Una base de datos en un sistema relacional está compuesta por un conjunto de tablas, que corresponden a las relaciones del modelo relacional. En la terminología usada en SQL no se alude a las relaciones, del mismo modo que no se usa el término atributo, pero sí la palabra columna, y no se habla de tupla, sino de línea. A continuación se usarán indistintamente ambas terminologías, por lo que tabla estará en lugar de relación, columna en el de atributo y línea en el de tupla, y viceversa.
Prácticamente, la creación de la base de datos consiste en la creación de las tablas que la componen. En realidad, antes de poder proceder a la creación de las tablas, normalmente hay que crear la base de datos, lo que a menudo significa definir un espacio de nombres separado para cada conjunto de tablas. De esta manera, para una DBMS se pueden gestionar diferentes bases de datos independientes al mismo tiempo sin que se den conflictos con los nombres que se usan en cada una de ellas. El sistema previsto por el estándar para crear los espacios separados de nombres consiste en usar las instrucciones SQL "CREATE SCHEMA". A menudo, dicho sistema no se usa (o por lo menos no con los fines y el significado previstos por el estándar), pero cada DBMS prevé un procedimiento propietario para crear una base de datos. Normalmente, se amplía el lenguaje SQL introduciendo una instrucción no prevista en el estándar: "CREATE DATABASE".
La sintaxis empleada por PostgreSQL, pero también por las DBMS más difundidas, es la siguiente:
CREATE DATABASE nombre_base de datos
Con PostgreSQL está a disposición una orden invocable por shell Unix (o por shell del sistema usado), que ejecuta la misma operación:
createdb nombre_base de datos
Para crear nuestra base de datos bibliográfica, usaremos pues la orden:
createdb biblio
Una vez creada la base de datos, se pueden crear las tablas que la componen. La instrucción SQL propuesta para este fin es:
CREATE TABLE nombre_tabla (
nombre_columna tipo_columna [ cláusula_defecto ] [ vínculos_de_columna ]
[ , nombre_columna tipo_columna [ cláusula_defecto ] [ vínculos_de_columna ] ... ]
[ , [ vínculo_de tabla] ... ] )
nombre_columna: es el nombre de la columna que compone la tabla. Sería mejor no exagerar con la longitud de los identificadores de columna, puesto que SQL Entry Level prevé nombres con no más de 18 caracteres. Consúltese, de todos modos, la documentación de la base de datos específica. Los nombres tienen que comenzar con un carácter alfabético.
tipo_columna: es la indicación del tipo de dato que la columna podrá contener. Los principales tipos previstos por el estándar SQL son:
- CHARACTER(n)
Una cadena de longitud fija con exactamente n caracteres. CHARACTER se puede abreviar con CHAR
- CHARACTER VARYING(n)
Una cadena de longitud variable con un máximo de n caracteres. CHARACTER VARYING se puede abreviar con VARCHAR o CHAR VARYING.
- INTEGER
Un número estero con signo. Se puede abreviar con INT. La precisión, es decir el tamaño del número entero que se puede memorizar en una columna de este tipo, depende de la implementación de la DBMS en cuestión.
- SMALLINT
Un número entero con signo y una precisión que no sea superior a INTEGER.
- FLOAT(p)
Un número con coma móvil y una precisión p. El valor máximo de p depende de la implementación de la DBMS. Se puede usar FLOAT sin indicar la precisión, empleando, por tanto, la precisión por defecto, también ésta dependiente de la implementación. REAL y DOUBLE PRECISION son sinónimo para un FLOAT con precisión concreta. También en este caso, las precisiones dependen de la implementación, siempre que la precisión del primero no sea superior a la del segundo.
- DECIMAL(p,q)
Un número con coma fija de por lo menos p cifras y signo, con q cifras después de la coma. DEC es la abreviatura de DECIMAL. DECIMAL(p) es una abreviatura de DECIMAL(p,0). El valor máximo de p depende de la implementación.
- INTERVAL
Un periodo de tiempo (años, meses, días, horas, minutos, segundos y fracciones de segundo).
- DATE, TIME y TIMESTAMP
Un instante temporal preciso. DATE permite indicar el año, el mes y el día. Con TIME se pueden especificar la hora, los minutos y los segundos. TIMESTAMP es la combinación de los dos anteriores. Los segundos son un número con coma, lo que permite especificar también fracciones de segundo.
DEFAULT { valor | NULL }
donde valor es un valor válido para el tipo con el que la columna se ha definido.
vínculos_de_columna: son vínculos de integridad que se aplican a cada atributo concreto. Son:
- NOT NULL, que indica que la columna no puede tomar el valor NULL.
- PRIMARY KEY, que indica que la columna es la llave primaria de la tabla.
