SQL چیست و چه کاربردی دارد؟

تقریبا همه مشاغل از استارتاپ‌ها گرفته تا شرکت‌های چند صد میلیون دلاری، همه آن‌ها از داده‌ها برای اجرای عملیات سازمانی خود استفاده می‌کنند. کسب و کارها این داده‌ها را با استفاده از پایگاه‌های داده مدیریت می‌کنند. مسئول مدیریت پایگاه داده یک توسعه‌دهنده SQL است. SQL به جای اینکه یک زبان برنامه‌نویسی برای ساخت وب‌سایت‌ها، اپلیکیشن‌ها یا نرم‌افزارها باشد، یک زبان پرس‌وجو است که ذخیره، بازیابی، تغییر و به‌روزرسانی اطلاعات را در پایگاه‌های داده امکان‌پذیر می‌کند. در این مقاله از بلاگ آسا به طور کامل در مورد اینکه SQL چیست و چه کاربردهای دارد، صحبت می‌کنیم.

SQL چیست؟

داده‌ها بخش اصلی بسیاری از برنامه‌های کاربردی وب و اپلیکیشن‌های تلفن همراه هستند. به‌عنوان مثال، برنامه‌ای مانند فیس‌بوک اطلاعات کاربران از جمله اطلاعات مربوط به دوستان و پست‌های او را در پایگاه داده خود نگه می‌دارد. نگهداری این داده‌ها نیازمند یک سیستم پایگاه داده است. SQL یک زبان برنامه‌نویسی است که برنامه‌نویسان را قادر می‌سازد از طریق آن داده‌ها را مدیریت کنند.

SQL مخفف Structured Query Language، به معنای «زبان پرس‌وجو (جستجو) ساختاریافته» و زبانی است که امکان ارتباط با پایگاه‌های داده را برای مدیریت تمام داده‌های موجود در آن‌ها فراهم می‌کند. SQL از یک رویکرد ساختاریافته برای کار با پایگاه‌های داده و جستجو در آن‌ها استفاده می‌کند. بااین‌حال، SQL زبانی مانند جاوا یا C++ نیست، بلکه یک زبان نسل چهارم (۴GL) در نظر گرفته می‌شود؛ درحالی‌که جاوا و C++ زبان‌های نسل سوم (۳GL) هستند.

تاریخچه زبان Sequel

زبان SQL برای اولین بار در اوایل دهه ۷۰ میلادی توسط محققان IBM، «ریموند بویس» و «دونالد چمبرلین» توسعه یافت. SQL در ابتدا زبان کدگذاری SEQUEL نامیده می‌شد که برای دستکاری و بازیابی داده‌ها در سیستم مدیریت پایگاه داده IBM طراحی شده بود. در اواخر دهه ۷۰ میلادی، شرکت Relational Software, Inc (اوراکل فعلی) یک نسخه جدید از SQL را پیاده‌سازی کرد.

سپس در سال ۱۹۸۶ میلادی، مؤسسه استانداردهای ملی آمریکا (ANSI) و سازمان بین‌المللی استاندارد (ISO) یک تعریف استاندارد از SQL را پذیرفتند. از آن زمان تاکنون با معرفی استانداردهای جدید SQL، پیشرفت‌ها و ویژگی‌های جدیدی وارد این زبان شده است. در حقیقت، بین سال‌های ۱۹۸۶ تا ۲۰۲۳، حدود ۱۰ استاندارد SQL ایجاد شدند تا این زبان به کامل‌ترین نسخه خود تبدیل شود.

ویژگی‌های مهم SQL

SQL با ویژگی‌هایی که دارد، به متخصصان این امکان را می‌دهد تا ساختارهای پایگاه داده و اطلاعات ذخیره شده در آن‌ها را مدیریت کنند. ویژگی‌های اصلی عبارتند از:

• پرس‌وجو از پایگاه‌های داده برای بازیابی اطلاعات جهت استفاده
• ایجاد، تغییر و حذف جداول در پایگاه داده
• افزودن، تغییر و حذف اطلاعات در پایگاه داده
• کنترل دسترسی به داده‌ها یا محدود کردن کاربران براساس نقش‌های خاص
• سازگاری و یکپارچگی داده‌ها با محدود کردن ورود اطلاعات

ابزارهای مدیریت SQL

کاربران SQL می‌توانند با ابزارهای مختلف پایگاه داده خود را مدیریت کنند. این ابزارها کارهایی مانند کدنویسی و قواعد نحوی (Syntax) را فراهم می‌کنند. بسیاری از ابزارهای مدیریتی همچنین نمایش گرافیکی زیرساخت SQL را ارائه می‌دهند که استفاده از آن‌ها را نسبتا آسان می‌کند. در ادامه به چند نمونه رایج اشاره می‌کنیم:

• MySQL Workbench: رابط بصری برای کار با پایگاه‌های داده، سازگار با لینوکس، macOS و ویندوز
• JetBrains DataGrip: تکمیل کد، قواعد نحوی و ارائه راه‌حل‌هایی پیشنهاد برای مدیریت پایگاه داده
• Microsoft SQL Server Management Studio: برای مدیریت پایگاه‌های داده با ویرایشگرهای اسکریپت و ابزارهای گرافیکی

نحوه استفاده از Sequel

یک برنامه ممکن است به زبانی مانند Python، PHP یا Ruby کدنویسی شود، اما پایگاه‌های داده براساس این زبان‌ها پیکربندی نشده‌اند. پایگاه‌های داده فقط کدهای Sequel را درک می‌کنند. زبان SQL مانند سایر زبان‌های برنامه‌نویسی، نشانه‌گذاری خاص خود را دارد. این موضوع باعث می‌شود برنامه‌نویس قبل از اینکه بتواند به طور موثر از آن استفاده کند، نشانه‌گذاری SQL را یاد بگیرد. علاوه بر نشانه‌گذاری، یکی دیگر از ویژگی‌های منحصربه‌فرد برنامه‌نویسی پایگاه داده، مفهوم جداول است. یک پایگاه داده ممکن است به صورت تعدادی از جداول نمایش داده شود. هر جدول تعداد ستون‌ها و ردیف‌های مخصوص به خود را دارد و مجموعه‌ای از داده‌ها را نشان می‌دهد.

عناصر زبان SQL

ساختار کد SQL از عباراتی تشکیل شده است که با یک کلمه کلیدی یا دستور شروع می‌شود. عناصر اصلی این زبان عبارتند از:

• کلمات کلیدی: کلماتی مانند ADD، JOIN، VIEW و … که برای انجام عملیات مختلف در پایگاه داده استفاده می‌شوند.
• شناسه‌ها: نام اشیاء در پایگاه داده مانند جداول، نماها، نمایه‌ها، ستون‌ها و … را مشخص می‌کنند.
• عبارات: نماد یا رشته‌ای از نمادهاست که عملیات ریاضی را روی داده‌ها انجام می‌دهد.
• جستجوی شرطی: برای انتخاب زیرمجموعه‌ای از ردیف‌ها از جدول استفاده می‌شود. این شروط به شما این امکان را می‌دهند که عبارات IF را برای تعیین درست یا نادرست بودن یک شرط در یک ردیف خاص یا گروهی از ردیف‌ها ایجاد کنید.
• انواع داده: همان‌طور که از نام آن پیداست، به نوع داده‌ای که در هنگام ایجاد جدول در داخل هر ستون ذخیره می‌شود، اشاره دارد. نوع داده می‌تواند شماره، تاریخ و زمان و اسم و … باشد.
• تهی (NULL): از تهی یا Null برای تعیین مقدار ناشناخته یا گم شده استفاده می‌شود.
•  کامنت‌ها: بخش‌های مربوط به عبارات SQL را توضیح می‌دهد.

لیست دستورات SQL

هنگام کار با پایگاه داده، یک برنامه‌نویس SQL ممکن است به دستورات زیر نیاز داشته باشد:

• CREATE DATABASE: برای ایجاد پایگاه داده
• CREATE TABLE: برای ایجاد جدول
• SELECT: برای یافتن یا استخراج برخی از داده‌ها از پایگاه داده
• UPDATE: انجام تنظیمات و ویرایش داده‌ها
• DELETE: برای حذف برخی از داده‌ها
• DROP: برای حذف جداول و پایگاه‌های داده
• INSERT INTO: برای درج داده‌های جدید در پایگاه داده

این موارد جزو ساده‌ترین و ابتدایی‌ترین دستورات SQL هستند و هرچه پایگاه داده پیچیده‌تر باشد، شما به عنوان برنامه‌نویس باید از دستورات بیشتری استفاده کنید. از دستورات Sequel برای نوشتن پرس‌وجوها (Queries) استفاده می‌شود؛ پرس‌وجوهایی که به شما امکان مدیریت داده را در پایگاه‌های داده می‌دهند. به‌عبارت‌دیگر، وقتی این دستورات را در یک سیستم پایگاه داده وارد می‌کنید، سیستم دستورات را تفسیر کرده و آن‌ها را پردازش می‌کند. نتیجه نهایی می‌تواند برای مثال یک رکورد جدید در پایگاه داده یا ایجاد یک پایگاه داده جدید باشد.

