3.3.3. Язык запросов по образцу qbe
Для манипулирования данными в базах данных используются запросы. Запрос представляет собой сообщение конечного пользователя или приложения, направляемое СУБД и активизирующее в базе данных следующие действия: выборку, вставку, удаление или обновление указанных в запросе данных. Запросы описываются с помощью языков запросов: QBE (Query By Example) – язык запросов по образцу; SQL (Structured Query Language) – структурированный язык запросов. Оба языка являются непроцедурными, т. е. описывают свойства результата ("что надо сделать"), а не алгоритм решения задачи ("как это сделать").
Для манипулирования данными указанные языки имеют практически одинаковые возможности. Главное отличие между ними заключается в способе формирования запросов: язык QBE предполагает ручное или визуальное формирование запроса, в то время как использование SQL означает программирование запроса.
Язык QBE позволяет создавать запросы к БД путем заполнения предлагаемой СУБД запросной формы. Традиционные компьютерные языки являются текстовыми, в них решение задач формулируется в виде символьных строк. QBE является графическим языком, в котором запросы формулируются посредством графического представления таблиц базы данных. Такой способ задания запросов обеспечивает высокую наглядность и не требует знания программирования – достаточно описать образец ожидаемого результата. В каждой из современных реляционных СУБД имеется свой вариант языка QBE, незначительно отличающийся от первого описания QBE, предложенного М.М. Злуффом в 1975-1977 гг. Помещая символы а определенные места в столбцах таблицы – шаблона запроса, пользователь может определять условия отбора строк для запроса, группировки данных, формат вывода данных, операции обновления данных.
На языке QBE можно создавать однотабличные и многотабличные (выбирающие или обрабатывающие данные из нескольких связанных таблиц) запросы.
Запросная форма имеет вид таблицы-шаблона, имя и названия полей которой совпадают с именем и названиями полей соответствующей исходной таблицы. Чтобы узнать имена доступных таблиц БД, в языке QBE предусмотрен запрос на выборку имен таблиц. Названия полей исходной таблицы могут вводиться в шаблон вручную или автоматически.
Для иллюстрации средств и возможностей языков QBE и SQL используем БД небольшой торговой фирмы. В базе данных хранится следующая информация: информация о клиентах, с которыми работает данная фирма; информация о заказах, сделанных клиентами; информация о товарах данной фирмы [табл. 6-8]. В таблицах приведены неполные и упрощенные данные.
В таблице CUST (табл. 6) хранятся данные о клиентах: номер клиента – CUST_NUM; название фирмы-клиента – CUST_NAME; общий объем заказов, сделанных клиентом за год – CUST_SUM.
В таблице PROD (табл. 7) хранятся сведения о товарах фирмы: идентификатор товара – PROD_ID; наименование товара – PROD_NAME; цена товара – PRICE; количество единиц товара на складе – STORE.
Таблица ORDERS (табл. 8) содержит сведения о заказах: номер заказа – ORDER_NUM; номер клиента, сделавшего заказ – CUST_NUM; идентификатор заказанного продукта – PROD_ID; количество заказанного продукта – QTY; дата поставки – DATE_ORDER. Для простоты будем считать, что в одном заказе может упоминаться только один товар.
