Построение реляционных баз данных (1088288), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Категории языков манипулирования реляционными данными

На сегодняшний день предложено четыре стратегии манипулирования реляци­онными данными. Первая из стратегий, реляционная алгебра (relational algebra), определяет операторы, действующие на отношения (они подобны операторам высшей алгебры +, - и т. д.). Эти операторы позволяют манипулировать отноше­ниями для достижения желаемого результата. Но реляционная алгебра трудна в использовании, отчасти потому, что она является процедурной. Это значит, что при использовании реляционной алгебры мы должны знать не только то, что мы делаем, но и то, как это делается.

Реляционная алгебра не используется в коммерческих системах обработки баз данных. Хотя ни одна коммерчески успешная СУБД не включает в себя ин­струментарий реляционной алгебры, мы будем обсуждать ее здесь, поскольку это поможет яснее представить себе манипулирование реляционными данными и заложит основу для изучения SQL.

Реляционное исчисление (relational calculus) — вторая стратегия манипулиро­вания реляционными данными. Реляционное исчисление не является процедур­ным; оно представляет собой язык, выражающий то, что мы хотим сделать, без указания на то, как этого достичь. Вспомните переменную интегрирования в ин­тегральном исчислении: эта переменная принимает значения из того диапазона, по которому происходит интегрирование. В реляционном исчислении есть по­добная переменная. В кортежио-реляционном исчислении областью значений этой переменной являются кортежи отношения, а в доменно-реляционном ис­числении — значения домена. В основе реляционного исчисления лежит область математики, называемая исчислением предикатов.

Если вы не собираетесь становиться теоретиком реляционной технологии, вам, скорее всего, не понадобится изучать реляционное исчисление. Оно никогда не используется в коммерческих системах обработки баз данных, и в его изуче­нии для наших целей нет необходимости. Таким образом, мы не будем обсуж­дать его в этой книге.

Хотя реляционное исчисление трудно для понимания и использования, его непроцедурный характер является преимуществом. Поэтому разработчики СУБД начали поиск других непроцедурных стратегий, который привел к появлению третьей и четвертой категорий языков манипулирования реляционными данными.

Языки, ориентированные на преобразования (transform-oriented languages), — это класс непроцедурных языков, которые преобразуют входные данные, имею­щие вид отношений, в результат, представляющий собой одно отношение. В этих языках имеются простые в использовании структуры, позволяющие указать дей­ствия, которые необходимо совершить с предоставленными данными. SQUARE, SEQUEL и SQL — это примеры языков, ориентированных на преобразования. Язык SQL будет подробно изучаться нами в главах 9, 12 и 13.

Четвертая категория языков манипулирования реляционными данными — это графические языки. К этой категории относятся запрос по образцу (Query-by-Example) и запрос из формы (Query-by-Form). В числе продуктов, поддерживаю­щих эту категорию, можно упомянуть Approach (фирмы Lotus) и Access. Поль­зователю выдается графическое представление одного отношения или более. Представление может иметь вид формы для ввода данных, электронной таблицы или какой-либо другой структуры. СУБД преобразует представление в соответ­ствующее отношение и формирует запросы (скорее всего, на SQL) от лица поль­зователя. После этого пользователи инициируют выполнение операторов DML, по они об этом не знают. Четыре категории языков манипулирования реляцион­ными данными:

• реляционная алгебра;

• реляционное исчисление;

• языки, ориентированные на преобразования (например, SQL);

• запрос по образцу, запрос из формы.

Интерфейсы языков манипулирования данными

В этом разделе мы рассмотрим четыре вида интерфейсов, с помощью которых осуществляется манипулирование информацией в базе данных.

Манипулирование данными посредством форм

В большинстве реляционных СУБД имеются средства для создания форм. Неко­торые формы генерируются автоматически при определении таблицы, другие должны создаваться разработчиком. Помощь в этом процессе может оказать ин­теллектуальный ассистент, присутствующий, например, в Access. Форма может иметь вид таблицы (электронной таблицы), в которой одновременно показыва­ются несколько строк отношения. Есть и другой вид форм, где каждая строка от­ношения представляется отдельно. На рис. 8.4 и 8.5 приведены примеры обоих типов форм для таблицы PATIENT с рис. 8.1. Большинство продуктов обеспечивают некоторую гибкость в обработке форм и отчетов. Например, строки для обработки могут выбираться по значениям столбцов и могут быть отсортированы. Таблица па рис. 8.4 отсортирована по значению поля AccountNumber.

Многие формы, генерируемые по умолчанию, содержат в себе данные только из одного отношения. Если нужно получить данные из двух или более отноше­ний, тогда, как правило, нужно создавать специальные формы с помощью средств СУБД. Такие средства позволяют создавать как многотабличные, так и много­строчные формы. Поскольку использование этих средств сильно зависит от кон­кретной СУБД, мы не будем рассматривать их далее.

Интерфейс языка запросов и обновлений

Второй тип интерфейса к базе данных — это язык запросов и обновлений (query/ update language), или просто язык запросов (query language). (Хотя большинство такого рода языков позволяют выполнять как запрос, так и обновление данных, их чаще всего называют языками запросов.) В этом случае пользователь вводит команды, которые указывают, какие действия необходимо произвести над базой данных. СУБД расшифровывает эти команды и выполняет предписанные дейст­вия. Рисунок 8.6 показывает, какие программы участвуют в обработке запроса.

Важнейшим из всех языков запросов является SQL. Чтобы дать вам пред­ставление о языках запросов, рассмотрим следующий SQL-оператор, который обрабатывает отношение PATIENT, показанное на рис. 8.1:

SELECT Name. DateOfBirth FROM PATIENT

WHERE Physician = "Levy"

Этот оператор извлекает из отношения PATIENT все строки, в которых атрибут Physician имеет значение 'Levy'. Значения атрибутов Name и DateOf Birth из этих строк он затем помещает во вторую таблицу.

