SQL

SQL（構造化問い合わせ言語）
パラダイム宣言型
ファミリークエリ言語
設計者ドナルド・D・チェンバリン、レイモンド・F・ボイス
開発者ISO/IEC JTC 1（合同技術委員会1）/ SC 32（小委員会32） / WG 3（作業部会3）
初登場1973年 （1973年）
安定版リリース
SQL:2023 / 2023年6月 （2023年6月）
タイピングの規律静的、強力
OSクロスプラットフォーム
ウェブサイト www.iso.org/standard/76583.html
主要な実装
多くの
方言
影響
データログ
影響
CQL、LINQ、SPARQL、 SOQL 、PowerShell、[ 1 ] JPQL、jOOQ、N1QL、GQL
SQL（ファイル形式）
ファイル名拡張子
.sql
インターネットメディアタイプ
アプリケーション/SQL [ 2 ] [ 3 ]
開発元ISO / IEC
初回リリース1986 （1986年）
フォーマットの種類データベース
規格ISO/IEC 9075
オープンフォーマット?はい
ウェブサイト www.iso.org/standard/76583.html

構造化照会言語（SQL）（発音：/ ˌɛ sˌ k j u ˈ ɛ l / SQL、または/ ˈ s iː k w ə l / ）ⓘ「続編」） [ 4 ] [ 5 ]は、特にリレーショナルデータベース管理システムにおいて、データ管理に使用されるドメイン固有言語です構造化データ処理に有用です。

1970年代に導入されたSQLは、 ISAMやVSAMといった従来の読み書きAPIに比べて、主に2つの利点がありました。まず、 1つのコマンドで複数のレコードにアクセスするという概念を導入しました。次に、レコードへのアクセス方法（インデックスの有無など）を指定する必要がなくなりました。

もともとリレーショナル代数とタプルリレーショナル計算に基づいていたSQLは、多くの種類の文で構成されており、[ 6 ]非公式にはサブ言語に分類され、一般的にはデータクエリ言語（DQL）、データ定義言語（DDL）、データ制御言語（DCL）、データ操作言語（DML）と呼ばれています。[ 7 ]

SQLの適用範囲には、データクエリ、データ操作（挿入、更新、削除）、データ定義（スキーマの作成と変更）、データアクセス制御が含まれます。SQLは本質的に宣言型言語（4GL）ですが、手続き型要素も含まれています。

SQLは、エドガー・F・コッドのリレーショナルモデルを採用した最初の商用言語の一つでした。このモデルは、コッドが1970年に発表した影響力のある論文「大規模共有データバンクのためのリレーショナルデータモデル」で説明されています。[ 8 ]コッドが説明したリレーショナルモデル に完全に準拠しているわけではないにもかかわらず、SQLは最も広く使用されるデータベース言語となりました。[ 9 ] [ 10 ]

SQLは1986年に米国規格協会（ANSI）の標準規格となり、 1987年には国際標準化機構（ISO）の標準規格となりました。 [ 11 ]それ以来、この標準規格は複数回改訂され、より多くの機能が追加され、共通の拡張機能が組み込まれました。標準規格が存在するにもかかわらず、既存の実装は事実上すべてSQLに完全に準拠しておらず、ほとんどのSQLコードは、異なるデータベースシステムに移植する前に少なくとも何らかの変更が必要です。

歴史

SQLは、 1970年代初頭にエドガー・F・コッド[ 12 ]からリレーショナルモデルについて学んだ後、ドナルド・D・チェンバレンとレイモンド・F・ボイスによってIBMで最初に開発されました[ 13 ]。当初SEQUEL（Structured English Query Language）と呼ばれていたこのバージョンは、 IBMサンノゼ研究所のグループが1970年代に開発したIBM独自の準リレーショナルデータベース管理システムであるSystem Rに格納されたデータを操作および取得するために設計されました[ 13 ]

チェンバレンとボイスがリレーショナルデータベース言語に初めて取り組んだのはSQUARE（Specifying Queries in A Relational Environment）でしたが、下付き/上付き表記法が使いにくかったため、使いにくかったです。1973年にサンノゼ研究所に移った後、彼らはSQUAREの続編の開発に着手しました。[ 12 ]元の名称であるSEQUELは、Ingresのクエリ言語であるQUELをもじったものと広く考えられていますが、[ 14 ]後に「SEQUEL」が英国のホーカー・シドレー・ダイナミクス・エンジニアリング・リミテッド社の商標であったため、母音を削除してSQLに変更されました。 [ 15 ] SQLという名称は後にStructured Query Language（構造化クエリ言語）の頭字語となりました。[ 16 ]