Таблица 6
CUST
|
CUST_NUM |
CUST_NAME
|
CUST_SUM |
|
3101 |
ООО "PC-Style" |
50000 |
|
3102 |
ООО "Гермес" |
70000 |
|
3103 |
ЧП Федоров В.Г. |
15000 |
|
3104 |
ООО "Формат" |
100000 |
|
3105 |
ЧП Гришин П.В. |
20000 |
|
3106 |
ОАО "Энтрон" |
125000 |
|
3107 |
ЗАО"IT-COM" |
135000 |
|
3108 |
ООО "Омега" |
95000 |
|
3109 |
ОАО " PC-Центр" |
160000 |
Таблица 7
PROD
|
PROD_ID |
PROD_NAME |
PRICE |
STORE |
|
3P |
Процессор Celeron 2400 |
90 |
1000 |
|
4P |
Процессор Athlon XP 2600+ |
110 |
1200 |
|
6P |
Процессор Pentium-4 2600 |
200 |
800 |
|
4MB |
Материнская плата GA 81 PE 1000 |
100 |
1400 |
|
7MB |
Материнская плата EPOX 8KRA2+ |
95 |
1350 |
|
3V |
Видеокарта Nvidia GeForce FX5600 128mb |
140 |
770 |
|
4V |
Видеокарта Ati Radeon 9500 64mb |
150 |
850 |
|
1M |
ОЗУ DDR 256 MB PC 2700 |
45 |
1150 |
|
2M |
ОЗУ DDR 256 MB PC 3200 |
50 |
1250 |
|
3M |
ОЗУ DDR 512 MB PC 3200 |
97 |
1600 |
Таблица 8
ORDERS
|
ORDER_NUM |
CUST_NUM |
PROD_ID |
QTY |
DATE_ORDER |
|
221 |
3101 |
3P |
15 |
20.12.02 |
|
222 |
3105 |
4MB |
30 |
20.12.02 |
|
223 |
3106 |
6P |
16 |
21.12.02 |
|
224 |
3101 |
3V |
12 |
5.01.03 |
|
225 |
3105 |
4P |
27 |
17.01.03 |
|
226 |
3104 |
1M |
10 |
14.02.03 |
|
227 |
3103 |
7MB |
18 |
18..02.03 |
|
228 |
3102 |
2M |
21 |
1.03.03 |
|
229 |
3103 |
3P |
17 |
5.03.03 |
|
230 |
3108 |
3M |
16 |
5.03.03 |
|
231 |
3107 |
4MB |
10 |
7.03.03 |
QBE предлагает пользователю для создания запроса заполнение таблиц-шаблонов. В первом столбце таблицы-шаблона выводится имя таблицы, во всех остальных – имена столбцов.
Пример 3.8. Пример заполнения шаблона запроса
Запрос "Вывести названия всех клиентов" можно сформулировать с помощью следующего шаблона (рис. 23):
|
CUST УРЕ
|
CUST_NUM
|
CUST_NAME
|
CUST_SUM
|
|
Рис. 23. Шаблон запроса
|
|
P.
|
|
В приведенном шаблоне "P." – это команда вывода, означающая, что выводятся значения заданного столбца. После команды в языке QBE ставится точка.
Результат выполнения приведенного шаблона следующий:
|
CUST_NAME
|
|
ООО "PC-Style" |
|
ООО "Гермес" |
|
ЧП Федоров В.Г. |
|
ООО "Формат" |
|
ЧП Гришин П.В. |
|
ОАО "Энтрон" |
|
ЗАО"IT-COM" |
|
ООО "Омега" |
|
ОАО " PC-Центр" |
Обратим внимание на то, что результатом запроса является реляционная таблица.
Рассмотрим различные варианты создания запросов.
Пример 3.9. Запрос с простым условием сравнения
Вывести
все товары, цена которых не превышает
90 долларов. Шаблон будет выглядеть
следующим образом (рис.
24).
Результатом запроса является следующий набор данных:
|
PROD_NAME |
|
ОЗУ DDR 256 MB PC 2700 |
|
ОЗУ DDR 256 MB PC 3200 |
Пример 3.10. Запрос с составным условием сравнения (логическая операция И)
Требуется
вывести товары, цена которых больше 100
долларов и количество которых на складе
больше 1000 единиц (рис.
25).
Результат запроса:
|
PROD_ID |
PROD_NAME |
PRICE |
STORE |
|
4P |
Процессор Athlon XP 2600+ |
110 |
1200 |
Выводятся все данные выбранной строки, т.к. в шаблоне запроса команда вывода "P." стоит в первом столбце шаблона. Если два условия стоят на одной строке шаблона, то для выбора строки необходимо выполнение обоих условий (логическая операция И).
Пример 3.11. Запрос с составным условием сравнения (логическая операция ИЛИ)
Вывести
все товары, цена которых больше 100
долларов или количество которых на
складе больше 1000 единиц (рис.
26). 
Условия, записанные на двух разных строках шаблона запроса, соответствуют условиям, объединенным логическим оператором ИЛИ. Команда вывода P. расположена на обеих строках и в каждом из столбцов, которые должны выводится.
Результат запроса следующий:
|
PROD_NAME |
PRICE |
STORE |
|
Процессор Athlon XP 2600+ |
110 |
1200 |
|
Процессор Pentium-4 2600 |
200 |
800 |
|
Материнская плата GA 81 PE 1000 |
100 |
1400 |
|
Материнская плата EPOX 8KRA2+ |
95 |
1350 |
|
Видеокарта Nvidia GeForce FX5600 128mb |
140 |
770 |
|
Видеокарта Ati Radeon 9500 64mb |
150 |
850 |
|
ОЗУ DDR 256 MB PC 2700 |
45 |
1150 |
|
ОЗУ DDR 256 MB PC 3200 |
50 |
1250 |
|
ОЗУ DDR 512 MB PC 3200 |
97 |
1600 |
Пример 3.12. Запрос с использованием блока условий
Например, требуется вывести товары с ценой от 100 до 150 долларов. Для этого введем блок условий с явным заданием операции "И". Этот блок, обозначенный CONDITIONS содержит любые требуемые ограничения данных. В нашем примере к значениям одного и того же столбца должны одновременно применяться два условия. Поэтому удобно применить одно условие в блоке условий (рис. 27).
В
этом примере введена переменная _S,
которая является элементом-образцом
и обозначает неопределенное значение
в столбце таблицы. В данном примере
элемент-образец обозначает любое
возможное значение столбца PRICE.
Результат:
|
PROD_ID |
PROD_NAME |
PRICE |
STORE |
|
4P |
Процессор Athlon XP 2600+ |
110 |
1200 |
|
4MB |
Материнская плата GA 81 PE 1000 |
100 |
1400 |
|
3V |
Видеокарта Nvidia GeForce FX5600 128mb |
140 |
770 |
|
4V |
Видеокарта Ati Radeon 9500 64mb |
150 |
850 |
Пример 3.13. Сравнение с элементами-образцами
Определить товар, цена которого больше, чем цена видеокарты Nvidia GeForce FX5600 128mb . Пример шаблона приведен на рис. 28.
По-другому
запрос можно сформулировать следующим
образом: "Цена видеокарты Nvidia
GeForce
FX5600
128mb
обозначена
как _В. Вывести все товары, цена которых
больше, чем _В."
Результат:
|
PROD_NAME |
PRICE |
|
Процессор Pentium-4 2600 |
200 |
|
Видеокарта Ati Radeon 9500 64mb |
150 |
Рассмотрим создание многотабличных запросов.
Пример 3.14. Объединение двух таблиц
Допустим, необходимо вывести название фирм-клиентов, заказавших количество товара больше 20 единиц. Для создания этого запроса необходимо объединить две таблицы. Элемент-образец _CN связывает две таблицы (рис. 29).
|
CUST |
CUST_NUM
|
CUST_NAME
|
CUST_SUM |
|
|
_CN |
P. |
|
|
ORDERS |
ORDER_NUM |
CUST_NUM |
PROD_ID |
QTY |
DATE_ORDER |
|
|
|
_CN |
|
P. >20 |
|
Рис. 29. Связывание двух таблиц
Это означает, что в выбранной паре строк из двух таблиц в соответствующих столбцах должно находиться одно и то же значение.
Результат:
|
CUST_NAME |
QTY |
|
ЧП Гришин П.В. |
30 |
|
ЧП Гришин П.В. |
27 |
|
ООО "Гермес" |
21 |
Пример 3.15. Запрос с использованием трех таблиц
Вывести названия клиентов, заказавших процессор Celeron 2400 (рис. 30).
|
CUST |
CUST_NUM |
CUST_NAME
|
CUST_SUM |
|
|
_CN |
P. |
|
|
ORDERS |
ORDER_NUM |
CUST_NUM |
PROD_ID |
QTY |
DATE_ORDER |
|
|
|
_CN |
_PI |
|
|
|
PROD |
PROD_ID |
PROD_NAME |
PRICE |
STORE |
|
|
_PI |
Процессор Celeron 2400 |
|
|
Рис. 30. Связывание трех таблиц
Результат:
|
CUST_NAME |
|
ООО "PC-Style" |
|
ЧП Федоров В.Г. |
Пример 3.16. Связывание таблиц с вычислениями
Определить
объем каждого заказа в таблице ORDERS
(рис.31).
В этом запросе введена дополнительная таблица, не имеющая заголовков столбцов. Такая таблица называется целевой и используется для определения данных, выводимых запросом. Данная таблица содержит информацию о цели (результате запроса). Команда вывода P. расположена в первом столбце целевой таблицы, следовательно, выводятся все столбцы целевой таблицы.
