Глава 5. Объединение таблиц

5.1.Выполнение реляционных объединений

Вданном учебном пособии не рассматриваются вопросы, связанные с проектированием моделей баз данных, а эти вопросы по существу являются центральными в проектировании баз данных [13, 27]. Именно правильно построенная модель, а точнее, методология, используемая при построении концептуальной модели, обеспечивает жизнеспособность проекта [4, 17, 18, 30].

На данном этапе можно просто принять к сведению, что базы данных - это множество взаимосвязанных таблиц в терминологии традиционных реляционных СУБД. При проектировании стремятся создавать таблицы, в каждой из которых содержалась бы информация об одном и только об одном типе сущностей. Это облегчает модификацию базы данных и поддержание ее целостности.

Впредыдущих примерах Вы уже использовали SQL для работы с одной таблицей.

ВSQL также реализованы возможности "соединять" или "объединять" несколько таблиц и так называемые "вложенные подзапросы".

5.1.1. Естественное соединение таблиц (natural join)

Например, чтобы получить перечень фамилий преподавателей кафедры КТиПО, которые были в командировке в Мурманске (базовые таблицы рис. 2.3, рис. 2.1, рис. 2.2, рис. 2.5), возможен запрос:

SELECT Фамилия, Название_ отдела, Точка
FROM Отдел_ Сотрудник, Сотрудник, Отдел, Командировки
WHERE Сотрудник.Ид_Сотр=Отдел_ Сотрудник.Ид_Сотр	AND
Отдел_ Сотрудник.Ид_Отд=Отдел.Ид_Отд	AND
Отдел_ Сотрудник.Ид_Сотр=Командировки.Ид_Сотр		AND
Отдел.Название_ отдела=’Кафедра КТиПО’	AND
Командировки.Точка="Мурманск"	AND
Командировки.Дата_ убытия IS NOT NULL;

Результатом запроса будет отношение (см. рис. 5.1).

Фамилия	Название_ отдела	Точка
		Мурманск
Иванов	КТиПО
		Мурманск
Петухов	КТиПО

Рис. 5.1. Сотрудники, бывшие в командировке в Мурманске

Ответ получен следующим образом: СУБД последовательно формирует строки декартова произведения таблиц, перечисленных во фразе FROM, проверяет, удовлетворяют ли данные сформированной строки условиям фразы WHERE, и если удовлетворяют, то включает в ответ на запрос те ее поля, которые перечислены во фразе

SELECT.

Следует подчеркнуть, что в SELECT и WHERE ссылки на все атрибуты (отдельные столбцы таблицы) рекомендуется уточнять именем соответствующей таблицы. Например, Командировки.Точка, Сотрудник.Город, Сотрудник.* и т.п.

Такой вид соединения называют обычно естественным соединением, так как таблицы объединяются только на основе первичных и внешних ключей, с указанием во фразе SELECT определенного количества атрибутов, подлежащих выводу в результирующей таблице.

Отметим одну важную особенность описания запросов, которую используют программисты. Вместо громоздких имен таблиц используются псевдонимы (alias). Так, для предыдущего запроса запись в алиасной форме будет следующей:

SELECT P.Фамилия, B.Название_отдела, K.Точка

FROM Отдел_Сотрудник S, Сотрудник P,Отдел B, Командировки K

WHERE P.Ид_Сотр=S.Ид_Сотр

AND	S.Ид_Отд=B.Ид_Отд AND S.Ид_Сотр=К.Ид_Сотр
AND	B.Название_ отдела="Кафедра КТиПО"
AND К.Точка="Мурманск"
AND	К.Убытия	IS NOT NULL;

Некоторые системы требуют указывать ключевое слово AS перед определением псевдонимов. Псевдоним как бы заменяет имя таблицы во фразе FROM, а затем этим новым именем пользуются для обозначения имен таблиц. Общее правило создания псевдонимов для всех СУБД очень простое. После набора имени таблицы поставьте пробел и затем набирайте псевдоним для таблицы. Отметим, что "время жизни" псевдонима определено только внутри запроса.

