Використання SQL в прикладному програмуванні

Введення

Накопичена інформація в сучасних інформаційних технологіях зберігається і організовано в базах даних. Ці бази даних створюються і працюють за допомогою систем управління базами даних (СУБД).

Розвиток комп'ютерних технологій, збільшення обсягу та структурної складності збережених даних, збільшення числа користувачів інформаційних систем призвели до поширення реляційних СУБД.

Користуватися базами даних з різних куточків світу, з різних архітектур ЕОМ по мережі можна за допомогою одного стандартного мови маніпулювання даними. Розроблений в 1974 мову SQL фірмою IBM для експериментальної реляційної СУБД System R став стандартом (спочатку де-факто), завдяки поширенню двох СУБД (тієї ж фірми) - SQL/DS (1981 рік) і DB2 (1983 рік), а визнання SQL міжнародним стандартом відбулося в 1987 році.

Реалізація в SQL концепції операцій, орієнтованих на табличне представлення даних, дозволило створити компактний мову з невеликим (менше 30) набором пропозицій. SQL може використовуватися як інтерактивний (для виконання запитів) і як вбудований (для побудови прикладних програм).

Програмісти користуються мовою SQL, щоб писати додатки, у яких містяться звернення до баз даних. Одні й ті ж оператори SQL використовуються як для інтерактивного, так і для програмного доступу, тому частини програм, що містять звернення до базі даних, можна спочатку тестувати в інтерактивному режимі, а потім вбудовувати в програму. У традиційних базах даних для програмного доступу використовуються одні програмні кошти, а для виконання негайних запитів -- інші, без будь-якого зв'язку між цими двома режимами доступу.

Багато сучасних СУБД мають власні мови програмування, ряд яких включає в себе SQL. Інші працюють з програмами, написаними на одному з поширених алгоритмічних мов (Сі, Паскаль або Фортран), в які включаються пропозиції SQL. Для обміну інформацією з частинами програми, написаними на будь-яких з цих мов, існують спеціальні конструкції SQL, що дозволяють працювати зі змінними та (або) окремими рядками таблиць.

У письмовій роботі буде розглянуто використання SQL в прикладному програмуванні.

У першому розділі мова піде про структуру модуля SQL і вбудованому SQL. Визначення процедур.

У другому розділі описані оператори маніпулювання даними. Оператори, пов'язані з курсором, а так само поодинокі оператори маніпулювання даними.

У третьому розділі буде розглянуто динамічний SQL в Oracle V.6.

1. Мова модулів і вбудований SQL

У стандарті SQL/89 визначені два способи взаємодії з БД з прикладної програми, написаної на традиційному мовою програмування.

Перший спосіб полягає в тому, що всі оператори SQL, з якими може працювати дана прикладна програма, зібрані в один модуль і оформлені як процедури цього модуля. Для цього SQL/89 містить спеціальний под'язик - мова модулів. При використанні такого способу взаємодії з БД прикладна програма містить виклики процедур модуля SQL з передачею їм фактичних параметрів і отриманням відповідних параметрів.

Другий спосіб полягає у використанні так званого вбудованого SQL, коли з використанням спеціального синтаксису в програму на традиційному мовою програмування вбудовуються оператори SQL. У цьому випадку з точки зору прикладної програми оператор SQL виконується "по місця ". Явна параметризація операторів SQL відсутній, але у вбудованих операторах SQL можуть використовуватися імена змінних основної програми, і за рахунок цього забезпечується зв'язок між прикладною програмою і СУБД.

Концептуально ці два способи еквівалентні. Більше того, в стандарті встановлюються правила породження неявного модуля SQL по програмі з вбудованим SQL. Однак у більшості реалізацій оператори SQL, що містяться в модулі SQL, і вбудовані оператори SQL обробляються суттєво по-різному. Модуль SQL звичайно компілюється окремо від прикладної програми, в результаті чого породжується набір так званих збережених процедур (у стандарті цей термін не використовується, але поширений в комерційних реалізаціях). Тобто у випадку використання модуля SQL компіляція операторів SQL проводиться один раз, і потім відповідні процедури скільки завгодно разів можуть викликатися з прикладної програми.

На відміну від цього, для операторів SQL, вбудованих в прикладну програму, компіляція цих операторів зазвичай проводиться кожного разу при їх використанні (правильніше сказати, при кожному першому використанні оператора при даному запуску прикладної програми).

Звичайно, користувачі не зобов'язані знати про це технічному відмінності в обробці двох видів взаємодії з СУБД. Існують і такі системи, які виробляють одноразову компіляцію вбудованих операторів SQL і зберігають скомпільованій код. Але все-таки краще мати це на увазі.

