Мир InterBase. Архитектура, администрирование и разработка приложений баз данных в InterBase/FireBird/Yaffil

Хранение чисел с фиксированной точкой

Разрядность	Диалект 1	Диалект З
От 1 до 4	SMALLINT для NUMERIC INTEGER для DECIMAL	SMALLINT
От 5 до 9	INTEGER	INTEGER
От 10 до 18	DOUBLE PRECISION	INT64

Итак, теперь мы точно можем сказать, чем отличаются типы NUMERIC и DECIMAL: в случае определения поля (переменной) с малой разрядностью (до четырех) первый хранится в виде 2 байтового целого числа SMALLINT, а второй - в виде 4 байтового INTEGER.

Таким образом, в случае разрядности, большей четырех, типы DECIMAL и NUMERIC окажутся абсолютно эквивалентными!

Обратите внимание на отличие реализации типов с большой разрядностью в 1-м и 3-м диалектах. В 1-м диалекте число с фиксированной точкой превращалось из целого в вещественное, к которому применялись механизмы округления! В 3-м диалекте эта странность была ликвидирована - большие целые числа хранятся действительно как целые - с использованием механизма INT64, который может хранить 64-битовые числа в диапазоне +/- 2Л32. Поэтому рекомендуется хранить данные о денежных средствах в базах данных, созданных с использованием 3-го диалекта, - только при использовании механизма INT64 можно гарантировать сохранность малых денежных остатков.

Типы для хранения даты и времени

Типы для хранения даты и времени изменились в версии InterBase 6.x и его клонах по сравнению с 4.x и 5.x. Чтобы не путаться в исторических хитросплетениях с этими типами, рассмотрим ситуацию именно в 6-й версии InterBase, а затем на основе этого кратко упомянем о том, что было раньше, - это делается для тех пользователей, кто все еще работает на ранних версиях InterBase

Итак, в InterBase 6.x существует 3 типа для хранения даты и времени - это DATE, TIME и ТГМЕ8ТАМР.

* Тип DATE хранит даты с точностью до дня. Диапазон возможных значений - от 1 января 100 года н. э. до 29 февраля 32768 года.

* Тип TIME хранит данные о времени с точностью до десятитысячной доли секунды. Диапазон возможных значений - от 00:00 AM до 23:59.9999 РМ.

* Тип TIMESTAMP представляет собой комбинацию типов DATE и TIME.

Как работать с датами? Если речь идет о работе на уровне сервера в хранимых процедурах или триггерах, то все достаточно просто - мы всегда можем объявить переменную нужного нам типа и присваивать ей значения из таблиц и наоборот. Однако необходимо передавать данные из базы данных в приложение и обратно. В этом случае есть два подхода - либо использовать библиотеки, которые применяют оригинальный формат дат InterBase для доступа к объектам этих типов и преобразуют этот формат в привычные внутриязыковые типы даты/времени (примером такой библиотеки является FIBPlus), либо использовать механизм преобразования дат в строки, встроенный в InterBase.

Что делать, если нужно вырезать из полной даты только год или месяц? Для этого используется группа функций EXTRACT (доступная во всех клонах InterBase 6.x), которая позволяет выделить из даты только нужную часть. Используются эти функции следующим образом:

EXTRACT (MONTH FROM DATE_FIELD)

EXTRACT (YEAR FROM DATE_FIELD)

Полный список параметров в функции EXTRACT таков: YEAR, MONTH, DAY, HOUR, MINUTE, SECOND, WEEKDAY, YEARDAY. Их назначение очевидно следует из их названия, поэтому не будем приводить здесь расшифровки.

Типы данных для хранения текста

В InterBase существует два типа, предназначенных для хранения текстовой информации - CHAR и VARCHAR. Полные их названия, - CHARACTER и CHARACTER VARYING, однако нет никакой причины пользоваться длинными именами - даже команда Show tables в утилите isql выдает краткие наименования типов.

Чтобы определить поле или переменную символьного типа, необходимо в скобках после имени типа либо указать число символов, которое будет использоваться в определяемом объекте, либо опустить число символов - при этом будет создано поле с длиной 1 символ.

CREATE TABLE testCHARLen(

Fieldl CHAR(255),

Field2 CHAR);

В результате создания этой таблицы поле Fieldl будет иметь длину 255 символов, a Field2 - 1 символ.

Типы CHAR и VARCHAR во многом схожи - оба могут содержать до 32768 символов, однако есть и отличия. Хотя хранятся эти два типа в базе данных одинаково, но работает с ними InterBase по-разному. Это можно продемонстрировать следующим примером:

SQL> create table testCHAR ( cl char(10), c2 varchar(10));

SQL> insert into testCHAR(cl,c2) values('Test','Test');

SQL> SELECT '{' |cl||')', '('||c2 |')' from testCHAR;

В результате получим следующий результат:

(Test ) (Test)

Как видите, после значения Test', выбранного из поля cl, оказались пробелы. Это означает, что при выборке данных из поля типа CHAR возвращаемое значение дополняется пробелами до полной длины поля. Сложно предположить, для чего необходимо подобное поведение, которое приводит к значительному увеличению сетевого трафика (загрузки сети).

В любом случае рекомендованным к использованию символьным типом является VARCHAR.

Одной из важнейших характеристик символьного типа является его набор символов - CHARACTER SET. Набор символов определяется для всей базы данных и используется по умолчанию для всех символьных полей, если не переопределяется явно при создании поля.

Чтобы создать символьное поле с явным указанием набора символов, необходимо в описании столбца (в предложениях CREATE TABLE или ALTER TABLE) добавить описание набора символов. Для поддержки русского языка обычно используется набор символов WEN1251 (подробнее об использовании русского языка в InterBase см. главу "Русификация InterBase" (ч. 1)). Вот пример таблицы, содержащей символьное поле с явно описанным набором символов WIN1251:

CREATE TABLE TestCHARSET(

Fieldl VARCHAR(255),

Field2 VARCHAR(255) CHARACTER SET winl251);

Здесь Fieldl - поле без явного указания набора символов, поэтому для него будет использоваться тот набор символов, который был указан при создании базы данных. Для поля Field2 явно определено, что в нем будут храниться символы в кодировке WIN 1251.

Помимо указания набора символов, для символьных полей возможно также указывать порядок сортировки (COLLATION ORDER), который определяет, как будут сортироваться символы этого набора данных. Для русского языка существуют два варианта сортировки - WIN1251 и PXW_CYRL. Подробнее об использовании COLLATION ORDER рассказано в главе "Русификация InterBase".

Полный список наборов символов и применяемых для них COLLATION ORDER можно найти в документации [1, гл. 13].

Внимание! В документации на InterBase 6 сказано, что символьных типов 4: помимо указанных выше типов данных существуют еще NCHAR и NCHAR VARYING, однако ниже в той же документации объясняется, что последние два типа являются теми же типами CHAR и VARCHAR, только используют по умолчанию набор символов ISO8859_1. To есть фактически использование псевдотипа NCHAR равносильно применению CHAR DEFAULT CHARACTER SET ISO8859_1. Аналогично и для NCHAR VARYING, только там вместо CHAR используется VARCHAR. Очевидно, что применение этих псевдотипов ориентировано на пользователей в Западной Европе и США, для поддержки языков в которых и создан набор символов ISO8859_1.

Тип данных BLOB

Тип данных BLOB предназначен для хранения большого количества данных переменного размера. Тип BLOB позволяет хранить данные, которые не могут быть помещены в поля других типов, - например, картинки, музыкальные файлы, видеофрагменты и т. д.

Чтобы определить самое простое поле типа BLOB в таблице, не нужно ничего сверх того, что обычно требуется для определения поля любого элементарного типа:

CREATE TABLE testBLOB(

myBlobField BLOB);

В результате будет создано поле myBlobField, в котором можно хранить данные большого размера. Но несмотря на то что поля BLOB по способу определения никак не отличаются от других, реализация их внутри базы данных значительно отличается. He-BLOB-поля расположены на странице данных (см. главу "Структура базы данных InterBase" (ч. 4)) рядом друг с другом, а в случае BLOB на странице данных хранится только идентификатор BLOB, а сам BLOB располагается на специальной странице. Именно такая организация данных позволяет хранить данные нефиксированного размера.

У типа BLOB имеется возможность определять набор нескольких подтипов и специальных процедур, называемых фильтрами (BLOB filters), для работы с этими подтипами. Существует несколько предопределенных подтипов BLOB, которые встроены в InterBase. Все эти подтипы имеют неотрицательные номера, например subtype 0 - это данные неопределенного типа, subtype 1 - текст, subtype 2 - BLR (Binary Language Representation, см. глоссарий и главу "Структура базы данных InterBase") и т. д. Пользователь также может определять свои подтипы BLOB, которые могут иметь отрицательные значения. Каждому типу может быть поставлен в соответствие фильтр, который преобразует поле этого подтипа в другой подтип.