Очевидно, что с помощью соединения несложно сформировать запрос на обработку данных из нескольких таблиц. Кроме того, в такой запрос можно включить любые части предложения SELECT, рассмотренные в главе 4 (выражения с использованием функций, группирование с отбором указанных групп и упорядочением полученного результата). Следовательно, соединения позволяют обрабатывать множество взаимосвязанных таблиц как единую таблицу. Фактически если схема модели верна, то весь фрагмент предметной области, описанный в базе данных, должен восприниматься как единое отношение. Это постулат реляционного подхода, и какие проблемы теоретического и практического плана [1, 2, 6, 13, 14, 16, 18, 26, 29, 30, 31] при этом возникают выходят за рамки данного пособия.

Кроме механизма соединений в SQL есть механизм вложенных подзапросов, позволяющий объединить несколько простых запросов в едином предложении SELECT. Иными словами, вложенный подзапрос - это уже знакомый нам подзапрос (с небольшими ограничениями), который вложен в WHERE фразу другого вложенного подзапроса или WHERE фразу основного запроса.

Для иллюстрации вложенного подзапроса, вернемся к предыдущему примеру и попробуем получить перечень сотрудников, которые были в Мурманске, и какова длительность этих командировок.

Результат запроса имеет вид
SELECT	Фамилия, Название_ отдела, Точка
FROM Отдел_ Сотрудник, Сотрудник, Отдел, Командировки
WHERE	Сотрудник.Ид_Сотр=Отдел_Сотрудник.Ид_Сотр			AND
	Отдел_ Сотрудник.Ид_Отд=Отдел.Ид_Отд			AND
	Отдел_ Сотрудник.Ид_Сотр=Командировки.Ид_Сотр				AND
	Отдел.Название_ отдела="Кафедра КТиПО"			AND
	Командировки.Точка="Мурманск"			AND
	Командировки.Дата_убытия IS NOT NULL			AND
	(SELECT	Командировки.Дата_прибытия -
	Командировки.Дата_ убытия) AS Кол-во_ дней
	FROM	Командировки	X
	WHERE	X.Ид_Сотр=Отдел_Сотрудник.Ид_Сотр);

Результатом запроса будет отношение (рис. 5.2):

Фамилия	Название_ отдела	Точка	Кол-во_
			дней
Иванов	КТиПО	Мурманск	8
Петухов	КТиПО	Мурманск	10

Рис. 5.2. Длительность командировки в Мурманске

Здесь с помощью подзапроса, размещенного в четырех последних строках запроса, описывается процесс определения длительности командировки для каждого, приезжавшего в Мурманск и закончившего там работу. Механизм реализации подзапросов будет подробно описан в параграфе 5.3. Там же будет рассмотрено, как и для чего вводится псевдоним X для имени таблицы КОМАНДИРОВКИ (рис. 2.5).

Для закрепления материала по данному разделу сформулируем следующий запрос:

SELECT	P.Фамилия, B.Название_ отдела, K.Точка
FROM Отдел_Сотрудник S , Сотрудник P , Отдел B , Командировки K
WHERE P.Ид_Сотр=S.Ид_Сотр
	AND S.Ид_Отд=B.Ид_Отд AND S.Ид_Сотр=К.Ид_Сотр
	AND	B.Название_ отдела="Кафедра КТиПО"
	AND	К.Точка="Мурманск" AND К.Дата_убытия IS NOT NULL	AN

На обычном языке этот запрос уточняет: "Кто из сотрудников указанной кафедры был в Мурманске после февраля" (рис. 5.3).

Фамилия	Название_отдела	Точка
Петухов	КТиПО	Мурманск

Рис. 5.3. Уточняющий запрос по Мурманску

5.1.2. Эквисоединение таблиц

Объединения, которые используют предикаты, основанные на равенствах, называются объединениями по равенству (эквисоединениями). Практически все наши примеры, использующиеся ранее, относились именно к этой категории, потому что все условия в предложениях WHERE базировались на математических выражениях, использующих знак равно ( = ). Строки вида

Отдел_ Сотрудник.Ид_Отд=Отдел.Ид_Отд Отдел_ Сотрудник.Ид_Сотр=Командировки.Ид_Сотр Отдел.Название_ отдела="Кафедра КТиПО" Командировки.Точка="Мурманск"