IBMは顧客のテストサイトでSQLをテストし、システムの有用性と実用性を判断した後、System Rプロトタイプに基づいてSystem/38、SQL/DS、IBM Db2などの商用製品の開発を開始し、それぞれ1979年、1981年、1983年に市販されました。[ 17 ] IBMの承認により、業界はQUELなどの代替手段からSQLに移行しました。[ 18 ]

1970年代後半、リレーショナル・ソフトウェア社（現オラクル社）は、コッド、チェンバリン、ボイスが提唱した概念の可能性に着目し、独自のSQLベースのRDBMSを開発しました。これは、米国海軍、中央情報局（CIA）、その他の米国政府機関への販売を狙ったものでした。1979年6月、リレーショナル・ソフトウェア社は、 VAXコンピュータ向けにSQLの商用実装として初めてOracle V2（バージョン2）を発表しました。

1986年までに、ANSIとISOの標準化団体は「データベース言語SQL」の言語定義を正式に採用しました。この標準規格の新版は、1989年、 1992年、1996年、1999年、 2003年、2006年、 2008年、2011年、 [ 12 ] 2016年、そして最近では2023年に発行されました。[ 19 ]

相互運用性と標準化

概要

SQLの実装はベンダー間で互換性がなく、必ずしも標準に完全に準拠しているわけではありません。特に、日付と時刻の構文、文字列の連結、NULL比較における大文字と小文字の区別はベンダーによって異なります。PostgreSQL [ 20 ]とMimer SQL [ 21 ]は標準への準拠を目指していますが、PostgreSQLはすべてのケースで標準に準拠しているわけではありません。たとえば、PostgreSQLで引用符で囲まれていない名前を小文字に変換することは、引用符で囲まれていない名前を大文字に変換する必要があるとされているSQL標準[ 22 ]と互換性がありません。 [ 23 ]したがって、標準によれば、は と同等であり、 と同等ではありません FooFOOfoo

一般的なSQL実装では、DATEやTIMEデータ型といった標準SQLの基本機能のサポートが省略されているのが一般的です。最も顕著な例であり、また商用および独自仕様のSQL DBMSとして最も普及しているものとしては、Oracle（ は、[ 24 ] [ 25 ]DATEのように動作し、 型を持たない）[ 26 ]とMS SQL Server（2008年バージョン以前）が挙げられます。その結果、SQLコードを変更せずにデータベースシステム間で移植することはほとんど不可能です。 DATETIMETIME

非互換性の理由

データベースシステム間の移植性の欠如には、いくつかの理由が挙げられます

  • SQL 標準の複雑さと規模により、ほとんどの実装者は標準全体をサポートしていません。
  • SQL 標準では、いくつかの重要な領域 (インデックス、ファイル ストレージなど) におけるデータベースの動作が指定されておらず、実装によって動作方法が決定されることになります。
  • SQL標準では、明示的に名前が付けられていない結果列に名前を付ける方法など、いくつかの決定を個々の実装に委ねています。[ 27 ]：207
  • SQL標準は、準拠するデータベースシステムが実装しなければならない構文を厳密に規定しています。しかし、言語構成要素の意味に関する仕様は明確に定義されておらず、曖昧さが生じています。
  • 多くのデータベース ベンダーは既存の大規模な顧客ベースを持っています。SQL 標準の新しいバージョンがベンダーのデータベースの以前の動作と競合する場合、ベンダーは下位互換性を壊すことを望まない可能性があります。
  • ベンダーにとって、データベースサプライヤーの変更を容易にする商業的インセンティブはほとんどありません (ベンダー ロックインを参照)。
  • データベース ソフトウェアを評価するユーザーは、標準への準拠よりもパフォーマンスなどの他の要素を優先する傾向があります。

標準化の歴史

SQLは、1986年にANSIによってSQL-86 [ 28 ]として、1987年にISOによって標準として採用されました[ 11 ] 。ISO /IEC JTC 1、情報技術、小委員会SC 32、データ管理および交換によって 保守されています

1996年まで、米国国立標準技術研究所（NIST）のデータ管理標準プログラムは、SQL DBMSのSQL標準への準拠を認定していました。現在では、ベンダー各社が自社製品の準拠を自己認証しています。[ 29 ]

オリジナルの標準では、「SQL」の公式発音は頭字語/ˌɛ sˌ k juːˈɛ l /（「ess cue el 」）であると宣言されていました。[ 9 ]それにもかかわらず、多くの英語圏のデータベース専門家（ドナルド・チェンバレン自身を含む[ 30 ]）は、 / ˈ s iː k w əl /（「sequel」）という頭字語のような発音を使用しており、 [ 31 ]これは言語のプレリリース開発名「SEQUEL」を反映しています。[ 13 ] [ 15 ] [ 30 ] SQL標準は、いくつかの改訂を経ています。

SQL言語のタイムライン
年 公式 通称コメント
1986 1987 ANSI X3.135:1986 ISO/IEC 9075 :1987 FIPS PUB 127 SQL-86 SQL-87 ANSIによって最初に公式化され、FIPS PUB 127 として採用されました
1989 ANSI X3.135-1989 ISO/IEC 9075:1989 FIPS PUB 127-1 SQL-89整合性制約を追加したマイナーリビジョン。FIPS PUB 127-1として採用されました
1992 ANSI X3.135-1992 ISO/IEC 9075:1992 FIPS PUB 127-2 SQL-92 SQL2 メジャーリビジョン（ISO 9075）、エントリーレベルSQL-92、FIPS PUB 127-2として採用
1999 ISO/IEC 9075:1999 SQL:1999 SQL3 正規表現マッチング、再帰クエリ（推移閉包など）、トリガー、手続き型およびフロー制御文のサポート、非スカラー型（配列）、一部のオブジェクト指向機能（構造化型など）、JavaへのSQLの埋め込み（SQL/OLB）とその逆（SQL/JRT） のサポートが追加されました
2003 ISO/IEC 9075:2003 SQL:2003XML関連機能（SQL/XML）、ウィンドウ関数、標準化されたシーケンス、自動生成された値を持つ列（ID列を含む） を導入しました
2006 ISO/IEC 9075-14:2006SQL:2006第14部を追加し、SQLをXMLと併用する方法を定義しています。SQLデータベースへのXMLデータのインポートと保存、データベース内でのXMLデータの操作、そしてXMLと従来のSQLデータの両方をXML形式で公開する方法を定義しています。さらに、アプリケーションは、ワールドワイドウェブコンソーシアム（W3C ）が公開したXMLクエリ言語であるXQueryを使用して、SQLコードにクエリを統合し、通常のSQLデータとXML文書に同時にアクセスできるようになります。[ 32 ]
2008 ISO/IEC 9075:2008 SQL:2008カーソル定義外でのORDER BYを合法化。INSTEAD OFトリガー、TRUNCATE文、[ 33 ] FETCH句 を追加
2011 ISO/IEC 9075:2011 SQL:2011時間データ（PERIOD FOR）[ 34 ]を追加（詳細については、時間データベース#履歴を参照してください）。ウィンドウ関数とFETCH句の機能強化。[ 35 ]
2016 ISO/IEC 9075:2016 SQL:2016行パターンマッチング、多態的表関数、文字列フィールドに格納された JSONデータに対する操作を追加します
2019 ISO/IEC 9075-15:2019 SQL:2019パート15、多次元配列（MDarray型と演算子）を追加
2023 ISO/IEC 9075:2023 SQL:2023データ型JSON（SQL/Foundation）を追加；パート16、プロパティグラフクエリ（SQL/PGQ）を追加

現在の規格

この規格は、一般的にISO/IEC 9075-n:yyyy パートn:タイトル、または短縮形としてISO/IEC 9075という形式で表記されます。関心のある方は、ISO、 [ 36 ] IEC、またはANSIから規格文書を購入できます。一部の古い草案は無料で入手できます。 [ 37 ] [ 38 ]

