Inngangur

SQL er forritunarmál hannað til að „tala við“ venslagagnasöfn. Það er mikilvægt tæki í gagnastjórnun sem gerir notendum kleift að framkvæma fyrirspurnir, búa til, breyta og eyða gögnum.

Um SQL

Markmið námskeiðsins er að kynnast fyrirspurnarmálinu SQL:

  • búa til fyrirspurnir,
  • skilja fyrirspurnir sem þið sjáið,
  • geta notað SQL til að framkvæma gagnagreiningu.

SQL (Structured Query Language), borið fram eins og „sequel“ eða „ess-cue-ell“, er staðlað fyrirspurnarmál sem er notað til að hafa samskipti við venslagagnasöfn.

Ólík SQL fyrirspurnarmál

Samkvæmt DB-Engines Ranking eru vinsælustu gagnagrunnskerfin:

  1. Oracle
  2. MySQL
  3. Microsoft SQL Server
  4. PostgreSQL
  5. MongoDB
  6. Redis
  7. Snowflake
  8. Elasticsearch
  9. IBM Db2
  10. SQLite

Við munum kynnast SQLite og PostgreSQL í þessu námskeiði.

Líkindi milli SQL fyrirspurnarmála

Flest SQL fyrirspurnarmál fylgja svipuðum grunnatriðum og setningafræði. Þau leyfa notendum að framkvæma fyrirspurnir á gagnagrunnum á einfaldan hátt. Þrátt fyrir að smávægilegur munur geti verið til staðar milli mismunandi gagnagrunnskerfa, eins og PostgreSQL og SQLite, eru grunnskipanirnar oft mjög keimlíkar og auðvelt að aðlaga sig á milli kerfa. Fyrir frekari upplýsingar um hvernig SELECT skipanir eru búnar til, sem verða útskýrð betur í grunnatriði í SQL.

Hér eru dæmi um grunnskipanir í SQL fyrir mismunandi gagnagrunnskerfi:

PostgreSQL

-- Select all rows from a table
SELECT *
FROM tbl;

-- Select specific columns and sort by a column
SELECT col1, col2
FROM tbl
ORDER BY col1 DESC;

-- Select the first 10 rows
SELECT *
FROM tbl LIMIT 10;

MySQL

-- Select all rows from a table
SELECT *
FROM tbl;

-- Select specific columns and sort by a column
SELECT col1, col2
FROM tbl
ORDER BY col1 DESC;

-- Select the first 10 rows
SELECT *
FROM tbl LIMIT 10;

SQLite

-- Select all rows from a table
SELECT *
FROM tbl;

-- Select specific columns and sort by a column
SELECT col1, col2
FROM tbl
ORDER BY col1 DESC;

-- Select the first 10 rows
SELECT *
FROM tbl LIMIT 10;

Microsoft SQL Server

-- Select all rows from a table
SELECT *
FROM tbl;

-- Select specific columns and sort by a column
SELECT col1, col2
FROM tbl
ORDER BY col1 DESC;

-- Select the first 10 rows
SELECT TOP 10 *
FROM tbl;

Gagnasafnskerfi

Gagnastjórnun er aðferð til að safna, geyma og nota gögn á öruggan, árangursríkan og kostnaðarlega hagkvæman hátt. Markmiðið er að auðvelda notkun gagna þannig að hægt sé að nota þau til ákvarðanatöku og skapa virði fyrir fyrirtæki.

Helsta vinna gagnastjórnunar

  • Búa til, stýra aðgengi og uppfæra gögn á fjölbreyttu gagnasviði.
  • Hýsing gagna, til dæmis í skýi (e. data cloud) eða á staðnum.
  • Gott aðgengi til notanda (t.d. margir notendur, rafmagnsleysi og fleira).
  • Tryggja persónuvernd gagna (t.d. GDPR lögin) og fylgja reglugerðum þar sem við á.
  • Eyðing gagna: Hvenær má eyða gögnum og hverju?
  • Notkun gagna í fjölbreyttum öppum, greiningartólum og reikniritum.

Tegundir gagnasafnskerfa

Gagnasafnskerfi samanstanda af margs konar tækni og tólum sem geta verið notuð til gagnastjórnunar. Algengasta gerð gagnasafnskerfa eru venslagagnasöfn (e. relational database management systems), þar sem gögn eru geymd á skipulögðu formi, skipt niður í töflur með röðum og dálkum sem innihalda stök (e. database records). Skyld stök í öðrum töflum eru tengd saman með lyklum (primary og foreign keys) til að koma í veg fyrir tvítekningar. Þetta fyrirkomulag byggir á forritunarmálinu SQL og gagnalíkani/skemum.

Aðrir möguleikar

  • Gagnasafnskerfi fyrir gríðargögn (e. big data): t.d. NoSQL gagnagrunnar sem byggja ekki á SQL og leyfa óskipulögð eða hálf skipulögð gögn, eins og skynjaragögn (e. sensor data).
  • Vöruhúsgagna (e. data warehouses): byggð á vensla- og/eða dálka-gagnasöfnum, tekin saman úr mismunandi kerfum, sett saman og undirbúin fyrir greiningar.
  • Gagnalindir (e. data lakes): geyma gríðargögn til notkunar í spálíkanagerð, gervigreind, og fleira.

Venslagagnasöfn

Venslagagnasöfn (e. relational databases) eru oft notuð til að skipuleggja og geyma gögn á skilvirkan hátt. Þau byggja á mengjum og venslum, eins og tvístæðum venslum.

Kostir

  • Gögn eru geymd á skipulögðu formi.
  • Geyma gögn á öruggan hátt.
  • Hraðvirk leit að gögnum.

Gallar

  • Flókin og dýr í uppsetningu.
  • Henta ekki fyrir lítið gagnamagn.
  • Gögn geymd á skipulögðu formi.

Mengi og vensl

Mengi eru oft notuð til þess að halda utan um hópa hluti sem hafa svipaða eiginleika, eins og allir nemendur í upplýsingaverkfræði eða allir nemendur Háskóla Íslands. Mengi eru óraðað safn af hlutum, og hlutir í mengi eru kallaðir stök. Vensl segja okkur til um samband staka milli mengja, eins og mengi starfsmanna og mengi launa eða einstaklingar og ættingjar.

Tvístæð vensl frá \(A\) til \(B\) er mengið \(R\) af röðuðum pörum þar sem fyrsta stakið af hverju röðuðu pari kemur frá \(A\) og það síðara frá \(B\). Þegar \((a,b)\) tilheyrir \(R\) þá er \(a\) sagt vera með vensl í \(b\) með \(R\) (skrifað \(aRb\)).

Dæmi um tvístæð vensl \(R\) frá mengi \(A\) til \(B\): \(A = \{0,1,2\}\), $B = {a, b} $. Tvístæð vensl væru þá t.d. \(R: \{(0, a), (0, b), (1, a), (2, b)\}\). Athugið, við þurfum ekki að hafa öll pör af tengingum milli mengja.

Töflur eru oft notaðar til að sýna vensl. Dálkur er mengið sjálft, og hver lína í dálki er stak. Tvístæð vensl hafa tvo dálka.

Þá væri til dæmis tvístæðu venslin: \(\{\)(Helga, Upplýsingaverkfræði), (Rögnvaldur, Tæknileg kerfi), (Tómas, Aðgerðagreining)\(\}\) hægt að setja fram sem:

Kennari Námskeið
Helga Upplýsingaverkfræði
Rögnvaldur Tæknileg kerfi
Tómas Aðgerðagreining

Kostir venslalíkansins

  • Einfalt og gagnsætt líkan.
  • Allt er sett fram sem töflur.
  • Traustar stærðfræðilegar undirstöður, eins og venslareikningur og mengi.
  • Passar oftast vel við raunveruleg gögn.
  • Hraðvirkar útfærslur.