Что такое SQL: структура, назначение и работа с ним

Вся информация, с которой вы сталкиваетесь в интернете, хранится в базах данных. Здесь находятся данные о сотрудниках и клиентах компаний, результаты научных исследований, расписания рейсов и многое другое. Работать с такими объёмами данных вручную — задача крайне сложная и трудоёмкая. Именно поэтому был создан SQL — язык для взаимодействия с базами данных.

Что такое SQL?

SQL (Structured Query Language, или язык структурированных запросов) — это декларативный язык программирования, используемый для создания, обработки и хранения данных в реляционных базах данных (БД).

На чистом SQL нельзя создать программу. Этот язык предназначен для работы с базами данных: для получения, добавления, изменения или удаления данных, а также для управления доступом и другими функциями. Поэтому перед изучением SQL стоит понять, как устроены базы данных.

Где используется SQL?

Существует два типа баз данных: реляционные и нереляционные. SQL применяется для работы только с реляционными БД. Нереляционные базы данных часто называют NoSQL, что означает «не SQL». Эти два термина связаны с типом БД, а не с языками программирования.

Реляционные БД можно представить как набор двумерных таблиц — например, как в Excel с его строками, столбцами и ячейками. Однако, хотя эта визуализация полезна, она не совсем точна. Рассмотрим пример: база данных строительной фирмы, которая проектирует дома и передаёт проекты подрядчикам.

Чем база данных отличается от таблицы?

В отличие от обычных таблиц, в базе данных:

• Столбцы и строки не имеют фиксированного расположения.
• Каждый столбец имеет определённый тип данных (домен). Например, в столбцах cost и num_floors могут быть только числа, а в столбце client — только текст.
• Каждая строка должна быть уникальной, то есть не может повторяться.

В базе данных используются другие термины: столбец — это атрибут, строка — запись (или кортеж), а сама база данных — это отношение между этими элементами.

Нормализация в реляционных базах данных

Предположим, что база данных строительной фирмы не очень хорошо организована. Допустим, если подрядчик сменит телефон, информацию о нём придётся обновить в каждой записи. В реальной жизни таких данных будет намного больше, и это приведёт к множеству ошибок.

Чтобы избежать таких проблем, используется нормализация — процесс разделения таблиц и присваивания уникальных ключей записям, чтобы их можно было точно идентифицировать. Нормализация помогает уменьшить избыточность и риски ошибок.

Для связывания таблиц в реляционных БД используются ключи:

• Первичный ключ уникально идентифицирует запись в таблице.
• Внешний ключ связывает одну таблицу с другой.
• Родительский ключ — это первичный ключ, на который ссылаются внешние ключи.

SQL и системы управления базами данных (СУБД)

Реляционные базы данных нельзя изменять напрямую. Для этого необходима система управления базами данных (СУБД), которая получает от пользователя команды и выполняет их. Эти команды записываются на SQL.

SQL — это декларативный язык. То есть, при написании запросов мы указываем, что именно хотим получить от базы данных, а как СУБД это сделает — не важно. Конечно, знания о том, как работают алгоритмы СУБД, могут помочь в оптимизации запросов, но для базовых операций этого не требуется.

Типы SQL-команд

SQL-команды делятся на несколько категорий:

1. DDL (Data Definition Language) — команды для создания, изменения и удаления таблиц.
2. DML (Data Manipulation Language) — команды для работы с данными: создание, изменение, удаление записей.
3. DCL (Data Control Language) — команды для управления доступом к данным.
4. TCL (Transaction Control Language) — команды для управления транзакциями.

Применение SQL

Согласно индексу популярности СУБД TOPDB, в декабре 2022 года более 70% запросов приходилось на реляционные СУБД. Рейтинг DB-Engines показывает, что реляционные базы данных составляют 71,7% от всех поисковых запросов.

Без баз данных не может существовать ни один современный сайт или информационная система. Большинство из них работают именно с реляционными БД, и для управления такими базами требуется знание SQL.

Знание SQL полезно не только программистам. Аналитики данных, маркетологи, тестировщики и менеджеры часто используют SQL для обработки и извлечения информации из БД, что помогает им принимать более обоснованные решения.

Основные операторы SQL

SQL-запросы напоминают простые предложения на естественном языке. Например, если мы хотим получить номер телефона подрядчика из базы данных строительной фирмы, запрос будет выглядеть так:

SELECT tel FROM contractors WHERE id = 1;

Этот запрос можно перевести как: «Выберите значение из столбца tel таблицы contractors, где id равен 1».

Несмотря на то, что SQL-команды могут варьироваться в зависимости от диалекта СУБД (например, PL/SQL, T-SQL), основная структура запросов остаётся одинаковой.

Вот основные операторы SQL:

• CREATE DATABASE — создаёт базу данных.
• DROP DATABASE — удаляет базу данных.
• USE — указывает СУБД, с какой базой данных работать.
• CREATE TABLE — создаёт таблицу.
• DROP TABLE — удаляет таблицу.
• INSERT INTO — добавляет данные в таблицу.
• UPDATE — обновляет данные.
• DELETE FROM — удаляет данные.
• SELECT — выбирает данные.
• FROM — указывает таблицу, из которой извлекаются данные.
• WHERE — задаёт условия выборки.
• ORDER BY — сортирует результаты.
• JOIN — объединяет несколько таблиц.
• SUM() — суммирует значения.
• MIN() — находит минимальное значение.
• MAX() — находит максимальное значение.
• AVG() — вычисляет среднее значение.
• ROUND() — округляет значения.

Для работы с агрегатными функциями используются операторы GROUP BY (для группировки) и HAVING (для фильтрации агрегированных данных).

Самое главное

• SQL — это язык программирования для работы с реляционными базами данных.
• Реляционные базы данных — это набор таблиц, которые могут быть связаны друг с другом через ключи.
• SQL-команды выполняются через системы управления базами данных.
• Существуют различные диалекты SQL, но основной синтаксис остаётся одинаковым.
• SQL-запросы написаны на естественном языке и содержат операторы для работы с данными.

Если вы хотите научиться эффективно работать с базами данных и освоить SQL, не упустите шанс прокачать свои навыки! Знание SQL открывает множество карьерных возможностей, от разработки и аналитики до управления данными и бизнес-анализа.

Запишитесь на курс и получите все необходимые знания для уверенной работы с реляционными базами данных. Подробности и регистрация — по ссылке. Начните учиться уже сегодня и станьте экспертом в работе с данными!