4.4.1. Стандарты языка SQL и конкретные реализации

Первая версия языка SQL появилась в середине 70-х гг., которая была разработана в рамках проекта экспериментальной реляционной СУБД System R. Исходное название языка сиквел - SEQUEL (Strurtered English QUEry Language) только частично отражает суть этого языка. Конечно, язык был ориентирован главным образом на удобную и понятную пользователям формулировку запросов к реляционной БД. Но на самом деле он уже являлся полным языком БД, содержащим, помимо операторов формулирования запросов и манипулирования данными, средства определения и манипулирования схемой БД; определения ограничений це¬лостности и триггеров; возможности определения структур физического уровня, поддерживающих эффективное выполнение запросов; средства авторизации доступа к отношениям и их полям; средства определения точек сохранения транзакции и откатов.
Существенными свойствами SQL являются возможность простого формулирования запросов с соединениями нескольких отношений. Особенностью SQL является возможность указания в запросе потребности группирования отношения-результата по указанным полям с поддержкой условий выборки на всю группу целиком. Такие условия выборки могут содержать агрегатные функции, вычисляемые на группе. Эта возможность SQL отличает этот язык от языков реляционной алгебры и реляционного исчисления, не содержащих аналогичных средств. Еще одним отличием SQL является необязательное удаление кортежей-дубликатов в окончательном или промежуточных отношениях-результатах. Строго говоря, результатом оператора выборки в языке SQL является не отношение, а набор кортежей. В тех случаях, когда семантика запроса требует наличия отношения, уничто¬жение дубликатов производится неявно.
Операторы манипулирования данными UPDATE и DELETE построены на тех же принципах, что и оператор выборки данных SELECT. Набор кортежей указанного отношения, подлежащих модификации или удалению, определяется входящим в соответствующий оператор логическим выражением.
В число операторов определения схемы БД SQL System R входили операторы создания и уничтожения постоянных и временных хранимых отношений (CREATE TABLE и DROP TABLE) и создания и уничтожения представляемых отношений (CREATE VIEW и DROP VIEW). Оператор манипулирования схемой БД ALTER TABLE позволял добавлять указываемые поля к существующим отношениям.
Язык SQL System R включал очень мощные средства контроля и поддержа¬ния целостности БД. Средства контроля базировались на аппарате ограничений целостности (ASSERTIONS). Фактически, ограничение целостности - это логическое выражение, вычисляемое над текущим состоянием БД, ложность которого соответствует нецелостному состоянию БД. Логическое выражение ограничения целостности могло содержать любой допустимый в языке предикат.
Очень важным механизмом, определенным в языке SQL System R, является механизм триггеров. Этот механизм рассматривался главным образом как средство автоматического поддержания целостности БД. При определении триггера указывалось условие проверки его применимости (имя отношения и тип операции манипулирования данными), условие применимости триггера (логическое выражение, построенное по правилам, близким к правилам для ограничений целостности первого класса) и действие, которое должно быть выполнено над БД в случае истинности условия применимости. Такое действие могло быть выражено с помо¬щью произвольного оператора манипулирования данными. Во время выполнения действия могли срабатывать другие триггеры, которые могли приводить к срабатыванию еще каких-нибудь триггеров и т.д.
Существенной особенностью языка SQL, заложенной в нем с самого начала, является обеспечение защиты доступа к данным средствами самого языка. Основная идея такого подхода состоит в том, что применительно к любому отношению БД и любому атрибуту отношения вводится предопределенный набор привиле¬гий. С каждой транзакцией неявно связывается идентификатор пользователя, от имени которого она выполняется (способы связи и идентификации пользователей не фиксируются в языке и определяются в реализации).
В настоящее время SQL реализован практически во всех коммерческих реляционных СУБД, все фирмы провозглашают соответствие своей реализации стандарту SQL, и на самом деле реализованные диалекты SQL очень близки. Это произошло не сразу и не просто.
Наиболее близкими к System R являлись две системы фирмы IBM: SQL/DS и DB2. Как кажется, обе эти системы прямо использовали реализацию System R. Отсюда предельная близость реализованных диалектов SQL к SQL System R. Из SQL System R были удалены только те части, которые были недостаточно прора¬ботаны (например, точки сохранения) или реализация которых вызывала слишком большие технические трудности (например, ограничения целостности и триггеры). Можно назвать этот путь к коммерческой реализации SQL движением сверху вниз.
 

Другой подход применялся в таких системах, как Orade и Informix. Несмот¬ря на различие в способе разработки этих систем, реализация SQL происходила "снизу вверх". В первых выпущенных на рынок реализациях SQL в этих системах использовалось минимальное и очень ограниченное подмножество SQL System R. В частности, в первой реализации SQL в СУБД Orade в операторах выборки не допускалось использование вложенных подзапросов. Эта особенность имеется в многих реализациях языка, в частности, в популярной в настоящее время web-ориентированной СУБД mySQL.
Тем не менее, несмотря на эти ограничения и на слабую на первых порах эффективность, ориентация фирм на поддержание разных аппаратных платформ и заинтересованность пользователей в переходе к реляционным системам позволи¬ли фирмам добиться коммерческого успеха и приступить к совершенствованию своих реализаций. В текущих версиях Orade и Informix поддерживаются доста¬точно мощные диалекты SQL, хотя их реализация иногда вызывает сомнения.
Особенностью большинства современных коммерческих СУБД, затрудняющей анализ существующих диалектов SQL, является отсутствие полного описания языка. Обычно описание разбросано по разным руководствам и перемешано с описанием специфических для данной системы языковых средств, не имеющих отношения к SQL. Тем не менее, можно сказать, что базовый набор операторов SQL, включающий операторы определения схемы БД, выборки и манипулирования данными, авторизации доступа к данным, поддержки встраивания SQL в языки программирования и операторы динамического SQL, в коммерческих реализациях относительно устоялся и более или менее соответствует стандарту.
Деятельность по стандартизации языка SQL началась практически одновременно с появлением первых его коммерческих реализаций. Первый документ датирован октябрем 1985 г. и является уже очередным проектом стандарта ANSI/ISO.
Понятно, что в качестве стандарта нельзя было использовать SQL System R. Во-первых, этот вариант языка не был должным образом технически проработан. Во-вторых, его слишком сложно было бы реализовать (кто знает, как бы сложилась дальнейшая история SQL, если бы были полностью реализованы все идеи System R). С другой стороны, первые коммерческие реализации языка настолько различались, что ни один из реализованных диалектов не имел шансов быть принятым в качестве стандарта. Принятый в 1989 г. Международный стандарт SQL во многих частях имеет чрезвычайно общий характер и допускает очень широкое толкование. В этом стандарте полностью отсутствуют такие важные разделы, как манипулирование схемой БД и динамический SQL. Многие важные аспекты языка в соответствии со стандартом определяются в реализации.
Осознавая неполноту стандарта SQL, на фоне завершения разработки этого стандарта специалисты различных фирм начали работу над стандартом SQL2. Эта работа также длилась несколько лет, было выпущено множество проектов стандарта, пока, в 1992 г. не был выработан окончательный проект стандарта. Наконец, одновременно с завершением работ по определению стандарта SQL2 была начата разработка стандарта SQL3, принятого в 1999 г.