SQL – что это

Нормализация в реляционных БД

Нормализация в реляционных базах данных – это процесс организации структуры информации с целью уменьшения ее избыточности и обеспечения целостности. Его целью является предотвращение аномалий при вставке, обновлении и удалении данных, а также обеспечение эффективного хранения и манипулирования информацией.

Существует ряд нормальных форм (от первой нормальной формы до пятой), каждая из которых вносит свои требования к структуре данных.

Первая нормальная форма (1NF)

• Все значения в каждой колонке должны быть атомарными (неделимыми).
• В таблице не должно быть повторяющихся строк.

Например:

Таблица: Сотрудники

| ID | Имя        | Навыки                |

|—-|————|————————|

| 1  | Алексей     | Java, SQL             |

| 2  | Мария       | Python, JavaScript    |

Переведем в 1NF:

Таблица: Сотрудники

| ID | Имя    | Навык       |

|—-|———|————-|

| 1  | Алексей | Java        |

| 1  | Алексей | SQL         |

| 2  | Мария   | Python      |

| 2  | Мария   | JavaScript  |

Вторая нормальная форма (2NF)

• Должны существовать первичные ключи для каждой записи.
• Все неключевые атрибуты должны зависеть от целого первичного ключа, а не от его части.

Пример:

Таблица: Заказы

| Заказ № | Товар    | Количество |

|———|———-|————|

| 1       | Лампа    | 2          |

| 1       | Стул     | 4          |

| 2       | Стул     | 3          |

Переведем в 2NF:

Таблица: Заказы

| Заказ № | Товар | Количество |

|———|——-|————|

| 1       | Лампа | 2          |

| 2       | Стул  | 3          |

Таблица: СоставЗаказа

| Заказ № | Товар | Количество |

|———|——-|————|

| 1       | Стул  | 4          |

Третья нормальная форма (3NF)

• Все неключевые атрибуты должны зависеть только от первичного ключа.

К примеру:

Таблица: Сотрудники

| ID | Имя       | Департамент     | Город     |

|—-|————|——————|————|

| 1  | Алексей    | Разработка      | Москва     |

| 2  | Мария      | Маркетинг       | Санкт-Петербург |

Переведем в 3NF:

Таблица: Сотрудники

| ID | Имя       | Департамент     |

|—-|————|——————|

| 1  | Алексей    | Разработка      |

| 2  | Мария      | Маркетинг       |

Таблица: Адреса

| ID | Город     |

|—-|————|

| 1  | Москва     |

| 2  | Санкт-Петербург |

Нормализация является важным шагом при проектировании баз данных, поскольку она помогает предотвратить избыточность, обеспечивает более эффективное управление информацией и поддерживает целостность.

Как управлять базами данных

SQL предоставляет различные команды и операторы для выполнения разнообразных операций, таких как создание и изменение структуры базы данных, добавление, обновление и удаление данных, а также выполнение запросов для извлечения информации.

Перечислим некоторые основные аспекты языка программирования SQL и его использования для управления базами данных:

• Создание базы данных и таблиц.

CREATE DATABASE имя_базы_данных;

USE имя_базы_данных;

CREATE TABLE ИмяТаблицы (

КолонкаПервичногоКлюча INT PRIMARY KEY,

ИмяКолонки ТипДанных,

…

);

• Вставка данных.

INSERT INTO ИмяТаблицы (КолонкаКлюча, ИмяКолонки, …)

VALUES (ЗначениеКлюча, ЗначениеКолонки, …);

• Обновление данных.

UPDATE ИмяТаблицы

SET ИмяКолонки = НовоеЗначение

WHERE Условие;

• Удаление информации.

DELETE FROM ИмяТаблицы

WHERE Условие;

• Запросы SELECT.

SELECT Колонка1, Колонка2, …

FROM ИмяТаблицы

WHERE Условие;

• Объединение таблиц.

SELECT *

FROM Таблица1

INNER JOIN Таблица2 ON Таблица1.ОбщаяКолонка = Таблица2.ОбщаяКолонка;

• Фильтрация и сортировка.

SELECT *

FROM ИмяТаблицы

WHERE Условие

ORDER BY Колонка ASC/DESC;

• Группировка и агрегирование.

SELECT Колонка, COUNT(*)

FROM ИмяТаблицы

GROUP BY Колонка;

• Создание индексов.

CREATE INDEX ИмяИндекса

ON ИмяТаблицы (Колонка);

SQL также поддерживает транзакции, хранимые процедуры, триггеры и другие возможности, что делает его мощным инструментом для работы с данными в реляционных БД.

