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Capitolo 488.   Linguaggio SQL: DDL

DDL, ovvero Data definition language, è il linguaggio usato per definire la struttura dei dati (in una base di dati). In questo capitolo viene trattato il linguaggio SQL per ciò che riguarda specificatamente i dati, la loro creazione e la loro distruzione.

488.1   Tipi di dati

I tipi di dati gestibili con il linguaggio SQL sono molti. Fondamentalmente si possono distinguere tipi contenenti: valori numerici, stringhe e informazioni data-orario. Nelle sezioni seguenti vengono descritti solo alcuni dei tipi definiti dallo standard.

488.1.1   Stringhe di caratteri

Si distinguono due tipi di stringhe di caratteri in SQL: quelle a dimensione fissa, completate a destra dal carattere spazio, e quelle a dimensione variabile.

CHARACTER

CHARACTER(dimensione)

CHAR

CHAR(dimensione)

CHARACTER VARYING(dimensione)

CHAR VARYING(dimensione)

VARCHAR(dimensione)

Le costanti stringa si esprimono delimitandole attraverso apici singoli, oppure apici doppi, come nell'esempio seguente:

'Questa è una stringa letterale per SQL'
"Anche questa è una stringa letterale per SQL"

Non tutti i sistemi SQL accettano entrambi i tipi di delimitatori di stringa. In caso di dubbio è bene limitarsi all'uso degli apici singoli; eventualmente, per inserire un apice singolo in una stringa delimitata con apici singoli, dovrebbe essere sufficiente il suo raddoppio. In pratica, per scrivere una stringa del tipo «l'albero», dovrebbe essere possibile scrivere:

'l''albero'

488.1.2   Valori numerici

I tipi numerici si distinguono in esatti e approssimati, intendendo con la prima definizione quelli di cui si conosce il numero massimo di cifre numeriche intere e decimali, mentre con la seconda si fa riferimento ai tipi a virgola mobile. In ogni caso, le dimensioni massime o la precisione massima che possono avere tali valori dipende dal sistema in cui vengono utilizzati.

NUMERIC

NUMERIC(precisione[,scala])

DECIMAL

DECIMAL(precisione[,scala])

DEC

DEC(precisione[,scala])

INTEGER

INT

SMALLINT

FLOAT

FLOAT(precisione)

REAL

DOUBLE PRECISION

I valori numerici costanti vengono espressi attraverso la semplice indicazione del numero senza delimitatori. La virgola di separazione della parte intera da quella decimale si esprime normalmente attraverso il punto (.), a meno che sia prevista una forma di adattamento alle caratteristiche di configurazione locale.

488.1.3   Valori Data-orario

I valori data-orario sono di tre tipi e servono rispettivamente a memorizzare un giorno particolare, un orario normale e un'informazione data-ora completa.

DATE

TIME

TIME(precisione)

TIME WITH TIME ZONE

TIME(precisione) WITH TIME ZONE

TIMESTAMP

TIMESTAMP(precisione)

TIMESTAMP WITH TIME ZONE

TIMESTAMP(precisione) WITH TIME ZONE

Se viene specificata la precisione, si intende definire un numero di cifre per la parte frazionaria dei secondi, altrimenti si intende che non debbano essere memorizzate le frazioni di secondo.

L'aggiunta dell'opzione WITH TIME ZONE serve a specificare un tipo orario differente, che assieme all'informazione oraria aggiunge lo scostamento, espresso in ore e minuti, dell'ora locale dal tempo universale (UTC). Per esempio, 22:05:10+1:00 rappresenta le 22.05 e 10 secondi dell'ora locale italiana (durante l'inverno), mentre il tempo universale corrispondente sarebbe invece 21:05:10+0:00.

Le costanti che rappresentano informazioni data-orario sono espresse come le stringhe, delimitate tra apici. Il sistema DBMS potrebbe ammettere più forme differenti per l'inserimento di queste, ma i modi più comuni dovrebbero essere quelli espressi dagli esempi seguenti.

