: первичные, внешние и потенциальные. Первый тип – уникальный идентификатор данных, второй – используется для связи таблиц и сущностей в них. Третий тип – альтернативное значение, которое может вместе с первичным ключом идентифицировать сущность в имеющейся таблице.
2. Атрибуты. Такое название получили столбцы с одним параметром.
3. Домены – типы значения атрибута.
4. Кортежи – пронумерованные строки в таблице.
5. Значения – содержимое той или ной ячейки.
6. Индекс – объект базы данных, используемый для более легкого поиска информации.

Для работы с базами данных и запросами необходимо использовать не только язык SQL, но и СУБД. Это – своеобразные посредники между пользователями и серверами, где хранятся информационные таблицы. СУБД представляют собой комплекс программного обеспечения для обработки БД. Они бывают бесплатными и коммерческими. Первый вариант более предпочтителен для новичков и обучения.

Операторы

Для работы с рассматриваемым инструментом необходимо использовать специальные команды. Они делятся на несколько групп:

1. DDL – операторы определения данных. Они поддерживают работу с целыми таблицами. Сюда можно отнести CREATE TABLE (создание таблицы) или CREATE DATABASE (создание БД), DROP – удаление таблицы или базы, USE – использование необходимого элемента.
2. DML – операторы манипуляции данными, которые работают непосредственно с табличным содержимым. Сюда относят: UPDATE – обновление информации, INSERT – добавление новых сведений, SELECT (FROM/WHERE) – выбор информации по параметру, DELETE – удаление.
3. DLC – операторы управления доступа к данным для разных пользователей. К этой категории относят GRANT – открытие доступа, а также DENY – запрет доступа.

SQL использует команды для работы с клиент-серверными моделями и операторы защиты от несанкционированного копирования и распространения.

Также используется TCL – язык управления транзакциями, то есть сериями команд, выполняемых поочередно. Если хотя бы одна операция не выполнена, все последующие будут отменены. Примером может послужить оплата в режиме онлайн. Здесь в качестве примеров выступают COMMIT TRANSACTION – изменение команд в цепочке, SAVE TRANSACTION – промежуточная точка сохранения внутри транзакции, BEGIN TRANSACTION – начало транзакции.

Выучить основы языка запросов SQL – это не так трудно. Ускорить процесс помогут дистанционные компьютерные курсы. На них в срок от пары месяцев до года пользователя научат не только работать с рассматриваемым инструментом, но и взаимодействовать с различными СУБД.

Прокачать навыки работы с базами данных можно на курсах Otus.