Structured Query Language

En juin 1970, Edgar Frank Codd publia l'article A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks (« Un référentiel de données relationnel pour de grandes banques de données partagées ») dans la revue Communications of the ACM (Association for Computing Machinery). Ce référentiel relationnel fondé sur la logique des prédicats du premier ordre a été rapidement reconnu comme un modèle théorique intéressant, pour l'interrogation des bases de données, et a inspiré le développement du langage Structured English QUEry Language (SEQUEL) (« langage d'interrogation structuré en anglais »), renommé ultérieurement SQL pour cause de conflit de marque déposée.

Développée chez IBM en 1970 par Donald Chamberlin et Raymond Boyce, cette première version a été conçue pour manipuler et éditer des données stockées dans la base de données relationnelle à l'aide du système de gestion de base de données IBM System R. Le nom SEQUEL, qui était déposé commercialement par l'avionneur Hawker Siddeley pour un système d'acquisition de données, a été abandonné et contracté en SQL en 1975^[2]. SQL était censé alors devenir un élément clé du futur projet FS.

En 1979, Relational Software, Inc. (actuellement Oracle Corporation) présenta la première version commercialement disponible de SQL rapidement imité par d'autres fournisseurs.

SQL a été adopté comme recommandation par l'Institut de normalisation américaine (ANSI) en 1986, puis comme norme internationale par l'ISO en 1987 sous le nom de ISO/CEI 9075 - Technologies de l'information - Langages de base de données - SQL^[3].

La norme internationale SQL est passée par un certain nombre de révisions :

Comme toute norme internationale publiée par l'ISO, ISO/CEI 9075 est disponible à l'achat sur le site de cette organisation^[4]. Le dernier brouillon de la norme est disponible sur wiscorp.com^[5].

Le langage SQL s'utilise principalement de trois manières :

• un programme écrit dans un langage de programmation donné utilise l'interface de programmation du SGBD pour lui transmettre des instructions en langage SQL. Ces programmes utilisent des composants logiciels tels que ODBC ou JDBC. Cette technique est utilisée par l'invite de commande qui permet à un administrateur d'effectuer des opérations sur les bases de données, opérations qu'il décrit en SQL ;
• technique dite embedded SQL : des instructions en langage SQL sont incorporées dans le code source d'un programme écrit dans un autre langage ;
• technique des procédures stockées : des fonctions écrites dans un langage procédural propre à chaque SGBD (PL/SQL pour Oracle, SQL/PSM pour MySQL ...) sont enregistrées dans la base de données en vue d'être exécutées par le SGBD. Cette technique est aussi utilisée pour les triggers - procédures déclenchées automatiquement sur modification du contenu de la base de données.

Les instructions SQL s'écrivent d'une manière qui ressemble à celle de phrases ordinaires en anglais. Cette ressemblance voulue vise à faciliter l'apprentissage et la lecture^[6].

C'est un langage déclaratif c'est-à-dire qu'il permet de décrire le résultat escompté, sans décrire la manière de l'obtenir. Les SGBD sont équipés d'optimiseurs de requêtes - des mécanismes qui déterminent automatiquement la manière optimale d'effectuer les opérations, notamment par une estimation de la complexité algorithmique. Celle-ci est fondée sur des statistiques récoltées à partir des données contenues dans la base de données (nombre d'enregistrements, nombre de valeurs distinctes dans une colonne, etc.).

Les instructions SQL couvrent 4 domaines :

• Langage de définition de données,
• Langage de manipulation de données,
• Langage de contrôle de données,
• Langage de contrôle des transactions.

Langage de manipulation de données

Les instructions de manipulation du contenu de la base de données commencent par les mots clés SELECT, UPDATE, INSERT ou DELETE qui correspondent respectivement aux opérations de recherche de contenu, modification, ajout et suppression.

Divers autres mots-clés tels que FROM, JOIN et GROUP BY permettent d'indiquer les opérations d'algèbre relationnelle à effectuer en vue d'obtenir le contenu à manipuler.

Langage de définition de données

Les instructions de manipulation des métadonnées - description de la structure, l'organisation et les caractéristiques de la base de données - commencent avec les mots-clés CREATE, ALTER, DROP, RENAME, COMMENT ou TRUNCATE.

Celles-ci correspondent aux opérations d'ajouter, modifier, supprimer, renommer, commenter ou vider une métadonnée.

Ces mots clés sont immédiatement suivis du type de métadonnée à manipuler - TABLE, VIEW, INDEX...