Надо отметить, что использование BLOB-полей обычно служит альтернативой хранению внешних относительно базы данных файлов. Что касается фильтров BLOB, то они используются достаточно редко по причине своей ориентации на узкий класс задач.

Массивы

СУБД InterBase была одной из первых, в которой появились массивы. Поддержка массивов в базе данных является расширением традиционной реляционной модели. Наличие массивов позволяет упростить работу со множествами данных одного типа.

Массив - это совокупность значений одного типа, имеющая общее имя и позволяющая обратиться к любому элементу массива по его номеру. Массивы в InterBase могут быть одномерными и многомерными.

Для того чтобы создать в таблице поле типа массив чисел INTEGER, необходимо написать что-то вроде следующего:

CREATE TABLE test(

myOneDimArray INTEGER[12],

myTwoDimArray INTEGER[5,4],

myThreeDimArray INTEGER[2,10,8]);

При этом создадутся 3 поля типа массив: поле myOneDimArray, содержащее одномерный массив длиной 12 чисел, myTwoDimArray, содержащее двумерный массив (матрицу) 5x4 чисел Integer, и поле myThreeDimArray - трехмерный массив 2x10x8. Надо отметить, что при таком определении элементы массива нумеруются начиная с единицы, т. е. первый элемент имеет номер 1, второй - номер 2 и т. д. Если кто-то хочет указать границы массива самостоятельно, например с 0 до 5, то он должен задать определение поля так:

myArray INTEGER[0:5]

Массивы реализованы на базе полей типа BLOB, поэтому не следует опасаться, что многомерный массив "загрязнит" вашу таблицу невероятным количеством данных: InterBase аккуратно разместит данные массива на отдельных страницах, чтобы оптимизировать операции ввода-вывода в этих полях.

Как использовать массивы? Они предоставляют удобный механизм для хранения однотипных объектов. Однако в 80 % случаев вместо массивов разработчики предпочитают держать множественные данные в подчиненных (detail) таблицах, поэтому массивы не так часто используются в клиентских приложениях СУБД InterBase. Этому немало способствует то, что поставляемые в комплекте с Delphi и C++Builder библиотеки доступа, такие, как BDE и ГВХ, не имеют возможности работать с массивами. В документации по InterBase упоминается о возможности работать с массивами с помощью препроцессора gpre, однако это не самый удобный способ для разработчика Delphi/C-H-Builder. К счастью, в библиотеке FIBPlus имеется поддержка полей-массивов в InterBase, о чем подробно рассказано в главе "Специальные возможности FIBPlus". Клиентская библиотека IBProvider, позволяющая создавать клиентские приложения для InterBase с помощью средств разработки компании Microsoft, также поддерживает работу с массивами (см. главу "Разработка клиентских приложений СУБД InterBase с использованием технологии Microsoft OLE DB" (ч. 3)).

Заключение

Надо отметить, что невозможно рассказать о типах данных, не забегая вперед, — настолько они проникают во все ключевые области, связанные с разработкой приложений баз данных. Поэтому в процессе чтения этой книги стоит использовать данную главу как справочник, к которому можно обращаться всякий раз, когда надо освежить в памяти основы InterBase.

Таблицы. Первичные ключи и генераторы

InterBase - это реляционная СУБД. Помимо всего прочего это означает, что все данные в InterBase хранятся в виде таблиц. Таблица, как ее понимают с точки зрения SQL, очень похожа на обычную таблицу, которую можно нарисовать от руки на листе бумаги или создать в программе вроде Microsoft Excel. У таблиц в InterBase имеются столбцы и строки, в которых размещаются данные. Таблица обязательно имеет имя, уникальное в пределах одной базы данных. Таблицы являются основным хранилищем информации в базе данных, и поэтому необходимо ответственно относиться к созданию таблиц.

Существуют правила, описывающие, как создавать таблицы в реляционной базе данных, отражающие данные реального мира и в то же время позволяющие организовать эффективное хранение информации с базе данных. Процесс применения этих правил для проектирования "правильной" базы данных называется нормализаг/ией. Мы не зря взяли слово "правильной" в кавычки, потому что "нормализованная база данных" и "оптимизированная база данных" не являются синонимами. Необходимо не просто слепо следовать правилам нормализации, но и всегда делать поправку на условия конкретной задачи.

Нормализация таблиц в базе данных хорошо и подробно рассмотрена в книге [14], и потому мы не будем пытаться объять необъятное и вернемся к нашей конкретной области - к таблицам InterBase. Рассмотрим синтаксис предложения DDL (DDL - это Data Definition Language, подробнее см. в глоссарии), которое позволяет создавать таблицы:

CREATE TABLE table [EXTERNAL [FILE] "<filespec>"]

( <col_def> [, <col_def> | <tconstraint> ...]);

Здесь table - имя создаваемой таблицы, <col_def> - описание столбцов (иногда мы будем говорить - полей) создаваемой таблицы. Опция table [EXTERNAL [FILE] "<filespec>"] означает, что будет создана так называемая внешняя таблица, которая хранится не в общем файле базы данных, а в отдельном файле с именем <filespec>.

Как видите, все просто - определяем имя таблицы и столбцы, которые в нее входят. Теперь надо подробнее рассмотреть, как определить столбцы. Синтаксис создания столбца описывается следующим предложением DDL:

<col_def> = col { datatype COMPUTED [BY] (< expr>) | domain}

[DEFAULT { literal NULL | USER}]

[NOT NULL] [ <col_constraint>]

[COLLATE collation]

Довольно большое определение, однако лишь небольшая часть приведенных в определении столбца предложений является обязательной. Каждый столбец в таблице должен иметь имя, уникальное в пределах таблицы, а также либо тип данных, определяемый предложением datatype, либо выражение <ехрг> для вычисления значения столбца (для вычисляемых столбцов), либо домен (см. ниже), определяемый domain. Типы данных были рассмотрены в главе "Типы данных", поэтому вы легко можете понять, как формируется SQL-выражение для создания таблицы.

Давайте подключимся к нашей базе данных FIRSTBASE.gdb, созданной ранее в главе "Создаем базу данных", и попробуем поработать с таблицами на практике. Для создания, удаления и модифицирования таблиц подойдет как любой из административных инструментов InterBase - из тех, что перечислены в приложении "Инструменты администратора и разработчика InterBase", так и стандартная утилита isql.exe из комплекта поставки любого клона InterBase.

Вот пример простой таблицы, названной TABLE_EXAMPLE и содержащей 3 поля различных типов:

CREATE TABLE Table_example (

ID INTEGER,

NAME VARCHAR(80),

PRICE_1 DOUBLE PRECISION);

Эта таблица иллюстрирует наиболее часто встречающийся в процессе разработки базы данных случай.

Однако возможны и другие способы определения полей. Например, мы можем задать тип поля, используя домены. Домен - это тип, определяемый пользователем для удобства применения определенных сочетаний параметров типов. Например, можно определить домен D_ID для задания полей идентификаторов. Определив домен, можно воспользоваться им для задания типа поля:

CREATE DOMAIN D_ID AS INTEGER;

CREATE TABLE Table_example (

ID D_ID,

NAME VARCHAR(80) ,

PRICE_1 DOUBLE PRECISION);

При этом поле ID будет иметь тип, определяемый доменом D_ID. Таким образом, определив в домене тип поля, необходимые проверки и ограничения, мы можем многократно применять этот домен для создания полей одинакового назначения, например денежных, без утомительного и таящего в себе опасность ошибиться переписывания определений типов переменных.

Третий способ задать столбец в таблице - это определить его как вычисляемый (COMPUTED BY) и задать условие, согласно которому будет вычисляться его значение. Например, мы можем пожелать иметь в нашей таблице столбец, вычисляющий 10% от значения поля PRICE_1. Для этого мы можем ввести следующую команду:

CREATE TABLE Table_example ( '

ID INTEGER,

NAME VARCHAR(80),

PRICE_1 DOUBLE PRECISION,

PRICE_10 COMPUTED BY (PRICE_1*0.1)) ;

Но не думайте, что теперь, как только мы вставим данные в поле PRICE_1, в поле PRICE_10 окажется десятая часть от значения этого поля. Нет, процесс тут более сложен. На самом деле мы получим искомую десятую часть только при обращении к полю PRICE_10, например при выполнении запроса SELECT

к этой таблице. То есть в вычисляемом поле не хранятся какие-либо данные, а при каждой выборке производится вычисление выражения, связанного с полем, и результат выдается в ответ на запрос.

Итак, мы рассмотрели 3 основных способа задания полей в таблице. Теперь давайте подробнее рассмотрим опции, которые можно задать при создании столбца.

Опция [DEFAULT {literal | NULL | USER}] - позволяет задать значение столбца по умолчанию. Это очень удобная возможность для автоматического заполнения данных. Существует 3 возможности задавать значения по умолчанию. Первая обозначена как literal и позволяет задавать значения по умолчанию в виде текстовых констант, чисел или даты. Например, мы можем сформировать следующие выражения для создания столбца с текстовыми значениями по умолчанию: