Введение в структурированный язык запросов - SQL

Правила определения имен

Как и в любом языке, имена используются для идентификации элементов и объектов языка. В этом отношении имя есть идентификатор объекта SQL. Имена бывают длинными (до 18 символов) и короткими (до 8 символов). Также различают обыкновенный идентификатор, который начинается с буквы или символов #, @, $ и состоит из букв, цифр и символа _, и идентификатор в апострофах (Delimited Identifier), который состоит из произвольных символов, заключенных в двойные кавычки.

Объекты SQL именуются в соответствии со своей иерархией, и могут иметь квалифицируемые имена, когда имя объекта квалифицируется именем охватывающего объекта, присоединенного к имени вложенного объекта через точку. По стандарту SQL охватывающим является имя схемы, которое есть практически во всех реализациях реляционных СУБД, в том числе и в Oracle. Нижеследующие объекты SQL должны иметь уникальное имя.

• Имя пользователя (Authorization ID), для идентификации которого используется короткий идентификатор, обозначающий пользователя базы данных.
• Колонки таблицы или представления базы данных, для идентификации которых используется, возможно, квалифицируемый длинный идентификатор. Имя колонки квалифицируется посредством либо имени таблицы, либо имени представления, либо алиасным (корреляционным) именем таблицы, назначенным в команде SQL.
• База данных, для идентификации которой используется короткий идентификатор, обозначающий базу данных. Имя базы данных может начинаться только с буквы и состоять из букв и цифр.
• Индексы таблиц, для идентификации которых используются, возможно, квалифицируемый длинный идентификатор. Имя индекса квалифицируется именем пользователя, который выдает команду, использующую данный индекс.
• Пароль авторизации доступа, для идентификации которого используется короткий идентификатор.
• Внутренние (связанные с командой SQL) переменные (Bind Variable), для идентификации которых используются обыкновенные идентификаторы или цифры с предшествующим им двоеточием.
• Команды SQL, для идентификации которых используются длинные идентификаторы. Имя команды определяется пользователем.
• Синонимы таблиц и представлений, для идентификации которых используются длинные идентификаторы. Синонимы сохраняются в системном каталоге и используются в качестве альтернативных имен таблиц и представлений.
• Таблицы базы данных, для идентификации которых используются, возможно, квалифицируемые длинные идентификаторы. В качестве квалификаторов применяются имена пользователей.
• Представления (виртуальные таблицы) базы данных, для идентификации которых используются, возможно, квалифицируемые длинные идентификаторы. В качестве квалификаторов применяются имена пользователей.
• События таймера, для идентификации которых используются, возможно, квалифицируемые длинные идентификаторы. В качестве квалификаторов применяются имена пользователей.
• Хранимые процедуры, для идентификации которых используются, возможно, квалифицируемые длинные идентификаторы. В качестве квалификаторов применяются имена пользователей.
• Триггеры, для идентификации которых используются, возможно, квалифицируемые длинные идентификаторы. В качестве квалификаторов применяются имена пользователей.

Таким образом, способ именования и идентификации объектов реляционной базы данных задается отчасти их иерархией и подчиняется следующим общим правилам:

• имена столбцов должны быть уникальны в таблице;
• имена таблиц должны быть уникальны в схеме;
• имена схем должны быть уникальны в каталоге (базе данных);
• для доступа к объекту базы данных используется квалификация имени;
• для идентификаторов объектов используются буквы, цифры и символы подчеркивания.

Домены и допустимые типы данных

В информационной модели, создаваемой на этапе анализа, среда реализации не учитывается. Аналитик просто определяет атрибуты как строку, число или дату, в идеале он также назначает атрибуту домен. В контексте аналитика домен - это просто тип атрибута, например деньги или рабочий день. Аналитик может включить ряд проверок допустимости или правил обработки, например требование, что значение должно быть положительным, ненулевым и иметь максимум два десятичных разряда (это полезно для сумм долларовых трат, выставляемых банком на другой банк). Использование доменов аналитиком упрощает задачу обеспечения непротиворечивости. При переходе к проектированию физической модели проектировщику необходимо знать возможности выбранной СУБД по назначению типов данных колонок. В логической модели данных значения, которые может принимать атрибут отношения, также задаются доменом, который наследуется из информационной модели. В физической модели базы данных требуется, чтобы каждый атрибут отношения в базе данных обладал рядом свойств, которые диктуют, что в нем может храниться и что не может. Этими свойствами являются тип, размер и ограничения, которые могут еще более ограничивать допустимый набор значений столбца. Задача состоит в преобразовании домена в подходящий тип данных, поддерживаемый СУБД. Таким образом, проектировщик базы данных должен знать, какими типами данных он располагает при решении вышеуказанной задачи.

В контексте проектирования физической модели реляционной базы данных домен - это выражение, определяющее разрешенные значения для колонок (атрибутов) отношения. При описании таблицы реляционной базы данных каждой колонке назначается определенный тип данных. Практически основу определения домена составляет тип данных, содержащихся в колонке, поскольку большинство встроенных типов задают разрешенный интервал значений данных.

Пример. Колонку в базе данных можно описать следующим образом:

amount NUMBER (8,2) NOT NULL CONSTRAINT cc_limit_amnt CHECK (amount > 0)

В этой колонке можно размещать только числовые данные; она должна быть заполнена для каждой таблицы; ее значение должно быть положительным; точность этого значения - два значащих десятичных разряда. Максимальное значение, которое может храниться в этом столбце, - 999999.99. В этом простом определении колонки мы фактически определили ряд неявных правил, проверку которых Oracle принудительно включает при вводе данных в базу данных.

Как видно, дальнейшее определение домена колонки (после присвоения ей типа) выполняется проектировщиком с помощью уточнений правил изменения значений. Такие уточнения поддерживаются в SQL с помощью механизма ограничений в спецификации колонки в таблице (см. далее). В этом разделе мы рассмотрим связь между понятием домена и допустимыми в СУБД типами данных.

В стандарт SQL-92 введено понятие доменов, определенных пользователем. Определение таких доменов базируется на встроенных типах данных СУБД.

Допустимые типы данных

Все допустимые типы данных описаны в стандарте SQL-92, но в большинстве диалектов поддерживается расширенный список типов данных. Однако любой диалект SQL поддерживают три общих типа данных: строковые, числовые и тип для представления даты и времени. Задание типа данных определяет значения и длину данных, а также формат их представления при визуализации.

Для всех типов данных определено так называемое нуль-значение, которое указывает на отсутствие данных в колонке указанного типа, т.е. то обстоятельство, что значение данных в текущий момент времени неизвестно.

Описание типов, данное в таблице ниже, относится к диалекту SQL для СУБД SQLBase, которое имеет существенные отличия от предписаний стандарта SQL. В комментарии уточняются сведения о типах данных, принятые в реализации СУБД Oracle. Жирным шрифтом выделена часть зарезервированного слова для определения типа, которую можно использовать как аббревиатуру при определении типа в спецификации колонки.

Данные строкового типа представляют собой последовательность строк символов. Строковые данные могут быть заданы как с предопределенной длиной (ключевые слова char или varchar (длина строки)), так и без указания длины (ключевое слово long varchar ) для представления строк произвольной длины. Тип данных varchar2 определяет строку символов переменной длины, имеющую максимальный размер size. В отличие от строкового типа с предопределенной длиной, со строками long varchar не допускаются операции сравнения, и они не могут быть использованы в выражениях и как аргументы большинства встроенных функций. В Oracle этот тип не может быть использован в определении последовательности. Строки последнего типа могут применяться для сохранения битовых образов. Стандарт SQL-92 не имеет типа long varchar и varchar.

Обратим внимание на тип данных varchar2. Он, так же как и тип данных char, предназначен для представления алфавитно-цифровых данных. Но он имеет формат переменной длины. Последнее означает, что длина колонки такого типа равна числу символов в ней, в то время как колонка типа char использует все определенное для нее пространство. Сравним две колонки с содержанием 'abc', но с типами varchar2(5) и char(5). Первая занимает действительно 3 байта, а вторая - 5 байт. Оставшиеся два байта заполняются символом "white space", который аналогичен пропуску, возникающему при нажатии на клавиатуре клавиши space bar. Несмотря на то, что колонки содержат одинаковые строки, они не равны, так как первая в 4-й и 5-й позициях содержат null-значение, а вторая в тех же позициях содержит white space. Это может привести к проблемам при соединении таблиц по таким колонкам. Обычно колонки типа varchar2 не планируются для использования в процедурах поиска данных в базе данных. В них хранят текст.

Существует два типа числовых данных.

1. Целые и вещественные значения (например, сальдо банковского счета или ставка процента). Они являются объектом математической обработки.
2. Строковые числовые данные, в которых единственно допустимыми символами являются цифры (например, номера банковских счетов).

Числовые типы данных предназначены для представления целых чисел, чисел с десятичной точкой и чисел с плавающей точкой. Любое представление чисел задается своей точностью и масштабом. Точность определяет допустимое представлением количество значащих цифр числа, а масштаб - количество значащих цифр после десятичной точки.

Для представления целых чисел используются типы interger (точность 10 значащих цифр) и smallint (точность 5 значащих цифр).

Для представления чисел с фиксированной десятичной точкой используются типы number (точность, масштаб) (для чисел с точностью до 15 значащих цифр) и decimal (точность, масштаб) (для чисел заданной точности до 15 значащих цифр). Если указать для колонки тип number без задания масштаба, максимальное число значащих цифр для Oracle будет 105. Вместо задания точности и масштаба может быть указан символ *. Это будет эквивалентно заданию просто типа number. Различие между этими типами данных состоит в том, что для типа number нет необходимости следить за точностью при выполнении операций.

При выполнении операций с числами этих типов действуют следующие формулы для определения точности и масштаба результата (p - точность, s - масштаб):

сложение/вычитание
	точность=max{min[15, max(p1-s1, p2-s2)+max(s1, s2)+1]}
	масштаб=max[s1, s2]
деление
	точность=15
	масштаб=15-p1+s1-s2
умножение
	точность=min{15, p1+p2}
	масштаб=min{15, s1+s2}

Для представления чисел с плавающей точкой в SQL предусмотрены следующие типы данных:

• Double Precision - для чисел с точностью от 22 до 53 значащих цифр;
• Float (точность) - для представления чисел с точностью от 1 до 21 значащей цифры;
• Real - для чисел с точностью по умолчанию (зависит от конкретной реализации).

Тип данных для представления даты и времени отсутствует в стандарте SQL. Обычно в конкретных диалектах SQL используются три типа для представления таких данных:

• datestamp (timestamp) - для представления даты и времени;
• date - для представления даты;
• time - для представления времени.

В СУБД Oracle тип date принимает допустимые значения от 1 января 4712 ВС до 31 декабря 4712 АD. Формат по умолчанию - "ДД-МММ-ГГ".

В СУБД Oracle представлен набор типов данных для хранения объектов большого размера: Long Raw для хранения очень больших по размеру данных цифровой природы и raw для хранения битовых строк сравнительно небольшого размера.

В Oracle есть еще два типа данных для представления метки безопасности операционной системы (secure operating system label): msllabel в виде четырех последовательных байт и raw msllabel - в двоичном формате.

Правила преобразования типов представлены в таблице 8.9 ниже.