r08_t.pdf

Rozdział 8

Wprowadzenie do baz danych

W niniejszym rozdziale omówimy następujące tematy:

• Pobieranie informacji z baz danych — wprowadzenie.

• SQL i relacyjne bazy danych.

• Podstawowe funkcje SQL

• Jak wykorzystać MySQL w charakterze bazy danych dla skryptów PHP i filmów Flasha.

Zanim zaczniemy zgłębiać zagadnienia dotyczące baz danych, powinniśmy zastanowić się nad tym, w jaki

sposób możemy komunikować się z tymi bazami, wykonując zamierzone zadania.

Wszystko, czego musimy się nauczyć, by móc nawiązać kontakt z bazami danych, to język znany jako SQL

(wym. Sequel), który będziemy implementować poprzez popularną i silną bazę danych MySQL.

To, co tu zostało powiedziane jest lekkim zejściem z kursu, którym poruszaliśmy się dotychczas, omawiając

PHP. Jednakże, warto wytrwać

Wprowadzenie do SQL

SQL to akronim Structured Query Language (Język zapytań strukturalnych) i oznacza najważniejszy język

komunikacji i manipulacji bazami danych. Być może brzmi to nieco zatrważająco, ale w przeciwieństwie do

wielu języków programowania, SQL został wymodelowany na bazie języka angielskiego, co czyni jego

wyrażenia łatwymi w konstruowaniu i odczytywaniu.

Structured Query Language został opracowany w firmie IBM i pierwotnie współdziałał z prototypowym

systemem zarządzania relacyjnymi bazami danych (ang. Relational Database Management System – RDBMS),

ochrzczonego jako System R. Szczegółowe informacje o języku SQL regularnie pojawiały się w czasopismach

technicznych, a w roku 1979 Oracle wprowadził na rynek pierwszą komercyjną, powszechnie dostępną

implementację SQL. Od tamtej pory SQL stał się językiem bardzo popularnym i został zaakceptowany przez

przemysł jako standardowy język dostępu do baz danych.

Cóż to wszystko oznacza dla nas? Oznacza to, że gdy poświęcimy nieco czasu na naukę tego języka, zdobytą

wiedzę będziemy mogli wykorzystać w większości istniejących systemów baz danych. Można użyć go także do

zanudzania nielubianych znajomych, co jednak grozi agresją z ich strony.

W niniejszym rozdziale skupimy się na zasadach budowy instrukcji SQL, które zrozumie każdy serwer bazy

danych, wykonując nasze polecenia. Ponieważ SQL jest standardem, będzie to możliwe bez względu na

implementację. Cóż to znaczy? Znaczy to, że będziemy się tu koncentrować na budowie poprawnych wyrażeń

SQL, które powinny działać niezależnie od tego, z jaką implementacją bazy danych przyjdzie nam się zetknąć.

Zanim jednak wykorzystamy SQL, czy nawet zaczniemy rozważania na jego temat, musimy zatrzymać się na

chwilę nad teorią baz danych. Mówiąc ściślej, przyjrzymy się relacyjnym bazom danych, przyczynom ich

powstania oraz sposobom wykorzystania.

Relacyjne bazy danych

Model relacyjnej bazy danych opracował we wczesnych latach siedemdziesiątych doktor E. F. Codd. Dr Codd

był pracownikiem naukowym koncernu IBM, zajmującym się przez długie lata szukaniem sposobów obsługi

ogromnych ilości danych.

Najważniejszym problemem związanym z konwencjonalnymi metodami, wykorzystującymi tak zwane

hierarchiczne bazy danych, był wysoki stopień ich złożoności oraz wysokie wymagania w stosunku do

programisty, w zakresie zrozumienia sposobu fizycznego zapisu danych. Prowadziło to do poważnych trudności

w momencie zmiany struktury bazy danych lub nośnika, co często pociągało za sobą konieczność powtórnego

pisania aplikacji dostępu do danych.

W modelu relacyjnej bazy danych, dane są przechowywane w tablicach, z których każda zawiera określoną

liczbę rekordów. Jak można wnioskować na podstawie nazwy, dane zapisane w tablicach są powiązane

wzajemnymi relacjami, co stanowi bardziej logiczną metodę przechowywania informacji.

