7.1.8. Типы и структуры данных, применяемые в реляционных базах данных

В конце этой части книги мы коротко рассмотрим особенности использования типов и структур данных в системах управления базами данных (СУБД). Начнем с наиболее распространенных сегодня традиционных баз данных, основанных на чистой, классической реляционной модели данных. Одним из базовых свойств этой модели является атомарность значений в каждом из столбцов таблиц, составляющих базу данных. Другими словами, эти значения должны принадлежать к одному из встроенных типов, поддерживаемых СУБД.

Практически все современные реляционные СУБД опираются на стандартный язык баз данных SQL и поддерживают встроенные типы данных, специфицированные в этом языке. Если не вдаваться в синтаксические детали, то типы данных в стандарте языка SQL/92 определяются следующим образом:

Тип данных определяется как множество представляющих его значений. Логическим представлением значения является литерал. Физическое представление зависит от реализации. Значение любого типа является примитивным в том смысле, что в соответствии со стандартом оно не может быть логически разбито на другие значения. Значения могут быть определенными или неопределенными. Неопределенное значение - это зависящее от реализации значение, которое гарантированно отлично от любого определенного значения соответствующего типа. Можно считать, что имеется всего одно неопределенное значение, входящее в любой тип данных языка SQL. Для неопределенного значения отсутствует представляющий его литерал, хотя в некоторых случаях используется ключевое слово NULL для выражения того, что желательно именно неопределенное значение.

SQL/92 определяются типы данных, обозначаемые следующими ключевыми словами: CHARACTER, CHARACTER VARYING, BIT, BIT VARYING, NUMERIC, DECIMAL, INTEGER, SMALLINT, FLOAT, REAL, DOUBLE PRECISION, DATE, TIME, TIMESTAMP и INTERVAL.

Типы данных CHARACTER и CHARACTER VARYING совместно называются типами данных символьных строк; типы данных BIT и BIT VARYING - типами данных битовых строк. Типы данных символьных строк и типы данных битовых строк совместно называются строчными типами данных, а значения строчных типов называются строками.

Типы данных NUMERIC, DECIMAL, INTEGER и SMALLINT совместно называются типами данных точных чисел. Типы данных FLOAT, REAL и DOUBLE PRECISION совместно называются типами данных приблизительных чисел. Типы данных точных чисел и типы данных приблизительных чисел совместно называются числовыми типами. Значения числовых типов называются числами.

Типы данных DATE, TIME и TIMESTAMP совместно называются типами даты-времени. Значения типов даты-времени называются "дата-время". Тип данных INTERVAL называется интервальным типом.

Поскольку основным способом использования языка SQL при создании прикладных информационных систем является встраивание операторов SQL в программы, написанные на традиционных языках программирования, необходимо для всех потенциально используемых языков программирования иметь правила соответствия встроенных типов SQL встроенным типам соответствующих языков. Стандарт обеспечивает такие соответствия. В частности, для языка Си установлены следующие соответствия: CHARACTER соответствует строкам Си (массивам символов, завершающимся "пустым" символом); INTEGER соответствует long; SMALLINT соответствует short; REAL соответствует float; DOUBLE PRECISION соответствует double. Естественно, это не означает, что в базах данных числа хранятся именно в той форме, в которой они представляются в Си-программе. Необходимые преобразования представлений обеспечиваются на интерфейсе прикладной программы и СУБД.

Важным понятием реляционных баз данных, зафиксированным в стандарте языка SQL, является понятие домена. Домен - это именованное множество значений некоторого встроенного типа, ограниченное условием, задаваемым при определении домена. Условие определяет вхождение значения базового типа во множество значений домена. В некотором смысле можно считать понятие домена расширением понятия ограниченного типа в языках программирования. В частности, если столбец C некоторой таблицы определен на домене D, то система гарантирует, что в этом столбце будут присутствовать только значения домена D. Кроме того, считается допустимым соединять таблицы T1 и T2 по значениям столбцов C1 и C2 только в том случае, когда C1 и C2 определены на общем домене D.

Значения всех упомянутых типов (и определенных на них доменов) имеют фиксированную или, по крайней мере, ограниченную длину. Даже для типов CHARACTER VARYING и BIT VARYING длина допустимого значения обычно ограничена размером страниц внешней памяти, используемых СУБД для хранения баз данных. В связи с потребностями современных приложений (географических, мультимедийных, категории CAD/CAM и т.д.) в большинстве СУБД поддерживается дополнительный, не специфицированный в стандарте SQL псевдотип данных с собирательным названием BLOB (Binary Large Object). Значения этого типа представляют собой последовательности байт, на которые на уровне СУБД не накладывается никакая более сложная структура и длина которых практически не ограничена (в 32-разрядных архитектурах - до 2 Гбт). Необходимая структуризация значений типа BLOB производится на прикладном уровне. Традиционные СУБД обеспечивают очень примитивный набор операций со столбцами типа BLOB - выбрать значение столбца в основную память или в файл и занести в столбец значение из основной памяти или файла.