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 6 показывает, какие программы участвуют в обработке запроса.
Рис.6. Программы, участвующие 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. 1:
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:
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.
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).
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;
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. 7 показано взаимодействие программ в этом процессе.
Рис.7. Обработка программы со встроенными операторами SQL.
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):
Результатом этих операторов является таблица с двумя столбцами и N строками. Для обработки результатов этого запроса пишется прикладная программа, которая предполагает, что на выходе эти операторы выдают файл с N записями. Приложение открывает этот запрос, обрабатывает первую строку, следующую строку и так далее, пока не будет обработана последняя строка. Логика здесь та же, что и при обработке файла с последовательным доступом. Необходимо отметить, что есть некоторое несоответствие между базовой ориентацией SQL (отношения) и языком программирования (строка, или запись) и это несоответствие необходимо корректировать, когда прикладные программы обращаются к реляционной базе данных посредством SQL.