Хранимые процедуры

Со временем пользователи и разработчики баз данных обнаружили, что некото­рые последовательности команд SQL приходится выполнять регулярно. Единст­венное, что при этом меняется, — это значения, указываемые в предложении WHERE. Например, при ежемесячном начислении платежей выполняются одни и те же SQL-операторы, но с различной датой закрытия. Чтобы учесть эту потреб­ность, производители СУБД ввели так называемые хранимые процедуры (stored procedures). Такая процедура представляет собой набор SQL-операторов, кото­рый хранится в файле и может быть запущен на выполнение одной командой. Параметры, указываемые в предложении WHERE и т. д., могут передаваться при вызове процедуры. Примером может служить следующее:

DO BILLING STORED_PROCEDURE FOR BILLDATE = "9/1/2000"

Эта строка запускает хранимую процедуру под названием BILLING со значени­ем параметра BILLDATE, равным "9/1/2000".

По мере накопления разработчиками опыта выявилась одна проблема. SQL создавался как подъязык данных, и при этом не делалось попыток наделить его всеми элементами полноценного языка программирования. Однако некоторые из этих элементов были необходимы для написания хранимых процедур, и про­изводители СУБД создали расширенные версии SQL, включив в них допол­нительные возможности. Один такой язык, PL/SQL, был разработан для Oracle, а еще один, под названием TRANSACT-SQL, — для SQL Server. Более подробно об этих языках вы узнаете из глав 12 и 13.

Специальный тип хранимой процедуры — триггер (trigger) — вызывается СУБД при выполнении заданного условия. Например, в приложении, обрабаты­вающем заказы, разработчик должен создать триггер, который запускается в тех случаях, когда количество товара на складе оказывается ниже заданного предела (то есть пора заказывать товар у оптового поставщика). Более подробно о храни­мых процедурах вы узнаете из глав 12 и 13.

Интерфейс прикладных программ

Четвертый тип интерфейса доступа к данным — это доступ через прикладные программы, написанные на таких языках программирования, как COBOL, BASIC, Perl, Pascal и С++. Кроме того, некоторые прикладные программы пишутся на встроенных в используемые СУБД языках. Из таких языков программирования наибольшей известностью пользуется dBASE.

Есть два стиля интерфейса между прикладными программами и СУБД. Пер­вый из них характеризуется тем, что прикладные программы вызывают подпро­граммы из библиотеки функций, поставляемой в комплекте с СУБД. Например, чтобы считать строку из таблицы, прикладная программа вызывает функцию чтения СУБД и передает ей параметры, которые указывают нужную таблицу, требуемые столбцы, критерии выбора строки и т. п.

В некоторых случаях вместо вызовов функций используется объектно-ориен­тированный синтаксис. В приведенном ниже коде Access объектный указатель db устанавливается на открытую в данный момент базу данных, а объектный указа­тель rs ссылается на строки таблицы PATIENT;

set db = currentdbC)

set rs = db.OpenRecordsetCPATIENT")

С помощью последнего указателя можно обращаться к свойствам откры­того набора записей и запускать его методы. Например, с помощью свойства rs.AllowDeletions можно определить, могут ли быть удалены записи из набора за­писей PATIENT. Метод MoveFirst перемещает курсор на первую строку.

Второй, более старый тип интерфейса используется иногда в СУБД, предна­значенных для больших ЭВМ и серверов. Здесь производителем СУБД опреде­лен набор высокоуровневых команд доступа к данным. Эти команды, которые относятся к обработке базы данных и не являются частью какого-либо стандарт­ного языка, встраиваются в код прикладной программы.

Прикладная программа со встроенными командами передается на предвари­тельный компилятор, входящий в комплект СУБД. Он транслирует операторы доступа к данным в корректные вызовы функций и определяет области данных, которые будут совместно использоваться прикладными программами и СУБД. Предварительный компилятор также вставляет в программу код, поддерживаю­щий доступ к этим областям данных. Обработанная таким образом программа передается на языковой компилятор. На рис. 8.7 показано взаимодействие про­грамм в этом процессе.

Помимо использования в обработке запросов, SQL применяется в качестве языка доступа к данным в прикладных программах. В этом режиме операторы SQL встраиваются в программы и транслируются в вызовы функций предвари­тельным компилятором. Тем самым уменьшается количество времени и денег, тре­буемое на обучение персонала, поскольку один и тот же язык может использоваться как для запросов, так и для доступа к данным в прикладных программах. Необхо­димо, однако, преодолеть одно неудобство. Язык SQL ориентирован на преобразо­вания: он принимает на входе одно или несколько отношений, манипулирует ими и выдает на выходе результирующее отношение. Таким образом, за один прием обрабатывается одно отношение. Почти все прикладные программы ориентиро­ваны на работу со строками (записями), то есть они считывают одну строку, об­рабатывают ее, считывают следующую строку и т. д. Программы, следовательно, обрабатывают по одной строке за прием. В результате имеется несоответствие н базовой ориентации SQL и языков, на которых пишутся прикладные програм­мы. Чтобы компенсировать это несоответствие, прикладные программы предпо­лагают, что результаты выполнения SQL-операторов являются файлами. Чтобы проиллюстрировать это, предположим, что в прикладную программу встроен при­веденный ниже SQL-оператор (тот, который мы уже рассматривали ранее):

SELECT Name, DateOfBirth

FROM PATIENT

WHERE Physician = 'Levy'

Характеристики

Список файлов книги