در اینجا چند نمونه Sequel از پرس‌وجو آورده شده‌اند:

CREATE DATABASE name_of_a_database - creates a database;
CREATE TABLE name_of_a_table (
column1 data_type,
column2 data_type,
columnX data_type );

اولین خط پرس‌وجو در نمونه بالا مسئول ایجاد یک پایگاه داده جدید است. به‌عنوان‌مثال، برنامه‌ای مانند فیس‌بوک ممکن است برای هر یک از موارد زیر یک پایگاه داده داشته باشد:

• کاربران: این پایگاه داده تمام اطلاعات مربوط به پروفایل کاربران را ذخیره می‌کند.
• علایق: این پایگاه داده تمام علایق مختلف را در خود دارد که می‌توان از آن‌ها برای ردیابی علایق کاربران استفاده کرد.
• مکان‌های جغرافیایی: این پایگاه داده تمام شهرهای سراسر جهان را که کاربران فیس‌بوک در آن‌ها زندگی می‌کنند را در خود جای می‌دهد.

کاربردهای SQL در صنایع

بیایید به برخی از صنایعی که بیشترین استفاده را از SQL دارند بپردازیم:

• بانکی: زبان SQL در صنعت مالی، برنامه‌های بانکی و پردازشگرهای پرداخت مانند Stripe، داده‌های مربوط به تراکنش‌های مالی و اطلاعات کاربران را ذخیره و اجرا می‌کند. در پشت پرده این فرایندها یک پایگاه داده پیچیده وجود دارد که با SQL کار می‌کند.
• سرگرمی: پلتفرم‌های موسیقی مانند Spotify و Pandora نیز پایگاه‌های داده بزرگی دارند. پایگاه‌های داده Sequel به این برنامه‌ها کمک می‌کنند تا کتابخانه‌های وسیعی از فایل‌های موسیقی و آلبوم‌های هنرمندان مختلف را ذخیره کنند.
• چندرسانه‌ای: شبکه‌های اجتماعی نیز داده‌های زیادی دارند. اپلیکیشن‌هایی مانند اینستاگرام و اسنپ‌چت از SQL برای ذخیره اطلاعات پروفایل کاربر مانند بیو (Bio) و موقعیت مکانی استفاده می‌کند.
• خرده‌فروشی: شرکت‌های خرده‌فروشی از پایگاه‌های داده برای مدیریت موجودی، بازیابی اطلاعات فروش برای محصولات، به‌روزرسانی اطلاعات پس از خرید یا فروش و … استفاده می‌کنند.
• درمانی: مراکز فعال در حوزه مراقبت‌های بهداشتی حجم زیادی از اطلاعات را دارند که باید از طریق پایگاه داده بیمارستانی مدیریت شوند. این مراکز اغلب نیاز به بازیابی و به‌روزرسانی سوابق بیماران، ایجاد گزارش در مورد جمعیت‌شناسی یا شرایط پزشکی بیماران و … دارند.
• بازاریابی: شرکت‌های بازاریابی به ذخیره و تجزیه‌وتحلیل داده‌های مشتری برای کمپین‌های بازاریابی، بررسی رفتار خرید، به‌روزرسانی پروفایل‌های مشتری بر اساس تعاملات و بازخوردها و … نیاز خواهند داشت.

کاربردهای SQL در پایگاه داده

درحالی‌که SQL در درجه اول برای مدیریت و پرس‌وجو از پایگاه‌های داده استفاده می‌شود، اما کاربردهای گسترده‌تری دارد. در ادامه به موارد استفاده از SQL در پایگاه داده اشاره می‌کنیم:

• عملیات پایگاه داده: می‌توان از پرس‌وجوهای SQL برای بازیابی داده‌های خاص از پایگاه‌های داده بر اساس معیارهای تعریف شده استفاده کرد. با استفاده از دستورات SQL رکوردها را در پایگاه داده به‌روز یا حذف کنید.
• تحلیل و گزارش داده‌ها: توابع انبوه در SQL (به‌عنوان‌مثال، AVG، SUM) به شما امکان تجزیه‌وتحلیل و خلاصه کردن داده‌ها را می‌دهند. همچنین می‌توان داده‌ها را بر اساس معیارهای خاصی گروه‌بندی کرد.
• ادغام با زبان‌های برنامه‌نویسی: می‌توانید SQL را با زبان‌های برنامه‌نویسی مانند پایتون، جاوا یا سی شارپ ترکیب کنید تا بتوانید از درون برنامه‌ها با پایگاه‌های داده تعامل برقرار کنید.
• یادگیری ماشینی: SQL را می‌توان برای پیش‌پردازش و پاک‌سازی داده‌ها قبل از وارد کردن آن‌ها به الگوریتم‌های یادگیری ماشین استفاده کرد. پرس‌وجوهای SQL همچنین می‌توانند ویژگی‌های جدیدی ایجاد کنند یا موارد موجود را برای بهبود عملکرد تغییر دهند.
• توسعه وب: SQL برای توسعه Backend کاربرد دارد و اغلب همراه با فریم‌ورک‌های توسعه وب (مانند Django یا Ruby on Rails) برای تعامل با پایگاه‌های داده استفاده می‌شود.

مشاغل حوزه SQL و مهارت‌های مورد تقاضا

SQL یکی از پرتقاضاترین مهارت‌ها در میان تمام مشاغل در حوزه داده است که ۴۲.۷ درصد از تمام آگهی‌های شغلی در این حوزه را شامل می‌شود. علاوه بر شغل اختصاصی توسعه‌دهنده SQL، برخی از مشاغلی که به مهارت‌های SQL نیاز دارند عبارتند از:

• مدیر پایگاه داده: از ذخیره، سازماندهی و مدیریت داده‌ها مطمئن می‌شود تا بازیابی سریع و دقیق آن‌ها آسان‌تر شود.
• مهندس پایگاه داده: مسئول برنامه‌ریزی، ایجاد و مدیریت پایگاه داده برای یک شرکت خاص است.
• تحلیلگر داده: حجم عظیمی از داده‌ها را بررسی می‌کند تا اطلاعات مهم تجاری را از آن‌ها استخراج کند.
• تحلیلگر یا مهندس هوش تجاری: داده‌هایی را که برای اتخاذ تصمیمات تجاری مهم استفاده می‌شوند، تجزیه‌وتحلیل می‌کند.
• کارشناس تست یا QA: باگ‌های نرم‌افزار را پیدا، بررسی و گزارش می‌کنند. آن‌ها باید برای تایید درستی عملکرد پایگاه‌های داده به SQL مسلط باشند.
• مهندس نرم‌افزار: بسیاری از مهندسان نرم‌افزار به طور مستقیم یا غیرمستقیم با پایگاه‌های داده کار می‌کنند، به همین خاطر داشتن دانش SQL برای آن‌ها ضروری است.

یادگیری زبان اسکیوال چقدر طول می‌کشد؟

اگر قبلا زبان‌های برنامه‌نویسی دیگری را یاد گرفته‌اید، پس برای یادگیری اصول اولیه SQL در عرض چند هفته مشکلی نخواهید داشت. اگر در برنامه‌نویسی کاملا تازه‌کار هستید، گذراندن یک آموزش SQL ممکن است کمی بیشتر طول بکشد. بهترین راه برای یادگیری SQL و تسریع در یادگیری این زبان، کار روی پروژه‌های واقعی است.

هنگامی‌که اصول اولیه را یاد گرفتید، یک پروژه کوچک را پیدا کنید، سپس کد آن را بنویسید. برای مثال می‌توانید پایگاه داده‌ای ایجاد کنید که مجموعه آهنگ‌های شما را سازماندهی کند. همچنین می‌توانید یک برنامه وب کوچک بنویسید که به یک سیستم پایگاه داده مانند MySQL یا PostgreSQL متصل می‌شود.

همان‌طور که دانش خود را در SQL افزایش می‌دهید، به تدریج وارد پروژه‌های بزرگ‌تر شوید. تمرین روزانه کدنویسی و مرور دوره‌های آموزشی بیشتر مهارت‌های شما را خیلی سریع بهبود می‌بخشند. هنگام درخواست برای استخدام در یک موقعیت شغلی باید حداقل یک پروژه موفق انجام داده باشید. این موضوع ثابت می‌کند که شما مهارت‌های اساسی مانند ایجاد پایگاه داده، اتصال آن به برنامه و عملیات (ورودی، ویرایش، خروجی) داده‌ها بلد هستید.

کلام آخر

مدیریت پایگاه داده حوزه بزرگی در بخش فناوری اطلاعات است. پایگاه‌های داده تقریبا یک مولفه ضروری و یکی از زیرساخت‌های مهم هر کسب‌وکاری هستند. یادگیری استفاده از زبان پرس‌وجو ساختاریافته یا SQL مفاهیم و ابزارهایی را برای مدیریت داده‌ها در اختیار شما قرار می‌دهد. سازمان‌های امروزی برای به حداکثر رساندن پتانسیل خود به این داده‌ها نیاز دارند.

منابع:

www.aws.amazon.com

www.geeksforgeeks.org