SQL

SQL — это структурированный язык запросов, созданный для того, чтобы получать из базы данных необходимую информацию. Если описать схему работы SQL простыми словами, то специалист формирует запрос и направляет его в базу. Та в свою очередь обрабатывает эту информацию, «понимает», что именно нужно специалисту, и отправляет ответ.

Данные хранятся в виде таблиц, они структурированы и разложены по строкам и столбцам, чтобы ими легче было оперировать. Такой способ хранения информации называют реляционными базами данных (от англ. relation — «отношения»). Название указывает на то, что объекты в такой базе связаны определенными отношениями.

Например, у маркетолога есть база, в которой собрана информация обо всех пиццериях в городе: названия, ассортимент, цены, график работы и прочее. Во время анализа конкурентов он решил выяснить, сколько пиццерий готовят пиццу с ананасами и оформляют доставку после 23:00. Для того чтобы получить такой список из базы, достаточно написать грамотный SQL-запрос.

Для чего нужен SQL

SQL — это не язык программирования, поэтому написать приложение или сайт с его помощью не получится, но при этом внутренняя работа сайта (backend) невозможна без запросов. Поиск информации в Google — это тоже модель использования SQL. Пользователь задает параметры, которые его интересуют, и отправляет запрос на сервер; затем происходит магия и в поисковой выдаче появляются результаты, соответствующие именно этому запросу.

SQL используют разные виды специалистов:

• Аналитики и продуктовые маркетологи. Знание SQL помогает этим специалистам не зависеть от программистов, а самостоятельно получать и обрабатывать данные.
• Разработчики и тестировщики. С помощью SQL они могут самостоятельно проектировать базы для быстрой и надежной работы с данными, улучшать с их помощью сайты и приложения.
• Руководители и менеджеры. SQL позволит специалистам на руководящих постах самостоятельно обращаться к базам, контролировать работу компании и в реальном времени получать данные о положении дел.

Как работают запросы

Чтобы разобраться, как именно работает магия запроса, давайте представим его путь от пользователя до нужных ему данных:

Пользователь → Клиент → Запрос → Система управления → База данных → Таблица с базами данных

Данные для работы с SQL хранятся в таблицах. Как именно они устроены — разберемся ниже; пока же просто представим их. На пути от пользователя к таблице находится несколько посредников:

• Клиент — способ введения запроса. В случае с Google, например, клиентом будет поисковая строка браузера, в которую пользователь вводит сформулированный запрос.
• Система управления базами данных (СУБД) — комплекс программ, которые позволяют управлять данными. Эта система помогает таблицам понять, чего хочет пользователь, а пользователю — что ему отвечают таблицы.
• База данных — система хранения таблиц, в которой они связаны между собой. База данных сама по себе не умеет манипулировать информацией — это просто хранилище, где у каждого объекта есть свое место.

Что такое база данных в SQL

SQL-запросы обращаются к данным в виде таблиц, то есть к реляционным базам данных. Упрощенный вариант такой базы — это таблицы Excel, в которых информация также упорядочена в столбцы и строки.

Основные понятия реляционной модели:

1. Отношение — это сама таблица, она двумерная и состоит из столбцов и строк.

2. Атрибут — столбец в таблице, который содержит один конкретный параметр: название, тип, дату, стоимость или другую характеристику.

3. Домен — это допустимые значения для каждого атрибута. Например, в столбце «Имя» или «Название» значения должны представлять собой набор буквенных символов, но они не могут начинаться с «ь» или «ъ» и не могут быть записаны числами.

4. Кортеж (строка или запись) — это табличная строка с порядковым номером, в которой содержится информация об одном конкретном объекте.

5. Значение — элемент таблицы, который находится на пересечении столбцов и строк.

6. Ключ — это самый важный столбец в таблице, за счет этих значений и происходит взаимодействие в реляционной базе данных, он связывает таблицы между собой.

Ключи бывают нескольких видов:

• Первичный ключ — идентификатор, такой как индекс или артикул.
• Потенциальный ключ — другое уникальное значение, которое может служить идентификатором.
• Внешний ключ — столбец-ссылка, используется для объединения двух таблиц, каждое значение внешнего ключа обязательно соответствует первичному ключу в другой таблице.

Например, для решения задачи — выбрать все пиццерии, которые смогут доставить пиццу с ананасами после 23:00, — кроме основной таблицы с графиками работы понадобятся также таблицы с ассортиментом каждого заведения, а также таблицы с составом каждой пиццы (чтобы понять, есть ли в ней ананасы). Все эти таблицы будут связаны между собой с помощью ключей.

SQL-операторы

Работать с данными помогают операторы — определенные слова или символы, которые используются для выполнения конкретной операции — например, для выбора из множества по конкретному параметру. Если нам нужно из всех видов пиццы отсортировать те, в которых есть пармезан, — нужно использовать оператор SELECT (выбор в соответствии с условием).

Операторы в SQL делятся на несколько групп в соответствии с задачами, которые они решают.

DDL (Data Definition Language) — операторы определения данных. Они работают с объектами, то есть с целыми таблицами. Если базу нужно дополнить таблицей с новыми данными или, наоборот, убрать одну из таблиц с ошибочными данными — используется этот набор операторов.

• CREATE — создание объекта в базе данных
• ALTER — изменение объекта
• DROP — удаление объекта

DML (Data Manipulation Language) — операторы манипуляции данными. Эти операторы уже работают с содержимым таблиц — строками, атрибутами и значениями. С их помощью можно вносить изменения в конкретное значение. Например, заменить поле в колонке «Фамилия» в строке с данными сотрудницы компании посте того, как она вышла замуж. Или удалить строку с данными уволенного сотрудника.