- una definición de referencia con la que se indica que la columna es una llave externa hacia la tabla y los campos indicados en la definición. La sintaxis es la siguiente:
REFERENCES nombre_tabla [ ( columna1 [ , columna2 ... ] ) ]
[ ON DELETE { CASCADE | SET DEFAULT | SET NULL } ]
[ ON UPDATE { CASCADE | SET DEFAULT | SET NULL } ]
Las cláusulas ON DELETE y ON UPDATE indican qué acción hay que ejecutar en el caso en que una tupla en la tabla referenciada sea eliminada o actualizada. De hecho, en dichos casos en la columna referenciante (que es la que se está definiendo) podría haber valores inconsistentes. Las acciones pueden ser:
- CASCADE: eliminar la tupla que contiene la columna referenciante (en el caso de ON DELETE) o también actualizar la columna referenciante (en el caso de ON UPDATE).
- SET DEFAULT: asignar a la columna referenziante su valor de defecto.
- SET NULL: asignar a la columna referenciante el valor NULL.
- CASCADE: eliminar la tupla que contiene la columna referenciante (en el caso de ON DELETE) o también actualizar la columna referenciante (en el caso de ON UPDATE).
- un control de valor, con el que se permite o no asignar un valor a la columna en función del resultado de una expresión. La sintaxis que se usa es:
CHECK (expresión_condicional)
donde expresión_condicional es una expresión que ofrece verdadero o falso.
Por ejemplo, si estamos definiendo la columna COLUMNA1, con el siguiente control:
CHECK ( COLUMNA1 < 1000 )
en dicha columna se podrán incluir sólo valores inferiores a 1000.
- la definición de la llave primaria:
PRIMARY KEY ( columna1 [ , columna2 ... ] ) Véase que en este caso, a diferencia de la definición de la llave primaria como vínculo de columna, ésta se puede formar con mas de un atributo.
- las definiciones de las llaves externas:
FOREIGN KEY ( columna1 [ , columna2 ... ] ) definiciones_de_referencia
La definición_de_referencia tiene la misma sintaxis y significado que la que puede aparecer como vínculo de columna.
- un control de valor, con la misma sintaxis y significado que el que se puede usar como vínculo de columna.
CREATE TABLE Publication (
ID INTEGER PRIMARY KEY,
type CHAR(18) NOT NULL
);
La instrucción anterior crea la tabla Publication, formada por las dos columna ID de tipo INTEGER, y type de tipo CHAR(18). ID es la llave primaria de la relación. En el atributo type hay un vínculo de no nulidad.
CREATE TABLE Book (
ID INTEGER PRIMARY KEY REFERENCES Publication(ID),
title VARCHAR(160) NOT NULL,
publisher INTEGER NOT NULL REFERENCES Publisher(ID),
volume VARCHAR(16),
series VARCHAR(160),
edition VARCHAR(16),
pub_month CHAR(3),
pub_year INTEGER NOT NULL,
note VARCHAR(255)
);
Crea la relación Book, formada por nueve atributos. La llave primaria es el atributo ID, que es también una llave externa hacia la relación Publication. Sobre los atributos title, publisher y pub_year hay vínculos de no nulidad. Además, el atributo publisher es una llave externa hacia la tabla Publisher.
CREATE TABLE Author (
publicationID INTEGER REFERENCES Publication(ID),
personID INTEGER REFERENCES Person(ID),
PRIMARY KEY (publicationID, personID)
);
Crea la relación Author, compuesta por dos atributos: publicationID y personID. La llave primaria en este caso está formada por la combinación de los dos atributos, como está indicado por el vínculo de tabla PRIMARY KEY. PublicationID es una llave externa hacia la relación Publication, mientras que personID lo es hacia la relación Person.
El archivo create_biblio.sql contiene todas las órdenes necesarias para crear la estructura de la base de datos bibliográfica ejemplificada.
NOTA SOBRE POSTGRESQL
En PotgreSQL, por lo menos hasta la versión 6.5.1, no se han implementado todavía los vínculos sobre las llaves externas. El parser acepta, de todos modos, las sintaxis SQL que le afectan, y por tanto los constructos FOREIGN KEY y REFERENCES no producen un error, sino sólo un warning.
Poblar la base de datos
| Con la expresión "población de la base de datos" se entiende la actividad de inclusión de los datos dentro de ella. En una base de datos relacional esto corresponde a la creación de las líneas que componen las tablas que constituyen la base de datos. Normalmente, la memorización de una información concreta corresponde a la inclusión de una o más líneas en una o más tablas de la base de datos. Tómese, por ejemplo, la siguiente información bibliográfica: M. Agosti, L. Benfante, M. Melucci. OFAHIR: "On-the-Fly" Automatic Authoring of Hypertexts for Information Retrieval. In S. Spaccapietra, F. Maryansky (Eds), Searching for Semantics: Data Mining, Reverse Engineering. Proc. of the 7th IFIP 2.6 Working Conference on Database Semantics (DS-7), Leysin, Switzerland, October 1997, 129-154. Suponiendo que en la base de datos no esté ya presente ninguna de las informaciones que le afectan (como por ejemplo alguno de los autores o las actas del congreso al que se refiere), su inclusión en nuestra base de datos de ejemplo corresponde a la inclusión de las siguientes líneas: El orden de las operaciones anteriores no es puramente casual; de hecho, la inserción de las líneas tiene que hacerse de modo que se respeten los vínculos impuestos en las tablas. Por ejemplo, dado que no podrá existir una llave externa sin que antes se haya incluido la línea a la que se refiere, antes de poder meter una línea en la tabla InProceedings se tendrá que haber puesto la línea correspondiente en la tabla Proceedings. En el caso en que un vínculo sea violado, la DBMS impedirá la operación de inclusión abortándola. Véase la lección anterior (Crear la base de datos) para la descripción de los vínculos que se les pueden imponer a una tabla y a sus columnas. La instrucción SQL que lleva a cabo la inclusión de una nueva línea en una tabla es INSERT. La sintaxis con la que ésta se usa comunmente es: INSERT INTO nombre_tabla [ ( lista_campos ) ] VALUES ( lista_valores ) nombre_tabla es el nombre de la tabla en la que se tiene que incluir la nueva línea. lista_campos es la lista de los nombres de los campos a los que hay que asignar un valor, separados entre sí por una coma. Los campos no incluidos en la lista tomarán su valor por defecto o NULL si no lo tienen por defecto. Es un error no incluir en la lista un campo que no tenga un valor por defecto y que no pueda tomar el valor NULL. En el caso en que no se especifique la lista, habrá que especificar los valores de todos los campos de la tabla. lista_valores es la lista de los valores que se les darán a los campos de la tabla en el orden y número especificados por la lista_campos o en la de la definición de la tabla (si no se especifica lista_campos). Los valores pueden ser una expresión escalar del tipo apropiado para el campo o las keyword DEFAULT o NULL, si el campo prevé un valor por defecto o admite el valor NULL. El ejemplo anterior de inclusión se ejecuta a través de las siguientes instrucciones SQL: INSERT INTO Person VALUES ( 1, 'Agosti', 'Maristella' ); INSERT INTO Person VALUES ( 2, 'Benfante', 'Lucio' ); INSERT INTO Person VALUES ( 3, 'Melucci', 'Massimo' ); INSERT INTO Person VALUES ( 4, 'Spaccapietra', 'S.' ); INSERT INTO Person VALUES ( 5, 'Maryansky', 'F.' ); INSERT INTO Institution ( ID, name, city, country ) VALUES ( 1, '7th IFIP 2.6 Working Conference on Database Semantics (DS-7)', 'Leysin', 'Switzerland' ); INSERT INTO Publication VALUES ( 1, 'Proceedings' ); INSERT INTO Publication VALUES ( 2, 'InProceedings' ); INSERT INTO Proceedings ( ID, title, organization, pub_month, pub_year ) VALUES ( 1, 'Searching for Semantics: Data Mining, Reverse Engineering', 1, 'Oct', 1997 ); INSERT INTO InProceedings ( ID, proceedingsID, title, pages ) VALUES ( 2, 1, 'OFAHIR: "On-the-Fly" Automatic Authoring of Hypertexts for Information Retrieval', '129-154' ); INSERT INTO Author VALUES ( 2, 1 ); INSERT INTO Author VALUES ( 2, 2 ); INSERT INTO Author VALUES ( 2, 3 ); INSERT INTO Editor VALUES ( 1, 4 ); INSERT INTO Editor VALUES ( 1, 5 ); Otra forma bastante usada de la instrucción INSERT sigue la siguiente sintaxis: INSERT INTO nombre_tabla [ ( lista_campos ) ] instrucción_select La única diferencia con la sintaxis anterior consiste en la sustitución de la cláusula VALUES por la instrucción SELECT. La instrucción SELECT se examinará con detalle en la siguiente lección (Interrogar a la base de datos). Por el momento, es suficiente saber que SELECT permite extraer de las tablas de la base de datos datos que se organizan en una nueva relación. La anterior instrucción INSERT permite incluir en la tabla y en los campos especificados datos provenientes de otras tablas. Obviamente, para que la instrucción se ejecute con éxito, los datos producidos por la instrucción SELECT tendrán que ser compatibles con los vínculos y los dominios de los campos de la tabla en la que se esta efectuando la inserción. En el archivo poblad_biblio.sql están presentes las instrucciones SQL que pueblan la base de datos bibliográfica con los datos que se usarán en los ejemplos de las siguientes lecciones. |
