Распределенная компиляция запросов

Запросы на языке SQL до своего реального выполнения могут подвергаться компиляции. Компиляция запросов может производиться на стадии предкомпиляции прикладной программы, написанной на обычном традиционном языке программирования с включением предложений SQL, или в процессе выполнения транзакций с использованием инструкции языка SQL. С точки зрения пользователя процесс компиляции приводит к следующим результатам: для каждого предложения на SQL образуется программа в машинных кодах, вызовы которой помещаются в текст исходной прикладной программы, однако в действительности процесс компиляции запроса намного более сложен из-за наличия сложных сетевых взаимодействий, которые требуются при реальном выполнении транзакции. Будем называть главным узлом сети тот узел, в котором инициирован процесс компиляции предложений SQL, и дополнительными узлами (те узлы, которые вовлекаются в этот процесс в ходе его выполнения). На самом грубом уровне процесс компиляции можно разбить на следующие стадии:

1) В главном узле сети производится грамматический разбор предложения SQL с построением внутреннего представления запроса в виде дерева. На основе информации из локального каталога главного узла и удаленных каталогов дополнительных узлов производится замена имен объектов, фигурирующих в запросе, на их системные идентификаторы.

2) В главном узле генерируется глобальный план выполнения запроса, в котором учитывается только порядок взаимодействия узлов при реальном выполнении запроса. Глобальный план отображается в преобразованном соответствующим образом дереве запросов.

3) Если в глобальном плане выполнения запроса участвуют дополнительные узлы, производится его декомпозиция на части, каждую из которых можно выполнить в одном узле. Например, локальная фильтрация отношения в соответствии с заданным условием, при которой соответствующие части запроса рассылаются в соответствующие дополнительные узлы.

4) В каждом узле, участвующем в глобальном плане выполнения запроса, в главном или дополнительном, выполняется завершающая стадия компиляции. Эта стадия включает по существу две последние фазы процесса компиляции запроса: оптимизацию и генерацию машинных кодов, производится проверка прав пользователя, от имени которого выполняется компиляция, на выполнение соответствующих действий. Происходит обработка представлений БД, осуществляется локальная оптимизация обрабатываемой части запроса в соответствии с имеющимися индексами и производится генерация кода.

Язык реляционных баз данных SQL

Структурированный язык запросов SQL был разработан в 1970 г. корпорацией IBM как язык управления реляционных баз данных. До него и после него были попытки создания альтернативных языков, но стандартом стал именно SQL. Практически все производители систем управления БД используют в своих продуктах, ту или иную модификацию SQL.

С 1970 г. было разработано много версий этого языка, часто несовместимых друг с другом. В результате в 1992г. американским национальным институтом стандартов был разработан стандарт SQL-92, описывающий поведение серверов БД и регламентирующий основные правила работы. Целью разработки этого стандарта было уменьшение несовместимости различных версий SQL. Однако, несмотря на усилия и попытки добиться единого стандарта, каждый из производителей использует и развивает свою модификацию SQL. Microsoft SQL сервер реализован вариантом transact SQL, поддерживающий большинство способностей SQL-92 и ряд дополнений, увеличивающий гибкость и мощность языка.

Идентификаторы

Все объекты MS SQL сервер имеют свои собственные имена, с помощью которых можно ссылаться на них.

Имена объектов называются идентификаторами. Любой объект БД должен быть уникально идентифицирован. Transact SQL налагает ряд ограничений наименований объектов:

1) Первый символ имени объекта должен быть одним из символов латинского или национального алфавита, либо символом подчеркивания. Т.е. не допускается использование в качестве первого символа имени объекта цифр и некоторых других знаков (*,!,?…). Для обозначения объектов сервер разрешает использование символов @, # для именования временных таблиц и хранимых процедур. Временные объекты существуют только в течении сеанса или транзакции, а за тем уничтожаются. Для обозначения глобальных временных объектов, к которым могут обращаться все пользователи Transact SQL позволяет использовать символы @@, ##. Некоторые функции и переменные начинаются с символа @@.

2) Основная часть идентификатора может включать любые символы, десятичные цифры, подчеркивание, решетки и т. д.

3) При выборе имени следует убедиться, что оно не является зарезервированным словом, и что не существует объект с таким именем. Transact SQL не различает регистров, в которых набраны символы и поэтому считает одинаковыми имена объектов в разных регистрах.

4) Запрещено использование внутри имени пробелов, круглых скобок и спец. символов.

5) Длина имени объекта не должна превышать 128 символов. Исключения составляют имена временных таблиц, длина имени которых не должна превышать 116 символов. Для обхода некоторых ограничений можно заключать имена объектов в двойные кавычки или квадратные скобки. В этом случае разрешается использование в имени объекта пробелов, спец. символов и символов зарезервированных слов.

Идентификаторы, заключающиеся в двойные кавычки или квадратные скобки, называются ограниченными идентификаторами.

Выражения

Выражения SQL сервер представляют собой комбинацию идентификаторов, функций, логических и арифметических операций, констант и других объектов.

Выражение может быть использовано в качестве аргумента в командах, хранимым процедурах или запросах. Выражение состоит из операндов и операторов.

Операнды SQL сервер делится на следующие типы:

1) Константы - постоянные величины, значения которых не могут быть изменены.

2) Функции – именованные программы, выполняющие обработку данных и в некотором случае возвращающие определенный результат. Функции реализуют наиболее часто выполняемые алгоритмы, что избавляет пользователей от многократного написания одного кода.

3) Имя колонки - в качестве операнда может выступать колонка таблицы. Это часто используется при обработке данных таблицы, удовлетворяющих определенному критерию. Пользователь указывает в выражении имя интересующей колонки, а сервер автоматически подставляет туда соответствующее значение. При последовательном просмотре таблицы имя колонки будет изменяться.

4) Переменная - именованная область памяти определенного объема, в которой хранятся данные. Фактически любая переменная- это последовательность из одного или несколько байт. То, как сервер будет обрабатывать последовательность, представленную значением переменной зависит от типа данных, ассоциированной с этой переменной.

5) Подзапрос - в качестве выражения можно указать подзапрос, который подготавливает соответствующий набор данных. По принципу работы это эквивалентно указанию колонки таблицы только в случае подзапроса. Данные не дано явно закачивать в таблицу. Сервер сам создает временную таблицу с необходимой структурой, копируя в нее выбранные данные, и подключает полученный набор данных в качестве выражения. Выполняемые действия задаются с помощью операторов, которые делятся на типы:

1)– простейшие (унарные) операторы работают только с одним операндом. Простейшие операторы могут быть использованы с любыми величинами числового типа, как с числовыми, так и с дробными.

2)– оператор присваивания используется для присваивания переменной определенного значения, полученного в результате вычисления выражения. В SQL-сервер единственным оператором присваивания является знак равенства (=), который также используется в операторе сравнения.

DECLARE @@ variable int

SET @@ variable=10

3)– арифметические операции - это бинарные операции, выполняемые с операндами, имеющими числовой тип данных. К ним относят *, /, +, -, %. Арифметические операторы возвращают значения того же типа, что и входные.

4)– строковые - единственные операции, которые можно непосредственно производить над операндами символьного типа - конкатенация (сложение). Для обозначения конкотенации строк используется знак «+».

– Сравнение.

Операторы сравнения могут дать информацию о сравнительной величине операндов. Допускается использование следующих логических операндов: равно «=», больше «>», меньше «<», меньше пли равно «<=», больше или равно «>=>>, не равно «!=>> или «<>>>, не менее чем «!<», не более чем «!>». Результатом выполнения логического операнда будет значение «истина» (TRUE), если условие выполняется, или «ложь» (FALSE) в противном случае. Если сравнение невозможно (например, в случае несовпадения типов), то возвращается неопределенное значение NULL.

– Логические операторы.

Операторы этого типа возвращают значения TRUE или FALSE и могут быть использованы в различных конструкциях, включая запросы. Логические операторы могут быть представлены в виде нескольких опера­торов сравнения и являются своего рода надстройкой над ними.

В Transact SQL есть следующие операторы:

ALL -выполняет сравнение для набора данных. Если условие выполнено для всего набора данных, возвращается значение TRUE.

AND - оперирует с двумя булевыми выражениями. Только если оба выражения истинны (TRUE), возвратится значение TRUE.

ANY -выполняет сравнение для набора данных. Если условие выполнено, хотя бы для одного элемента из набора данных, возвращается значение TRUE.

BETWEEN - проверяет, лежит ли значение в указанном диапазоне.

EXIST – возвращает TRUE, если подзапрос возвращает хотя бы одну строку. Та­ким образом, этот оператор проверяет существование данных.

IN -возвращает TRUE, если значение входит в указанный список.

LIKE - проверяет значение на «похожесть» по указанному шаблону.

NOT - инвертирует значение булева типа, то есть заменяет TRUE на FALSE и наоборот.

OR -возвращает TRUE, если хотя бы один из двух операндов равен TRUE.

SOME - выполняет сравнение для набора данных. Если условие выполнено для одного элемента из набора данных, возвращается значение TRUE. Аналог ANY.

Типы данных

Понятие типа данных в SQL Server полностью адекватно понятию типа данных в современных языках программирования. Тип данных определяет диапазон значений, которые можно сохранить в переменной или колонке таблицы.

1) Числовые целые типы данных.

Числовые типы данных, как следует из названия, предназначены для хранения только числовых значений. Числовые тины данных различаются по возможности хранения положительных и отрицательных значений, целочисленных и дробных значений, а также по общему количеству цифр и количеству цифр после запятой.

К целочисленным типам данных (общее название — integer) относятся следующие типы данных:

Int (или Integer) - для хранения данных используются 32 бита или 4 байта;

Small int - для хранения данных используются 16 бит, или 2 байта;

Tinyint - этот целочисленный тип занимает всего 1 байт и не содержит отрицательных чисел. Все биты интерпретируются как числовое значе­ние. Тип данных tinyint позволяет хранить значения в интервале от 0 до 255.

При выборе того или иного типа данных необходимо исходить из физических значений хранимых данных. Целочисленные типы данных используются для построения индексов и первичных ключей.

2) Нецелочисленные типы данных.

Числа, в составе которых есть десятичная точка, называются нецелочисленными. Microsoft разделяет нецелочисленные данные на два типа — десятичные (decimal) и приблизительные (approximate).

Десятичные данные физически хранятся в SQL Server 7.0 не в виде чисел, а в виде последовательности цифр. Для представления каждой десятичной цифры обычно используются 4 бита, то есть один байт позволяет хранить две десятичных цифры, или значение от 0 до 99.

Денежные типы данных.

Денежные типы данных обеспечивают хранение значений до 4-х знаков после запятой.

Maney - 8 байт;

Smallmaney - 4 байта.