Langage de contrôle de données et langage de contrôle des transactions

Les mots clés GRANT et REVOKE permettent d'autoriser des opérations à certaines personnes, d'ajouter ou de supprimer des autorisations. Tandis que les mots clés COMMIT et ROLLBACK permettent de confirmer ou annuler l'exécution de transactions.

La syntaxe de SQL fait l'objet de la norme ISO 9075. Cette norme laisse la possibilité aux producteurs de SGBD d'y ajouter des instructions spécifiques et non normalisées.

La norme a évolué au cours des années en vue de s'adapter aux demandes. Ainsi, les éditeurs de SGBD ont souvent ajouté des possibilités à leurs produits, avant que celles-ci fassent objet de normes^[7]. Ce qui provoque des variations dans la compréhension et l'interprétation qui est faite d'un code source en SQL par les différents logiciels de SGBD^[8].

Ces différences font qu'un code source écrit sans précautions pour un SGBD donné ne fonctionnera pas forcément avec un autre SGBD.

• Choix de la base

SQL peut gérer, et gère en général, plusieurs bases de données. Il faut indiquer au départ avec laquelle on veut travailler par une instruction USE

USE mabase;

• Recherche

SELECT nom, service
FROM   employe
WHERE  statut = 'stagiaire'
ORDER  BY nom;

• procédure stockée

 DECLARE N INTEGER;
 SET N = 1;
 FOR C 
 AS C_USR_MISE_A_JOUR 
    CURSOR FOR 
       SELECT USR_ID, USR_NOM
       FROM   T_UTILISATEUR_USR
       ORDER  BY USR_ID
    FOR UPDATE OF USR_NOM
 DO
    IF MOD(N, 2) = 0
    THEN
       UPDATE T_UTILISATEUR_USR
...

• Supprimer totalement une base de données et tout ce qu'elle contient :

DROP DATABASE nom_base_de_donnees;

Le Langage de manipulation de données LMD, soit Data Manipulation Language, DML, en anglais, est un sous-ensemble du SQL utilisé pour ajouter, modifier, et supprimer des données :

• INSERT insère des n-uplets (informellement appelés lignes et appelés tuples en anglais) dans une table existante. Par exemple :

INSERT INTO a_table (field1, field2, field3)
    VALUES ('test', 'N', NULL);

• UPDATE Modifie un ensemble de n-uplets existant dans une table. Par exemple :

UPDATE a_table
    SET field1 = 'updated value'
WHERE field2 = 'N';

• DELETE Supprime un ensemble de n-uplets existant dans une table. Par exemple :

DELETE FROM a_table
    WHERE field2 = 'N';

• MERGE Combine les données de plusieurs tables. C'est la combinaison de INSERT et UPDATE. Il peut être nommé UPSERT, INSERT OR REPLACE INTO, ou encore INSERT ON DUPLICATE KEY UPDATE dans certains moteurs de base de données.

 MERGE INTO table_name USING table_reference ON (condition)
   WHEN MATCHED THEN
   UPDATE SET column1 = value1 [, column2 = value2 ...]
   WHEN NOT MATCHED THEN
   INSERT (column1 [, column2 ...]) VALUES (value1 [, value2 ...

Le mot-clef NULL fut introduit dans SQL pour exprimer les informations manquantes dans le modèle relationnel. L'introduction de NULL, avec TRUE et FALSE est le fondement de la logique ternaire. NULL n'a pas de valeur en SQL (et n'est membre d'aucun type de données), c'est un mot-clé réservé, indiquant qu'une information est manquante. Par conséquent, la comparaison avec NULL, même avec NULL lui-même, ne peut ni être VRAI ni être FAUX, elle est obligatoirement inconnue et ne possède aucune valeur booléenne. En effet, NULL ne peut pas être considéré égal à NULL, puisque les deux informations manquantes, que ces deux NULL distincts représentent, peuvent s'avérer différentes. On dit généralement que NULL est un « marqueur ».

• Créé par extension de SQL, Transact-SQL est un langage de programmation des SGBD SQL Adaptive Server Anywhere (ASA), SQL Adaptive Server Enterprise (ASE), Sybase IQ de Sybase ainsi que SQL Server de Microsoft.
• PL/SQL est un langage de programmation du SGBD Oracle Database de Oracle Corporation. PL/pgSQL est un langage de programmation du SGBD PostgreSQL. Ce sont des langages de programmation procédurale dans lesquels peuvent être ajoutées des instructions en langage SQL. Le code source écrit dans ce type de langage est compilé par le SGBD, puis enregistré dans la base de données et exécuté au besoin.
• OQL est un langage similaire à SQL, pour demander des opérations aux bases de données orientées objet et obtenir les résultats sous forme d'objets. Le langage est normalisé par le Object Data Management Group - un consortium d'industriels informatiques qui a cessé toute activité en 2001.

De nombreux dialectes ont été créés en s'inspirant de SQL. Par exemple :

• Par Salesforce, le SOQL reprenant une partie de la syntaxe SQL mais gérant les jointures différemment (à partir des tables de relation)
• Par Apache Hive, le HiveQL ou HQL qui reprend le SQL et vise à s'en rapprocher le plus possible

Il en existe également d'autre :

• par exemple, Snowflake (DataWareHouse Cloud ou DataLake Cloud) présente le Snowflake SQL qui est un sous-ensemble de SQL-99.

Parmi les autres langages de requêtes, citons les ancêtres de SQL comme QUEL (Query English Language) ou encore le langage QBE (Query By Example). Cependant le langage QBE, très différent de SQL, est encore en vigueur dans les SGBDR de type « fichier » que sont Paradox (Ansa Software/Borland/Corel) ou Microsoft Access (base de données) de Microsoft.

• Le langage Tutorial D est présenté comme étant plus cohérent et plus simple d'emploi par ses inventeurs. Il permet, de surcroît, pour alléger le libellé des requêtes, l'emploi d'une clause WITH inspirée du langage Pascal, bien que WITH ne contribue pas à faciliter la lecture du code.

À noter que la technique du WITH a été en partie reprise dans la norme SQL:1999 pour réaliser des « Common Table Expression » (CTE ou Table d'Expression Partagées en français), c'est-à-dire des vues non instanciées utilisables par la requête dans laquelle elles figurent, et ce afin de factoriser des expressions ou encore de permettre l'écriture de requêtes récursives de manière à résoudre élégamment des parcours d'arbres ou de graphes.

Parmi les autres candidats, on compte :

• BS12^[9], qui lui aussi s'est attaqué à ce problème de l'enchâssement et de la perte de lisibilité qu'il entraîne.

Tous ces systèmes présentent certaines particularités dont certaines ne se retrouvent pas chez d'autres. Il est d'ailleurs toujours intéressant de se référer au manuel de référence du SGBDR, lors de requêtes particulières ou complexes, ainsi que pour leur optimisation.

• SQL Synthèse de cours et exercices - 4^e édition (2 chapitres supplémentaires sur l'indexation et l'administration) - Frédéric Brouard, Christian Soutou, Rudi Bruchez - Pearson Education, 2012
• Bases de données - de la modélisation au SQL - Laurent Audibert - Ellipses, 2009
• SQL Synthèse de cours et exercices - 2^e édition - Frédéric Brouard, Christian Soutou, Rudi Bruchez - Pearson Education, 2008
• SQL par l'exemple - Antony Molinaro - O'Reilly, 2007
• SQL en concentré - Kevin Kline - O'Reilly, 2005
• SQL pour les nuls - Allen G. Taylor - First Interactive, 2001
• SQL développement - Frédéric Brouard - Campus Press, 2001
• SQL2 - SQL3, Applications à Oracle (3^e édition) - Pierre Delmal - De Boeck Université, 2001
• SQL avancé (2^e édition) - Joe Celko - Vuibert, 2000

• The Art of SQL - Stéphane Faroult - O'Reilly, 2006
• Advanced SQL:1999 - Jim Melton - Morgan Kaufmann, 2003
• SQL bible - A. Kriegel, B. M. Trukhnov - John Wiley, 2003
• SQL:1999, Understanding Relational Language Components - Jim Melton, Alan R. Simon - Morgan Kauffman, 2002
• SQL in a nutshell - Kevin Kline, Daniel Kline - O'Reilly, 2001
• SQL 3, Implementing the SQL Foundation Standard - Paul Fortier - McGraw-Hill, 1999
• SQL-99 complete really - Peter Gulutzan, Trudy Pelzer - R&D Books, 1999
• The Complete Reference SQL - J. R. Groff, P. N. Weinberg - Osborne, 1999
• A guide to the SQL standard - Chris J. Date, Hugh Darwen - Addison Wesley - USA, 1997
• Understanding the new SQL - Jim Melton, Alan R. Simon - Morgan Kaufmann, 1993

• Nosql
• Base de données relationnelle
• Formes normales
• Pro*C
• Système de gestion de base de données
• Pick (système d'exploitation)
• Query by Example
• SAS (langage)
• W3Schools : site d'apprentissage de divers langages de programmation dont SQL.

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