Historia MySQL w skrócie

MySQL opracowano w roku 1996, w szwedzkiej firmie TCX. Pomysł wziął się z zapotrzebowania na system

relacyjnej bazy danych, który byłby wydajny, elastyczny, szybki i zdolny do obsługi dużych ilości informacji.

Oto kilka spośród cech MySQL, które zdecydowały o jego ogromnym sukcesie:

Otwarte dostęp do kodu źródłowego

Kluczową cechą MySQL jest otwartość źródła, podobnie jak w starym, dobrym PHP. Oznacza to, że oprócz

wysokowydajnego systemu zarządzania bazami danych, mamy pełen dostęp do jego kodu źródłowego. Jeśli

istnieje funkcja, którą chcielibyśmy dodać do MySQL, nic nie stoi na przeszkodzie, by uczynić to samodzielnie,

modyfikując kod źródłowy, przy założeniu, że dysponujemy odpowiednią wiedzą techniczną.

Wsparcie

Rozwój Linuxa (systemu operacyjnego o otwartym źródle) w ostatnich latach zaowocował wzrostem zaufania

do produktów o otwartym dostępie do kodu źródłowego i zastosowania ich jako narzędzi pracy. Rzeczywiście,

większa część sieci Internet działa w oparciu o komputery zarządzane przez różne odmiany Linuxa. To zaś

doprowadziło do ogromnego wzrostu liczby użytkowników MySQL, tym samym zapewniając mu dalsze

wsparcie i rozwój.

MySQL jest często brany za formę języka Structured Query Langage. Tak naprawdę jednak, MySQL jako

narzędzie wykorzystuje, a często rozbudowuje, SQL do wykonywania operacji i manipulowania bazami danych.

Teoria bazy danych

Po lekturze poprzednich podpunktów nasza uwaga mogła ulec osłabieniu. Ale skupmy się. Zanim zaczniemy

zgłębiać tajniki MySQL, warto zdobyć nieco podstawowej wiedzy na temat teorii baz danych.

Spójrzmy na prosty, relacyjny model MySQL, nim przejdziemy do szczegółowego omawiania plszczególnych

części:

RYS. str. 254

Serwer MySQL

Baza danych

Tablica

Czegóż możemy dowiedzieć z powyższego rysunku? Widać tu, że pojedyncza instalacja MySQL może

obsługiwać wiele baz danych, zaś każda baza może składać się z pewnej liczby tablic. Każda tablica

przechowuje dane, które mogą, lecz nie muszą, pozostawać w relacjach z innymi tablicami w bazie. Tablice

składają się z kolumn i wierszy, podobnie jak arkusz kalkulacyjny, zaś punkt przecięcia kolumny z wierszem

nazywamy polem.

Każdy rekord w tablicy przechowywany jest w wierszu, a każda kolumna opatrzona jest nazwą i odpowiada

określonemu typowi przechowywanych danych. Pojedyncze pole przechowuje dane typu wyznaczonego w

kolumnie, przypisane do rekordu lub wiersza tablicy.

Jak wspomniano wcześniej, tablice w bazie danych mogą zawierać dane pozostające w relacjach lub całkowicie

niezależne od pozostałych tablic. Istnieje koncepcja zależności, którą można stosować w odniesieniu do danych

w MySQL, ale nie mieści się ona w tematyce niniejszego, krótkiego wstępu.

SQL na start...

W niniejszej sekcji będziemy dyskutować o wykorzystaniu języka Structured Query Language w tworzeniu i

manipulowaniu bazami danych. Omówimy tu najczęściej wydawane polecenia SQL oraz ich współdziałanie z

wybranymi systemami zarządzania bazami danych. Dyskusję podzielimy na podpunkty, ukierunkowane na

różne rodzaje instrukcji SQL.

W kolejnym rozdziale skupimy się na MySQL jako systemie zarządzania bazą danych, a także na

możliwościach dostępu i manipulowania zarządzanymi przez ów system danymi za pomocą PHP. Choć MySQL

wykorzystuje język SQL do wykonywania operacji na bazach danych, to dodatkowo poszerza go, wprowadzając

nowe instrukcje, nieobecne w samym języku. Z tego też powodu, szczególną uwagę będziemy przywiązywać do

poleceń nie będących częścią standardowego SQL, na wypadek gdybyśmy, próbując wykorzystać je w stosunku

do bazy danych Microsoft, odeszli z kwitkiem.

Po przejściu przez wstęp i rys historyczny, możemy zająć się poważniejszymi zagadnieniami, przystępując do

poznawania tego niezwykle użytecznego języka.

Ci, którzy czują się na siłach od razu przystąpić do wykorzystywania MySQL, powinni zająć się teraz jego

instalacją w swoim systemie, co pozwoli im wykonywać zadania na bieżąco. Pełny instruktaż instalacji i

używania MySQL można znaleźć w Dodatku A. Kto jednak nastawia się wyłącznie na lekturę, niech wyłączy

komputer, pozostawiając jedynie włączoną lampkę nocną...

Tworzenie bazy danych

Nie próbujmy tańczyć, nie umiejąc chodzić. Zanim przechowamy jakiekolwiek informacje w naszej bazie

danych, musimy zacząć od jej utworzenia. Niektórzy pewnie myślą, że będziemy tu budować ogromnego,

relacyjnego potwora — nic bardziej mylnego. Wystarczy nam do tego polecenie CREATE — to przecież takie

łatwe!

Polecenie CREATE to główne narzędzie konstrukcyjne języka SQL, a służy ono do tworzenia zarówno baz

danych, jak i tablic — do tych drugich przejdziemy za moment.

Składnia polecenia CREATE jest jedną z najprostszych, jakie przyjdzie nam napotkać:

CREATE DATABASE nazwabazydanych;

...gdzie nazwabazydanych jest nazwą tworzonej bazy.

Należy zwrócić uwagę, że w zaprezentowanym powyżej przykładzie polecenia SQL użyte zostały wyłącznie

wielkie litery i będzie to zasada obowiązująca także w dalszej części rozdziału. Nie jest to obligatoryjne — SQL

akceptuje również małe litery — chodziło tu wyłącznie o zwrócenie naszej uwagi na składnię języka.

Szczególną uwagę powinniśmy zwrócić na znak średnika, znajdujący się na końcu zaprezentowanego

wyrażenia. A każdym systemie baz danych oznacza on koniec bieżącego wyrażenia, co ułatwia podział długich

wyrażeń SQL i uczynienie ich czytelniejszymi. Użyteczność tej cechy stanie się widoczna nieco dalej.

No dobrze, wprowadźmy zatem polecenie. Kto zaglądał do pierwszego dodatku, ten zetknął się już z monitorem

MySQL — jest to nasze narzędzie do sterowania MySQL. Najpierw musimy, z linii poleceń, wpisać to, co

widać na rysunku poniżej. Po wpisaniu cd \mysql, a następnie bin\mysql uruchomiony zostanie monitor MySQL

gotów do wykonywania naszych poleceń!

Teraz użyjmy monitor do utworzenia bazy danych o nazwie phpforflash:

CREATE DATABASE phpforflash;

Będziemy wykorzystywać tę bazę do przechowywania informacji, przez całą pozostałą część niniejszego

rozdziału. Kiedy wpiszemy to polecenie w MySQL (trzeci wiersz od końca, na następnym rysunku),

powinniśmy otrzymać następujący wynik:

Aby obejrzeć utworzoną bazę, wpisujemy po prostu:

SHOW DATABASES;

Zanim jednak będziemy mogli w jakikolwiek sposób spożytkować naszą bazę danych, musimy upewnić się, że

system jej obsługi jest poinformowany o tym, że zamierzamy jej użyć w kolejnych operacjach, gdyż wiele baz

danych może działać jednocześnie. W tym celu należy wydać polecenie USE, którego skłądnie widzimy

poniżej:

USE nazwabazydanych;

A zatem, aby wyselekcjonować naszą bazę, musimy wprowadzić następujące polecenie w monitorze MySQL:

USE phpforflash;

Jest to powszechnie pomijany krok, zarówno na etapie nauki, jak i użytkowania SQL, mogący powodować

pewne, bardzo frustrujące problemy podczas prób dokonania manipulacji nowo utworzoną bazą. Każdy

popełnia ten błąd przynajmniej raz i Autor nie jest tu wcale wyjątkiem.

Pamiętajmy, że każde polecenie MySQL kończy się znakiem średnika.

Tworzenie tablicy

Skoro wiemy już jak tworzyć bazę danych, zapewne zechcemy umieścić w niej tablice, które są właściwym

miejscem przechowywania informacji. Możemy tego dokonać za pomocą polecenia CREATE, o którym już

mówiliśmy, ale musimy to zrobić w nieco inny sposób.

Ogólna składnia polecenia tworzącego tablicę jest odrobinę bardziej złożona niż w przypadku bazy danych.

Wynika to z konieczności definiowania nazw i typu danych dla wszystkich kolumn w tablicy.

W MySQL typ danych oznacza rodzaj informacji, jakie można przechowywać w danej kolumnie — mogą to

być łańcuchy znakowe ("Hello"), liczby (174) lub jakiekolwiek inne dane, takie jak godzina czy data. Nie

można jednak przechowywać łańcuchów w kolumnie przeznaczonej dla liczb i na odwrót. Pozostaje to w

kontraście ze zmiennymi we Flashu czy PHP, które nie muszą mieć zdefiniowanego typu, a typ można zmieniać

w ciągu skryptu, dostosowując go do aktualnych potrzeb. Niektóre spośród typów danych dostępnych w

MySQL omówimy w dalszej części tej sekcji.

Ogólna składnia polecenia CREATE TABLE wygląda następująco:

CREATE TABLE nazwatabeli ( definicje_kolumn );

Parametr nazwatabeli to nazwa, którą nadajemy tworzonej tabeli, a definicje_kolumn opisują poszczególne

kolumny. Element definicje_kolumn w powyższym poleceniu zawiera jedną lub więcej następujących struktur,

rozdzielanych przecinkami:

nazw_kolumny typdanych [NOT NULL | NULL] [DEFAULT def_val] [AUTO_INCREMENT]

[PRIMARY KEY]

Większość elementów tej składni nie wymaga wyjaśnień, z uwagi na ich nazwy. Na przykład, nazwa_kolumny

to miano kolumny, którą chcemy utworzyć, a typ określa typ przechowywanych w niej danych.

Zwróćmy jednak uwagę, że nie jest to składnia kompletna. Przykład został ograniczony jedynie do najczęściej

wykorzystywanych opcji. Zainteresowani wszystkimi dostępnymi możliwościami powinni odwołać się do

dokumentacji technicznej MySQL.

Typy danych

Jakich typów danych możemy używać?

No cóż, zależy to w dużej mierze w jaki sposób zamierzamy je zaimplementować. Podczas, gdy niektóre typy

danych są ogólnie stosowane we wszystkich systemach baz danych obsługujących SQL, inne należą do kategorii

typów własnych i dostępne są tylko dla specyficznych systemów.

Jednakże, wymienione poniżej typy danych są używane powszechnie, bez względu na wybór systemu

zarządzania bazą danych. Aby uzyskać pełną listę typów obsługiwanych przez określony system, należy zajrzeć

do dołączonej dokumentacji technicznej — musi ona gdzieś tam być!

W każdym razie, dość gadania! Zajmijmy się typami danych...

INTEGER Wartość numeryczna, przechowująca liczbę całkowitą (czyli nie ułamkową). Zakres: -

2.147.483.648 > 2.147.483.648

VARCHAR(n) Pole znakowe (łańcuchy) o zmiennej długości, ale nie większej niż n znaków.

Maksymalna długość pola VARCHAR to 255 znaków.

CHAR(n) Typ znakowy (łańcuch) o dokładnej długości n znaków. Maksymalna długość pola

CHAR wynosi 255 znaków.

TEXT Typ przechowujący dane tekstowe, o maksymalnej długości 65535 znaków.

MEDIUMTEXT Typ przechowujący dane tekstowe, o maksymalnej długości 16.777.215 znaków.

DATETIME

Typ stosowany do przechowywania informacji o dacie i godzinie, w formacie 'RRRR-

MM-DD GG:MM:SS'

TIMESTAMP

Typ przechowujący informacje o dacie i godzinie w formacie 'RRRRDDMMGGMMSS'.

Jeśli w poleceniu INSERT lub UPDATE nie zostanie podana żadna wartość albo gdy

ustawimy ją na NULL, zawartość pola TIMESTAMP przyjmie bieżące ustawienia

czasu.

Jest to użyteczna funkcja, której można użyć jako prostego licznika ostatnich

uaktualnień, nie martwiąc się o precyzyjne przypisywanie wartości.

Wiele spośród wymienionych tu typów można rozpoznać jako typy stosowane w skryptach PHP!

Elementy widoczne po typdanych stanowią bardzo istotną część SQL. Pozwalają nam one bowiem określać

zasady zachowania kolumn. Zwróćmy uwagę, że zostały one ujęte w nawiasy kwadratowe tylko dlatego, że są

one elementami opcjonalnymi: nawiasy te nie są składnikiem polecenia SQL.

Oto właściwości poszczególnych elementów:

NOT NULL | NULL Użycie NOT NULL lub NULL decyduje o tym, czy wartości mają być podane we

wszystkich wierszach danej kolumny czy też można je pominąć.

Jeśli wariant nie zostanie wyraźnie zdefiniowany w instrukcji, wówczas

przyjmowane jest ustawienie NULL .

DEFAULT def_value Element ten pozwala wskazać wartość domyślną dla danej kolumny. Jeśli dodamy

wiersz, dla którego w danej kolumnie nie została zdefiniowana żadna wartość,

wówczas przypisana zostanie wartość def_value .

AUTO_INCREMENT Za pomocą elementu AUTO_INCREMENT możemy wskazać, że jeśli dla danej

kolumny nie zostanie ustalona określona wartość, wówczas wartość powinna być o

1 większa, niż dotychczas najwyższa w tej kolumnie.

Oczywiście, ma to sens jedynie wtedy, gdy w kolumnie przechowujemy

numeryczne dane, a kolumna ta pełni rolę podstawowego klucza tabeli.

PRIMARY_KEY

Element PRIMARY_KEY służy nam do wskazania określonej kolumny jako

podstawowego klucza tablicy.

Ustanowienie takiego klucza podnosi wydajność operacji wyszukiwania czy

sortowania wykonywanych na tablicy. Jednak do roli klucza można wyznaczyć

jedynie taką kolumnę, co do której mamy pewność, że każdy jej wiersz zawiera

inną, unikalną wartość.

Słuszną praktyką jest upewnienie się, że każda tablica otrzymała kolumnę

PRIMARY_KEY , nawet jeśli mielibyśmy utworzyć tę kolumnę wyłącznie w tym

celu. Wynika to z możliwości nadania specyficznych numerów lub wartości

poszczególnym rekordom, jaką daje nam użycie tej kolumny.

Z elementami tymi będziemy się spotykać podczas lektury dalszych rozdziałów tej książki, a zatem warto

zaznajomić się z nimi, już na tym wczesnym etapie.

Po omówieniu podstawowych zagadnień, przekonajmy się, czy potrafimy utworzyć naszą pierwszą tablicę.

Warto przypomnieć, że opisywane czynności można wykonywać w monitorze MySQL na bieżąco lub

pozostawić ćwiczenia praktyczne do chwili powrotu do PHP. Bieżący rozdział wykorzystamy do ręcznego

utworzenia podstaw systemu zarządzania bazą danych, który będziemy budować w następnym rozdziale, a który

pozwoli nam przechowywać wiadomości w bazie danych i dynamicznie wczytywać je do Flasha.

Poniższy przykład poświęcimy tablicy sekcji wiadomości w bazie danych. Rozważając, jakiego rodzaju

informacje moglibyśmy w niej przechowywać, powinniśmy wziąć pod uwagę co najmniej te, które wymieniamy

poniżej:

• Tytuł wiadomości

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: