| 編程範型 | 聲明式 |
|---|---|
| 設計者 | Donald D. Chamberlin Raymond F. Boyce |
| 實作者 | 國際標準化組織/國際電工委員會 |
| 釋出時間 | 1974 |
| 穩定版本 | SQL:2016
（2016
） |
| 型態系統 | 類型系統, 強型別 |
| 作業系統 | 跨平台 |
| 主要實作產品 | |
| 詳見數據庫系統列表 | |
| 衍生副語言 | |
| SQL-86, SQL-89, SQL-92, SQL:1999, SQL:2003, SQL:2006, SQL:2008, SQL:2011 | |
| 受啟發於 | |
| Datalog | |
| 施影響於 | |
| CQL, 語言整合查詢, SOQL, Windows PowerShell,[1]JPQL, 面向Java物件查詢 | |
| 副檔名 | .sql |
|---|---|
| 網路媒體型式 | application/sql[2][3] |
| 開發者 | ISO/IEC |
| 初始版本 | 1986年 |
| 最新版本 | SQL:2016 2016年 |
| 格式類型 | Database |
| 標準 | ISO/IEC 9075 |
| 自由格式 | 是 |
| 網站 | www |
SQL（
i/ˈɛs kjuː ˈɛl/[4]或i/ˈsiːkwəl/[5]，Structured Query Language:結構化查詢語言[6][7][8][9]）是一種特定目的程式語言，用於管理關聯式數據庫管理系統（RDBMS），或在關係流數據管理系統（RDSMS）中進行流處理。
SQL基於關係代數和元組關係演算，包括一個數據定義語言和數據操縱語言。SQL的範圍包括數據插入、查詢、更新和刪除，數據庫模式建立和修改，以及數據存取控制。儘管SQL經常被描述為，而且很大程度上是一種聲明式編程（4GL），但是其也含有程序式編程的元素。
SQL是對埃德加·科德的關係模型的第一個商業化語言實現，這一模型在其1970年的一篇具有影響力的論文《一個對於大型共用型數據庫的關係模型》[10]中被描述。儘管SQL並非完全按照科德的關係模型設計，但其依然成為最為廣泛運用的數據庫語言。 [11][12]
SQL在1986年成為美國國家標準學會（ANSI）的一項標準，在1987年成為國際標準化組織（ISO）標準[13]。此後，這一標準經過了一系列的增訂，加入了大量新特性。雖然有這一標準的存在，但大部分的SQL代碼在不同的數據庫系統中並不具有完全的跨平台性。
歷史
在1970年代初，由IBM公司San Jose,California研究實驗室的埃德加·科德發表將資料組成表格的應用原則（Codd's Relational Algebra）。1974年，同一實驗室的D.D.Chamberlin和R.F. Boyce對Codd's Relational Algebra在研製關聯式數據庫管理系統System R中，研製出一套規範語言-SEQUEL（Structured English Query Language），並在1976年11月的IBM Journal of R&D上公佈新版本的SQL（叫SEQUEL/2）。1980年改名為SQL。
1979年ORACLE公司首先提供商用的SQL，IBM公司在DB2和SQL/DS數據庫系統中也實現了SQL。
1986年10月，美國ANSI採用SQL作為關聯式數據庫管理系統的標準語言（ANSI X3. 135-1986），後為國際標準化組織（ISO）採納為國際標準。
1989年，美國ANSI採納在ANSI X3.135-1989報告中定義的關聯式數據庫管理系統的SQL標準語言，稱為ANSI SQL 89，該標準替代ANSI X3.135-1986版本。該標準為下列組織所採納：
- 國際標準化組織（ISO），為ISO 9075-1989報告「Database Language SQL With Integrity Enhancement」
- 美國聯邦政府，發佈在The Federal Information Processing Standard Publication(FIPS PUB)127
目前，所有主要的關聯式數據庫管理系統支援某些形式的SQL，大部分數據庫至少遵守ANSI SQL89標準。
ANSI SQL92標準在交叉連接（cross join）和內部連接之上，新增加了外部連接，並支援在FROM子句中寫連接表達式。支援集合的並運算、交運算。支援Case (SQL)表達式。支援CHECK約束。建立臨時表。支援cursor。支援事務隔離。
語法
SQL語言分成了幾種要素，包括：
- 子句，是陳述式和查詢的組成成分。（在某些情況下，這些都是可選的。）[14]
- 表達式，可以產生任何純量值，或由列和行組成的數據庫表
