Muchos especialistas han creado proyectos basados en SQL, incluso sin saber qué o cómo funciona el motor de base de datos SQL. Esto se debe a que sin saber cómo funciona podemos crear y acceder a bases de datos usando cualquier programa que soporte este lenguaje de programación. A continuación te explicamos cómo funciona el motor de base de datos SQL, de acuerdo con una explicación de Vijay Singh Khatri.
¿SQL es un lenguaje de programación o de query?
Con SQL podemos usar indistintamente el lenguaje de consulta y de programación. Muchos desarrolladores se refieren a SQL como un lenguaje de programación peculiar, porque el motor SQL contiene dos componentes compilador y el compilador de máquina vertical.
El compilador procesa los comandos de consulta en procedimientos y la máquina virtual ejecuta esos procedimientos. El concepto del SQL engine, compilando y ejecutando el SQL query, lo hace un lenguaje de programación.
¿Por qué usar SQL si cualquier lenguaje de programación puede crear un programa de operaciones CRUD?
Es correcto, podemos usar cualquier lenguaje de programación para crear un programa que ejecute operaciones CRUD (Create Read Update and Delete) simples. Pero cuando se trata de consultas complejas para eso en el lenguaje de programación, tenemos que escribir cientos de líneas para las pocas líneas equivalentes de SQL.
Visión general de SQL
SQL significa Structured Query Language (lenguaje de consulta estructurada), el cual puede referirse como lenguaje de programación o lenguaje de consulta. El objetivo principal de SQL es interactuar con la base de datos relacional en la que se almacenan de forma tabular. SQL puede administrar una gran cantidad de datos, especialmente si los datos se escriben simultáneamente y si se tienen muchas transiciones sobre esos datos.
Cuando el usuario utiliza SQL para la administración de datos, éste obtiene la habilidad de realizar datos CRUD entre la base de datos. Existen varios sistemas de administración de bases de datos relacionales (DBMS por sus siglas en inglés), como MySQL, SQLite, Postgres SQL, entre otros, y todos ofrecen el mismo tipo de características.
Existen algunas terminologías en bases de datos como servidor de base de datos, motor de base de datos, o sistema de administración de la base de datos. En la bases de datos, podemos usar indistintamente estas tres terminologías para no confundirnos cuando decimos motor SQL o servidor de SQL, todos son iguales.
¿Qué es un motor SQL?
Un motor SQL es un tipo de software que recopila e interpreta comandos SQL para que se puedan realizar las operaciones apropiadas en la base de datos relacional. El objetivo del motor SQL es crear, leer, actualizar y eliminar datos (CRUD) de una base de datos.
Un motor SQL o un motor de base de datos del servidor SQL incluye dos componentes principales: un motor de almacenamiento y un procesador de consultas. Actualmente, algunos DMBS de SQL modernos contienen más de un motor de almacenamiento. Existen muchos tipos de motores SQL y todos tienen una arquitectura diferente, pero solían realizar el mismo objetivo que incluye operaciones CRUD en la base de datos y muchas otras características.
SQL ha cubierto una gran parte del mercado en línea y muchas empresas utilizan sus sistemas SQL para el procesamiento de transacciones y el procesamiento analítico en línea.
¿Cómo funciona el motor de base de datos SQL?
En la superficie, todos sabemos que el compilador de SQL compila la consulta y la máquina virtual ejecuta la consulta compilada. Ahora veremos cómo funciona el motor de base de datos.
SQL tiene muchas etapas en las que el proceso de compilación y ejecución de consultas se llevan a cabo. Cada motor de base de datos SQL tiene dos componentes principales: compilador y máquina virtual para ejecutar consultas. Donde el compilador lee la consulta y la convierte en un código de bytes apropiado. Luego ese código de bytes es evaluado por la máquina virtual y luego se le da una respuesta adecuada al cliente.
Etapas principales de la ejecución completa de una consulta:
- Compilación (análisis, controles y semántica)
- Unión
- Optimización
- Ejecución
Compilación – análisis
Es parte del proceso de compilación, y al compilar el análisis, la instrucción de consulta se tokeniza en palabras individuales y cláusulas apropiadas.
Compilar – verificar – semántica
La compilación de semánticas verifica la validación de la declaración y la compara con el catálogo del sistema. Esta etapa de compilación verifica si la consultas es válida o no, también valida la autoridad del usuario para ejecutar la declaración.
Compilación – unión
Crea la representación binaria correspondiente para la instrucción de consulta ingresada. Todos los motores del servidor tienen este estado de compilación donde se genera el código de bytes. En esta etapa de compilación, la declaración se ha compilado y ahora se enviará al servidor de la base de datos para su optimización y ejecución.
Optimización
Optimiza el mejor algoritmo para el código de bytes. Esta característica también se conoce como Query Optimizer o Rational Engine.
Ejecución
La máquina virtual obtiene el código de bytes optimizado y lo ejecuta.
Nota: El proceso de compilación de análisis no requiere ningún permiso de la base de datos, lo que lo convierte en la etapa de procesamiento más rápida de la compilación.
Conversión SQL de datos a tabla
SQL se escribió en C y utiliza un principio de árbol binario que hace que los datos entrantes se almacenen en filas y columnas. En la estructura de árbol binario tenemos varias ramas que siguen apuntando al nuevo elemento de datos. La misma estructura es seguida por la base de datos SQL en la que los datos se convierten en tablas donde cada columna y fila de datos apuntan entre sí.
Resumen de cómo funcionan los motores de base de datos SQL
Los motores de base de datos SQL procesan la consulta en varias etapas. El procesamiento de la consulta puede variar de un DBMS relacional a otro. En la primera etapa, la consulta se analiza y se convierte en un formato compatible, como JASON. Luego otro proceso de compilación que verifica la semántica del archivo analizado se lleva a cabo. En la última etapa de la compilación, el archivo analizado se convierte en el código de bytes correspondiente.
El segundo paso es la optimización. Aquí los algoritmos apropiados, como la clasificación, la búsqueda, entre otros, se aplican al código de bytes. Al final, la máquina virtual ejecuta el código y proporciona al cliente el resultado adecuado.
¿Qué es un motor de almacenamiento de SQL Server?
Es un software que se utiliza para realizar la operación CRUD entre el disco y la memoria.
En conclusión, necesitamos un motor de base de datos SQL para crear un entorno de base de datos SQL. Y para construir el motor de base de datos, a menudo usamos lenguajes de programación como C++ o C porque dan control al usuario sobre la administración de memoria.