При використанні мови модулів текст прикладної програми має менший розмір, взаємодії з СУБД більш локалізовані за рахунок наявності явних параметрів виклику процедур. З іншого боку, для розуміння сенсу поведінки прикладної програми буде потрібно одночасне читання двох текстів. Крім того, як здається, синтаксис модуля SQL може істотно відрізнятися в різних реалізаціях. Вбудований SQL надає можливість виробництва більш "самосодержащіхся" прикладних програм. Є більше підстав розраховувати на простоту перенесення такої програми в середу інший СУБД, оскільки стандарт вбудовування більш-менш дотримується. Основним недоліком є деякий PL-подібний вид таких програм, незалежно від вибраного основного мови.

1.1. Мова модулів

Структура модуля SQL в стандарті SQL/89 визначається наступними синтаксичними правилами:

::=

[...]

...

:: = MODULE []

:: = LANGUAGE (COBOL | FORTRAN | PASCAL | PLI)

::=

AUTHORIZATION

:: =

Істотно, що кожен модуль SQL орієнтований на використання в програмах, написаних на конкретній мові програмування. Якщо в модулі присутні процедури роботи з курсором, то всі курсори повинні бути специфікована на початку модуля. Зауважимо, що оголошення курсору не занурюється в яку-небудь процедуру, оскільки це описовий, а не виконуваний оператор SQL.

1.1.2. Визначення процедури

Процедури в модулі SQL визначаються наступними синтаксичними конструкціями:

::=

PROCEDURE

...;

;

::=

|

:: = SQLCODE

::=

|

|

|

|

|

|

|

|

|

|

Імена всіх процедур в одному модулі повинні бути різні. Будь-яке ім'я параметра, що міститься в операторі SQL процедури, повинно бути специфікована в розділі оголошення параметрів. Число фактичних параметрів при виклику процедури має збігатися з кількістю формальних параметрів, зазначених при її оголошенні. Список формальних параметрів кожної процедури повинен містити рівно один параметр SQLCODE (код відповіді процедури; можливі значення кодів відповіді стандартизовані, але деякі з них визначаються в реалізації).

1.2. Вбудований SQL

Оскільки в стандарті SQL/89 НЕ специфікована (навіть в додатках) правила вбудовування SQL в мову Сі, ми наведемо тільки загальні синтаксичні правила встраивания, що використовуються для будь-якої мови. Це допоможе оцінити "ступінь стандартності" конкретної реалізації.

::=

(

|

| )

[]

:: = EXEC SQL

:: = END EXEC |;

::=

(...]

::=

BEGIN DECLARE SECTION []

::=

END DECLARE SECTION []

:: =:

::=

WHENEVER

:: = SQLERROR | NOT FOUND

:: = CONTINUE |

:: = (GOTO | GO TO)

:: =: |

Вбудовувані оператори SQL, включаючи оголошення курсору, а також розділи оголошення виняткових ситуацій і змінних основної програми, повинні бути оточені дужками EXEC SQL і END EXEC. Оголошення курсору повинно зустрічатися текстуально раніше будь-якого оператора, що посилається на цей курсор. Всі змінні основної програми, які використовуються під вбудованих операторів SQL, повинні бути оголошені в текстуально що передує цього оператору розділі оголошення змінних основної програми. При цьому синтаксис оголошення змінної відповідає синтаксису основної мови програмування, але імені змінної передує двокрапка.

Механізм обробки виняткових ситуацій в SQL/89 виключно простий (можна сказати, примітивний). Можна задавати реакцію на виникнення двох видів умов: SQLERROR - це умова появи у змінній SQLCODE після виконання вбудованого оператора від'ємного значення; NOT FOUND - умова появи в SQLCODE значення +100 (цей код означає вичерпання курсору). Реакція може полягати у виконанні безумовного переходу на мітку основної програми (дія GO TO), або відсутні (дія CONTINUE). Спрацьовує той оператор визначення реакції на виняткову ситуацію, який текстуально ближче від початку програми до даного оператора SQL.

Зауважимо, що в багатьох реалізаціях підтримується два виду кодів відповіді при виконанні операторів SQL (вбудованих або взятих з модуля): через змінну SQLCODE з кодами відповіді, що подаються цілими числами і через змінну SQLSTATE з кодами відповіді, які кодуються десятковими числами, представленими в текстовій формі. Є тенденція до переходу на використання тільки механізму SQLSTATE, але в стандартних реалізаціях повинен підтримуватися механізм SQLCODE.

2. Набір операторів маніпулювання даними

У стандарті SQL/89 визначений дуже обмежений набір операторів маніпулювання даними. Їх можна класифікувати на групи операторів, пов'язаних з курсором; одиночних операторів маніпулювання даними; і операторів завершення транзакції. Всі ці оператори можна використовувати як у модулях SQL, так і у вбудованому SQL. Зауважимо, що в SQL/89 не визначений набір операторів інтерактивного SQL.

2.1. Оператори, пов'язані з курсором

Оператори цієї групи об'єднує те, що всі вони працюють з деяким курсором, оголошення якого має міститися в тому ж модулі або програмі з вбудованим SQL.

Оператор оголошення курсору

Синтаксис оголошення курсору виглядає таким так:

::=

DECLARE CURSOR FOR

::=

[ ...]

::=

| UNION [ALL]

:: = | ()

::=

ORDER BY

[(, }...]

::=

( | )

[ASC | DESC]

В оголошенні курсору можуть задаватися запити найбільш загального вигляду з можливістю виконання операції UNION і сортуванням кінцевого результату. Цей оператор не є виконуваним, він тільки пов'язує ім'я курсору зі специфікацією курсору.

Оператор відкриття курсору

Оператор описується таким синтаксичним правилом:

:: = OPEN

У реалізаціях вбудованого SQL звичайно потрібно, щоб оголошення курсору текстуально передувало оператору відкриття курсору. Оператор відкриття курсору має бути першим в серії виконуваних операторів, пов'язаних із заданим курсором. При виконанні цього оператора здійснюється підготовка курсору до роботи над ним. Зокрема, у цей момент проводиться зв'язування специфікації курсору з значеннями змінних основного мови в випадку вбудованого SQL або параметрів у випадку модуля.

У більшості реалізацій у випадку вбудованого SQL саме виконання оператора відкриття курсору призводить до компіляції специфікації курсору.

Наступні оператори можна виконувати в довільному порядку над відкритим курсором.

Оператор читання черговий рядка курсору

Синтаксис оператора читання наступний:

::=

FETCH INTO

::=

[{,< target specification >}...]

У операторі читання вказується ім'я курсору і обов'язковий розділ INTO, що містить список специфікацій призначення (список імен змінних основної програми у випадку вбудованого SQL або імен "вихідних" параметрів у випадку модуля SQL). Число і типи даних в списку призначень повинні збігатися із числом і типами даних списку вибірки специфікації курсору.

Будь-який відкритий курсор завжди має позицію: він може бути встановлений перед деякої рядком результуючої таблиці (перед першим рядком відразу після відкриття курсору), на деяку рядок результату або за останнім рядком результату.

Якщо таблиця, на яку вказує курсор, стає порожній, або курсор позиціонується на останній рядок або за нею, то при виконання оператора читання курсор встановлюється в позицію після останньої рядки, параметру SQLCODE присвоюється значення 100, ніякі значення не присвоюються цілям, ідентифікованим у роздiлi INTO.

Якщо курсор встановлений в позицію перед рядком, то він встановлюється на цей рядок, і значення цього рядка присвоюються відповідним цілям.

Якщо курсор встановлений на рядок r, відмінну від останнього рядка, то курсор встановлюється на рядок, безпосередньо наступну за рядком r, і значення з цієї наступного рядка присвоюються відповідним цілям.

У SQL89 щоб параметризовані курсор невизначеним значенням або дізнатися, що вибране з чергового рядка значення є невизначеним, використовуються індикаторні параметри та змінні. Якщо відомо, що значення, що передається з основної програми СУБД або приймається основною програмою від СУБД, може бути невизначеним, і цей факт цікавить прикладного програміста, то специфікація параметра або змінної в операторі SQL має вигляд: [INDICATOR] при специфікації параметра, і [INDICATOR] при специфікації змінної. Негативне значення індикаторного параметра або індикаторної змінної (вони повинні бути цілого типу) відповідає невизначеному значенню параметра або змінної.

Оператор позиційного видалення

Синтаксис цього оператора наступний:

::=

DELETE FROM

WHERE CURRENT OF

Якщо вказаний в операторі курсор відкритий і встановлено на деяку рядок, і курсор визначає змінну таблицю, то поточний рядок курсору видаляється, а він позиціонується перед наступним рядком. Таблиця, зазначена в розділі FROM оператора DELETE, повинна бути таблицею, зазначеної в самому зовнішньому розділі FROM специфікації курсору.

Оператор позиційної модифікації

Оператор описується наступними синтаксичними правилами:

::=

UPDATE

SET

[(, }...]

WHERE CURRENT OF

::=

::=

[(, }...]

Результатом одиночного оператора вибірки є таблиця, що складається не більше ніж з одного рядка, список цілей специфікується в самому операторі.

Оператор пошукового видалення

Оператор описується таким синтаксичним правилом:

::=

DELETE FROM

WHERE [

]

Таблиця T, зазначена в розділі FROM оператора DELETE, повинна бути змінною. На умова пошуку накладається та умова, що на таблицю T не повинні містити посилання ні в якому вкладеному підзапит предикатів розділу WHERE.

Фактично оператор виконується таким чином: послідовно проглядаються всі рядки таблиці T, і ті рядки, для яких результатом обчислення умови вибірки є true, видаляються з таблиці T. При відсутності розділу WHERE видаляються всі рядки таблиці T.

Оператор пошукової модифікації

Оператор володіє наступним синтаксисом:

::=

UPDATE

SET

[(, }...]

[WHERE

]

::=