Vad är SQL? Introduktion till strukturerat frågespråk

SQL kan användas för att skapa relationsdatabaser och utföra en rad olika operationer på befintliga databaser, inklusive datafrågor. Språket är en del av standardrepertoaren för webbutvecklare, dataanalytiker och forskare. Men jämfört med andra programmeringsspråk är SQL speciellt. Vi ska förklara språkets funktioner.

Vad exakt är SQL?

SQL är “Structured Query Language” (strukturerat frågespråk). Det kan användas för att göra förfrågningar till databaser som innehåller strukturerade eller relationella data. Språket bygger på “relationell algebra”. Detta är en matematisk teori för att strukturera data och beräkna resultatet av frågor. Många av de speciella egenskaperna hos SQL som programmeringsspråk härrör från denna matematiska grund. SQL utvecklades i mitten av 1970-talet och anses nu vara standardprogrammeringsspråket för databasapplikationer.

En viktig detalj med SQL är att det är ett rent fråge- eller programmeringsspråk, inte ett heltäckande databashanteringssystem (DBMS). Några populära DBMS som implementerar SQL är MySQL, Oracle SQL och SQLite. Dessa DBMS använder dock oftast dialekter av SQL, som kan ha ytterligare och/eller andra kommandon.

SQL som ett domänspecifikt och deklarativt språk

Jämfört med de flesta etablerade programmeringsspråk är SQL speciellt eftersom det är ett domänspecifikt språk (DSL). Till skillnad från General Purpose Languages (GPL), som kan användas i många olika applikationer, kan SQL bara användas för en sak, nämligen databaser.

SQL är också ett deklarativt programmeringsspråk. Det innebär att programmeraren anger ett önskat resultat som ett kommando och systemet ser till att detta resultat uppnås. Detta i motsats till imperativ programmering, där de enskilda stegen för att uppnå målen uttryckligen definieras i koden.

Vad används SQL till?

SQL fungerar som ett gränssnitt för att interagera med system för hantering av relationsdatabaser (RDBMS). En relationsdatabas kan betraktas som en tabell där varje radpost har en förutbestämd uppsättning attribut som fylls i med värden. SQL-koden kan antingen matas in av människor via ett textbaserat gränssnitt eller integreras i API-åtkomst.

För- och nackdelar med SQL

Fördelar med SQL

Den största fördelen med SQL är den höga profilen och den utbredda användningen av tekniken. Sedan starten på 1970-talet har SQL varit branschstandard för databasapplikationer. Det gör det relativt lätt att hitta erfarna SQL-programmerare och att hitta gränssnitt mot andra vanliga tekniker och språk.

Det finns dessutom en anledning till att SQL har blivit industristandard. Språket bygger på en robust matematisk grund som möjliggör optimal datalagring. Relationsdatabaser kräver dock en gedigen förståelse för teknik och teori samt skicklighet och planering när det gäller modellering. Men ett väl utformat databasschema gör det möjligt att få nya insikter från data genom lämpliga frågor.

Nackdelar med SQL

En nackdel med SQL och relationsdatabaser i allmänhet är den höga komplexiteten i tekniken. SQL består av hundratals kommandon och klausuler som utgör en stor utmaning för nybörjare. Många av dessa är dessutom implementationsspecifika, vilket gör det hela ännu mer utmanande.

Dessutom kräver strukturen i en relationsdatabas ett antal antaganden om de data som ska lagras. Dessa tjänar till att säkerställa kvaliteten på de lagrade uppgifterna, men medför också ett antal begränsningar som kan orsaka permanenta problem om schemat är dåligt utformat. Ändringar av schemat under drift kan utgöra en allvarlig utmaning. Förutom denna brist på flexibilitet är det vanligtvis mycket utmanande att distribuera en SQL-databas geografiskt. Att optimera prestandan i en databas genom decentralisering är därför allt annat än enkelt.

En sista nackdel med SQL är att det inte är kompatibelt med den alltmer använda objektorienterade programmeringen, som blir alltmer relevant. I objektorienterad programmering kapslas data och “beteende” (metoder) in i objekt. Data och metoder ärvs genom klasshierarkier. Det relationella synsättet är fundamentalt annorlunda, eftersom data kan fördelas över flera tabeller. Dessutom är det omöjligt att modellera ett objekts beteende. Därför kan objekt inte överföras 1:1 till relationella databasstrukturer.

Alternativ till SQL

Eftersom SQL uppfanns i början av den digitala revolutionen har språket inte förlorat sin relevans. Sedan dess har det dock dykt upp några alternativa scheman som kan vara mer lämpliga för vissa tillämpningar.

Objekt-relationella databashanteringssystem

Objektrelationella databashanteringssystem (ORDBMS), t.ex. PostgreSQL, använder SQL som frågespråk, men stöder också kärnkoncept för objektorienterad programmering. Objekthierarkier, arv och objektbeteende kan användas utan att man behöver använda ORM (object-relational mapping). Särskilt användardefinierade och sammansatta datatyper minskar komplexiteten i scheman och frågor.

NoSQL

SQL-baserade DBMS är främst avsedda för lagring av strukturerad data, men inte all data följer ett fast schema. Det är här NoSQL-databaser kommer in i bilden. Termen NoSQL hänvisar till en familj av icke-relationella DBMS. Istället för att modellera data som fält i en tabell används olika andra tillvägagångssätt.

Ett populärt tillvägagångssätt är den dokumentbaserade lagringen av data. Detta innebär att data lagras i enskilda dokument i stället för i en tabell. En fördel med den dokumentbaserade metoden är att data kan vara självskrivande. Det innebär att datans schema bestäms av det enskilda dokumentet och inte av databasen, vilket innebär att dataposter kan följa olika scheman.

NoSQL-lösningar är vanligtvis mindre komplexa och erbjuder fördelar när det gäller skalning och prestandaoptimering. Dessutom är det vanligtvis lättare att ändra schemat under drift eller att lagra data flexibelt. Å andra sidan kan det finnas färre garantier när det gäller datakvaliteten.