'2006-12-31'
'12/31/2006'
'31.12.2006'

Questi tre esempi rappresentano la stessa data: il 31 dicembre 1999. Per una questione di uniformità, dovrebbe essere preferibile il primo di questi formati, corrispondente allo stile ISO 8601. Anche gli orari che si vedono sotto, sono aderenti allo stile ISO 8601; in particolare per il fatto che il fuso orario viene indicato attraverso lo scostamento dal tempo universale, invece che attraverso una parola chiave che definisca il fuso dell'ora locale.

'12:30:50+1.00'
'12:30:50.10'
'12:30:50'
'12:30'

Il primo di questa serie di esempi rappresenta un orario composto da ore, minuti e secondi, oltre all'indicazione dello scostamento dal tempo universale (per ottenere il tempo universale deve essere sottratta un'ora). Il secondo esempio mostra un orario composto da ore, minuti, secondi e centesimi di secondo. Il terzo e il quarto sono rappresentazioni normali, in particolare nell'ultimo è stata omessa l'indicazione dei secondi.

'2006-12-31 12:30:50+1.00'
'2006-12-31 12:30:50.10'
'2006-12-31 12:30:50'
'2006-12-31 12:30'

Gli esempi mostrano la rappresentazione di informazioni data-orario complete per il tipo TIMESTAMP. La data è separata dall'ora da uno spazio.

488.1.4   Intervalli di tempo

Quanto mostrato nella sezione precedente rappresenta un valore che indica un momento preciso nel tempo: una data o un'orario, o entrambe le cose. Per rappresentare una durata, si parla di intervalli. Per l'SQL si possono gestire gli intervalli a due livelli di precisione: anni e mesi; oppure giorni, ore, minuti, secondi ed eventualmente anche le frazioni di secondo. L'intervallo si indica con la parola chiave INTERVAL, seguita eventualmente dalla precisione con cui questo deve essere rappresentato:

INTERVAL [unità_di_misura_data_orario [TO unità_di_misura_data_orario]]

In pratica, si può indicare che si tratta di un intervallo, senza specificare altro, oppure si possono definire una o due unità di misura che limitano la precisione di questo (pur restando nei limiti a cui si è già accennato). Tanto per fare un esempio concreto, volendo definire un'intervallo che possa esprimere solo ore e minuti, si potrebbe dichiarare con: INTERVAL HOUR TO MINUTE. La tabella 488.9 elenca le parole chiave che rappresentano queste unità di misura.

YEAR

MONTH

DAY

HOUR

MINUTE

SECOND

Si osservino i due esempi seguenti:

INTERVAL '12 HOUR 30 MINUTE 50 SECOND'
INTERVAL '12:30:50'

Queste due forme rappresentano entrambe la stessa cosa: una durata di 12 ore, 30 minuti e 50 secondi. In generale, dovrebbe essere preferibile la seconda delle due forme di rappresentazione.

INTERVAL '10 DAY 12 HOUR 30 MINUTE 50 SECOND'
INTERVAL '10 DAY 12:30:50'

Come prima, i due esempi che si vedono sopra sono equivalenti. Intuitivamente, si può osservare che non ci può essere un altro modo di esprimere una durata in giorni, senza specificarlo attraverso la parola chiave DAY.

Per completare la serie di esempi, si aggiungono anche i casi in cui si rappresentano esplicitamente quantità molto grandi, che di conseguenza sono approssimate al mese (come richiede lo standard SQL92):

INTERVAL '10 YEAR 11 MONTH'
INTERVAL '10 YEAR'

Gli intervalli di tempo possono servire per indicare un tempo trascorso rispetto al momento attuale. Per specificare espressamente questo fatto, si indica l'intervallo come un valore negativo, aggiungendo all'inizio un trattino (il segno meno).

INTERVAL '- 10 YEAR 11 MONTH'

L'esempio che si vede sopra, esprime precisamente 10 anni e 11 mesi fa.

488.2   Operatori, funzioni ed espressioni

SQL, pur non essendo un linguaggio di programmazione completo, mette a disposizione una serie di operatori e di funzioni utili per la realizzazione di espressioni di vario tipo.

488.2.1   Operatori aritmetici

Gli operatori che intervengono su valori numerici sono elencati nella tabella 488.14.

-op

op1 + op2

op1 - op2

op1 * op2

op1 / op2

op1 % op2

Nelle espressioni, tutti i tipi numerici esatti e approssimati possono essere usati senza limitazioni. Dove necessario, il sistema provvede a eseguire le conversioni di tipo.

488.2.2   Operazioni con i valori data-orario e con intervalli di tempo

Le operazioni che si possono compiere utilizzando valori data-orario e valori che esprimono intervalli di tempo, hanno significato solo in alcune circostanze. La tabella 488.15 elenca le operazioni possibili e il tipo di risultato che si ottiene in base al tipo di operatori utilizzato.

data_orario - data_orario

data_orario + intervallo

data_orario - intervallo

intervallo + data_orario

intervallo + intervallo

intervallo - intervallo

intervallo * numerico

intervallo / numerico

numerico * intervallo

488.2.3   Operatori di confronto e operatori logici

Gli operatori di confronto determinano la relazione tra due operandi. Il risultato dell'espressione composta da due operandi posti a confronto è di tipo booleano: Vero o Falso. Gli operatori di confronto sono elencati nella tabella 488.16.

op1 = op2

op1 <> op2

op1 < op2

op1 > op2

op1 <= op2

op1 >= op2

Quando si vogliono combinare assieme diverse espressioni logiche si utilizzano gli operatori logici. Come in tutti i linguaggi di programmazione, si possono usare le parentesi tonde per raggruppare le espressioni logiche in modo da chiarire l'ordine di risoluzione. Gli operatori logici sono elencati nella tabella 488.17.

NOT op

op1 AND op2

op1 OR op2

Il meccanismo di confronto tra due operandi numerici è evidente, mentre può essere meno evidente con le stringhe di caratteri. Per la precisione, il confronto tra due stringhe avviene senza tenere conto degli spazi finali, per cui, le stringhe 'ciao' e 'ciao ' dovrebbero risultare uguali attraverso il confronto di uguaglianza con l'operatore =.

Con le stringhe, tuttavia, si possono eseguire dei confronti basati su modelli, attraverso gli operatori IS LIKE e IS NOT LIKE. Il modello può contenere dei metacaratteri rappresentati dal trattino basso (_), che rappresenta un carattere qualsiasi, e dal simbolo di percentuale (%), che rappresenta una sequenza qualsiasi di caratteri. La tabella 488.18 riassume quanto affermato.

stringa IS LIKE modello

stringa IS NOT LIKE modello

_

%

La presenza di valori indeterminati richiede la disponibilità di operatori di confronto in grado di determinarne l'esistenza. La tabella 488.19 riassume gli operatori ammissibili in questi casi.

espressione IS NULL

espressione IS NOT NULL

Infine, occorre considerare una categoria particolare di espressioni che permettono di verificare l'appartenenza di un valore a un intervallo o a un elenco di valori. La tabella 488.20 riassume gli operatori utilizzabili.

op1 IN (elenco)

op1 NOT IN (elenco)

op1 BETWEEN op2 AND op3

op1 NOT BETWEEN op2 AND op3

488.3   Le relazioni dal punto di vista di SQL

SQL tratta le relazioni attraverso il modello tabellare; di conseguenza si adegua tutta la sua filosofia e il modo di esprimere i concetti nella sua documentazione. Pertanto, le relazioni per SQL sono delle «tabelle», che vengono definite nel modo seguente dalla documentazione standard.

• La tabella è un insieme di più righe. Una riga è una sequenza non vuota di valori. Ogni riga della stessa tabella ha la stessa cardinalità e contiene un valore per ogni colonna di quella tabella. L'i-esimo valore di ogni riga di una tabella è un valore dell'i-esima colonna di quella tabella. La riga è l'elemento che costituisce la più piccola unità di dati che può essere inserita in una tabella e cancellata da una tabella.

• Il grado di una tabella è il numero di colonne della stessa. In ogni momento, il grado della tabella è lo stesso della cardinalità di ognuna delle sue righe; la cardinalità della tabella (cioè il numero delle righe contenute) è la stessa della cardinalità di ognuna delle sue colonne. Una tabella la cui cardinalità sia zero viene definita come vuota.

In pratica, la tabella è un contenitore di informazioni organizzato in righe e colonne. La tabella viene identificata per nome, così anche le colonne, mentre le righe vengono identificate attraverso il loro contenuto.

Nel modello di SQL, le colonne sono ordinate, anche se ciò non è sempre un elemento indispensabile, dal momento che si possono identificare per nome. Inoltre sono ammissibili tabelle contenenti righe duplicate.

488.3.1   Creazione di una relazione

La creazione di una relazione avviene attraverso un'istruzione che può assumere un'articolazione molto complessa, a seconda delle caratteristiche particolari che da questa relazione si vogliono ottenere. La sintassi più semplice è quella seguente:

CREATE TABLE nome_relazione ( specifiche )

Tuttavia, sono proprio le specifiche indicate tra le parentesi tonde che possono tradursi in un sistema molto confuso. La creazione di una relazione elementare può essere espressa con la sintassi seguente:

CREATE TABLE nome_relazione (nome_attributo tipo[,...])

In questo modo, all'interno delle parentesi vengono semplicemente elencati i nomi degli attributi seguiti dal tipo di dati che in essi possono essere contenuti. L'esempio seguente rappresenta l'istruzione necessaria a creare una relazione composta da cinque attributi, contenenti rispettivamente informazioni su: codice, cognome, nome, indirizzo e numero di telefono.

CREATE TABLE Indirizzi (
        Codice          integer,
        Cognome         char(40),
        Nome            char(40),
        Indirizzo       varchar(60),
        Telefono        varchar(40)
    )

488.3.2   Valori predefiniti

Quando si inseriscono delle tuple all'interno della relazione, in linea di principio è possibile che i valori corrispondenti ad attributi particolari non siano inseriti esplicitamente. Se si verifica questa situazione (purché ciò sia consentito dai vincoli), viene assegnato a questi elementi mancanti un valore predefinito. Questo può essere stabilito all'interno delle specifiche di creazione della relazione; in mancanza di tale definizione, viene assegnato NULL, corrispondente al valore indefinito.

La sintassi necessaria a creare una relazione contenente le indicazioni sui valori predefiniti da utilizzare è la seguente:

CREATE TABLE nome_relazione (
                nome_attributo tipo
                    [DEFAULT espressione]
                [,...]
        )

L'esempio seguente crea la stessa relazione già vista nell'esempio precedente, specificando come valore predefinito per l'indirizzo, la stringa di caratteri: «sconosciuto».

CREATE TABLE Indirizzi (
        Codice          integer,
        Cognome         char(40),
        Nome            char(40),
        Indirizzo       varchar(60)     DEFAULT 'sconosciuto',
        Telefono        varchar(40)
    )

488.3.3   Vincoli interni alla relazione

Può darsi che in certe situazioni, determinati valori all'interno di una tupla non siano ammissibili, a seconda del contesto a cui si riferisce la relazione. I vincoli interni alla relazione sono quelli che possono essere risolti senza conoscere informazioni esterne alla relazione stessa.

Il vincolo più semplice da esprimere è quello di non ammissibilità dei valori indefiniti. La sintassi seguente ne mostra il modo.

CREATE TABLE nome_relazione (
                nome_attributo tipo
                    [NOT NULL]
                [,...]
        )

L'esempio seguente crea la stessa relazione già vista negli esempi precedenti, specificando che il codice, il cognome, il nome e il telefono non possono essere indeterminati.

CREATE TABLE Indirizzi (
        Codice          integer         NOT NULL,
        Cognome         char(40)        NOT NULL,
        Nome            char(40)        NOT NULL,
        Indirizzo       varchar(60)     DEFAULT 'sconosciuto',
        Telefono        varchar(40)     NOT NULL
    )

Un altro vincolo importante è quello che permette di definire che un gruppo di attributi deve rappresentare dati unici in ogni tupla, cioè che non siano ammissibili tuple che per quel gruppo di attributi abbiano dati uguali. Segue lo schema sintattico relativo:

CREATE TABLE nome_relazione (
                nome_attributo tipo
                [,...],
                UNIQUE ( nome_attributo[,...] )
                [,...]
        )

L'indicazione dell'unicità può riguardare più gruppi di attributi in modo indipendente. Per ottenere questo si possono indicare più opzioni UNIQUE.