Результат:
|
ORDER_NUM |
|
221 Объем заказа=1350 |
|
222 Объем заказа=3000 |
|
223 Объем заказа=3200 |
|
224 Объем заказа=1680 |
|
225 объем заказа=2970 |
|
226 Объем заказа=450 |
|
227 Объем заказа=1710 |
|
228 Объем заказа=1050 |
|
229 Объем заказа=1530 |
|
230 Объем заказа=1552 |
|
231 Объем заказа=1000 |
Пример 3.17. Запрос с частичным совпадением
Вывести
номера заказов, в которых требуется
поставка только процессоров (рис.
32).
В этом примере выбор строк основан на частичном совпадении. В наших таблицах возможны два варианта записи модели процессоров, поэтому в качестве окончания названия товара используется элемент примера _RT, обозначающий любое возможное из окончаний.
При записи выражений на QBE могут использоваться встроенные функции: CNT (количество), SUM (сумма), AVG (среднее), MIN (минимум), MAX (максимум), UN (уникальный), ALL (все значения, в том числе и повторяющиеся).
Пример 3.18. Запрос с использованием функции MAX
Вывести максимальный объем из годовых заказов клиентов. Шаблон запроса представлен на рис. 33.
Результат запроса, состоящий из одного значения 160 000, тоже можно считать реляционной таблицей из одного столбца и одной строки.
Пример
3.19. Запрос
с использованием функции AVG
Каков средний годовой объем заказов клиентов?
Шаблон запроса представлен на рис. 34.
Пример 3.20. Запрос с использованием функции CNT
Сколько клиентов заказало процессор Celeron 2400?
Шаблон
запроса показан на рис.
35.
Пример 3.21. Запрос с использованием оператора UNQ
Сколько всего клиентов сделало заказы?
Шаблон
запроса приведен ниже (рис.
36).
Результат: 9. Оператор UNQ применяется для того, чтобы каждого клиента подсчитать ровно один раз (повторы исключаются).
Пример 3.22. Запрос с группировкой
В некоторых запросах можно сгруппировать строки, имеющее одинаковое значение в одном или нескольких столбцах. Одна такая группа формируется на каждое значение заданного столбца. Затем к группе можно применить статистические функции.
Вывести общее количество заказанного товара по каждому клиенту.
"G." обозначается столбец, по которому производится группировка. В нашем случае, группировка проводится по CUST_NUM, т. к. мы хотим подсчитать общее количество товара по каждому клиенту. Затем используется целевая таблица, задающая вывод столбца, по которому производится группировка и значений функций, применных к группам (рис. 37)
Результат:
|
CUST_NUM |
QTY |
|
3101 |
27 |
|
3105 |
57 |
|
3106 |
16 |
|
3104 |
10 |
|
3103 |
35 |
|
3102 |
21 |
|
3108 |
16 |
|
3107 |
10 |
Пример 3.23. Запрос с группировкой и условием
Вывести
номера клиентов, сделавших более одного
заказа (рис.
38).
Результат:
|
CUST_NUM |
|
3101 |
|
3103 |
|
3105 |
В отличие от рассмотренных операций, операции вставки, удаления и модификации приводят к изменению исходной таблицы. Вид операции (вставка – I., удаление – D., модификация – U.) записывается в шаблоне под именем таблицы, а константы и условные выражения указываются по тем же правилам, что и в операциях выборки.
Пример 3.24. Вставка данных в таблицу
Вставка
в таблицу ORDERS
нового заказа может выглядеть следующим
образом (рис.
39):
Пример 3.25. Удаление информации из таблицы
Пусть необходимо удалить информацию о заказах клиента 3105 (рис. 40).
Из таблицы ORDERS удаляется вся информация о клиенте 3105.
Пусть необходимо удалить информацию о заказах, сделанных до 17.01.03. Шаблон запроса выглядит следующим образом (рис. 41):
Пример 3.26. Изменение данных
Для
изменения цены процессора Athlon
XP
2600+ нужно сформировать запрос (рис.
42).
Пример 3.27. Изменение данных с вычислениями
Для
того, чтобы повысить цену всех товаров
на 5% можно сформировать запрос на
изменение информации (рис.
43).
Современные СУБД имеют незначительные изменения от классического варианта QBE в интерпретации отдельных операций, введению дополнительных операций и изменению формы представления языка.