DDL, Lidando com as diferenças das instruções SQL nos diferentes SGBD s

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1 DDL, Lidando com as diferenças das instruções SQL nos diferentes SGBD s Dio Rafael Jacobs 1, Juliano Varella de Carvalho 1 1 Centro Universitário Feevale Instituto de Ciência Exatas e Tecnológicas Novo Hambur RS Brazil { ,julianovc}@feevale.br Abstract. This paper will show a comparative between the differences of the implementations of the SQL (Structured Query Language) query language in the most common used database systems. The research was focused on describing the differences of the DDL (Data Definition Language) commands and instructions. After showing the most important differences, the development of a web tool that is able to perform the management of different database systems is proposed. Keywords. Information Technology, Database Management Systems, Query Languages, SQL. Resumo. Este arti tem como objetivo apresentar um comparativo entre as diferentes implementações da linguagem de consulta SQL (Structured Query Language) dos principais fornecedores de sistemas de bancos de dados do mercado. O estudo foi focado na apresentação da diferença dos comandos DDL (Data Definition Language) destes sistemas de banco de dados. Juntamente com esta apresentação vem a proposta do desenvolvimento de uma ferramenta web que viabilize o gerenciamento de diferentes sistemas de banco de dados. Palavras Chaves. Tecnologia da Informação, Sistemas de Gerenciamento de Banco de Dados, Linguagens de Consulta, SQL. 1. Introdução Não é novidade que a utilização de sistemas de banco de dados por empresas de pequeno, médio e grande porte vem crescendo. Nos dias de hoje, fica difícil imaginar algum serviço que não utilize um SGBD 1. Eles estão presentes em toda parte: bancos, supermercados, universidades, escolas, postos de combustível e até mesmo nos celulares. Um SGBD é um sistema ou conjunto de sistemas que tem como principal objetivo o controle de acesso, armazenamento, restauração e organização de informações [7]. 1 SGBD Sistema Gerenciador de Banco de Dados

2 A grande diversidade e infinidade de SGBD s encontrados no cenário atual, constituído por empresas que lidam com informações, provocam a necessidade do uso de um protocolo que padronize a interação com os mesmos, seja no acesso à estrutura de dados ou às informações armazenadas. No caso dos SGBD s, os padrões utilizados são linguagens de consulta, caracterizadas por possuir sintaxes específicas, baseadas na álgebra relacional, que consiste em uma coleção de operadores que tomam relações como seus operandos e retornam uma relação como seu resultado [2]. O presente estudo tem como objetivo apresentar as principais diferenças de implementação dos comandos DDL da linguagem SQL em alguns SGBD s, bem como propor o desenvolvimento de uma ferramenta que através da abstração destas diferenças, possibilite a administração do banco de dados, viabilizando desta forma, a utilização de até mesmo, usuários menos experientes. 2. Linguagens de Consulta Conforme apresentado na seção anterior, as linguagens de consulta definem um protocolo padrão para a comunicação entre os diferentes SGBD s. O principal objetivo desse tipo de linguagem é fornecer meios para a criação e alteração de entidades relacionais e a extração de dados de uma maneira mais amigável possível. Algumas delas já são linguagens maduras, vêm sendo utilizadas por algum tempo e sofreram aprimoramentos com o passar do tempo. Uma linguagem de consulta é a linguagem que permite que usuários obtenham informações de um banco de dados [7]. Considerando que SQL é uma linguagem de consulta presente em todos os SGBD s atuais, espera-se um padrão entre os métodos de consulta, que não é satisfeito pois, cada fornecedor implementa suas peculiaridades que fogem ao padrão SQL99 2. As linguagens de consulta podem ser encaradas como um dos grandes fatores que diferenciam as implementações dos SGBD s, e são de máxima importância para o sucesso ou não desse tipo de sistema, pois é através dela que é feita a ligação entre o usuário e os dados na sua representação lógica, é também o meio pelo qual o usuário pode especificar restrições, podendo fornecer certas características dos dados que ele pretende obter, quanto mais fácil e intuitiva for essa interação, mais o usuário se sentirá à vontade com o sistema. As linguagens de consulta são divididas em dois grupos: DDL 3 e DML 4. Comandos DML, não são o foco desse estudo, portanto será dada apenas uma breve introdução. São as operações que permitem a manipulação de dados. Entende-se por manipulação de dados, as operações de inserção, alteração, exclusão e extração de informações. Inicialmente eram utilizadas por programas de computador para realizar as operações anteriormente citadas. Na linguagem SQL, também são conhecidos como comandos imperativos, uma vez que são identificados por verbos SQL99: Definição na seção 2.2 DDL: Data Definition Language DML: Data Manipulation Language

