Недавно мы начали публиковать обзорный список литературы, рекомендуемой к прочтению студентам наших образовательных проектов: Технопарка, Техносферы и Технотрека. Но это не значит, что остальным эти книги будут не интересны. Так что если вы жаждете знаний по вынесенным в заголовок темам, то наверняка найдете что-нибудь интересное во второй части обзора.

Реляционные базы данных (РБД) используются повсюду. Они бывают самых разных видов, от маленьких и полезных SQLite до мощных Teradata. Но в то же время существует очень немного статей, объясняющих принцип действия и устройство реляционных баз данных. Да и те, что есть — довольно поверхностные, без особых подробностей. Зато по более «модным» направлениям (большие данные, NoSQL или JS) написано гораздо больше статей, причём куда более глубоких. Вероятно, такая ситуация сложилась из-за того, что реляционные БД — вещь «старая» и слишком скучная, чтобы разбирать её вне университетских программ, исследовательских работ и книг.

На самом деле, мало кто действительно понимает, как работают реляционные БД. А многие разработчики очень не любят, когда они чего-то не понимают. Если реляционные БД используют порядка 40 лет, значит тому есть причина. РБД — штука очень интересная, поскольку в ее основе лежат полезные и широко используемые понятия. Если вы хотели бы разобраться в том, как работают РБД, то эта статья для вас.

^{Капитан Немо у штурвала «Наутилуса»}

Индексы — один из самых мощных инструментов в реляционных базах данных. Мы используем их, когда нужно быстро найти какие-то значения, когда объединяем базы данных, когда нужно ускорить работу SQL-операторов и т.д. Но что представляют собой индексы? И как они помогают ускорять поиск по БД? Для ответа на эти вопросы я изучил исходный код PostgreSQL, отследив, как происходит поиск индекса для простого строкового значения. Я ожидал найти сложные алгоритмы и эффективные структуры данных. И нашёл.

Здесь я расскажу о том, как устроены индексы и как они работают. Однако я не ожидал, что в их основе лежит информатика. В понимании подноготной индексов также помогли комментарии в коде, объясняющие не только как работает Postgres, но и почему он так работает.

Я с удивлением обнаружил, что многие разработчики, даже давно использующие postgresql, не понимают оконные функции, считая их какой-то особой магией для избранных. Ну или в лучшем случае «копипастят» со StackOverflow выражения типа «row_number() OVER ()», не вдаваясь в детали. А ведь оконные функции — полезнейший функционал PostgreSQL.
Попробую по-простому объяснить, как можно их использовать.

О чем данный учебник

Данный учебник представляет собой что-то типа «штампа моей памяти» по языку SQL (DDL, DML), т.е. это информация, которая накопилась по ходу профессиональной деятельности и постоянно хранится в моей голове. Это для меня достаточный минимум, который применяется при работе с базами данных наиболее часто. Если встает необходимость применять более полные конструкции SQL, то я обычно обращаюсь за помощью в библиотеку MSDN расположенную в интернет. На мой взгляд, удержать все в голове очень сложно, да и нет особой необходимости в этом. Но знать основные конструкции очень полезно, т.к. они применимы практически в таком же виде во многих реляционных базах данных, таких как Oracle, MySQL, Firebird. Отличия в основном состоят в типах данных, которые могут отличаться в деталях. Основных конструкций языка SQL не так много, и при постоянной практике они быстро запоминаются. Например, для создания объектов (таблиц, ограничений, индексов и т.п.) достаточно иметь под рукой текстовый редактор среды (IDE) для работы с базой данных, и нет надобности изучать визуальный инструментарий заточенный для работы с конкретным типом баз данных (MS SQL, Oracle, MySQL, Firebird, …). Это удобно и тем, что весь текст находится перед глазами, и не нужно бегать по многочисленным вкладкам для того чтобы создать, например, индекс или ограничение. При постоянной работе с базой данных, создать, изменить, а особенно пересоздать объект при помощи скриптов получается в разы быстрее, чем если это делать в визуальном режиме. Так же в скриптовом режиме (соответственно, при должной аккуратности), проще задавать и контролировать правила наименования объектов (мое субъективное мнение). К тому же скрипты удобно использовать в случае, когда изменения, делаемые в одной базе данных (например, тестовой), необходимо перенести в таком же виде в другую базу (продуктивную).

Вступление и DDL – Data Definition Language (язык описания данных)

Часть первая — habrahabr.ru/post/255361

DML – Data Manipulation Language (язык манипулирования данными)

В первой части мы уже немного затронули язык DML, применяя почти весь набор его команд, за исключением команды MERGE.

Рассказывать про DML я буду по своей последовательности выработанной на личном опыте. По ходу, так же постараюсь рассказать про «скользкие» места, на которые стоит акцентировать внимание, эти «скользкие» места, схожи во многих диалектах языка SQL.

Т.к. учебник посвящается широкому кругу читателей (не только программистам), то и объяснение, порой будет соответствующее, т.е. долгое и нудное. Это мое видение материала, которое в основном получено на практике в результате профессиональной деятельности.

Основная цель данного учебника, шаг за шагом, выработать полное понимание сути языка SQL и научить правильно применять его конструкции. Профессионалам в этой области, может тоже будет интересно пролистать данный материал, может и они смогут вынести для себя что-то новое, а может просто, будет полезно почитать в целях освежить память. Надеюсь, что всем будет интересно.

Т.к. DML в диалекте БД MS SQL очень сильно связан с синтаксисом конструкции SELECT, то я начну рассказывать о DML именно с нее. На мой взгляд конструкция SELECT является самой главной конструкцией языка DML, т.к. за счет нее или ее частей осуществляется выборка необходимых данных из БД.

Предыдущие части

• Часть первая — habrahabr.ru/post/255361
• Часть вторая — habrahabr.ru/post/255523

О чем будет рассказано в этой части

В этой части мы познакомимся:

1. с выражением CASE, которое позволяет включить условные выражения в запрос;
2. с агрегатными функциями, которые позволяют получить разного рода итоги (агрегированные значения) рассчитанные на основании детальных данных, полученных оператором «SELECT … WHERE …»;
3. с предложением GROUP BY, которое в скупе с агрегатными функциями позволяет получить итоги по детальным данным в разрезе групп;
4. с предложением HAVING, которое позволяет произвести фильтрацию по сгруппированным данным.

Предыдущие части

• Часть первая — habrahabr.ru/post/255361
• Часть вторая — habrahabr.ru/post/255523
• Часть третья — habrahabr.ru/post/255825

В данной части мы рассмотрим

Многотабличные запросы:

• Операции горизонтального соединения таблиц – JOIN
• Связь таблиц при помощи WHERE-условия
• Операции вертикального объединения результатов запросов – UNION

Работу с подзапросами:

• Подзапросы в блоках FROM, SELECT
• Подзапрос в конструкции APPLY
• Использование предложения WITH
• Подзапросы в блоке WHERE:
  
  • Групповое сравнение — ALL, ANY
  • Условие EXISTS
  • Условие IN

Предыдущие части

• Часть первая — habrahabr.ru/post/255361
• Часть вторая — habrahabr.ru/post/255523
• Часть третья — habrahabr.ru/post/255825
• Часть четвертая — habrahabr.ru/post/256045

В данной части мы рассмотрим

Здесь мы в общих чертах рассмотрим работу с операторами модификации данных:

• INSERT – вставка новых данных
• UPDATE – обновление данных
• DELETE – удаление данных
• SELECT … INTO … – сохранить результат запроса в новой таблице
• MERGE – слияние данных
• Использование конструкции OUTPUT
• TRUNCATE TABLE – DDL-операция для быстрой очистки таблицы

В самом конце вас ждут «Приложение 1 – бонус по оператору SELECT» и «Приложение 2 – OVER и аналитические функции», в которых будут показаны некоторые расширенные конструкции:

• PIVOT
• UNPIVOT
• GROUP BY ROLLUP
• GROUP BY GROUPING SETS
• использование приложения OVER

Операции модификации данных очень сильно связаны с конструкциями оператора SELECT, т.к. по сути выборка модифицируемых данных идет при помощи них. Поэтому для понимания данного материала, важное место имеет уверенное владение конструкциями оператора SELECT.