ISO/IEC 9075は、ISO/IEC 13249: SQL マルチメディアおよびアプリケーション パッケージといくつかの技術レポートによって補完されます。

構文

UPDATE clause：{UPDATE cおuんtらies⏞table}SET clause：{SET pおpulatiおん⏞cおlumん＝ pおpulatiおん＋1⏟liteらal⏞e×pらessiおん}WHERE clause：{WHERE んame⏞cおlumん＝′USA′⏞liteらal⏞e×pらessiおん⏟pらedicate};}声明⏟SQL queらy{\displaystyle \underbrace {\left.{\begin{array}{rl}\textstyle {\mathtt {UPDATE~clause{\mathtt {:}}}}&\{{\mathtt {UPDATE\ \overbrace {\mathtt {国}} ^{\mathtt {表}}}\}\\\textstyle {\mathtt {SET~節:}}&\{{{\mathtt {SET\ \overbrace {\mathtt {人口}} ^{\mathtt {列}}=~}}\overbrace {\mathtt {{人口}+\アンダーブレース {\mathtt {1}} _{\mathtt {リテラル}}} ^{\mathtt {式}}}\}\\\textstyle {\mathtt {WHERE~句:}}&\{{{\mathtt {WHERE\ \underbrace {\overbrace {\mathtt {名前}} ^{\mathtt {列}}{\mathtt {=}}\overbrace {\overbrace {\mathtt {'USA'}} ^{\mathtt {リテラル}}} ^{\mathtt {式}}} _{\mathtt {述語}}}\}{\texttt {;}}}\end{配列}}\right\}{\textstyle {\texttt {ステートメント}}}} _{\textstyle {\mathtt {SQL~クエリ}}}}
1つの文を構成するSQL言語要素をいくつか示した図

SQL 言語は、次のようないくつかの言語要素に細分化されます。

  • 句は文やクエリの構成要素です。（場合によってはオプションです。）[ 39 ]
  • 式はスカラー値、または列と行のデータで構成されるテーブルを生成できます。
  • 述語は、SQL の3 値ロジック (3VL) (真/偽/不明) またはブール値の真理値に評価できる条件を指定し、ステートメントやクエリの効果を制限したり、プログラム フローを変更したりするために使用されます。
  • クエリは、特定の条件に基づいてデータを取得します。これはSQLの重要な要素です。
  • ステートメントは、スキーマとデータに永続的な影響を与えたり、トランザクション、プログラム フロー、接続、セッション、または診断を制御したりすることがあります。
    • SQL文には、セミコロン（";"）文末記号も含まれます。すべてのプラットフォームで必須ではありませんが、SQL文法の標準的な構成要素として定義されています。
  • 通常、SQL ステートメントおよびクエリでは重要でない空白は無視されるため、SQL コードを読みやすくフォーマットすることが容易になります。

手続き型拡張

SQLは、リレーショナルデータベースに含まれるデータを照会するという特定の目的のために設計されています。SQLは、 CやBASICのような命令型プログラミング言語ではなく、セットベースの宣言型プログラミング言語です。ただし、標準SQLの拡張により、フロー制御構造などの手続き 型プログラミング言語機能が追加されます

標準SQL/PSM拡張機能と独自SQL拡張機能に加えて、他の言語とのDBMS統合を通じて、多くのSQLプラットフォームで手続き型およびオブジェクト指向プログラミングが利用できます。SQL標準では、SQLデータベースでJavaコードをサポートするためにSQL/JRT拡張機能（Javaプログラミング言語のSQLルーチンと型）が定義されています。Microsoft SQL Server 2005は、SQLCLR （SQL Server共通言語ランタイム）を使用してデータベースでマネージド.NETアセンブリをホストしますが、以前のバージョンのSQL Serverは主にCで記述されたアンマネージド拡張ストアドプロシージャに制限されていました。PostgreSQLでは、 Perl、Python、Tcl、JavaScript（PL/V8）、Cなど、さまざまな言語で関数を記述できます。[ 40 ]

代替案

言語としてのSQLの代替案と、リレーショナルモデル自体の代替案を区別する必要があります。以下は、SQL言語のリレーショナル代替案として提案されているものです。リレーショナルモデルの代替案については、 ナビゲーションデータベースとNoSQLを参照してください

分散SQL処理

分散リレーショナルデータベースアーキテクチャ（DRDA）は、1988年から1994年にかけてIBM内のワークグループによって設計されました。DRDAは、ネットワーク接続されたリレーショナルデータベースが連携してSQL要求を処理することを可能にします。[ 42 ] [ 43 ]

