2. Языки баз данных

Внутренний язык СУБД для работы с данными состоит из двух частей: языка определения данных (DDL) и языка управления данными (DML). Язык DDL используется для определения схемы базы данных, а язык DML – для чтения и обновления данных, хранимых в базе. Эти языки называются подъязыками данных, поскольку в них отсутствуют конструкции для выполнения всех вычислительных операций, обычно используемых в языках программирования высокого уровня.

Во многих СУБД предусмотрена возможность внедрения операторов подъязыка данных в программы, написанные на таких языках программирования высокого уровня, как Pascal или C. В этом случае язык высокого уровня принято называть базовым языком (host language). Перед компиляцией файла программы на базовом языке эти операторы подъязыка предварительно удаляются и заменяются на вызовы соответствующих функций СУБД. Затем этот предварительно обработанный файл компилируется обычным образом в объектный модуль, который затем компонуется с библиотекой, содержащей вызываемые в программе функции СУБД.

Язык определения данных – DDL, является описательным языком, который позволяет АБД или пользователю описать и поименовать сущности, необходимые для работы некоторого приложения, а также связи, имеющиеся между различными сущностями.

Схема базы данных состоит из набора определений, выраженных на специальных языке определения данных – DDL. Язык DDL используется как для определения новой схемы, так и для модификации уже существующей. Этот язык нельзя использовать для управления данными.

Результатом компиляции DDL-операторов является набор таблиц, хранимых в особых файлах, в которых хранятся данные, описывающие объекты базы данных – метаданные. Такой особый файл называется системным каталогом (иногда каталогом данных).

Метаданные включают определения записей элементов данных, а также другие объекты, необходимые пользователям или для работы СУБД. Перед доступом к реальным данным, СУБД обычно обращается к системному каталогу.

Язык управления данными – DML, это язык, содержащий набор операторов для поддержки основных операций манипулирования данными, содержащимися в базе.

К операциям управления данными относятся:

• вставка в базу данных новых сведений;

• модификация сведений, хранимых в базе данных;

• извлечение сведений, содержащихся в базе данных;

• удаление сведений из базы данных.

Одна из основных функций СУБД заключается в поддержке языка манипулирования данными (ЯМД), с помощью которого пользователь может создавать выражения для выполнения перечисленных выше операций с данными.

Языки DML отличаются базовыми конструкциями извлечения данных. Следует различать два типа языков DML: процедурный и непроцедурный. Основное отличие между ними заключается в том, что процедурные языки указывают то, как можно получить результат оператора языка DML, тогда как непроцедурные языки описывают то, какой результат будет получен. Как правило, в процедурных языках записи БД рассматриваются по отдельности, тогда как непроцедурные языки оперируют целыми наборами данных.

Процедурные языки DML – это языки, которые позволяют сообщить системе о том, какие данные необходимы, и точно указать, как их можно извлечь.

С помощью процедурного языка программист указывает на то, какие данные ему необходимы, и как их можно получить. Программист должен определить все операции доступа к данным (осуществляемые посредством вызова соответствующих процедур), которые должны быть выполнены для получения требуемой информации. Обычно такой процедурный язык позволяет извлечь запись, обработать ее, и, в зависимости от полученных результатов, извлечь другую запись, которая должна быть подвергнута аналогичной обработке, и т.д. Подобный процесс извлечения данных продолжается до тех пор, пока не будут извлечены все запрашиваемые данные.

Языки DML сетевых и иерархических СУБД обычно являются процедурными.

Непроцедурные языки DML – это языки, которые позволяют указать лишь то, какие данные требуются, но не то, как их следует извлекать.

Непроцедурные языки позволяют определить весь набор требуемых данных с помощью одного оператора извлечения или обновления. С помощью этих языков пользователь указывает, какие данные ему нужны без определения способа их получения. СУБД транслирует выражение на языке DML в процедуру (или набор процедур), которая обеспечивает манипулирование затребованным набором записей.

Данный подход освобождает пользователя от необходимости знать детали внутренней реализации структур данных и особенности алгоритмов, используемых для извлечения и возможного преобразования данных. В результате работа пользователя получает определенную степень независимости от данных. Непроцедурные языки часто также называют декларативными языками.

Реляционные СУБД обычно включают поддержку непроцедурных языков DML – чаще всего это бывает язык структурированных запросов SQL или язык запросов по образцу QBE (Query-by-Example).

Непроцедурные языки обычно проще понимать и использовать, чем процедурные языки DML, поскольку пользователем выполняется меньшая часть работы, а СУБД – большая.