• SELECT — выбор данных в соответствии с условием
• INSERT — добавление новых данных
• UPDATE — изменение существующих данных
• DELETE — удаление данных

DCL (Data Control Language) — оператор определения доступа к данным. Он определяет, кто из пользователей может отправлять запросы к базе, менять объекты и значения. Например, можно отозвать доступ у сотрудника, перешедшего в другой отдел, а также открыть доступ к базе новому маркетологу или разработчику.

• GRANT — предоставление доступа к объекту
• REVOKE — отзыв ранее выданного разрешения
• DENY — запрет, который является приоритетным над разрешением

TCL (Transaction Control Language) — язык управления транзакциями. Транзакции — это набор команд, которые выполняются поочередно. Если все команды выполнены, транзакция считается успешной, а если где-то произошла ошибка — транзакция откатывается назад, отменяя все выполненные команды. Наглядный пример такой транзакции — оплата онлайн, когда банк просит сначала ввести сумму и получателя, затем проверить и подтвердить операцию, а после ввести одноразовый код. На каждом из этих этапов оплату можно отменить и транзакция откатится назад.

• BEGIN TRANSACTION — обозначение начала транзакции
• COMMIT TRANSACTION — изменение команд внутри транзакции
• ROLLBACK TRANSACTION — откат транзакции
• SAVE TRANSACTION — указание промежуточной точки сохранения внутри транзакции

Виды СУБД

Сами по себе таблицы или база данных не способны выполнять операции, а в СУБД можно создавать новые таблицы, удалять ненужные данные, настраивать ключи и обрабатывать запросы. Основные задачи СУБД:

• поддержка языков баз данных;
• непосредственное управление данными;
• управление буферами оперативной памяти;
• управление транзакциями;
• резервное копирование и восстановление после сбоев.

Существуют разные виды таких систем, которые разрабатывает и техногиганты, вроде Google, Microsoft и Amazon, и более нишевые студии. Разработчики стремятся сделать свой продукт лучше, чтобы их система быстрее и качественнее других обрабатывала данные. Из-за этого появились разные виды языка SQL — так называемые SQL-диалекты. У каждой СУБД диалект имеет что-то общее со всеми, а также свои особенности, которые не будут работать в другой системе.

СУБД могут быть коммерческими или иметь открытый код. Системы управления с открытым кодом можно бесплатно использовать в проектах, а также дополнять их документацию и совершенствовать процесс работы с системой. Коммерческие СУБД имеют платный доступ к полным версиям — как правило, такие используют крупные корпорации.

• PostgreSQL — это объектно-ориентированная система, то есть она обрабатывает данные как абстрактные объекты. Каждый объект, в отличие от простых табличных значений, может иметь собственные характеристики и уникальные методы взаимодействия с другими объектами. Это позволяет PostgreSQL обрабатывать более сложные структуры данных и выполнять более сложные процедуры. Например, Яндекс.Почта в свое время перешла на эту систему, чтобы поддерживать стабильное соединение десятков тысяч пользователей к одной базе.

• MySQL — простая в изучении и функциональная система, которая работает с сайтами и веб-приложениями. Чаще всего используется в системах управления контентом сайтов (CMS), на сайтах с возможностью регистрации пользователей, в корпоративных системах CRM, в планировщиках, чатах и форумах. MySQL считается одним из самых безопасных и высокоскоростных решений, которое существует на рынке.

• SQLite — это облегченная встраиваемая версия СУБД. В ней нет возможности поделиться правами доступа, как во многих других системах, но благодаря своему устройству эта система быстрая и мощная. SQLite подходит для обработки запросов на сайтах с низким и средним трафиком, а также в однопользовательских мобильных приложениях и играх. Преимущество такой системы — файловая структура, то есть база в SQLite состоит из одного файла, поэтому ее очень легко переносить.

• Oracle — одна из первых СУБД, которая появилась еще в 1977 году и развивается до сих пор. Это кроссплатформенная система, которая может работать на Windows, Linux, MacOS, мобильных и других ОС. Система используется в крупных коммерческих проектах. Например, в России с Oracle сотрудничают операторы МТС и Теле2, банк «Открытие» и ВТБ.

• Google Cloud Spanner — это облачная система управления данными, которую Google разработал для управления собственными сервисами, например AdWords и Google Play. В 2017 году систему сделали общедоступной. Cloud Spanner относят к категории NewSQL — это системы, которые совмещают в себе преимущества реляционных и нереляционных СУБД.

Как начать работу с SQL

Для начала работы с SQL достаточно разбираться в основах Excel, чтобы понимать принцип работы запросов, а также иметь базовый уровень английского на уровне A1-A2. Эти навыки необходимы, чтобы понимать синтаксис SQL:

• SELECT — выбери данные
• FROM — вот отсюда
• JOIN — добавь еще эти таблицы
• WHERE — при таком условии
• GROUP BY — сгруппируй данные по этому признаку
• ORDER BY — отсортируй данные по этому признаку
• LIMIT — нужно такое количество результатов
• ; — конец предложения

Системы для работы с SQL имеют схожую структуру: есть редактор запросов, результат запросов и список таблиц, которые используются для обработки.

Самостоятельно начать изучение SQL можно с просмотра уроков на YouTube и чтения тематических статей в профильных медиа. Для более системного усвоения информации и экономии времени, потраченного на обучение, лучше записаться на курсы к опытным преподавателям, где вы сразу попадете в профессиональное сообщество и будете получать поддержку менторов.