- 謂詞，給需要評估的SQL三值邏輯（3VL）（true/false/unknown）或布林真值指定條件，並限制陳述式和查詢的效果，或改變程式流程。
- 查詢，基於特定條件檢索數據。這是SQL的一個重要組成部分。
- 陳述式，可以持久地影響綱要和數據，也可以控制數據庫事務、程式流程、連接、對談或診斷。
- SQL陳述式也包括分號（";"）陳述式終結符。儘管並不是每個平台都必需，但它是作為SQL語法的標準部分定義的。
- 無意義的空白在SQL陳述式和查詢中一般會被忽略，更容易格式化SQL代碼便於閱讀。
語言特點
SQL是進階的非過程化編程語言，它允許用戶在高層數據結構上工作。它不要求用戶指定對數據的存放方法，也不需要用戶了解其具體的數據存放方式。而它的介面，能使具有底層結構完全不同的數據庫系統和不同數據庫之間，使用相同的SQL作為數據的輸入與管理。它以記錄專案〔records〕的合集（set）〔項集，record set〕作為操縱物件，所有SQL陳述式接受項集作為輸入，回送出的項集作為輸出，這種項集特性允許一條SQL陳述式的輸出作為另一條SQL陳述式的輸入，所以SQL陳述式可以巢狀，這使它擁有極大的靈活性和強大的功能。在多數情況下，在其他程式語言中需要用一大段程式才可實踐的一個單獨事件，而其在SQL上只需要一個陳述式就可以被表達出來。這也意味着用SQL可以寫出非常複雜的陳述式，在不特別考慮效能下。
SQL包含四個部分：
SQL函數
| 函數 | 描述 |
|---|---|
| AVG | 平均值 |
| COUNT | 計數（不含Null） |
| FIRST | 第一個記錄的值 |
| MAX | 最大值 |
| MIN | 最小值 |
| STDEV | 樣本標準差 |
| STDEVP | 總體標準差 |
| SUM | 求和 |
| VAR | 樣本方差 |
| VARP | 總體方差 |
| UCASE | 轉化為全大寫字母 |
| LCASE | 轉化為全小寫字母 |
| MID | 取中值 |
| LEN | 計算字串長度 |
| INSTR | 獲得子字串在母字串的起始位置 |
| LEFT | 取字串左邊子串 |
| RIGHT | 取字串右邊子串 |
| ROUND | 數值四捨五入取整 |
| MOD | 取餘 |
| NOW | 獲得當前時間的值 |
| FORMAT | 字串格式化 |
| DATEDIFF | 獲得兩個時間的差值 |
互操作性和標準化
供應商之間的SQL實現不相容，不一定完全遵循標準。各種數據庫的SQL方言通常不可移植，特別是在日期時間語法、字串連接、NULL、比較的大小寫敏感方面。只有PostgreSQL與Mimer SQL努力遵從標準。
標準化歷史
SQL在1986年被ANSI標準化，1987年被ISO標準化。由ISO/IEC JTC 1, Information technology, Subcommittee SC 32, Data management and interchange維護。標準名稱通常為如下模式：ISO/IEC 9075-n:yyyy Part n: title。
| 年份 | 名字 | 別名 | 註釋 |
|---|---|---|---|
| 1986 | SQL-86 | SQL-87 | ANSI首次標準化 |
| 1989 | SQL-89 | FIPS 127-1 | 小修改，增加了integrity constraint |
| 1992 | SQL-92 | SQL2, FIPS 127-2 | 大修改，成為現代SQL的基礎 |
| 1999 | SQL:1999 | SQL3 | 增加了正則表達式匹配、遞歸查詢（傳遞閉包）、數據庫觸發器、程序式與控制流陳述式、非純量類型(arrays)、物件導向特性。在Java中嵌入SQL(SQL/OLB)及其逆(SQL/JRT) |
| 2003 | SQL:2003 | 增加XML相關特性(SQL/XML)、window functions、標準化sequences、自動產生值的列。對SQL:1999的新特性重新描述其內涵。 | |
| 2006 | SQL:2006 | 匯入/匯出XML數據與SQL數據庫。XQuery | |
| 2008 | SQL:2008 | 在cursor之外的ORDER BY陳述式。INSTEAD OF觸發器。TRUNCATE陳述式。FETCH子句 | |
| 2011 | SQL:2011 | 增加時態數據(PERIOD FOR)。增強了window functions與FETCH子句 | |
| 2016 | SQL:2016 | 增加行模式匹配、多型表函數、JSON。 | |
| 2019 | SQL:2019 | 增加了第15部分，多維陣列（MDarray類型和運算子）。 |
當前標準
該標準通常用以下模式表示：ISO/IEC 9075-n：yyyy 第n部分：標題，或者簡稱為ISO/IEC 9075。
ISO / IEC 9075補充了ISO / IEC 13249：SQL多媒體和應用程式包（SQL/MM），該程式包定義了基於SQL的介面和包，給諸如影片，音頻和空間數據之類的廣泛的應用程式。感興趣的各方可以從ISO、IEC或ANSI購買SQL標準文件。SQL：2008的草稿可作為zip存檔免費獲得。
SQL標準剖析
SQL標準包含10部分：
- ISO/IEC 9075-1:2016 Part 1: Framework (SQL/Framework). 提供邏輯概念
- ISO/IEC 9075-2:2016 Part 2: Foundation (SQL/Foundation). 包含語言的主要內容，強制與可選特性。
- ISO/IEC 9075-3:2016 Part 3: Call-Level Interface (SQL/CLI). 定義了介面成分(structures, procedures, variable bindings) 用於編寫能執行SQL的應用程式的語言：Ada，C/C++，COBOL，Fortran，MUMPS，Pascal，PL/I。對於Java語言見標準第10部分。ODBC是一個著名的SQL/CLI的超集。這部分標準主要包含強制的特性。
- ISO/IEC 9075-4:2016 Part 4: Persistent stored modules (SQL/PSM)。SQL的程序式擴充，包括控制流、條件處理、陳述式條件signals與resignals、cursors、本地變數、表達式賦值到變數與參數。此外，SQL/PSM形式化聲明與維護了持續性（persistent）數據庫語言常式（例如儲存程序）。這部分標準主要包含可選的特性。
- Part-6: Support for JavaScript Object Notation (JSON). 2017年首次整合JSON資料類型到SQL標準。
- ISO/IEC 9075-9:2016 Part 9: Management of External Data (SQL/MED). 這部分標準主要包含可選的特性。
- ISO/IEC 9075-10:2016 Part 10: Object language bindings (SQL/OLB)。定義了SQLJ，SQL嵌入到Java，保證了SQLJ應用程式二進制可移植。這部分標準主要包含可選的特性。
- ISO/IEC 9075-11:2016 Part 11: Information and definition schemas (SQL/Schemata). 定義了Information Schema與Definition Schema，提供了常用工具集使得SQL數據庫與物件自描述。這些工具包括SQL object identifier、structure與integrity constraints、security與authorization specifications, features與packages。這部分標準主要包含強制與可選的特性。
- ISO/IEC 9075-13:2016 Part 13: SQL Routines and types using the Java TM programming language (SQL/JRT). SQL應用程式呼叫靜態方法作為子程式的能力('Java-in-the-database')；Java類別作為SQL結構化用戶定義類型。這部分標準主要包含可選的特性。
- ISO/IEC 9075-14:2016 Part 14: XML-Related Specifications (SQL/XML). 這部分標準主要包含可選的特性。
- ISO/IEC 9075-15:2019 Part 15: 多維陣列(SQL/MDA)。 它為SQL指定了多維陣列類型（MDarray），以及對MDarray，MDarray切片，MDarray單元和相關功能的操作。 標準的這一部分僅包含可選功能。
ISO / IEC標準的擴充
ISO/IEC 9075被ISO/IEC 13249: SQL Multimedia and Application Packages (SQL/MM)補充。後者定義了基於SQL的音影片、空間數據的介面與包。包括：
- ISO/IEC 13249-1:2016 Part 1: Framework
- ISO/IEC 13249-2:2003 Part 2: Full-Text
- ISO/IEC 13249-3:2016 Part 3: Spatial
- ISO/IEC 13249-5:2003 Part 5: Still image
- ISO/IEC 13249-6:2006 Part 6: Data mining
- ISO/IEC 13249-7:2013 Part 7: History
- ISO/IEC 13249-8:xxxx Part 8: Metadata Registry Access MRA (work in progress)
以SQL為基礎的其他延伸語言
- 微軟MS SQL-Server，以及Sybase Adaptive Server系列數據庫所用的SQL
安全問題
由於SQL指令在部份進階使用時，語法會依照特定條件來變換，而且若是表格中的欄位過多時，許多開發人員都會習慣以字串組立的方式建立SQL指令，而且又使用系統管理員級的賬戶連到數據庫，因此讓黑客有機會利用SQL的組立方式進行攻擊，像是在指令中添加部份刺探性或破壞性的指令（例如DROP TABLE、DROP DATABASE或是DELETE * FROM myTable等具破壞性的指令），讓數據庫的資料或實體伺服器被破壞，導致服務中斷或是系統癱瘓等後果，或是以邏輯的漏洞，在密碼欄寫入特殊字串(例如' or '1'='1)，讓該字串形成的邏輯判斷永遠為真，或直接取得非查詢條件的資料，而不需要知道密碼，以達成非法登入系統的目的，此種攻擊手法稱為SQL注入（SQL injection）。
目前實務上較有效的防禦方法，就是全面改用參數化查詢。
參考文獻
- ↑ Paul, Ryan. A guided tour of the Microsoft Command Shell. Ars Technica. [10 April 2011].
- ↑ Media Type registration for application/sql. Internet Assigned Numbers Authority. 10 April 2013 [10 April 2013].
- ↑ The application/sql Media Type, RFC 6922. Internet Engineering Task Force: 3. April 2013 [10 April 2013].
- ↑ Beaulieu, Alan. Mary E Treseler , 編. Learning SQL 2nd. Sebastapol, CA, USA: O'Reilly. April 2009. ISBN 978-0-596-52083-0.
- ↑ SQL, n.. Oxford English Dictionary. Oxford University Press. [2014-11-27].
- ↑ Encyclopedia Britannica. SQL. [2013-04-02].
- ↑ From Oxford Dictionaries: "Definition of SQL - abbreviation, Structured Query Language, an international standard for database manipulation." Oxford Dictionaries. SQL. [2017-10-10].
- ↑ IBM. SQL Guide.[永久失效連結]
- ↑ From Microsoft: "Structured Query Language, invented at IBM in the 1970s. It is more commonly known by its acronym, SQL .." Microsoft. Structured Query Language (SQL). [2017-10-10].
- ↑ Codd, Edgar F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks. Communications of the ACM (Association for Computing Machinery). June 1970, 13 (6): 377–87 [2007-06-09]. doi:10.1145/362384.362685.
- ↑ Chapple, Mike. SQL Fundamentals. Databases. About.com. [2009-01-28].
- ↑ Structured Query Language (SQL). International Business Machines. October 27, 2006 [2007-06-10].
- ↑ ISO/IEC 9075-1:2008: Information technology – Database languages – SQL – Part 1: Framework (SQL/Framework). [2017-10-10].
- ↑ ANSI/ISO/IEC International Standard (IS). Database Language SQL—Part 2: Foundation (SQL/Foundation). 1999.
外部連結
參見