3 2.1. DDL Data Definition Language ou Linguagem de Definição de Dados é a linguagem adotada para a criação das estruturas de armazenamento de dados, é composta por comandos para a criação de entidades relacionais, como: tabelas (relações); visões (views) que são relações ou um conjunto de relações pré-filtrado, também são chamadas de tabelas virtuais; regras de integridade referencial (constraints); índices. Comandos DDL não estão somente ligados a especificação de relações ou conjunto delas, permitindo também especificar certas informações sobre cada uma das entidades, como: Domínio dos valores de cada atributo. O domínio dos valores refere-se ao tipo de dado que poderá ser armazenado em determinado atributo da entidade do banco de dados; Regras de integridade. As regras de integridade referencial são utilizadas para definir certos contratos que uma relação deve obedecer; para receber ou atualizar dados; Conjunto de índices para manutenção de cada relação. Os índices são estruturas encarregadas de garantir a ordem lógica dos dados, sendo úteis para a localização de um determinado dado em uma relação; Restrições de segurança e autoridade sobre cada relação. O SGBD pode restringir o acesso à cada relação do sistema, determinado usuário, ou grupo de usuários, poderá apenas extrair dados de uma determinada relação, ou poderá apenas atualizar e não excluir dados [7] SQL Acrônimo de Structured Query Language, que significa Linguagem Estruturada de Consulta. Certamente a SQL tem representado o padrão para linguagens de banco de dados relacionais. [7] SEQUEL, como era chamada quando foi criada nos anos 70 nos laboratórios da IBM, foi evoluindo e teve o seu nome mudado para SQL. Várias versões surgiram com o passar do tempo. As principais versões foram: SQL-86, criada em 1986 quando duas organizações: American National Standard Institute (ANSI) e International Standards Organization (ISO) se juntaram e publicaram um novo padrão para SQL; SAA-SQL (Systems Application Architecture Database Interface), surgiu quando a IBM em 1987 publicou o seu próprio padrão; SQL-89, padrão revisado, também conhecido como SQL1. SQL-92, criada em 1992, devido a uma série de incompatibilidades com a entrada as SQL-89, novamente o padrão foi revisado, também conhecido como SQL2; SQL-99, criada em 1999, nova linha de SGBD s modernos, trazendo novidades como: conceitos objeto-relacional, gerenciamento de integridade, também foi conhecido como SQL3. SQL-2003, novos conceitos no gerenciamento de entidades objetorelacional, suporte a XML (extensible Markup Language).

4 Nenhum dos fabricantes de banco de dados oferece suporte total a versão final SQL-99, oferecem sim, suporte a um superconjunto de um subconjunto de comandos da SQL-92 e SQL-99 [2]. 3. Exemplos das diferenças de comandos DDL Nessa seção, será apresentado um comparativo entre as instruções utilizadas nos diferentes SGBD s, para realizar tarefas comuns. Cada instrução, ou conjunto de instruções é apresentado para cada tarefa. Ao final, tem-se uma idéia das diferenças nas instruções necessárias para cada operação Legenda e definições A seguir são mostradas informações relevantes ao ambiente onde os testes foram realizados: a tabela que foi utilizada para exemplificar os comandos DDL, os SGBD s e versões utilizadas. PostgreSQL [6] PostgreSQL 8.0 MS SQL Server MySQL [3] MySQL Sybase Sybase 12.0 Tabela 1. SGBD`s e as versões utilizadas no comparativo. MS SQL Server (SP4) A Figura1 mostra a representação gráfica de uma entidade que será utilizada nos exemplos. coluna1 coluna2 coluna3 coluna4 tabela_indice1 tabela_indice3 Figura 1. Tabela que será utilizada nos exemplos A Tabela 2 apresenta detalhes de cada atributo da entidade a ser criada. Tabela 2. Definição das colunas e dos índices a serem criados. Inteiro seqüencial e chave primária da tabela Texto variável de 200 caracteres no máximo Texto variável de 200 caracteres no máximo Texto variável de 200 caracteres no máximo Índice para agilizar buscas com os campos: coluna2 e coluna3 simultaneamente Índice que deve garantir que não tenha na tabela, o mesmo conjunto de dados coluna4, coluna3, coluna2 A tabela 3 apresenta um comparativo com os comandos necessários para criar as entidades (tabelas, índices e chaves) descritas na tabela 2.

5 Tabela 3. Comandos utilizados para criar a tabela. CREATE TABLE tabela ( coluna1 INTEGER UNSIGNED NOT NULL AUTO_INCREMENT, coluna2 VARCHAR(200) NULL, MySQL coluna3 VARCHAR(200) NULL, coluna4 VARCHAR(200) NULL, PRIMARY KEY(coluna1), INDEX tabela_indice1(coluna2, coluna3), UNIQUE INDEX tabela_indice2(coluna4, coluna3, coluna2) ); CREATE TABLE tabela ( coluna1 serial NOT NULL, PostgreSQL coluna2 VARCHAR(200) NULL, coluna3 VARCHAR(200) NULL, coluna4 VARCHAR(200) NULL, PRIMARY KEY(coluna1) ); create INDEX tabela_indice1 on tabela (coluna2, coluna3); create UNIQUE INDEX tabela_indice2 on tabela (coluna4, coluna3, coluna2); CREATE TABLE tabela ( coluna1 integer identity NOT NULL, MS SQL Server Sybase ); coluna2 VARCHAR(200) NULL, coluna3 VARCHAR(200) NULL, coluna4 VARCHAR(200) NULL, PRIMARY KEY(coluna1) create INDEX tabela_indice1 on tabela (coluna2, coluna3); create UNIQUE INDEX tabela_indice2 on tabela (coluna4, coluna3, coluna2); CREATE TABLE tabela ( coluna1 integer identity NOT NULL, coluna2 VARCHAR(200) NULL, coluna3 VARCHAR(200) NULL, coluna4 VARCHAR(200) NULL, PRIMARY KEY(coluna1) ) create INDEX tabela_indice1 on tabela (coluna2, coluna3) create UNIQUE INDEX tabela_indice2 on tabela (coluna4, coluna3, coluna2) No segundo exemplo, será realizada a seguinte seqüência de instruções: Remoção da coluna coluna4; Inserção da coluna coluna4; Alteração do tamanho da coluna4 de 200 para 250 caracteres; Definir a coluna coluna3 como NOT NULL

6 Tabela 4. Comandos utilizados para realizar a seqüência de instruções ALTER TABLE tabela DROP COLUMN coluna4; Sybase MS SQL Server PostgreSQL MySQL ALTER TABLE tabela ADD COLUMN coluna4 varchar(200); ALTER TABLE tabela MODIFY COLUMN coluna4 VARCHAR( 250 ); ALTER TABLE tabela MODIFY COLUMN coluna3 VARCHAR( 200 ) NOT NULL DEFAULT ; ALTER TABLE tabela DROP COLUMN coluna4; ALTER TABLE tabela ADD COLUMN coluna4 varchar(200); ALTER TABLE tabela ALTER COLUMN coluna4 TYPE varchar(250); ALTER TABLE tabela ALTER COLUMN coluna3 SET DEFAULT ; ALTER TABLE tabela ALTER COLUMN coluna3 SET NOT NULL; DROP INDEX tabela.tabela_indice2; ALTER TABLE tabela DROP COLUMN coluna4; ALTER TABLE tabela ADD coluna4 varchar(200) null; create UNIQUE INDEX tabela_indice2 on tabela (coluna4, coluna3, coluna2); ALTER TABLE tabela ALTER COLUMN coluna4 varchar(250); DROP INDEX tabela.tabela_indice1; DROP INDEX tabela.tabela_indice2; ALTER TABLE tabela ALTER COLUMN coluna3 VARCHAR(200) NOT NULL; create INDEX tabela_indice1 on tabela (coluna2, coluna3); create UNIQUE INDEX tabela_indice2 on tabela (coluna4, coluna3, coluna2); DROP INDEX tabela.tabela_indice2 ALTER TABLE tabela DROP coluna4 ALTER TABLE tabela ADD coluna4 varchar(200) null create UNIQUE INDEX tabela_indice2 on tabela (coluna4, coluna3, coluna2) ALTER TABLE tabela MODIFY coluna4 varchar(250) ALTER TABLE tabela MODIFY coluna3 VARCHAR(200) NOT NULL 4. Ferramenta Como é possível concluir após a avaliação dos resultados obtidos, mesmo operações simples apresentam diferenças entre as implementações de SGBD s. Com a diversidade de aplicações nas quais esses sistemas são utilizados é possível ter uma idéia da complexidade que pode ser encontrada por pessoas ou sistemas que devem interagir com as diferentes implementações. O presente estudo tem o objetivo de propor uma ferramenta que será disponibilizada na WEB e acessível através de um navegador/browser. A solução proposta tem como objetivo principal abstrair as diferenças entre os comandos DDL s oferecendo transparência na utilização de diferentes SGBD s para o usuário Proposta Para viabilizar a transparência na interação e a interoperabilidade necessária entre os diferentes SGBD s, a ferramenta criará uma camada que atuará como um interceptador dos comandos do usuário. Desta forma, o usuário passa a interagir com a camada auxiliar, que por sua vez, é o único componente do sistema que terá acesso ao SGBD.

7 As instruções fornecidas pelo usuário serão traduzidas para uma metalinguagem, que será interpretada pela camada auxiliar e convertida para a linguagem SQL do banco de dados de destino. A ferramenta poderá trabalhar de duas formas: Online, conectada ao SGBD, onde a própria ferramenta se encarrega de executar os scripts para a criação das entidades desejadas; Offline, onde a ferramenta gera os comandos DDL utilizando o dialeto SQL correspondente ao SGBD de destino e disponibiliza um arquivo para download. A responsabilidade de executar as instruções fica a car do usuário. Por se tratar de uma ferramenta que necessita de interação rápida e simples e um controle baseado em eventos, a aplicação seguirá as premissas do novo formato de aplicações web, a WEB [8], em conjunto com tecnologias como AJAX (Asyncronous Javascript And XML) [1], o que possibilitará uma navegação baseada em eventos, tanto do cliente como do servidor. Com o objetivo de obter uma maior usabilidade de códi será utilizada uma linguagem de programação orientada a objetos, provavelmente JAVA, que além de oferecer os benefícios do paradigma de orientação a objetos, permite uma maior portabilidade 6 da aplicação. Figura 2. Diagrama exemplificando o funcionamento da ferramenta. 5 WEB 2.0 Termo que define a web, como uma arquitetura, corresponde a uma série de recursos, tendências e tecnologias, que estão revolucionando a maneira como aplicações web são desenvolvidas. 6 Portabilidade Capacidade de um módulo ou programa de computador de ser utilizado em diferentes ambientes.

8 O diagrama de seqüência representado na Figura 2 mostra o envio de instruções, que poderiam ser digitadas ou criadas a partir da interface gráfica da ferramenta. Os comandos chegariam em metalinguagem, que seriam interpretados e convertidos para códi SQL de acordo com o banco de dados escolhido, essas seriam executadas no banco de destino que retornaria o resultado da operação. 5. Conclusão As diferenças nas implementações do suporte à linguagem SQL, além de forçar o desenvolvedor a aprender as peculiaridades de cada SGBD também faz com que os sistemas raramente possam ser migrados de forma transparente de um SGBD para outro, ocasionado problemas que podem prejudicar equipes que trabalham em ambientes mistos, compostos por mais de um banco de dados, ou até mesmo bancos de dados de diferentes versões. O presente estudo trouxe algumas dessas diferenças, estabelecendo um comparativo entre os principais SGBD s utilizados nos dias atuais. Ferramentas para a administração dos SBGD s baseadas em soluções web, existem em toda a parte e não são novidade, entre elas estão: o phpmyadmin [4] e o phppgadmin [5], interfaces que possibilitam a administração dos SGBD s MySQL e PostgreSQL respectivamente. O presente estudo oferece a idéia de conceber uma ferramenta web que permita administrar diferentes bancos de dados, com uma interface única e intuitiva para os usuários, sejam eles usuários menos experientes, avançados ou até mesmo especialistas, possibilitando uma solução simples e de grande aceitação, pela simplicidade de implementação. 6. Referências [1] GARRETT, J. J. (2005), Ajax:A New Approach to Web Applications. Disponível em Acesso em 22/05/2006. [2] Date, C. J. (2003), Introdução a Sistemas de Bancos de Dados, tradução da 8ª ed. Americana. [3] MYSQL (2006). MySQL 5.0 Reference Manual. Disponível em Acesso em 22/05/2006. [4] PHPMYADMIN (2005). phpmyadmin MySQL Database Administration Tool. Disponível em Acesso em 22/05/2006. [5] PHPPGADMIN (2005). What is phppgadmin. Disponível em Acesso em 22/05/2006. [6] POSTGRESQL (2006). PostgreSQL: Documentation: Manuals: PostgreSQL 8.0: PostgreSQL Documentation. Disponível em Acesso em 22/05/2006. [7] Silberchatz, A.; Korth, H.; Sudarshan S. (1999), SISTEMA DE BANCO DE DADOS, 3ªed. [8] WIKIPEDIA the free encyclopedia (2006). Web 2.0. Disponível em Acesso em 22/05/2006.