SQL

_readme.md

SQL

Данный гист содержит информацию об основных понятиях и операторах SQL.

Содержание:

• Компоненты SQL
• Объединения
• Элементы языка
• Нормализация
• Операторы
• Понятия SQL

components-sql.md

Компоненты SQL

DML

1. DML (Data Manipulation Language) - это семейство компьютерных языков, используемых в компьютерных программах или пользователями баз данных для получения, вставки, удаления или изменения данных в базах данных.

   • На текущий момент наиболее популярным языком DML является SQL, используемый для получения и манипулирования данными в RDBMS.

2. SELECT - получает определенные записи из одной или нескольких таблиц.

SELECT column1, column2....columnN
FROM  table_name;

3. INSERT - вставляет в таблицу новую запись.

INSERT INTO TABLE_NAME VALUES (value1,value2,value3,...valueN);

4. UPDATE - изменяет существующую запись.

UPDATE table_name SET column1 = value1, ...., columnN = valueN WHERE [condition];

5. DELETE - удаляет записи, удовлетворяющие условию.

DELETE FROM table_name
WHERE [condition];

---

DDL

1. DDL (Data Definition Language) - это семейство компьютерных языков, используемых в компьютерных программах для описания структуры баз данных.

   • На текущий момент наиболее популярным языком DDL является SQL, используемый для получения и манипулирования данными в RDBMS.

2. CREATE - создает новую таблицу, представление таблицы или объект в базе данных или саму базу данных.

CREATE DATABASE DatabaseName;
CREATE TABLE table_name(column1 datatype, ... columnN datatype, PRIMARY KEY(M columns));

3. AFTER - модифицирует существующий объект БД, как например таблицу.

4. DROP - удаляет новую таблицу, представление таблицы или объект в базе данных или саму базу данных.

DROP TABLE table_name;
DROP DATABASE DatabaseName;

---

DCL

1. DDL (Data Definition Language) - подмножество языка управления базами данных SQL, предназначенное для осуществления административных операций, присваивающих или отменяющих право (привилегию) использовать базу данных, таблицы и другие объекты базы данных, а также выполнять те или иные операторы SQL.

2. GRANT - авторизует одного или более пользователей для представления операции или набора операций над объектом.

GRANT SELECT, UPDATE
ON example
TO some_user, another_user;

3. REVOKE - уничтожает возможность авторизации.

REVOKE SELECT, UPDATE
ON example
FROM some_user, another_user;

---

6. TCL

1. TCL (Transaction Control Language) - компьютерный язык и часть SQL, используемый для обработки транзакций.

2. COMMIT - оператор управления транзакциями языка SQL для успешного завершения транзакции. При выполнении оператора изменения, сделанные от начала транзакции и ранее не видимые для других транзакций, фиксируются в базе данных.

BEGIN TRANSACTION WORK;
INSERT INTO MyTable VALUES ('50', 'some string');
COMMIT WORK;

3. ROLLBACK - оператор языка SQL, который применяется для того, чтобы отменять все изменения, внесённые начиная с момента начала транзакции или с какой-то точки сохранения, очищать все точки сохранения данной транзакции, завершать транзакцию и освобождать все блокировки данной транзакции.

ROLLBACK TO SAVEPOINT_NAME;

4. SAVEPOINT - устанавливает точку сохранения внутри транзакции.

SAVEPOINT SAVEPOINT_NAME;

joins-sql.md

Объединения

Связи

1. Связь "один ко одному" (1:1) - в строке таблицы А может сопоставляться только одна строка таблицы Б, и наоборот. Реализуется с помощью указания внешних ключей в обеих таблицах у участников связи.

2. Связь "многие ко многим" (M:N) - в строке таблицы А может сопоставляться несколько строк таблицы Б, и наоборот. Реализуется с помощью отдельной таблицы с внешними ключами, ссылающимися на участников связи.

3. Связь "один ко многим" (1:N) - в этом типе связей у строки таблицы А может быть несколько совпадающих строк таблицы Б, но каждой строке таблицы Б может соответствовать только одна строка из А. Реализуется с помощью указания внешнего ключа в таблице Б, ссылающегося на участников связи таблицы А.

Разновидности объединений

1. JOIN или INNER JOIN - показывает только общие записи обоих таблиц.

SELECT table1.column1, table2.column2...
FROM table1
INNER JOIN table2 ON table1.common_field = table2.common_field;

2. OUTER JOIN или LEFT OUTER JOIN - показывает все записи из левой таблицы независимо от наличия соответствующих записей в правой таблице.

SELECT table1.column1, table2.column2...
FROM table1
LEFT JOIN table2 ON table1.common_field = table2.common_field;

3. FULL OUTER JOIN - показывает все возможные комбинации строк из обеих таблиц, соответствующие данному условию.

SELECT table1.column1, table2.column2...
FROM table1
FULL JOIN table2 ON table1.common_field = table2.common_field;

4. CROSS JOIN или декартово произведение образует все возможные комбинации строк из обеих таблиц.

SELECT table1.column1, table2.column2...
FROM  table1, table2... ;

5. SELF JOIN используется для объединения таблицы с самой собой.

SELECT a.column_name, b.column_name...
FROM table1 a, table1 b
WHERE a.common_field = b.common_field;

Способы объединений

1. Объединение с помощью вложенных циклов - это простейший способ объединения. Для каждой строки внешней зависимости ищуется совпадения по всем строкам внутренней зависимости. Временная сложность O(M*N).

