Объектно-реляционная СУБД PostgreSQL. Учебное пособие

Г.Н. ГУТМАН

ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННАЯ СУБД PostgreSQL

Учебное пособие

Самара Самарский государственный технический университет

2016

1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

К а ф е д р а «Прикладная математика и информатика»

Г.Н. ГУТМАН

ОБЪЕКТНО-РЕЛЯЦИОННАЯ СУБД PostgreSQL

Учебное пособие

Самара Самарский государственный технический университет

2016

2

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ

УДК 004.65(075.8) ББК 32.97я73 Г 97

Гутман Г.Н.

Г 97 Объектно-реляционная СУБД PostgreSQL: учебное пособие /

Г.Н. Гутман – Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2016. – 124 с.: ил.

Изложены основы работы в современной объектно-реляционной СУБД PostgreSQL. Основное внимание уделяется новым типам данных, возможностям языка запросов SQL и встроенному языку программирования PL/pgSQL. Затронуты также некоторые вопросы администрирования СУБД.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки 01.03.02 «Прикладная математика и информатика» (квалификация бакалавр).

Р е ц е н з е н т : канд. физ.-мат. наук А.А. Заусаев

УДК 004.65(075.8) ББК 32.97я73 Г 97

©Г.Н. Гутман, 2016

©Самарский государственный технический университет, 2016

3

Введение

Впособии рассматривается современная объектно-реляционная СУБД PostgreSQL. За более чем 20-летнюю историю своего развития PostgreSQL из академической разработки превратилась в полноценную СУБД с открытым исходным кодом, составляющую реальную альтернативу коммерческим базам данных, прежде всего, СУБД Oracle. Лицензия PostgreSQL разрешает ее неограниченное использование, модификацию кода, а также включение в состав других продуктов, в том числе закрытых и коммерческих.

Внастоящее время целый ряд государственных и крупных коммерческих организаций, в частности, такие известные фирмы, как Skype, Instagram, Sony и ряд других, успешно эксплуатируют СУБД PostgreSQL. В связи с политикой импортозамещения в России в качестве наиболее возможного конкурента коммерческих СУБД (в частности, СУБД Oracle) названа СУБД PostgreSQL.

Группа разработчиков СУБД PostgreSQL, в которую входят и представители России, регулярно выпускает обновления, в которых, кроме исправлений и улучшений уже имеющихся возможностей, добавляется новая функциональность СУБД. Однако столь быстрое развитие продукта имеет и обратную сторону – пользователи СУБД PostgreSQL новых версий вынуждены ограничиваться изучением официальной документации (большей частью на английском языке), так как издание новой (или перевод уже изданной) книги – процесс достаточно длительный.

Цель данного учебного пособия – осветить основные возможности последней стабильной версии СУБД PostgreSQL (на момент написания пособия

–версии 9.4) и на практических примерах продемонстрировать преимущества использования этой СУБД.

Основное внимание в учебном пособии уделяется новым типам данных, возможностям языка запросов SQL и встроенного языка программирования PL/pgSQL для создания функций, триггеров, индексов и других объектов базы данных, что является важной частью разработки базы данных. Меньшее внимание уделяется администрированию и настройке PostgreSQL.

Данное пособие состоит из пяти разделов и приложения.

4

Впервом разделе даются основы работы в приложении pgAdmin III, предназначенного для разработки баз данных, администрирования и работы с PostgreSQL.

Во втором разделе даются основы языка запросов SQL. Основное внимание уделяется новым типам данных и возможностям языка, реализованным в СУБД PostgreSQL.

Втретьем разделе рассматривается встроенный язык программирования PL/pgSQL, который используется для написания хранимых процедур и функций, расширяющих функциональность стандартного языка запросов.

Вчетвёртом разделе рассматриваются вопросы, связанные с курсорами, триггерами, индексами и другими специальными возможностями СУБД.

Впятом разделе читатель познакомится с инструментами разработчика и администратора базы данных.

1.Начало работы

1.1. SQL Shell и pgAdmin III

Вместе с СУБД PostgreSQL фирмой EnterpriseBD поставляются консольное приложение SQL Shell (утилита psql) для взаимодействия с БД в формате командной строки и Windows-приложение pgAdmin III, реализующие графический интерфейс пользователя.

Работа в консольном приложении Windows делает невозможным использование символов кириллицы в названиях объектов БД и значениях полей таблиц, так как кодовая страница консоли (866) отличается от основной страницы Windows (1251). Если разработчик даёт русские названия объектам БД и значениям текстовых полей, то необходимо использовать Windows-приложение (в частности, упомянутый выше pgAdmin III).

PgAdmin III является удобным средством для администрирования сервера PostgreSQL и создания баз данных, так как имеет все необходимые для этого инструменты и интуитивно понятный графический интерфейс. При установке

5

из дистрибутива фирмы EnterpriseBD PgAdmin III устанавливается по умолчанию вместе с СУБД PostgreSQL.

Главное окно pgAdmin III представлено на рис. 1.

Рис. 1. Главное окно приложения PgAdmin III

В верхней части окна приложения расположено главное меню, под ним – панель инструментов, на которую вынесены наиболее часто используемые

Рис. 2. Панель инструментов приложения PgAdmin III

6

Расшифруем пиктограммы, вынесенные на панель (для удобства понимания им присвоены условные номера от 1 до 12):

1)Добавить подключение к серверу;

2)Обновить выделенный объект;

3)Показать/редактировать свойства выделенного объекта;

4)Создать объект того же типа, что и выделенный объект;

5)Удалить выделенный объект;

6)Выполнить пользовательские sql-запросы;

7)Просмотр данных в выбранном объекте;

8)Применить фильтр и просмотреть данные в выбранном объекте;

9)Обслуживать текущую базу или таблицу;

10)Выполнить последний использованный плагин;

11)Показать подсказку для текущего объекта;

12)Показать справку по sql-командам.

Заметим, что несколько пиктограмм на рис. 2 неактивны, так как указанные операции неприменимы к выделенному объекту.

Рабочая область pgAdmin состоит из трёх частей:

1)браузер объектов (отображает подключения, объекты сервера и баз данных и позволяет получить к ним доступ);

2)окно свойств (отображает свойства выбранного объекта);

3)панель SQL (отображает SQL оператор, которым был создан выбранный объект).

Для установления нового подключения к серверу баз данных выбираем пиктограмму 1 (Добавить подключение к серверу). В окне «Новая регистрация сервера» необходимо указать Имя соединения (например, lhost), Хост (при установке PostgreSQL на локальную машину – localhost), Имя пользователя (фактически имя роли, которая должна быть определена раньше!) и Пароль для доступа к серверу. Если планируется работа нескольких пользователей, то можно задать Цвет фона, на котором будет выводиться названия подключения

7

и объектов доступа к БД для конкретного пользователя. Остальные параметры рекомендуется оставить по умолчанию: Порт (5432), Обслуживание DB (postgres), Группа (Серверы).

1.2. Создание пользователей (ролей)

При работе с СУБД PostgreSQL для каждого пользователя необходимо создать роль. Право на создание ролей обычно устанавливается только для суперпользователя (администратора БД). При установке СУБД PostgreSQL автоматически создаётся суперпользователь с именем postgres. Чтобы добавить нового пользователя в систему, нужно сначала подключиться к СУБД (рис. 3) от имени суперпользователя (пароль для него задаётся при установке СУБД PostgreSQL на компьютер), а затем создать роль с определёнными привилегиями.

Рис. 3. Окно ввода пароля при подключении пользователя postgres к серверу

Для создания роли проще всего воспользоваться возможностями приложения PgAdmin III. Выделим пункт меню Роли входа и щёлкнем мышкой по пиктограмме 4 (Создать объект того же типа, что и выделенный объект). В появившемся диалоговом окне на имеющихся в окне вкладках задаём основные параметры роли (табл. 1).

8

выполнении которого создаётся роль

При большом количестве пользователей их удобно объединять в группы. Все участники группы имеют одни и те же права, прописанные в групповой роли. Чтобы создать групповую роль, нужно выделить пункт меню Групповые роли в Браузере объектов, вызвать диалоговое окно и выполнить те же действия, что и для роли входа. Единственное отличие – в тесте SQL-запроса

9

отсутствует ключевое слово LOGIN, так как эта роль не является ролью входа (т.е., не является пользователем).

Чтобы отнести какую либо роль к группе, нужно на вкладке Роль пользователей в списке Участник указать нужную групповую роль (или несколько групповых ролей). Это можно сделать как для создаваемой новой роли, так и для ранее созданной. В последнем случае нужно правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню для этой роли, выбрать в нём пункт Свойства и в появившемся диалоговом окне внести необходимые изменения.

1.3. Создание базы данных

После подключения к серверу пользователь может создать базу данных (конечно, если его роль разрешает создание БД). Для этого необходимо выделить пункт меню Базы данных и щёлкнуть по пиктограмме 4 (Создать объект того же типа, что и выделенный объект) или выбрать пункт Новая база данных… из контекстного меню. В появившемся диалоговом окне на имеющихся в окне вкладках задаём основные параметры новой базы данных (табл. 2).

10