Применение

Расскажем, где применяют SQL:

• Разработка веб-приложений. Многие приложения используют реляционные БД для хранения данных, таких как пользовательские профили, заказы, комментарии и другие. SQL используется для выполнения запросов к базам данных и обеспечения взаимодействия между приложением и информацией.
• Аналитика данных. SQL используется аналитиками для извлечения и обработки информации из больших объемов данных. Запросы могут быть написаны для агрегации данных, вычисления статистик и создания отчетов.
• Системы управления контентом. Они используют SQL для хранения информации о содержимом сайтов, пользователях и настройках.
• Бизнес-аналитика и отчетность. В корпоративной среде SQL применяется для создания отчетов, анализа данных и поддержки принятия решений. Системы бизнес-аналитики часто используют этот язык для взаимодействия с базами данных.
• Системы управления ресурсами предприятия (ERP). SQL применяется в системах ERP для управления информацией о производственных процессах, финансах, управлении складом и других аспектах бизнеса.
• Мобильные приложения. Многие мобильные приложения используют базы данных для хранения информации о пользователях, настройках приложения и др.
• Администрирование баз данных. Администраторы баз данных используют SQL для создания, модификации и управления структурой БД. Они могут также использовать этот язык для оптимизации запросов и обеспечения безопасности информации.
• Интеграция данных. SQL применяется для интеграции информации из различных источников. Запросы могут быть написаны для ее объединения из нескольких таблиц или БД.
• Научные исследования и анализ. В этой области язык используется для работы с большими объемами данных, проведения анализа и формирования выводов на основе результатов запросов.

Как работать с SQL

Для эффективной работы можно использовать операторы и агрегатные функции.

Основные операторы SQL

• SELECT – используется для выбора данных из одной или нескольких таблиц.

SELECT column1, column2 FROM table WHERE condition;

• INSERT – добавляет новые записи в таблицу.

INSERT INTO table (column1, column2) VALUES (value1, value2);

• UPDATE – модифицирует существующие записи в таблице.

UPDATE table SET column1 = value1 WHERE condition;

• DELETE – удаляет записи из таблицы.

DELETE FROM table WHERE condition;

• FROM – указывает, откуда извлекать данные.

SELECT column FROM table;

• WHERE – применяется для фильтрации результатов запроса на основе условия.

SELECT column FROM table WHERE condition;

• ORDER BY – сортирует результаты запроса по заданной колонке.

SELECT column FROM table ORDER BY column ASC/DESC;

• GROUP BY – группирует строки по значению определенной колонки.

SELECT column, COUNT(*) FROM table GROUP BY column;

• JOIN – соединяет две или более таблицы по заданным условиям.

SELECT * FROM table1 INNER JOIN table2 ON table1.column = table2.column;

Агрегатные функции

• COUNT – возвращает количество строк в результате запроса.

SELECT COUNT(column) FROM table;

• SUM – вычисляет сумму значений в колонке.

SELECT SUM(column) FROM table;

• AVG – вычисляет среднее значение в колонке.

SELECT AVG(column) FROM table;

• MIN – находит минимальное значение в колонке.

SELECT MIN(column) FROM table;

• MAX – находит максимальное значение в колонке.

SELECT MAX(column) FROM table;

• GROUP_CONCAT – конкатенирует значения строк в группе с разделителем.

SELECT GROUP_CONCAT(column) FROM table GROUP BY other_column;

• HAVING – фильтрует результаты группировки на основе условия.

SELECT column, COUNT(*) FROM table GROUP BY column HAVING COUNT(*) > 1;

• DISTINCT – используется для выбора уникальных значений.

SELECT DISTINCT column FROM table;

Эти операторы и функции составляют основу SQL и используются для разнообразных операций с данными в реляционных базах данных.

Вывод

Изучение SQL — это необходимый и важный шаг для тех, кто хочет работать с реляционными базами данных. Этот язык программирования позволяет создавать, обрабатывать и хранить данные любого вида. Программисты, начиная с базового уровня знаний, смогут понимать и писать SQL-запросы, обрабатывать числа, строки, даты и другие типы данных. Познание синтаксиса и основных правил SQL открывает перед вами общее представление о том, как хранятся данные в БД, и как они связаны между собой.

Для тех, кто только начинает изучать SQL, существуют множество бесплатных курсов и обучающих материалов. Это удобный способ получить необходимые знания и практические навыки. Начать изучение можно просто, поэтому не стоит откладывать этот шаг.

Знание SQL пригодится не только программистам, но и аналитикам данных, системным администраторам, а также всем, кто работает с базами данных в различных проектах. SQL-запросы позволяют эффективно выполнять поиск, добавление, изменение и удаление данных. Это ключевое правило для успешной работы с большинством продуктов и проектов.

Не стоит бояться ошибок при изучении SQL. В процессе обучения вы сможете лучше понять и применить концепции отношений, ключевые понятия баз данных, а также освоить дополнительные параметры и возможности языка. Обладание знаниями SQL делает вас более уверенным в работе с данными и дает вам возможность эффективно взаимодействовать с БД, что, в свою очередь, является ценным навыком в сфере информационных технологий.