L'esempio seguente crea la stessa relazione già vista negli esempi precedenti, specificando che i dati dell'attributo del codice devono essere unici per ogni tupla.

CREATE TABLE Indirizzi (
        Codice          integer         NOT NULL,
        Cognome         char(40)        NOT NULL,
        Nome            char(40)        NOT NULL,
        Indirizzo       varchar(60)     DEFAULT 'sconosciuto',
        Telefono        varchar(40)     NOT NULL,
        UNIQUE (Codice)         
    )

Quando un attributo, o un gruppo di attributi, costituisce un riferimento importante per identificare le varie tuple che compongono la relazione, si può utilizzare il vincolo PRIMARY KEY, che può essere utilizzato una sola volta. Questo vincolo stabilisce anche che i dati contenuti, oltre a non poter essere doppi, non possono essere indefiniti.

CREATE TABLE nome_relazione (
                nome_attributo tipo
                [,...],
                PRIMARY KEY ( nome_attributo[,...] )
        )

L'esempio seguente crea la stessa relazione già vista negli esempi precedenti specificando che l'attributo del codice deve essere considerato come chiave primaria.

CREATE TABLE Indirizzi (
        Codice          integer,
        Cognome         char(40)        NOT NULL,
        Nome            char(40)        NOT NULL,
        Indirizzo       varchar(60)     DEFAULT 'sconosciuto',
        Telefono        varchar(40)     NOT NULL,
        PRIMARY KEY (Codice)            
    )

488.3.4   Vincoli esterni alla relazione

I vincoli esterni alla relazione riguardano principalmente la connessione con altre relazioni e la necessità che i riferimenti a queste siano validi. La definizione formale di questa connessione è molto complessa e qui non viene descritta. Si tratta, in ogni caso, dell'opzione FOREIGN KEY seguita da REFERENCES.

Vale la pena però di considerare i meccanismi che sono coinvolti. Infatti, nel momento in cui si inserisce un valore, il sistema può impedire l'operazione perché non valida in base all'assenza di quel valore in un'altra relazione esterna specificata. Il problema nasce però nel momento in cui nella relazione esterna viene eliminata o modificata una tupla che è oggetto di un riferimento da parte della prima. Si pongono le alternative seguenti.

CASCADE

SET NULL

SET DEFAULT

NO ACTION

Le azioni da compiere si possono distinguere in base all'evento che ha causato la rottura del riferimento: cancellazione della tupla della relazione esterna o modifica del suo contenuto.

488.3.5   Modifica della struttura della relazione

La modifica della struttura di una relazione riguarda principalmente la sua organizzazione in attributi. Le cose più semplici che si possono desiderare di fare sono l'aggiunta di nuovi attributi e l'eliminazione di attributi già esistenti. Vedendo il problema in questa ottica, la sintassi si riduce ai due casi seguenti:

ALTER TABLE nome_relazione ADD [COLUMN] nome_attributo tipo [altre_caratteristiche]

ALTER TABLE nome_relazione DROP [COLUMN] nome_attributo

Nel primo caso si aggiunge un attributo, del quale si deve specificare il nome, il tipo ed eventualmente i vincoli; nel secondo si tratta solo di indicare l'attributo da eliminare. A livello di singolo attributo può essere eliminato o assegnato un valore predefinito.

ALTER TABLE nome_relazione ALTER [COLUMN] nome_attributo DROP DEFAULT

ALTER TABLE nome_relazione ALTER [COLUMN] nome_attributo SET DEFAULT valore_predefinito

488.3.6   Eliminazione di una relazione

L'eliminazione di una relazione, con tutto il suo contenuto, è un'operazione semplice che dovrebbe essere autorizzata solo all'utente che l'ha creata.

DROP TABLE nome_relazione

Appunti di informatica libera 2006.07.01 --- Copyright © 2000-2006 Daniele Giacomini -- <daniele (ad) swlibero·org>

Dovrebbe essere possibile fare riferimento a questa pagina anche con il nome linguaggio_sql_ddl.htm

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