2. Хеш-объединение - более сложная операция, но с низкой стоимостью. Считываются все элементы из внутренней зависимости; в памяти создается хеш таблица; один за другим считываются все эелменты из внешней зависимости. Для каждого элемента вычисляется хеш, чтобы можно было найти соответствующий блок внутренней зависимости; элементы из блока сравниваются с элементами из внешней зависимости. Временная сложность O(M + N), где M - стоимость создания хеш таблицы, а N - стоимость хеш функции.

3. Объединение слиянием - это единственный способ объединения, в результате которого данные получаются отсортированными. Сначала сортируются оба набора входных данных по ключам объединения, а затем осуществляется слияние (принцип сортировки слиянием). Временная сложность O(N + M), если входные зависимости отсортированны, иначе O(Nlog(N) + Mlog(M)).

language-elements-sql.md

Элементы языка

1. Отношение - фундаментальное понятие реляционной модели данных. Отношение обычно имеет простую графическую интерпретацию в виде таблицы, столбцы которой соответствуют атрибутам, а строки — кортежам, а в «ячейках» находятся значения атрибутов в кортежах.

   • Тем не менее, в строгой реляционной модели отношение не является таблицей, кортеж — это не строка, а атрибут — это не столбец.
   • Операции над отношениями: объединение, пересечение, вычитани, проекция, декартово произведение, выборка, соединение, деление.

2. Курсор - это средство языка SQL, позволяющее с помощью набора специальных операторов получить построчный доступ к результату запроса к БД.

3. Индекс — объект базы данных, создаваемый с целью повышения производительности поиска данных. Индекс формируется из значений одного или нескольких столбцов таблицы и указателей на соответствующие строки таблицы и, таким образом, позволяет искать строки, удовлетворяющие критерию поиска.

4. Некластерные индексы создаются СУБД по умолчанию. Данные физически расположены в произвольном порядке, но логически упорядочены согласно индексу. Такой тип индексов подходит для таблиц, где часто изменяются значения.

5. Кластерные индексы - данные физически упорядочены, что серьезно повышает скорость выборок данных (но только в случае последовательного доступа к данным).

   • Для одной таблицы может быть создан только один кластерный индекс.

6. Триггер - это SQL процедура, которая срабатывает при каком-нибудь событии (INSERT, DELETE или UPDATE). Триггер не может быть вызван или выполнен вручную, СУБД автоматически вызывает его после модификации данных в соответствующей таблице.

   • Триггер может вызывать другие процедуры.

7. Ограничения - правила, накладываемые на таблицу или поле в таблице, призванные ограничить набор возможных записей в таблицу / столбец.

8. Представление - виртуальная таблица, представляющая данные одной или более таблиц альтернативным образом. Результат выполнения оператора SELECT.

9. Первичный ключ - столбец или множество столбцов в таблице, который функционально определяет все остальные столбцы.

   • Пример использования первичного ключа id.

CREATE TABLE City
(
  id   INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
  name CHAR(40)
)

1. Внешний ключ - столбец или множество столбцов в таблице, которое применяется для принудительного установления связи между данными в двух таблицах.
   • Внешний ключ можно создать, определив ограничение FOREIGN KEY при создании или изменении таблицы.
   • Пример использования внешнего ключа для связи "один-ко-многим", где таблица Street имеет поле id_city, которое является внешним ключом и ссылается на таблицу City.

CREATE TABLE City
(
  id   INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
  name CHAR(40)
)

CREATE TABLE Street
(
  id      INTEGER NOT NULL PRIMARY KEY,
  name    CHAR(40),
  id_city INTEGER NOT NULL FOREIGN KEY REFERENCES City(id)
)

1. Суррогатный ключ - это дополнительное служебное поле, добавленное к уже имеющимся информационным полям таблицы, единственное предназначение которого — служить первичным ключом.

   • Чаще всего суррогатным ключем является id.
   • Все не-суррогатные ключи являются естественными ключами.

2. Потенциальный ключ - столбец или множество столбцов в таблице, удовлетворяющих условиям уникальности и несократимости:

   • Уникальность означает, что в таблице нет двух разных строк с одиноковыми значениями.
   • Несократимость означает, что нельзя убрать один из столбцов из ключа, так, чтобы он не потерял уникльности.
   • Теоретически, все потенциальные ключи равно пригодны в качестве первичного ключа.
   • Потенциальные ключи обозначаются с помощью UNIQUE.
   • В отношении может быть одновременно несколько потенциальных ключей. Один из них может быть выбран в качестве первичного ключа отношения, тогда другие потенциальные ключи называют альтернативными ключами.

normalization-sql.md

Нормализация

1. Нормальная форма определяется как совокупность требований, которым должно удовлетворять отношение.

2. Нормализация - процесс преобразования отношений базы данных к виду, отвечающему нормальным формам. Нормализация предназначена для приведения структуры БД к виду, обеспечивающему минимальную логическую избыточность.

3. Первая нормальная форма (1НФ) - отношение находится в 1НФ, если любое поле любой записи хранит только одно значение.

4. Вторая нормальная форма (2НФ) - выполняется условие 1НФ и любое неключевое поле полностью зависит от ключа.

5. Третья нормальная форма (3НФ) - выполняется условие 2НФ и нет неключевых полей зависящих от значения других неключевых полей.

6. Нормальная форма Бойса-Кодда (НФБК) - каждая нетривиальная неприводимая слева функциональная зависимость обладает потенциальным ключом в качестве детерминанта.

operators-sql.md

Операторы

Операторы ограничения

1. Ограничения - правила, накладываемые на таблицу или поле в таблице, призванные ограничить набор возможных записей в таблицу / столбец.

2. NOT NULL - столбец не может иметь NULL значения.

3. DEFAULT - записывает в ячеку столбца дефолтное значение, если оно не было указано.

4. UNIQUE - обеспечивает отсутствие дубликатов в столбце или наборе столбцов. По умолчанию ограничение primary создает кластерный индекс на столбце, а unique - некластерный.

5. PRIMARY KEY - устанавливает ключевой столбец. По умолчанию ограничение primary создает кластерный индекс на столбце, а unique - некластерный.

6. FOREIGN KEY - устанавливает связь с ключевым стобцом другой таблицы.

7. CHECK - используется для ограничения множества значений, которые могут быть помещены в данный столбец.

8. INDEX - используется для быстрого создания и извлечения данных из БД.

Общие операторы

1. WHERE - используется для указания условия выборки данных из таблицы или при слиянии таблиц.

2. AND - связывающий оператор "И".

3. OR - связывающий оператор "ИЛИ".

4. LIMIT - выводит ограниченное число выделенных записей.

5. ORDER BY - выводит ограниченное число выделенных записей.

6. GROUP BY - группирует все записи с одинаковым условием.

7. DISTINCT - удаляет из выборки все записи с одинаковым условием.

8. AS - переименовывает таблицу или столбец для текущего запроса.

9. HAVING - используется для указания условия выборки данных из таблицы или при слиянии таблиц. В отличии от WHERE, HAVING применяется к результату операции и выполняется уже после того, как результат будет получен.

10. TRUNCATE - удаляет все значения из таблицы.

11. USE - выбирает доступную базу данных для подключения.

12. SHOW - выводит списк баз данных, таблиц или схем.

Логические операторы

1. ALL - сравнивает значение с множеством других значений.

2. AND - позволяет устанавливать несколько условий.

3. ANY - сравнивает значение с множеством тех значений, которые удовлетворяют условию.

4. BETWEEN - возвращает множество значений, находящихся в указанном промежутке.

5. EXISTS - ищет вхождение строки в таблице, удовлетворяющее заданному критерию.

6. IN - сравнивает значение со списком указанных значений.

7. LIKE - сравнивает значение с другими похожими значениями используя wildcard.

8. NOT - реверсает результат логической операции.

9. OR - комбинирует условия.

10. IS NULL - сравнивает значение с NULL.

11. UNIQUE - ищет все уникальные строчки в таблице.

Агрегатные операторы

1. COUNT - подсчитывает количество строк в выборке.

2. MAX - выбирает максимальное значение из столца.

3. MIN - выбирает минимальное значение из столбца.

4. AVG - выбирает среднее значение из столбца.

5. SUM - подсчитывает сумму значений в числовом столбце.

sql-concepts.md

Понятия SQL

1. SQL (Structured Query Language) — «язык структурированных запросов» — формальный непроцедурный язык программирования, применяемый для создания, модификации и управления данными в произвольной реляционной базе данных

2. DB (Database) — совокупность данных, хранимых в соответствии со схемой данных, манипулирование которыми выполняют в соответствии с правилами средств моделирования данных.

3. DBMS (Database Management System) - совокупность программных и лингвистических средств общего или специального назначения, обеспечивающих управление созданием и использованием баз данных.

4. RDB (Relational Database) — это такая база данных, которая воспринимается ее пользователями как множество переменных (т.е. переменных отношения — relvar), значениями которых являются отношения или, менее формально, таблицы.

5. RDBMS (Database Management System) - DBMS, управляющая реляционными базами данных.

   • Примеры: Oracle Database, IBM DB2, Microsoft SQL Server.

6. Table (Таблица) - объект DB, коллекция, состоящая из схемы (заголовка) и тела.

7. Scheme (Схема) - определяет поля таблицы.

8. Table Body (Тело таблицы) - множество записей, хранящих значения, соответствующие каждому столбцу таблицы.

9. Column (Столбец) - набор однотипных значений в таблице, соответствующий данному полю.

10. Field (Поле) - каждая таблица разделена на подразделы, называемые полями. Поле описывает один столбец, т.е. задает тип значения, которое будет в нем храниться, название столбца, ограничения, накладываемые на столбец.

11. Row (Строка) - элемент таблицы, который может состоять из нескольких значений (в зависимости от полей таблицы).