Interrogar a la base de datos
| En la lección anterior se han examinado los constructos que el lenguaje SQL pone a disposición para incluir los datos en una base de datos relacional. Vamos a ver ahora, sin embargo, las instrucciones necesarias para extraer de ella los datos que nos interesen. La instrucción SQL que se propone para dicho fin es SELECT. Desde el momento en que la interrogación es quizá la función más usada de una base de datos, las opciones de la instrucción SELECT son numerosas y a veces bastante complicadas. Por esta razón vamos a describirlas simplificadas, utilizando ejemplos para la presentación de las características más complejas, en concreto las que se refieren a la especificación de las expresiones condicionales. La sintaxis con que la instrucción SELECT se tiene que usar es la siguiente: SELECT [ ALL | DISTINCT ] lista_elementos_selección FROM lista_referencias_tabla [ WHERE expresión_condicional ] [ GROUP BY lista_columnas ] [ HAVING expresión_condicional ] [ ORDER BY lista_columnas ] La instrucción SELECT produce una tabla que se obtiene aplicando el siguiente procedimiento (por lo menos desde el punto de vista lógico, cada DBMS optimiza la ejecución de las interrogaciones según las propias estrategias):
La secuencia de operaciones que acabamos de presentar hay que considerarla válida sólo desde el punto de vista conceptual. Efectivamente, no está escrito que se ejecuten exactamente de este modo y en este orden, sobre todo desde el momento en que cada DBMS optimizará las interrogaciones según las estrategias más oportunas. Examinaremos ahora algunos ejemplos de la instrucción SELECT. Se supone que los datos presentes en la base de datos de ejemplo son sólo los que se han incluido gracias al archivo [poblad_biblio.sql] presentado en la lección 7 (Poblar la base de datos). En caso contrario, las interrogaciones ofrecerán resultados diferentes. EJEMPLO 1 SELECT surname FROM Person ORDER BY surname Extrae de la tabla Person los apellidos y los ordena alfabéticamente. En nuestro caso, el resultado es el siguiente: surname -------------------------------- Agosti Batini Bayer Benfante Carey Cochowsky DeWitt Kim Knuth Lenzerini Maryansky McCreight McGill Melucci Richardson Salton Santucci Shekita Spaccapietra de Petra Véase el orden errado de la última línea, debido a que se ha usado el carácter ASCII minúsculo. La query anterior devolvería líneas duplicadas en el caso en que en la tabla estuviesen presentes personas con el mismo apellido. Para evitarlo hay que especificar la opción DISTINCT: SELECT DISTINCT surname FROM Person ORDER BY surname ESEMPIO 2 SELECT * FROM Person WHERE surname LIKE 'B%'  Produce una tabla que tiene todas las columnas de la tabla Person. Las líneas se filtran para que estén presentes sólo las que tienen el apellido que empieza con el carácter 'B'. El operador LIKE permite una comparación entre cadenas de caracteres usando pattern construidos con los caracteres '%' e '_'. El primero sustituye un número no precisado de caracteres (también 0), mientras que el segundo sustituye uno solo. ESEMPIO 3 SELECT PUB.*, PER.surname AS S, PER.given_names FROM Publication PUB, Author AUT, Person PER WHERE PUB.ID = AUT.publicationID AND AUT.personID = PER.ID AND PUB.type = 'Book' ORDER BY S  En este caso, la tabla resultante contiene todas las columnas de la tabla Publication (indicada con el alias PUB definido en la cláusula FROM) y las columnas surname y given_names de la tabla Person. La cláusula FROM genera el producto cartesiano de las tablas Publication, Author y Person, de las que se seleccionan sólo las líneas en que el identificativo de la publicación y el del autor se corresponden. Además, se limita a considerar sólo las publicaciones del tipo 'Book'. Para acabar, la tabla se ordena según los apellidos del autor, indicado mediante el alias S, definido en la cláusula SELECT. ESEMPIO 4 SELECT title, volume, pub_year FROM Book WHERE ID IN ( SELECT PUB.ID FROM Publication PUB, Author AUT, Person PER WHERE PUB.ID = AUT.publicationID AND AUT.personID = PER.ID AND PUB.type = 'Book' AND PER.surname = 'Knuth' )  En este ejemplo, se ve el uso de una expresión condicional que contiene el operador IN, que devuelve el valor verdadero si el valor del operando a su izquierda está incluido en la tabla resultado de la expresión a su derecha. La query entre paréntesis produce una tabla de una única columna, que contiene los identificativos de las publicaciones del tipo 'Book' de las que Knuth es autor. La query más externa extrae, por tanto, de la tabla Book las informaciones de los libros con esos identificativos. EJEMPLO 5 SELECT COUNT(*) FROM Publication count ----- 12 Cuenta el número de líneas presentes en la tabla Publication. ESEMPIO 6 SELECT type, COUNT(ID) FROM Publication GROUP BY type  Cuenta el número de publicaciones presentes en la base de datos subdividiéndolas por tipos. Las funciones de agregación previstas por el estándar SQL son COUNT, SUM, AVG, MAX y MIN, las cuales calculan respectivamente los números, la suma, la media aritmética, el máximo y el mínimo de los valores escalares presentes en la columna a la que se aplican. |
Actualizar la base de datos
| Normalmente, las informaciones presentes en una base de datos no son estáticas, sino que evolucionan en el tiempo. Existe, por tanto, la necesidad no sólo de añadir nuevos datos, sino de modificar los que están ya incluidos en las tablas de la base de datos. Las instrucciones SQL que se usan para este fin son UPDATE y DELETE. La primera modifica los valores presentes en una o más columnas de una o más líneas de una tabla. La segunda elimina una o más líneas de una tabla. La sintaxis de UPDATE es la siguiente: UPDATE nombre_tabla SET lista_asignaciones [ WHERE expresión_condicional ] Las asignaciones se especifican del modo: nombre_columna = expresión_escalar La instrucción UPDATE actualiza las columnas de la tabla que se han especificado en la cláusula SET, utilizando los valores que son calculados por las correspondientes expresiones escalares. Si se expresa también la cláusula WHERE, se actualizan sólo las líneas que satisfacen la expresión condicional. Véase que la expresión escalar usada para actualizar una columna puede ser también el resultado de una query escalar, es decir una query que devuelve una sola línea y una sola columna. Veamos un ejemplo: UPDATE Person SET given_names = 'Stefano' WHERE surname = 'Spaccapietra' La instrucción anterior cambia el valor de la columna given_name de la tabla Person en las líneas (en nuestro caso es una sola) en que la columna surname tiene valor 'Spaccapietra'. La sintaxis de DELETE es: DELETE FROM nombre_tabla [ WHERE expresión_condicional ] La instrucción delete elimina de una tabla todas las líneas que satisfacen la expresión condicional de la cláusula WHERE. Si WHERE no se especifica, se cancelan todas las líneas de la tabla. Si en la definición de la tabla se han especificado las cláusulas ON UPDATE u ON DELETE, en el momento en que se ejecutan estas operaciones también se ejecutan las que habían estado previstas en las columnas referenciadas (CASCADE, SET DEFAULT o SET NULL). |
Modificar la estructura de la base de datos
| En el curso de la lección anterior, se ha visto cómo modificar los datos ya presentes en la base de datos. A veces, sin embargo, no basta con modificar los datos, sino que es necesario actualizar la estructura misma de la base de datos para conseguir que se puedan representar nuevas informaciones. Desde el momento en que la estructura de la base de datos se da sustancialmente por la unión de las tablas que la componen, su actualización corresponde a la eliminación de tablas o al cambio de sus características. Para eliminar una tabla de una base de datos la orden SQL que hay que usar es DROP TABLE: DROP TABLE nombre_tabla { RESTRICT | CASCADE } nombre_tabla es el nombre de la tabla que tiene que se eliminada. Si se especifica la cláusula CASCADE, se eliminan automáticamente los vínculos de integridad y las vistas (view) en que la tabla está implicada. Y viceversa: si se especifica la cláusula RESTRICT y existen vínculos de integridad o vistas que se refieran a la tabla, la operación fracasa. Por ejemplo, se han definido las dos siguientes tablas: CREATE TABLE Prueba1 ( Id INTEGER PRIMARY KEY, Nombre VARCHAR(50)) CREATE TABLE Prueba2 ( Id INTEGER PRIMARY KEY, Nombre VARCHAR(50), toPrueba1 INTEGER REFERENCES Prueba1(Id)) Si se quiere eliminar la tabla Prueba1, la instrucción: DROP TABLE Prueba1 RESTRICT fracasará desde el momento en que existe un vínculo de integridad que liga una llave externa de la tabla Prueba2 con la tabla Prueba1. Sin embargo, la instrucción: DROP TABLE Prueba1 CASCADE se ejecutará con éxito y producirá también la eliminación del vínculo de integridad referencial presente en la tabla Prueba2. En el caso en que se quiera modificar una tabla existente en la base de datos, la instrucción que se tiene que usar es ALTER TABLE. Desde el momento en que la sintaxis de esta instrucción resulta más bien complicada, se explicará descomponiéndola de acuerdo a las funciones que se quieren obtener: Adición de una nueva columna a la tabla ALTER TABLE nombre_tabla ADD [ COLUMN ] definición_columna nombre_tabla es el nombre de la tabla que se quiere modificar. La definición de la columna sigue la misma sintaxis que se ha visto en la lección "Crear la base de datos" en la explicación de la instrucción CREATE TABLE. Por lo tanto, habrá que especificar el nombre de la columna, su tipo y, eventualmente, su valor por defecto y los vínculos impuestos en la columna. La la palabra clave COLUMN se puede omitir (aquí y en todos los casos sucesivos). Eliminación de una columna de la tabla ALTER TABLE nombre_tabla DROP [ COLUMN ] nombre_columna { RESTRICT | CASCADE } nombre_columna es el nombre de la columna que se quiere eliminar. Las cláusulas RESSTRIC y CASCADE se comportan exactamente como en la instrucción DROP TABLE que se ha visto anteriormente. La instrucción fallará, además de en los casos ya vistos para RESTRICT, si se intenta eliminar una columna que es la única de una tabla. Cambio del valor por defecto de una columna ALTER TABLE nombre_tabla ALTER [ COLUMN ] nombre_columna { SET cláusula_defecto | DROP DEFAULT } La sintaxis y el significado de la cláusula que define el nuevo valor de defecto son idénticos a los de la cláusula_defecto que se usa en la orden CREATE TABLE. Eliminación de un vínculo de la tabla ALTER TABLE nombre_tabla DROP CONSTRAINT nombre_vínculo { RESTRICT | CASCADE } Elimina el vínculo identificado por el nombre especificado. La operación falla si se ha especificado la cláusula RESTRICT y existen otros vínculos que dependen del que se intenta eliminar. Especificando la cláusula CASCADE la operación se completará siempre con éxito, borrando además los vínculos que dependen de que se ha eliminado. A menudo se quiere eliminar un vínculo al que no se le ha dado un nombre explícitamente, poniendo antes de la definición del vínculo la cláusula opcional [CONSTRAINT nombre_vínculo]. En ese caso, desde el momento que la DBMS habrá asignado de todos modos un nombre al vínculo para poderlo identificar, será necesario interrogar a las tablas de sistema de la DBMS y que nos dé su nombre. La particular interrogación solicitada depende de la DBMS específica que se haya usado. Adición de un vínculo a la tabla ALTER TABLE nombre_columna ADD vínculo_de_tabla La sintaxis que hay que usar para la definición del vínculo es la misma que se usa en la orden CREATE TABLE para los vínculos de tabla. |
Utilización multiusuario de una base de datos
Hasta ahora hemos examinado las características del lenguaje SQL que se refieren a la definición y a la manipulación de los datos presentes en una base de datos, sin preocuparnos del hecho de que normalmente el acceso a tales datos se produce al mismo tiempo por parte de muchos usuarios.
Los mecanismo que hay que tener en cuenta para este método de acceso se refieren principalmente a la seguridad de los datos, la gestión de las transacciones y la posibilidad de definir las vistas en las tablas de la base de datos.
1. Seguridad
La ejecución de una operación en los datos de la base de datos por parte de un usuario está supeditada a la posesión por parte del usuario de los privilegios necesarios para la operación concreta ejecutada en el conjunto de datos específico.
En general, los privilegios se asignan del siguiente modo:
La sintaxis de la orden GRANT es la siguiente:
GRANT lista_privilegios ON objeto TO lista_usuarios [ WITH GRANT OPTION ]
Esto asigna al usuario los privilegios presentes en la lista_privilegios sobre el objeto especificado.
Los privilegios asignables son los siguientes (con sus respectivas sintaxis):
USAGE
Privilegio para usar un dominio específico u otro objeto de la base de datos.
SELECT
Privilegio para acceder a todas las columnas de una tabla o de una vista.
INSERT [ (nombre_columna) ]
Si se especifica la opción nombre_columna, es el privilegio para incluir valores en la columna indicada de una tabla o de una vista. Sin el nombre_columna es el privilegio para añadir valores a todas las columnas, incluidas las que se añadirán a continuación.
UPDATE [ (nombre_columna) ]
Si se especifica la opción nombre_columna, se trata del privilegio para actualizar el valor en la columna indicada de una tabla o de una vista. Si no, permite actualizar el valor de todas las columnas, incluidas las que se añadirán a continuación.
DELETE
Privilegio para eliminar líneas de una tabla o de una vista.
REFERENCES [ (nombre_columna) ]
Si se especifica la opción nombre_columna, es el privilegio de referirse a la columna indicada de una tabla o de una vista en la definición de un vínculo de integridad. Sin la opción, concede dicho privilegio para todas las columnas, incluidas las que se añaden a continuación.
El objeto al que se refiere el privilegio es generalmente una tabla o una vista. La sintaxis para su especificación es en ese caso:
[TABLE] nombre_tabla
En el caso de otros objetos, sigue la sintaxis:
tipo_objeto nombre_objeto
donde tipo_objeto puede ser DOMAIN, CHARACTER SET, COLLATION o TRANSLATION (véase C.J. Date - "A Guide to The SQL Standard" para una explicación de tales objetos).
En el caso de objetos que no sean tablas o vistas, el único privilegio aplicable es el de USAGE.
La lista_usuarios es una lista de identificativos de usuarios o grupos de usuarios. Puede usarse también la palabra clave PUBLIC, que indica todos los usuarios y los grupos coocidos en el sistema.
Si está presente la opción [ WITH GRANT OPTION ], se asigna además el privilegio de concesión, que permite a los usuarios transferir ulteriormente los privilegios que se les han asignado.
Por ejemplo:
GRANT SELECT, INSERT, UPDATE(nombre) ON persona TO benfante WITH GRANT OPTION
le asigna al usuario benfante los privilegios de SELECT e INSERT sobre todas las columnas de la tabla persona y el de UPDATE sobre la columna nombre de dicha tabla. Se les garantiza, además, el privilegio de asignar estos permisos a otros usuarios.
Para quitarles los privilegios a los usuarios se usa REVOKE:
REVOKE [ GRANT OPTION FOR ] lista_privilegios ON objeto FROM lista_usuarios { RESTRIC | CASCADE }
lista_privilegios, objeto y lista_usuarios tienen el mismo significado que las correspondientes opciones de GRANT. La opción GRANT OPTION FOR revoca el privilegio de concesión. Si se especifica la cláusula RESTRICT, la orden REVOKE puede fallar si el usuario al que se le han revocado los privilegios se los ha concedido posteriormente a otros. Si está presente la cláusula CASCADE, la instrucción se completará siempre con éxito y se revocarán también los privilegios de esos usuarios y de todos aquellos a quienes a su vez se les han concedido (...y así hasta que no haya más privilegios "abandonados", es decir concedidos sin que quien los ha concedido los posea todavía). Se destruirán, además, los objetos de la base de datos construidos gracias a dichos permisos.
2. Gestión de las transacciones
Las transacciones SQL son conjuntos de instrucciones que hay que tratar como unidades atómicas, es decir no descomponibles en las instrucciones individuales de las que están formadas. Gracias a esta atomicidad, las transacciones permiten que se ejecuten operaciones complejas en la base de datos, manteniendo la integridad. Efectivamente, una transacción se ejecuta con éxito si y sólo si todas las operaciones que la componen terminan con éxito. Si no, es decir si una de las operaciones falla, o si la transacción se anula explícitamente, todas las operaciones anteriores son también anuladas. Las operaciones de una transacción no tienen ningún efecto sobre la base de datos hasta que la transacción no se completa con éxito.
Desde el momento en que a una base de datos pueden acceder diferentes usuarios al mismo tiempo, en cada instante podremos tener distintas transacciones que manipulen la base de datos a la vez. El estándar SQL prevé que normalmente las transacciones se ejecuten en el "nivel de aislamiento serializable" (isolation level SERIALIZABLE), o sea en una modalidad de ejecución que garantice la "serializabilidad" de las transacciones. El hecho de que las transacciones se puedan serializar significa que su efecto global sobre la base de datos es el que se obtendría si aquéllas se ejecutasen no al mismo tiempo, sino una después de otra.
En el lenguaje SQL estándar, no existe una instrucción que haga iniciar explícitamente una transacción. Las instrucciones se dividen en dos clases: las que pueden empezar una transacción y las que no la hacen empezar. En el momento en que se intenta ejecutar una instrucción del primer tipo, si no está ya en marcha una transacción, empieza una. La transacción continúa hasta que una de las instrucciones falla, provocando la anulación de toda la transacción, o hasta que se ejecuten las instrucciones COMMIT WORK o ROLLBACK WORK. La instrucción COMMIT WORK termina la transacción confirmándola, convirtiendo en definitivos los efectos de sus instrucciones sobre la base de datos. Sin embargo, la instrucción ROLLBACK WORK acaba anulándola.
A menudo, las DBMS que se encuentran en el mercado implementan la gestión de las transacciones de modo distinto a como está previsto en el estándar (al menos en sus colocaciones por defecto). En este caso, normalmente está prevista una orden que empieza explícitamente una transacción (BEGIN TRANSACTION, START WORK u otro). Si una transacción no se ha empezado explícitamente, las instrucciones concretas componen una cada una.
Para entender mejor cuáles podrían ser las consecuencias de la manipulación concurrente de los datos de una base de datos sin usar transacciones, veamos un ejemplo. Supongamos que tenemos una base de datos con la que gestionamos los pedidos de los productos que vendemos. En concreto, cuando un cliente nos solicita un producto, comprobamos la disponibilidad y, en el caso en que podamos satisfacer el pedido, restamos a la cantidad que tenemos la cantidad que se nos ha pedido. Traduciendo todo esto a SQL, obtenemos la cantidad almacenada con la instrucción (instrucción A):
SELECT almacenamiento FROM productos
WHERE productoID=1453
La actualización del almacenamiento, una vez comprobada la disponibilidad se obtiene con la siguiente instrucción (instrucción B):
UPDATE productos
SET almacenamiento=almacenamiento-1
WHERE productoID=1453
Si dos usuarios intentan ejecutar esta operación, sin que las dos instrucciones que la componen se hayan reagrupado en una transacción, podría suceder que las instrucciones se ejecuten en el orden y con los resultados siguientes:
- Instrucción A, ejecutada por el usuario 1: se devuelve un almacenamiento del producto equivalente a 1, por lo que el pedido será aprobado.
- Instrucción A, ejecutada por el usuario 2: como antes, el almacenamiento es 1 y también en este caso el pedido se aprobará.
- Instrucción B, ejecutada por el usuario 1: en este punto, en la base de datos el almacenamiento para el producto vale 0.
- Instrucción B, ejecutada por el usuario 2: ahora el almacenamiento vale -1, que, obviamente, es un valor equivocado.
3. Vistas
Hasta ahora las únicas tablas de las que nos hemos ocupado han sido las definidas con la orden CREATE TABLE. El lenguaje SQL también pone a disposición la posibilidad de definir tablas "virtuales", las vistas, calculadas a partir de otras tablas. Son virtuales en el sentido que no ocupan espacio en el disco, pero son el resultado de interrogaciones sobre otras tablas y, por lo tanto, siempre están alineadas con los valores contenidos en dichas tablas.
La instrucción SQL para definir una vista es la siguiente:
CREATE VIEW nombre_vista [ ( lista_nombres_columnas ) ]
AS expresión_tabla
Crea una vista llamada nombre_vista definitda por la expresión_tabla. Típicamente, expresión_tabla es una instrucción select que producirá la tabla que interesa. La lista_nombres_columnas se puede usar para asignar nombres a las columnas de la vista. Esto es útil en el caso en que las columnas que derivan de la expresión_tabla sean resultado de un cálculo (por ejemplo COUNT(nombre_columna)) y por ello no tengan un nombre explícito. Una vez creada, una vista se puede utilizar como una tabla normal. Las unicas limitaciones se refieren a las operaciones que cambian los datos contenidos en ella. En efecto, no todas las vistas pueden actualizarse. Las reglas que discriminan entre una vista actualizable y una no actualizable son más bien complejas, y no es este el lugar para describirlas (véanse los libros en la bibliografía, concretamente el de C.J. Date). Aquí vamos a limitarnos a intentar entender, mediante un ejemplo, por qué sucede esto.
Hagamos la prueba usando la siguiente vista en nuestra base de datos bibliográfica:
CREATE VIEW book_publisher89
AS SELECT B.title, P.name
FROM Book B, Publisher P
WHERE B.publisher = P.ID
AND B.pub_year=1989
Ésta nos permite ejecutar la query que la define simplemente utilizando la instrucción:
SELECT * FROM book_publisher89
Podemos también introducir ulteriores condiciones (o hacer que el resultado se ordene según una columna concreta de la vista, etc...):
SELECT title FROM book_publisher89
WHERE name = "ACM Press"
Esta última interrogación nos ofrece la lista de los títulos de los libros publicados por ACM Press en 1989.
Como se ve, por lo que respecta a las operaciones de interrogación, una vista se comporta como una tabla normal. Las diferencias aparecen cuando se intentan aplicar a una vista operaciones de actualización. Por ejemplo, si intentamos ejecutar la siguiente instrucción:
INSERT INTO book_publisher89
VALUES( "Nuevo libro", "publisher")
La DBMS no conseguirá ejecutarla, devolviendo un error del tipo "No INSERT permission". El motivo es que no es capaz de crear las líneas correspondientes a nuestro nuevo récord en las dos tablas "reales" en las que se ha originado la vista (los problemas son varios: tiene que crear sólo una línea en la tabla Book y conectarla a una línea concreta de la tabla Publisher, o crear una línea en ambas tablas; cómo decidir qué valores darles a las llaves primarias de los eventuales nuevos récords; qué valores darles a los otros campos de las dos tablas, etc...)
Gracias a las vistas (y a la asignación prudente de los permisos a los usuarios) es posible conseguir que diferentes usuarios tengan una percepción de la estructura de la base de datos, si bien muy diferentes de la que tiene realmente, e impedir que algunas categorías de usuarios puedan acceder a informaciones que no les competen.
Por ejemplo, supongamos que contamos con una tabla en la que se han memorizado los datos personales de los empleados de una empresa, así como las cantidades que conforman sus respectivos sueldos. Obviamente, habría que evitar la consulta de los datos relativos a los sueldos por parte de los usuarios, excepto quienes se tienen que ocupar de su erogación/administración. Un sistema para hacerlo consiste en definir una vista que contenga sólo las columnas de los datos personales. Así, todos los usuarios autorizados a acceder a dichos datos, pero no a los de los sueldos, podrán entrar sólo a través de dicha vista. Ulteriores particiones podrían hacerse en sentido horizontal, creando por ejemplo una vista que sólo contenga las informaciones sobre los directivos y otra con los datos del resto de los dependientes. Además, las vistas a menudo contribuyen a facilitar la independencia entre aplicaciones y estructura de los datos, lo que hace que las bases de datos de los instrumentos sean tan útiles. Efectivamente, si en un momento determinado fuese necesario cambiar la estructura de la base de datos (descomponiendo, por ejemplo, una tabla en dos por motivos de eficacia), no habría que modificar todas las aplicaciones adaptándolas a la nueva estructura, sino que sería suficiente crear las vistas pertinentes, de modo que, desde el punto de vista de las aplicaciones, nada haya cambiado.
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