対話型ユーザーまたはプログラムは、ローカルRDBに対してSQL文を発行し、リモートRDBからデータとステータスインジケータのテーブルを応答として受け取ることができます。SQL文はコンパイルされ、リモートRDBにパッケージとして保存され、パッケージ名で呼び出されることもあります。これは、複雑で高頻度のクエリを発行するアプリケーションプログラムを効率的に動作させる上で重要です。特に、アクセス対象のテーブルがリモートシステムにある場合に重要です。

DRDAのメッセージ、プロトコル、および構造コンポーネントは、分散データ管理アーキテクチャによって定義されています。DRDAに基づく分散SQL処理は、現代の分散SQLデータベース とは異なります。

批判

設計

SQLは、その理論的基礎であるリレーショナルモデルとタプル計算からいくつかの点で逸脱しています。そのモデルでは、テーブルはタプルの集合ですが、SQLでは、テーブルとクエリ結果は行のリストです。同じ行が複数回出現する可能性があり、行の順序はクエリ（たとえば、LIMIT句）で使用できます。批評家は、SQLは厳密に元の基礎に戻る言語に置き換えるべきだと主張しています。例えば、ヒュー・ダーウェンとCJ・デイト著『第三の宣言』（2006年、ISBN 978-4-8 ... 0-321-39942-0）。

直交性と完全性

初期の仕様では、主キーなどの主要な機能はサポートされていませんでした。結果セットに名前を付けることはできず、サブクエリも定義されていませんでした。これらは1992年に追加されました。[ 12 ]

合計型の欠如は、SQLのユーザー定義型を十分に活用するための障害となっていると言われています。例えば、JSONのサポートは、2016年に新しい標準によって追加される必要がありました。[ 44 ]

ヌル

ヌルの概念は議論の対象となっています。ヌルマーカーは値の欠如を示し、整数列の0やテキスト列の空文字列とは異なります。ヌルの概念は、 SQLにおける3値論理を強制します。これは、一般的な3値論理の具体的な実装です。[ 12 ]

重複

よくある批判の1つは、重複行を許容するため、 Pythonなどの言語との統合が難しくなるというものです。Pythonのデータ型では、解析とモジュール性の欠如という点で、データの正確な表現が困難になる可能性があります。 [ 12 ]これは通常、テーブル内の行を一意に識別する1つ以上の列を持つ主キーまたは一意制約を宣言することで回避されます

インピーダンスミスマッチ

オブジェクト・リレーショナル・インピーダンスミスマッチと同様に、宣言型SQL言語と、SQLが通常埋め込まれている手続き型言語との間にもミスマッチが発生します

SQLデータ型

SQL標準では、3種類のデータ型が定義されています（SQL/Foundationの4.1.1章）。

  • 定義済みデータ型
  • 構築型
  • ユーザー定義型

構築型ARRAYは、、、（参照）、またはのいずれかです。ユーザー定義型は、MULTISET独自のコンストラクター、オブザーバー、ミューテーター、メソッド、継承、オーバーロード、上書き、インターフェースなどを持つオブジェクト指向言語のクラスに相当します。定義済みデータ型は、実装によって本質的にサポートされています REFROW

定義済みデータ型

  • 文字型
    • 文字（CHAR）
    • 文字が変化する（VARCHAR）
    • 文字ラージオブジェクト（CLOB）
  • 国別文字の種類
    • 国別文字（NCHAR）
    • 国別文字の多様性（NCHAR VARYING）
    • 国別文字大オブジェクト（NCLOB）
  • バイナリ型
    • バイナリ ( BINARY)
    • バイナリ可変 ( VARBINARY)
    • バイナリラージオブジェクト（BLOB）
  • 数値型
    • 正確な数値型( NUMERIC、DECIMAL、SMALLINT、INTEGER)BIGINT
    • 近似数値型（FLOAT、、）REALDOUBLE PRECISION
    • 10進浮動小数点型（DECFLOAT）
  • 日付時刻型 ( DATE、TIME、TIMESTAMP)
  • 間隔型（INTERVAL）
  • ブール
  • XML（ SQL/XML参照）[ 45 ]
  • JSON

参照

注記

参考文献

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出典

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