Comandi SQL

Lo Struc­tu­red Query Language, in breve SQL (in italiano: “lin­guag­gio di in­ter­ro­ga­zio­ne strut­tu­ra­to”), è uno dei più noti linguaggi di pro­gram­ma­zio­ne. Si tratta di un’in­ter­fac­cia uni­ver­sa­le per lavorare con database re­la­zio­na­li o sistemi di gestione di database re­la­zio­na­li (RDBMS). Questo lin­guag­gio contiene un tale numero di comandi SQL da poter creare con­fu­sio­ne. Vi pre­sen­tia­mo i più im­por­tan­ti il­lu­stran­do i modelli che ne sono alla base.

I comandi SQL im­par­ti­sco­no al sistema di gestione dei database (DBMS) l’istru­zio­ne di eseguire de­ter­mi­na­te azioni. Ad esempio, la de­fi­ni­zio­ne delle tabelle e la loro struttura, l’in­se­ri­men­to, la modifica e l’eli­mi­na­zio­ne di dati nonché l’ese­cu­zio­ne di query.

Per definire l’ambito di ap­pli­ca­zio­ne dei comandi SQL sono di­spo­ni­bi­li vari standard ISO o ANSI. In più, esiste una serie di dialetti relativi a im­ple­men­ta­zio­ni spe­ci­fi­che. Ad esempio, le im­ple­men­ta­zio­ni dei prin­ci­pa­li pro­dut­to­ri come Post­gre­SQL, MySQL, Oracle DBMS e Microsoft SQL Server sono dotate di varianti lin­gui­sti­che proprie. Alcuni hanno comandi per­so­na­liz­za­ti; la maggior parte dif­fe­ri­sce almeno in termini di funzioni per l’ela­bo­ra­zio­ne di stringhe e altri dati.

Di fatto, SQL comprende diversi sot­to­lin­guag­gi, ognuno dei quali copre aree diverse e prevede dei propri comandi. Esa­mi­nia­mo le tipologie più im­por­tan­ti di comandi SQL.

I comandi SQL più im­por­tan­ti sono sud­di­vi­si­bi­li in cinque sot­to­lin­guag­gi. Os­ser­via­mo i campi d’ap­pli­ca­zio­ne dei singoli sot­to­lin­guag­gi e dei loro comandi:

Di­ver­sa­men­te dai linguaggi di pro­gram­ma­zio­ne più diffusi, SQL è un lin­guag­gio di­chia­ra­ti­vo. Ciò significa che descrive qual è il risultato da ottenere senza spe­ci­fi­ca­re quali sono i passaggi necessari per rag­giun­ger­lo. Questa pe­cu­lia­ri­tà del lin­guag­gio si esprime in comandi ten­den­zial­men­te più lunghi; in compenso occorre una quantità minore di righe di codice rispetto ai linguaggi im­pe­ra­ti­vi consueti.

Prendiamo ad esempio il comando SQL DROP TABLE IF EXISTS. Avete letto bene, si tratta di un comando singolo che serve a eliminare una tabella, se esistente:

Un esempio di codice Python con una fun­zio­na­li­tà simile comprende più richieste di funzioni e una ra­mi­fi­ca­zio­ne che si estende su due righe:

Come avete visto, un singolo comando SQL può essere co­sti­tui­to da più parole chiave. Ciò porta i comandi ad as­so­mi­gliar­si tra loro. Uti­liz­zan­do un esempio: a un primo sguardo i due comandi SQL CREATE TABLE e CREATE OR REPLACE VIEW sembrano espres­sio­ne di un comando CREATE alla base. Tuttavia non è così. No­no­stan­te la so­mi­glian­za, infatti, si tratta di due comandi distinti.

Come noto già per altri linguaggi, alcuni comandi SQL accettano parametri, tra cui spesso i nomi di database, tabelle e colonne. A titolo di esempio, in­ter­ro­ghia­mo le colonne ‘Name’ e ‘Age’ della tabella ‘People’:

Per la pre­ci­sio­ne, i comandi SQL sono ordini, oltre ai quali esistono altri costrutti della sintassi che in parte agiscono come comandi. Nella seguente tabella vi spie­ghia­mo gli elementi della sintassi SQL:

I database strut­tu­ra­no i dati secondo una gerarchia di livelli di me­mo­riz­za­zio­ni, a partire dai server di database scendendo fino al valore salvato in un campo. Dal momento che tutti gli aspetti di un sistema di gestione di database re­la­zio­na­le (RDBMS) possono essere con­trol­la­ti mediante SQL, esistono comandi SQL per ciascuno dei livelli. Di seguito un riepilogo della gerarchia degli oggetti RDBMS:

Accanto agli oggetti RDBMS primari pre­sen­ta­ti vengono uti­liz­za­ti altri oggetti, come le viste (“views”) e le procedure me­mo­riz­za­te (“stored pro­ce­du­res”). Anche queste sono dotate di comandi SQL propri. Vediamo di seguito i comandi dei cinque prin­ci­pa­li sot­to­lin­guag­gi di SQL:

1. Data De­fi­ni­tion Language (DDL): lin­guag­gio di de­fi­ni­zio­ne dei dati
2. Data Ma­ni­pu­la­tion Language (DML): lin­guag­gio di ma­ni­po­la­zio­ne dei dati
3. Data Query Language (DQL): lin­guag­gio di in­ter­ro­ga­zio­ne dei dati
4. Data Control Language (DCL): lin­guag­gio di controllo dei dati
5. Tran­sac­tion Control Language (TCL): lin­guag­gio di controllo di tran­sa­zio­ne

Questi comandi SQL si usano per definire strutture di dati. Di con­se­guen­za, operano tutti su oggetti aggregati come database, tabelle e indici. Gli oggetti aggregati con­sen­to­no di me­mo­riz­za­re più record; ogni record può contenere più campi, ciascuno dei quali è assegnato a una colonna. Questa colonna definisce il tipo di dati del campo, ovvero numero, stringa, valore booleano, ecc. In più, per ogni colonna si possono definire re­stri­zio­ni quali “deve essere unica”, “non può essere zero”, ecc.

Al livello più alto di un sistema di gestione di database re­la­zio­na­li (RDBMS) si collocano i database. È possibile crearli e can­cel­lar­li con un comando SQL:

La con­fi­gu­ra­zio­ne di un database parte dalla de­fi­ni­zio­ne dello schema del database. Lo schema co­sti­tui­sce la base per l’uso ef­fi­cien­te del database, pertanto pre­sup­po­ne un’accurata pro­get­ta­zio­ne che mappi le singole tabelle e le ri­spet­ti­ve relazioni re­ci­pro­che. Di solito, lo schema del database si sviluppa sulla base di diagrammi di Entity Relation (ER) o di par­ti­co­la­ri diagrammi UML.

Qualora lo schema del database sia presente sotto forma di de­scri­zio­ne astratta, la struttura del database verrà creata uti­liz­zan­do i relativi comandi SQL. A questo punto vengono definite le tabelle con le colonne e le ri­spet­ti­ve tipologie; tutti gli eventuali col­le­ga­men­ti tra le tabelle saranno rea­liz­za­ti tramite “foreign keys” (o chiavi esterne). Suc­ces­si­va­men­te, la struttura può essere mo­di­fi­ca­ta con l’ese­cu­zio­ne di altri comandi SQL. Ri­por­tia­mo ora un riepilogo dei comandi più im­por­tan­ti:

Una ca­rat­te­ri­sti­ca fon­da­men­ta­le di un sistema di gestione di database (DBMS) è quella di garantire la con­si­sten­za dei dati. Ad esempio, per le singole colonne è possibile spe­ci­fi­ca­re che i campi in esse contenuti non possono essere vuoti o che i valori in esse contenuti devono rientrare nei limiti con­sen­ti­ti. Si parla in questo caso di con­straint (vincoli). Le chiavi esterne, inoltre, possono essere uti­liz­za­te per garantire che i col­le­ga­men­ti tra le tabelle vengano eseguiti in maniera corretta.

Per impostare le re­stri­zio­ni per le singole colonne, si ricorre a una serie di clausole all’interno delle di­chia­ra­zio­ni di de­fi­ni­zio­ne dei dati. Li mostriamo qui senza esempi:

In presenza di tabelle di un database già definite, si procede con le ope­ra­zio­ni sui singoli record di dati. I record di dati possono essere inseriti, mo­di­fi­ca­ti ed eliminati mediante opportuni comandi SQL. Si tratta delle ope­ra­zio­ni CRUD di base “Create, Read, Update, Delete” (Crea, Leggi, Modifica ed Elimina), presenti anche nei database NoSQL:

Va notato che le clausole o, meglio, le funzioni ‘WHERE’, ‘SET’ e ‘VALUES’ che compaiono negli esempi sono presenti anche in altri contesti. Tuttavia, no­no­stan­te abbiano lo stesso nome, le regole per il loro utilizzo po­treb­be­ro differire leg­ger­men­te. Prestate dunque at­ten­zio­ne durante l’utilizzo dei comandi SQL UPDATE e DELETE FROM senza una clausola WHERE. Ciò implica infatti la modifica o l’eli­mi­na­zio­ne di tutti i record della tabella.

Il comando SQL SELECT è forse il comando più famoso del lin­guag­gio. Serve a ricavare i dati dal database. Ge­ne­ral­men­te, lo stock di dati non subisce modifiche. Il comando SELECT è quindi fre­quen­te­men­te ac­ces­si­bi­le a chi ha il compito di ana­liz­za­re. Esa­mi­nia­mo i com­po­nen­ti di base del comando SQL SELECT:

Sebbene SELECT sia un unico comando SQL per l’in­ter­ro­ga­zio­ne dei dati, può essere impiegato in una varietà di modi. Sono presenti diverse clausole che servono a filtrare, ordinare e sin­te­tiz­za­re i dati forniti. Le ana­liz­zia­mo di seguito.

Il comando SQL SELECT fornisce un co­sid­det­to result set (insieme di risultati). Dal punto di vista con­cet­tua­le, un result set può essere con­si­de­ra­to come una tabella con colonne e relativi valori in esse contenuti. Nella pratica, occorre spesso filtrare o ordinare i risultati o limitare il numero di record ottenuti. Per tutti questi casi d’uso, esistono delle clausole cor­ri­spon­den­ti che possono essere uti­liz­za­te all’interno di un comando SELECT SQL:

Oltre ad affinare l’insieme di risultati, è possibile collegare le query tra più tabelle. Tenete presente che un comando SQL SELECT re­sti­tui­sce un insieme di risultati. Di con­se­guen­za, SQL contiene comandi tali da con­sen­ti­re l’unione di due result set secondo le regole della teoria degli insiemi re­la­zio­na­li.

Per poter spiegare in dettaglio i comandi SQL per il col­le­ga­men­to delle query sarebbero necessari esempi complessi con diverse tabelle definite. Pertanto, in questa sede faremo a meno di uti­liz­za­re un codice di esempio. Passiamo in rassegna le ope­ra­zio­ni degli insiemi più im­por­tan­ti:

Come si è visto, le query SQL possono essere piuttosto complesse. Nella pratica, in genere conviene eseguire le query più volte. In linea di principio, è possibile me­mo­riz­za­re i comandi SQL cor­ri­spon­den­ti come codice e im­por­tar­li quando ne­ces­sa­rio. Si tratta tuttavia di una soluzione poco ef­fi­cien­te. Per fortuna, esistono speciali comandi SQL che con­sen­to­no di salvare query complesse come unità di­ret­ta­men­te nel sistema di gestione dei database (DBMS).

Con­si­de­ria­mo prima di tutto le viste, chiamate “views” in inglese. Una vista del database cor­ri­spon­de all’incirca a una query me­mo­riz­za­ta. Non di­men­ti­chia­mo che una query re­sti­tui­sce come risultato un insieme di tabelle. Anziché scartarlo, lo salveremo come vista. Le viste sono anche note come “tabelle virtuali”. Di regola, una vista può essere solo letta. Ci sono diversi comandi SQL per lavorare con le viste:

Insieme alle viste del database, esistono anche le procedure me­mo­riz­za­te (“stored pro­ce­du­res”). Le procedure me­mo­riz­za­te sono uti­liz­za­te per eseguire ri­pe­tu­ta­men­te le query e sono più complesse delle viste. Sono in grado di accettare parametri e ser­vir­se­ne per comporre le query in modo dinamico. In più, per mezzo di una procedura me­mo­riz­za­ta è possibile accedere in scrittura ai dati sot­to­stan­ti. Per motivi di spazio, forniamo un riepilogo dei comandi SQL per­ti­nen­ti, senza esempi:

L’uso di procedure me­mo­riz­za­te tra­sfe­ri­sce il codice dal client al server. La se­pa­ra­zio­ne delle com­pe­ten­ze ottenuta in questo modo porta a una maggiore sicurezza e a migliori pre­sta­zio­ni. Lo svan­tag­gio può essere che la logica di business contenuta in una procedura me­mo­riz­za­ta è al di fuori del sistema di controllo della versione. Dal momento che le procedure me­mo­riz­za­te dipendono stret­ta­men­te dal DBMS cir­co­stan­te, un cambio di provider, nel peggiore dei casi, porta a una perdita di fun­zio­na­li­tà.

Un singolo server di database può com­pren­de­re più database. Per riuscire a gestirli in modo in­di­pen­den­te l’uno dall’altro, si ricorre a mec­ca­ni­smi di controllo degli accessi. Ad esempio, per i singoli utenti è possibile definire i permessi con cui accedere ai database e alle tabelle in essi contenute. Si possono inoltre definire gruppi di utenti e assegnare loro utenti. A tali scopi sono uti­liz­za­ti due comandi SQL prin­ci­pa­li:

Tra i vantaggi dell’utilizzo di sistemi di gestione di database re­la­zio­na­li (RDBMS) vi è la garanzia di proprietà “ACID”. In sintesi, ciò assicura che i dati siano sempre in uno stato pulito e ben definito. A livello tecnico, si usano le co­sid­det­te tran­sa­zio­ni, in­scin­di­bi­li in quanto atomic operation (ope­ra­zio­ni atomiche). Una tran­sa­zio­ne viene com­ple­ta­ta in­te­ra­men­te e senza errori, al­tri­men­ti significa che si è ve­ri­fi­ca­to un errore. In tal caso, quindi, verranno annullati i singoli passaggi. Diamo un’occhiata ai comandi SQL per il controllo delle tran­sa­zio­ni:

Un riepilogo delle proprietà ACID men­zio­na­te: